建筑施工机械4常用机器零件和部件幻灯片.ppt

1,主 编：高文安 杨 庚副主编：陈建军 马晋芳 贾 瑜,4 常用机械零件和部件,建筑施工机械（第2版）,JIAN ZHU SHI GONG JI XIE,2,4.1 联接,1,4 常用机械零件和部件,目 录,3,【知识目标】掌握螺纹联接、键联接、花键联接和销联接的基本类型和用途；了解轴的分类、材料和结构；了解滑动轴承和滚动轴承的结构、特点及应用；熟悉联轴器、离合器和制动器的种类和应用；了解减速器的类型、结构和应用。【能力目标】能正确选择螺纹联接、键联接、花键联接和销联接；能正确选用滑动轴承和滚动轴承；具有合理使用联轴器、离合器、制动器和减速器的能力。,4 常用机械零件和部件,4,4.1 联接,4.1 联接,5,螺纹联接是利用螺旋副自锁特性进行联接的。这种联接方式装拆方便，不必破坏螺纹零件或被联接件，便可将联接拆开。螺纹联接通常采用三角形螺纹。最常用的普通螺纹已经标准化，其牙形角为60。同一公称直径的普通螺纹，按其螺距大小不同可分为粗牙螺纹和细牙螺纹两种。粗牙普通螺纹用得较多。,4.1.1 螺纹联接,4.1 联接,6,1.螺纹联接的基本类型（1）螺纹联接图4.1（a）所示是普通螺纹联接，被联接件只钻通孔，不切螺纹，螺栓杆部与孔之间有间隙，靠预紧力产生的摩擦力抵御外载荷。图4.1（b）所示是配合螺栓联接，螺栓杆部与孔之间紧密结合，靠螺栓杆承受剪切和挤压抵御外载荷。,4.1 联接,7,图4.1 螺栓联接,4.1 联接,8,（2）双头螺柱联接如图4.2所示，双头螺柱的两端有螺纹，一端螺纹紧固在被联接件中，另一端穿过另一被联接件的孔，用螺母拧紧。适用于被联接件之一太厚或必须采用盲孔、不能用螺栓联接的场合。,图4.2 双头螺柱联接,4.1 联接,9,（3）螺钉联接如图4.3所示，螺钉联接是直接把螺钉的螺纹部分穿过一个被联接件的孔，拧入另一个被联接件的螺纹孔中，它适用于不需要经常拆装的场合。,图4.3 螺钉联接,4.1 联接,10,（4）紧定螺钉联接如图4.4所示，把紧定螺钉拧入一被联接件的螺纹孔中，其末端顶住另一被联接件表面的凹坑中，固定两零件相对位置，并传递不大的力或力矩。,图4.4 紧定螺钉联接,4.1 联接,11,2.螺栓联接的防松三角形螺纹的升角=1.53.5，具有自锁性，在有静载荷和温度不变的条件下，不会自行松脱。但在冲击、振动或温度变化很大时，必须考虑防松。表4.1介绍了几种常用的防松方法。（祥见课本73页74页）,4.1 联接,12,键联接主要用来实现轴和轴上零件之间的周向固定，以传递转矩。有的键还兼有轴向固定作用。键可分为平键、半圆键、楔键、切向键等几大类。目前键已经标准化，通常都是先选择键的类型，再进行强度核验。1.平键联接平键是用两个侧面为工作面来作周向固定和传递转矩的。平键按用途分为普通平键、导向平键和滑键三种。,4.1.2 键联接,4.1 联接,13,普通平键的端部形状可制成圆头（A型）、方头（B型）或单圆头（C型），如图4.5所示。,图4.5 普通平键联接,4.1 联接,14,导向平键用螺钉固定在轴上，轮毂在轴上沿轴向移动，如图4.6所示。,图4.6 导向平键联接,4.1 联接,15,滑键与轮毂相联，键随轮毂沿轴上的键槽滑动，适用于移动距离大的场合，如图4.7所示。,图4.7 滑键联接,4.1 联接,16,2.半圆键联接半圆键能在轴的键槽中摆动，以适应轮毂槽底部的斜度，尤其适合锥形轴端联接，如图4.8所示。,图4.8 半圆键联接,4.1 联接,17,3.楔键联接楔键的上下面为工作面，如图4.9所示，其上表面和轮毂槽底面均有1100的斜度。楔键打入键槽后，工作面上产生很大的预紧力N，工作时靠摩擦力N（其中为摩擦系数）来传递转矩，并承受单向轴向力，可以使零件单向轴向固定。楔键破坏了轴和轮毂的同心度，适用于精度要求不高的联接。楔键分为普通楔键和钩头楔键，钩头是为了拆键方便。,4.1 联接,18,图4.9 楔键联接,4.1 联接,19,4.切向键切向键是由两个1100的楔键组成的，其窄面为工作面，如图4.10所示。切向键工作时靠工作面的挤压力N产生的摩擦力N传递转矩。切向键只能传递单方向转矩。当需要传递双向转矩时，应装两个切向键，并分布成120135。,4.1 联接,20,图4.10 切向键联接,4.1 联接,21,花键由轴和轮毂孔上多个键齿组成，齿的侧面是工作面，如图4.11所示。花键联接比平键联接有较高的承载能力，具有较好的对中性和导向性，适用于载荷大、定心精度要求高的静联接或动联接，但需专门设备加工。花键联接在汽车、拖拉机、建筑机械和机床制造业中已被广泛采用。,4.1.3 花键联接,4.1 联接,22,图4.11 花键联接,4.1 联接,23,根据齿形不同，花键可分为矩形花键（图4.12（a）、渐开线花键（图4.12（b）和三角形花键（图4.12（c）三种。矩形花键根据承受载荷能力不同，分为轻、中、重三种系列。根据定心方法不同，又可分为外径定心、内径定心和齿侧定心三种。,图4.12 花键类型,4.1 联接,24,销联接的主要用途是固定零件之间的相互位置，起定位作用。也可用于轴和轮毂的联接或其他零件的联接，传递转矩或不大的载荷。亦可用于安全装置中过载时被切断的元件。销的基本形式分为普通圆柱销（图4.13（a）和普通圆锥销（图4.13（b）两种。圆柱销不宜常拆，否则影响定位精度。圆锥销多次装拆对定位精度影响不大。,4.1.4 销联接,4.1 联接,25,图4.13 销的基本形式,4.1 联接,26,销还有一些特殊形式，如内螺纹圆柱销（图4.14（a）、内螺纹圆锥销（图4.14（b）、螺尾锥销和开尾的圆锥销（图4.14（c）等。销已标准化，销的材料多为35、45钢。,图4.14 销的特殊形式,4.1 联接,27,4.2 轴,4.2 轴,轴是机械装置中的重要零件之一，其功用是支持旋转零件及传递运动和转矩。,28,按承受载荷不同，轴可以分为三类。1.心轴只受弯曲作用，不受转矩作用的轴称为心轴。轴固定不转动称为固定心轴。轴转动称为转动心轴，如图4.15所示的火车轮轴。,4.2.1 轴的分类,4.2 轴,29,图4.15 火车轮轴,4.2 轴,30,2.传动轴只受转矩作用，不受弯曲作用或受弯曲作用很小的轴称为传动轴。图4.16所示为汽车变速箱与后桥之间的传动轴。,图4.16 传动轴,4.2 轴,31,3.转轴既受转矩作用，又受弯曲作用的轴称为转轴，如图4.17所示的减速箱输入轴。机械传动中多数轴属于转轴。,图4.17 转轴,4.2 轴,32,按轴的几何形状不同，轴可分为直轴、曲轴和挠性轴。曲轴应用于回转运动和往复直线运动互相转换的机构中，如内燃机、冲床、钢筋切断机等机械。挠性轴具有良好的挠曲性，用于混凝土振捣器、下水管道疏通器等传动。轴的截面多为圆形，轴的全长上直径都相等的直轴称为光轴。为使轴上零件定位可靠、装拆方便，常使各段直径不等，由轴两端向中间逐步增大，制成阶梯轴。阶梯轴在机械中应用广泛。建筑机械上多数轴为实心轴。但为满足工作上的特殊需要，也可以制成空心轴。,4.2 轴,33,轴的常用材料是碳素钢、合金钢和球墨铸铁。1.碳素钢常用的优质碳素结构钢有30、40、45、50钢等，其中45钢应用最多，并经过热处理提高其机械性能。受力较小或不重要的轴可用普通碳素结构钢。,4.2.2 轴的材料,4.2 轴,34,2.合金钢常用的合金钢有40Cr、30MnB、20Cr等，一定要经过热处理才能发挥其优良的特性。合金钢适用于载荷大，要求尺寸小、质量轻、耐磨性较高的场合。结构和尺寸相同的情况下，采用合金钢比碳素钢更能提高轴的强度，热处理性能也较好。3.球墨铸铁形状复杂的曲轴和凸轮轴可用球墨铸铁制造。它具有价廉，吸振性、耐磨性好，能浇铸成比较复杂的形状等优点。,4.2 轴,35,影响轴的结构的因素很多，如轴的受载情况，轴上零件的尺寸、布置及固定方式，轴承的类型和数量，轴上零件的装拆工艺性及轴的加工工艺性等。轴的结构设计应满足的基本要求是：（1）轴的载荷分布合理，有利于节约材料和减轻质量。（2）保证轴和轴上零件定位准确，固定牢靠。（3）使轴便于加工，轴上零件便于装拆。（4）避免阶梯处出现尖角，尽量减小应力集中。（5）各段长度和直径要合理。,4.2.3 轴的结构,4.2 轴,36,轴的结构设计就是要确定轴的形状、尺寸、轴上零件所在位置及其固定方法。轴主要由轴颈、轴头和轴身三部分组成。轴和轴承配合的部分称为轴颈，轴上安装轮毂的部分称为轴头，联接轴颈和轴头的部分称为轴身。,4.2 轴,37,4.2.3.1 轴上零件的固定1.轴上零件的轴向固定为防止轴上零件作轴向移动，要对零件作轴向固定。常用的固定方式有：（1）轴肩固定轴肩可以实现单方向固定（2）圆螺母固定当轴上两零件距离较远，无法采用套筒时，可在轴上车制螺纹，装圆螺母起固定作用（3）套筒固定当轴上两零件距离较近时用套筒固定,4.2 轴,38,（4）轴端挡圈仅用于轴端零件固定（5）其他轴向固定弹性挡圈、螺钉锁紧挡圈等仅适用于轴向力较小的场合。（祥见课本79页80页）为了使套筒、圆螺母及轴端挡圈能靠紧零件端面，使零件不会轴向窜动，应使装零件的轴段长度比零件轮毂宽度短23mm。2.轴上零件的周向固定为防止轴上零件与轴产生相对转动，要对零件作周向固定。常用的周向固定方式有键联接、花键联接、轴与零件的过盈配合等。当传递转矩较小时，可采用紧定螺钉或销钉。,4.2 轴,39,4.2.3.2 轴的结构工艺性轴颈的直径应按轴承内径系列选取，轴头的直径应与轴上所装零件轮毂内径一致，应符合标准直径系列。轴上若有螺纹或花键，应符合其标准。轴上各段长度，根据轴上零件的宽度和它们之间的相互位置决定。轴上各装零件处的圆角应小于零件孔的倒角或圆角，以保证零件端面与轴肩贴合，如表4.2(1)所示（祥见课本79页）。,4.2 轴,40,轴端应有倒角，以利装配。较大过盈配合处的轴段的一端应制成锥形结构，如图4.18所示。,图4.18 轴的装配锥度,4.2 轴,41,需磨削加工表面时，轴肩处设置砂轮越程槽，如图4.19所示。,图4.19 砂轮越程槽,1砂轮越程槽；2砂轮,4.2 轴,42,需车螺纹处应符合螺纹标准，并在螺纹根部留有退刀槽，如图4.20所示。,图4.20 螺纹退刀槽,1退刀槽；2螺纹车刀,4.2 轴,43,应根据已知轴上装有哪些传动件和传动件上的载荷、转速等条件，设计轴的结构支承方式，最后进行强度验算。其步骤如下：（1）选择轴的材料和热处理方法。（2）按扭转强度估算轴的最小直径。（3）进行轴的结构设计，确定轴的各段直径和长度，画轴系结构草图。（4）按弯、扭组合作用校核轴的强度，重要的轴还要验算轴的刚度。（5）绘制轴的工作图。,4.2.4 轴的设计步骤简介,4.2 轴,44,4.3 轴承,4.3 轴承,轴承是支承轴的零件，根据工作时摩擦性质不同分为滑动摩擦轴承和滚动摩擦轴承，简称滑动轴承和滚动轴承。,45,1.滑动轴承的特点按润滑状态不同，滑动轴承可分为液体润滑轴承和非液体润滑轴承。液体润滑轴承是形成一层润滑油膜把轴颈和轴瓦两金属接触面完全分开。液体润滑轴承又可分为液体动压轴承和液体静压轴承。这种轴承的优点是摩擦系数小，摩擦磨损小，效率高，寿命长。但液体润滑轴承结构复杂，制造和装配精度高，成本也较高。它适用于内燃机、磨床等重要机械。,4.3.1 滑动轴承,4.3 轴承,46,非液体润滑轴承，轴颈与轴瓦之间虽然有润滑油膜存在，但还有金属表面凸起的部分直接接触，金属表面之间存在摩擦磨损。由于摩擦发热使轴承温度升高，润滑油易失去吸附在金属表面的能力，使两金属出现胶合现象，严重的会导致“抱轴”，使轴不能旋转，以至于机器损坏，影响机器正常工作。滑动轴承工作平稳可靠、无噪音、承载能力大，可做成剖分式。滑动轴承根据润滑状态不同，主要用于两种极端情况：一是用于精密、高速、重载和承受冲击振动的场合；二是用于低速且不重要的场合，构造简单，成本低廉。,4.3 轴承,47,2.滑动轴承的结构滑动轴承的结构有很多种形式，一般可分为整体式和剖分式。（1）整体式向心滑动轴承如图4.21所示，整体式滑动轴承的轴承座1或壳体的孔是完整的，压入轴套2，用紧定螺钉3固定。轴承座有油孔4，轴套上有油孔和油沟。轴承座材料多采用铸铁，也有用铸钢的，并用螺栓与机架相联。整体式轴承结构简单，但轴颈只能从一端装入，装拆不便，且轴承工作表面磨损过大时无法调整轴承间隙，通常用于低速轻载和间歇工作的机构上。,4.3 轴承,48,图4.21 整体式滑动轴承,4.3 轴承,49,（2）剖分式向心滑动轴承如图4.22所示，剖分式向心滑动轴承由轴承座1、轴承盖2、剖分轴瓦3和4及螺栓5组成。空心固定套6既是流油孔，又起固定轴瓦作用。为保证轴承盖与轴承座对中，在剖分面上制成定位止口。在剖分面上有少量薄垫片，以调整轴颈和轴瓦的间隙。,4.3 轴承,50,图4.22 剖分式向心滑动轴承,4.3 轴承,51,如图4.23所示，斜滑动轴承的剖分面是45。剖分式轴承装拆方便，轴承间隙可用金属垫片调整，同时进行刮瓦修复。此外还有自动调位滑动轴承，轴瓦和轴承座及轴承盖以球面接触，故轴瓦可随轴在一定范围内偏转，起调心作用。,图4.23 剖分式斜滑动轴承,4.3 轴承,52,（3）推力轴承承受轴向力的轴承称为推力轴承。推力轴颈结构形式如图4.24所示，可分为环形（图4.24（a）、多环形（图4.24（b）和空心形（图4.24(c)）等，实际应用中多采用环状轴颈。,图4.24 推力轴颈,4.3 轴承,53,3.轴瓦的结构和材料（1）轴瓦的结构轴瓦可用单一减摩材料，也可在轴瓦内表面浇铸一层减摩材料，称为轴承衬。为使轴承衬与轴瓦牢固贴附，常在轴瓦上预制一些沟槽，如图4.25所示。,图4.25 轴承衬,4.3 轴承,54,轴瓦的结构如图4.26所示，两端口凸缘是用来限制轴瓦轴向窜动的。为使润滑油能流到轴瓦的整个工作表面上，轴瓦上要开油孔和油沟，油沟取轴瓦长度的0.8倍，不应开通，以减少润滑油从两端流失。,图4.26 轴瓦,4.3 轴承,55,（2）轴瓦材料对轴瓦材料的要求是：减摩性和耐磨性好；抗胶合能力强；具有足够的抗压、抗冲击和抗疲劳强度；导热性好；工艺性好。常用轴瓦材料包括：轴承合金，也称巴氏合金，是锡、铅、锑和铜的合金，分为锡基和铅基两种。青铜是广泛应用的材料，具有抗疲劳强度高、减摩性和耐磨性好、机械强度比较高的特点，适用于中速、中载场合，有些牌号的青铜适用于重载的场合。,4.3 轴承,56,粉末冶金可制成含油轴承，用铁或铜粉末为基体混入一定量硫或锡等合金元素粉末，压制成型后在高温下烧结而成。非金属轴承材料有石墨、橡胶、塑料和硬木等，其中以塑料用量最多。塑料轴承摩擦系数小，具有良好的耐磨性和饱和性，较高的抗胶合能力和耐腐蚀性，而且还可以完成金属轴承不适应的工作，如在避免油污的医药和食品机械、防止润滑油蒸发发生爆炸的制氧机械中工作。塑料轴承可用油润滑，也可以用水润滑，低速轻载时还可以在干摩擦条件下工作。,4.3 轴承,57,塑料还具有良好的弹性，能吸振消音。塑料轴承的缺点是导热性差、线膨胀系数大、耐热性低，如用水润滑塑料轴承还会吸水膨胀。橡胶轴承具有较大的弹性，能减轻振动使运转平稳，可用水润滑，常用于潜水泵、钻机等有泥砂的场合。但橡胶导热性差，当温度达到6070时橡胶易老化。,4.3 轴承,58,4.轴承润滑（1）润滑剂轴承润滑的作用是减小摩擦磨损、冷却散热、防锈蚀、减振等，这对保证机械正常工作和提高其使用寿命有着很重要的意义。常用的润滑剂有润滑油和润滑脂，特殊场合下使用固体润滑剂（石墨和二硫化钼）或气体润滑剂。,4.3 轴承,59,选用滑动轴承润滑剂的原则是：载荷越大，应选用黏度越大的润滑油或润滑脂，黏度越大油膜强度越高。转速越高，应选用黏度越小的润滑油，以避免过大的摩擦损失和发热。工作温度越高，应选用黏度越大的润滑油或耐热润滑脂，以保证在工作温度下要求的黏性。,4.3 轴承,60,（2）润滑方法油润滑分为手浇润滑、芯捻润滑、滴油润滑、油环润滑、飞溅润滑和压力循环润滑等。脂润滑是定期用挤油杯或油枪向油嘴压注润滑脂，不须经常补充。,4.3 轴承,61,4.3.2.1 滚动轴承的构造、材料和特点 1.滚动轴承的构造如图4.27所示，滚动轴承主要由外圈1、内圈2、滚动体3和保持架4组成。通常外圈加工出内滚道、内圈加工出外滚道，以限制滚动体轴向移动。保持架的作用是把滚动体均匀地隔开，防止运动时相邻滚动体彼此接触而产生摩擦。滚动轴承类型很多，有的无外圈，有的无内圈，也有的无保持架，但必须有滚动体。,4.3.2 滚动轴承,4.3 轴承,62,图4.27 滚动轴承的构造,4.3 轴承,63,滚动体的形状很多，常用的有球、短圆柱、圆锥、鼓形、中空螺旋滚子、长圆柱滚子和滚针七种，如图4.28所示。,图4.28 滚动体的形状,4.3 轴承,64,2.滚动轴承的材料滚动轴承的内外圈和滚动体的材料应具有高的硬度、接触疲劳强度、耐磨性和冲击韧性。一般用轴承钢GCr6、GCr9、GCr15等，热处理后硬度在HRC6165之间，工作表面须经磨削和抛光。保持架一般由低碳钢、有色金属或塑料等材料制成。,4.3 轴承,65,3.滚动轴承的特点（1）滚动摩擦阻力小，发热量小，效率高，旋转精度高。（2）滚动轴承是标准件，专门厂家生产，具有互换性。（3）某些轴承可以同时承受径向力和轴向力，简化了结构设计。（4）抗冲击能力差，高速时出现噪音。（5）工作寿命低。（6）滚动轴承不能剖分。由于滚动轴承优点显著，在许多场合下取代了滑动轴承。,4.3 轴承,66,4.3.2.2 滚动轴承的类型 1.按滚动轴承能够承受的载荷方向分类（1）向心轴承主要承受或只能承受径向力。（2）向心推力轴承可同时承受径向力和轴向力。（3）推力轴承只能承受轴向力。,4.3 轴承,67,2.按滚动体形状分类（1）球轴承滚动体是球形，与套圈是点接触，摩擦系数小，承载能力小，承受冲击能力小。（2）滚子轴承滚动体是滚子，与套圈是线接触，摩擦系数大，承载能力大，承受冲击能力大，极限转速低。3.按轴承在工作中能否调心分类（1）调心轴承；（2）非调心轴承。,4.3 轴承,68,4.按滚动体列数分类（1）单列；（2）双列。5.滚动轴承的基本类型滚动轴承（滚针轴承除外）共有12种基本类型。轴承类型代号用数字或字母表示，如表4.3所示。（祥见课本85页86页）,4.3 轴承,69,4.3.2.3 滚动轴承的代号 滚动轴承的类型很多，而且各类轴承中又有不同的结构、尺寸、精度和技术要求。为了制造和使用方便，在我国国家标准中规定了轴承代号的表示方法。代号由字母和数字组成。轴承代号由基本代号、前置代号和后置代号构成，如下：前置代号、后置代号可查滚动轴承代号方法（GB/T 2721993），这里只介绍基本代号。基本代号由轴承类型代号（见表4.3）、尺寸系列代号、内径代号构成。,4.3 轴承,70,1.内径代号右起第一、二位数字表示轴承内径尺寸，其表示方法见表4.4。（祥见课本88页）2.尺寸系列代号尺寸系列代号包括直径系列代号和宽度（对推力轴承为高度）系列代号。（1）直径系列代号右起第三位数字为直径系列代号。直径系列是指内径相同而外径不同的轴承，见图4.29。图中轴承代号右起第三位1、2、3、4分别表示特轻系列、轻系列、中系列、重系列。,4.3 轴承,71,图4.29 直径系列比较,4.3 轴承,72,（2）宽度（高度）系列代号右起第四位数字代表宽（高）度系列。宽（高）度系列是指内径相同而宽度不同的轴承。直径系列代号不能省略，宽度（高度）系列代号有时可以省略。3.类型代号右起第五位为类型代号，用数字或字母表示，见表4.3（祥见课本85页87页）。类型代号和尺寸代号组合在一起，称为组合代号。表4.5所示（祥见课本88页）为常用组合代号。,4.3 轴承,73,根据上述规定，说明轴承代号含义如下：,4.3 轴承,74,4.3.2.4 滚动轴承的失效形式和类型选择 1.滚动轴承的失效形式（1）疲劳点蚀在外载荷作用下，滚动轴承上轴承套圈与滚动体随位置的变化，受力大小也发生变化。当接触应力循环次数达到一定数值时，在滚动体或套圈滚道的工作面上就发生疲劳点蚀，使轴承失去工作能力。疲劳点蚀是滚动轴承主要的失效形式。,4.3 轴承,75,（2）塑性变形在很大静载荷或冲击载荷作用下，轴承各元件接触处的局部应力超过材料的屈服极限，出现表面塑性变形，当变形量超过允许值时，轴承将失效。此外，由于使用不当，维护、润滑、冷却、安装、密封等存在问题，也会造成轴承严重磨损、发热和元件破裂等而使轴承失效。,4.3 轴承,76,2.滚动轴承的类型选择（1）当主要承受径向力而轴向力不大时，选用单列向心球轴承。（2）当承受径向力和轴向力都较大时，选用向心推力球轴承或圆锥滚子轴承。（3）当轴向力比径向力大很多时，选用推力轴承和向心轴承组合支点。（4）当只承受径向载荷时，选用向心轴承。（5）当只承受轴向载荷时，选用推力轴承。,4.3 轴承,77,4.4 联轴器、离合器和制动器,4.4 联轴器、离合器和制动器,78,联轴器和离合器都是将轴与轴联接成一体，将一根轴的运动和转矩传给另一根轴。其主要区别是：联轴器在运转时，两轴不能分离，只有在机器停止运转时将其拆卸，才能使两轴分离。离合器则可在机器的运转中使两轴结合或分离。联轴器、离合器和制动器大多已标准化、系列化，设计中主要是根据机械设备的运转要求，经计算后选择合理的型号。,4.4 联轴器、离合器和制动器,79,按内部是否包含弹性零件，联轴器分为刚性联轴器和弹性联轴器。按被联接两轴相对位置变动情况不同，它又分为固定式联轴器和可移式联轴器。1.固定式联轴器如图4.30所示，凸缘联轴器是应用最广泛的固定式联轴器。它的左边半个联轴器与一根轴联接，右边半个联轴器与另一根轴相联。半联轴器端面上有凸肩、凹孔，形成对中止口，以保证两轴的同心度。再利用螺栓将两半联轴器联接，以实现两轴的联接。,4.4.1 联轴器,4.4 联轴器、离合器和制动器,80,固定式联轴器结构简单，价格低廉，但在传递载荷时不能缓冲吸振，且要求被联接的两轴严格对中。,图4.30 凸缘联轴器,4.4 联轴器、离合器和制动器,81,2.可移式联轴器可移式联轴器可以补偿两轴偏移，适用于被联接两轴不能严格对中的场合。被联接的两轴可能发生的偏移有四种可能，即轴向偏移X、径向偏移Y、角偏移和综合偏移，如图4.31所示。,图4.31 两轴间的偏移,4.4 联轴器、离合器和制动器,82,可移式联轴器又可分为刚性可移式联轴器和弹性可移式联轴器，后者有弹性零件，利用弹性零件的变形补偿偏移。（1）齿式联轴器如图4.32所示，它由两个具有外齿的半联轴器1和2、两个具有内齿的外壳3和4所组成。半联轴器1和2分别与主动轴和从动轴相联，两外壳3和4用螺栓联接。齿式联轴器利用内外齿啮合传递转矩，并可以实现对径向偏移、角偏移的补偿。这种联轴器结构笨重，造价较高，常用于重型机械中。,4.4 联轴器、离合器和制动器,83,图4.32 齿式联轴器,4.4 联轴器、离合器和制动器,84,（2）十字滑动联轴器如图4.33所示，它由两个端面开有凹槽的半联轴器1和4及一个两面有方榫3的圆盘2组成。半联轴器1和4分别与主动轴和从动轴相联，圆盘2两面的方榫3互成90，分别嵌入两半联轴器的凹槽中，转动时圆盘2随轴转动，榫3在凹槽中滑动。这种联轴器可以补偿径向偏移和角偏移，结构比较简单，但因存在摩擦，仅适用于低速的场合。,4.4 联轴器、离合器和制动器,85,图4.33 十字滑块联轴器,4.4 联轴器、离合器和制动器,86,（3）弹性柱销联轴器如图4.34所示，弹性柱销联轴器的结构与凸缘联轴器相似，但用套有橡胶圈2的柱销1代替了螺栓，它属于弹性可移式联轴器，依靠橡胶圈的变形来补偿两轴间相对偏移和偏斜，并可以缓冲吸振。这种联轴器主要用于联接启动频繁和变载荷条件下工作的轴，工作环境温度为-2050，且不能与油质或有害于橡胶的介质接触。,4.4 联轴器、离合器和制动器,87,图4.34 弹性圈柱销联轴器,4.4 联轴器、离合器和制动器,88,（4）万向联轴器万向联轴器又称十字铰链联轴器，如图4.35所示，两个带叉头的半联轴器1和2分别与主动和从动轴相联接，两个半联轴器之间又以铰链与十字形构件3联接起来，这个十字形构件的中心与两轴线交点重合。因此，当一轴位置固定后，另一轴可以在任意方向偏移角，角位移max=4045。,4.4 联轴器、离合器和制动器,89,图4.35 万向联轴器,4.4 联轴器、离合器和制动器,90,用一个万向联轴器联接成一定角度的两轴，虽然主动轴转一周，从动轴也转一圈，但是当主动轴匀速转动时，从动轴转速不均匀。若要克服这个缺点，在实际中常采用两个万向联轴器组合起来。安装中必须满足下列两个条件：主动轴、从动轴与中间轴的夹角必须相等，即1=2；中间轴两端的叉面必须位于同一平面内。如图4.36所示。,4.4 联轴器、离合器和制动器,91,图4.36 双万向联轴器的安装,4.4 联轴器、离合器和制动器,92,离合器的类型很多，根据工作原理不同，主要有啮合式和摩擦式两类。啮合式是利用牙齿的啮合传递转矩，摩擦式是依靠工作面的摩擦来传递转矩。,4.4.2 离合器,4.4 联轴器、离合器和制动器,93,1.牙嵌式离合器如图4.37所示，牙嵌式离合器是由在两个结合端面上具有凸牙的半离合器组成。其中半离合器1固定在主动轴的末端，半离合器3和从动轴采用导向平键联接，可以轴向移动。操纵手柄的拨叉4卡入半离合器3的环槽内，控制结合或分离。为使两轴对中，在主动轴的半离合器1内装有对中环2，从动端可以在对中环中自由转动。,4.4 联轴器、离合器和制动器,94,图4.37 牙嵌式离合器,4.4 联轴器、离合器和制动器,95,常用的离合器牙形有矩形、梯形和锯齿形等，如图4.38所示。牙嵌式离合器结构简单，外廓尺寸较小，工作时无滑动，能传递较大转矩，应用比较广泛。其主要缺点是只用于低速与不运转的时候接合。,图4.38 牙形种类,4.4 联轴器、离合器和制动器,96,2.摩擦式离合器摩擦式离合器分为单圆盘式、多片式和圆锥式三种。（1）单圆盘式摩擦离合器单圆盘式摩擦离合器如图4.39所示，圆盘3固定在主动轴1上，圆盘4装在从动轴2上，滑环5操纵圆盘4轴向移动，以实现两盘接合或分离。轴向压力Q使两圆盘的工作面产生摩擦力。,4.4 联轴器、离合器和制动器,97,图4.39 单圆盘式摩擦离合器,4.4 联轴器、离合器和制动器,98,（2）多片式摩擦离合器多片式摩擦离合器如图4.40所示，它有两组摩擦片，一组外片和一组内片。外壳1上开有槽与一组外摩擦片2外圆上的凸齿形成花键式联接，套筒8的花键齿与另一组内摩擦片3的花键孔形成花键联接。内、外摩擦片交错排列，外壳1与主动轴相联接，套筒8与从动轴相联接。将滑环7向左移动，压下杠杆6的右端，使杠杆6绕销轴顺时针转动，杠杆6的左端通过压板将内、外摩擦片压紧在调节螺母4上，离合器即被接合。,4.4 联轴器、离合器和制动器,99,图4.40 多片式摩擦离合器,4.4 联轴器、离合器和制动器,100,此时随主动轴和外壳1一起旋转的外摩擦片通过摩擦力将转矩和运动传递给内摩擦片，从而使套筒和从动轴转动。将滑环7右移，杠杆6在弹簧5作用下逆时针转动，将摩擦片放松，此时内外片之间没有压力，主、从动轴之间的联接被切断。调节螺母4用来调节摩擦片之间的压力。摩擦式离合器能在任何不同转速下进行接合或者分离，接合时冲击和振动较小，过载时可发生打滑，起安全保护作用。,4.4 联轴器、离合器和制动器,101,3.特种离合器（1）安全离合器（安全联轴器）安全离合器能在传递的转矩超过允许值时发生打滑或分开，将传动断开，以防止损坏机器。销钉式安全联轴器将凸缘联轴器的螺栓联接改为销钉联接，如图4.41所示，销钉直径按剪切强度条件确定，过载立即被剪断。销钉应淬硬，并有一定的尺寸精度和表面粗糙度，镶配在淬硬的钢套中，用于不经常发生过载的场合。,4.4 联轴器、离合器和制动器,102,图4.41 销钉式安全联轴器1钢套；2销钉,4.4 联轴器、离合器和制动器,103,牙嵌式安全离合器如图4.42所示，它与牙嵌式离合器相似，但加大了牙面的倾角，并用弹簧压紧机构代替操纵机构。当转矩超过允许值时，牙齿上的轴向分力使弹簧压缩，离合器分离；当转矩降低，在弹簧力作用下离合器又自动恢复联接。,4.4 联轴器、离合器和制动器,104,图4.42 牙嵌式安全离合器,4.4 联轴器、离合器和制动器,105,摩擦式安全离合器如图4.43所示，它与多片式摩擦离合器相似，用弹簧压紧机构代替操纵机构，当转矩超过允许值时，摩擦片间打滑，离合器分离；当转矩降低，在弹簧力作用下离合器恢复联接。,图4.43 摩擦式安全离合器,4.4 联轴器、离合器和制动器,106,（2）定向离合器如图4.44所示为一滚柱式定向离合器，它由星轮1、外圈2、弹簧顶杆3和滚柱4组成。当星轮1顺时针转动时，根据自锁原理，滚柱被揳紧在内外接触面之间，星轮通过滚柱带动外圈转动，星轮与外圈处于接合状态。当星轮逆时针转动时，滚柱向内外接触面之间形成的较大空间处运动，此时滚柱不再揳紧在槽内，星轮与外圈处于分离状态。,4.4 联轴器、离合器和制动器,107,图4.44 滚柱式定向离合器,4.4 联轴器、离合器和制动器,108,制动器是利用摩擦阻力来降低机械转速或使机械停止的装置。制动器通常安装在高速轴上。按结构形式的不同，制动器可分为带式制动器、块式制动器和盘式制动器。按工作状态的不同，制动器可分为常闭式制动器和常开式制动器。,4.4.3 制动器,4.4 联轴器、离合器和制动器,109,1.带式制动器如图4.45所示，带式制动器由制动轮1、制动钢带2和杠杆3、重锤或弹簧等组成。为增大摩擦力，在制动钢带2的内表面上铆有石棉编织带和辊压带。带式制动器构造简单、尺寸紧凑，依靠张紧的制动带与制动轮间的摩擦力来实现制动。带式制动器又分为简单式、综合式和差动式等类型。,4.4 联轴器、离合器和制动器,110,图4.45 带式制动器,4.4 联轴器、离合器和制动器,111,2.块式制动器按松闸器的行程长短不同，块式制动器可分为长行程制动器和短行程制动器。（1）长行程制动器如图4.46所示，长行程制动器属于常闭式制动器，即经常处于紧闸状态，在弹簧5的作用下，使制动臂6、7通过瓦块刹住制动轮。电磁铁1通电后，吸起杠杆2，通过拉杆3使钢板4绕A点逆时针转动，通过拉杆8和制动臂7使瓦块离开制动轮，即松闸。,4.4 联轴器、离合器和制动器,112,图4.46 长行程制动器,4.4 联轴器、离合器和制动器,113,（2）短行程制动器如图4.47所示，短行程制动器属于常闭式制动器，在弹簧1作用下，通过框架拉杆2和固定拉杆3上的螺母4分别使制动臂10、11压向制动轮14，制动轮被刹住。制动器松闸是靠电磁铁5吸引衔铁6压向拉杆3的左端，使主弹簧1压缩，制动块松开制动轮。螺母4调主弹簧压力，螺钉9调制动轮和瓦块间隙。,4.4 联轴器、离合器和制动器,114,图4.47 短行程制动器,4.4 联轴器、离合器和制动器,115,4.5 减速器,4.5 减速器,116,减速器是由封闭在箱体内的齿轮传动或蜗杆传动所组成，是一种具有固定传动比的独立的传动部件。减速器具有结构紧凑、效率高和使用维护方便等特点，在工业中已得到广泛的应用。减速箱已经系列化，作为一个独立部件由专业工厂成批生产。,4.5 减速器,117,1.圆柱齿轮减速器圆柱齿轮减速器按其齿轮传动级数可分为单级、两级、三级减速器。单级圆柱齿轮减速器imax=8，如图4.48（a）、（b）所示。二级减速器如图4.48（c）所示。两级和两级以上的圆柱齿轮减速器按齿轮布置形式分为展开式、分流式和同轴式三种。,4.5.1 减速器的类型,4.5 减速器,118,图4.48 圆柱齿轮减速器,4.5 减速器,119,展开式如图4.49（a）所示，其结构简单、紧凑，但齿轮相对于轴承位置不对称布置，因此轴应该具有较大的刚度。直齿传动与斜齿传动合用于两级或两级以上传动时，将斜齿轮传动布置在高速级。这种形式的减速器是最常用的形式。分流式如图4.49(b)所示，齿轮相对于轴承位置对称布置，结构较复杂，成本较高，仅用于变载荷场合。同轴式如图4.49(c)所示，其输入轴与输出轴位于同一轴线，箱体长度较小，轴向尺寸较大。,4.5 减速器,120,图4.49 圆柱齿轮减速器布置形式,4.5 减速器,121,2.圆锥齿轮减速器单级圆锥齿轮减速器如图4.50所示，适用于两轴相交传动，多数情况下两轴夹角为90，通常i=15。,图4.50 圆锥齿轮减速器,4.5 减速器,122,小齿轮采用悬臂支承，不宜承受重载。当用两级圆锥圆柱齿轮减速器时，圆锥齿轮布置在高速级，如图4.51所示。,图4.51圆锥-圆柱齿轮减速器,4.5 减速器,123,3.蜗杆减速器蜗杆圆周速度v4m/s时采用下置式布置，如图4.52(a)所示，即蜗杆浸在油中，保证良好的润滑。当v4m/s时采用上置式布置，如图4.52(b)所示，以减小搅油损失。减速器已标准化了，使用中应尽量选用标准减速器。,4.5 减速器,124,图4.52 蜗杆减速器,4.5 减速器,125,1.箱体的结构图4.53为一单级圆柱齿轮减速器结构图。减速箱主要由箱体、齿轮、轴、轴承四个主要部分组成。箱体是安装各传动件的基座，因此箱体必须有足够的刚性，在轴承座附近箱体上设计出加强筋，并要保证箱体轴承孔的形状和位置精度。箱体通常制成剖分式，分成箱座1和箱盖2两部分。箱座和箱盖之间用螺栓23联接，剖分面与齿轮轴线平面相重合，剖分面不允许用垫片，否则会破坏轴承孔的圆度。,4.5.2 减速器的构造,4.5 减速器,126,图4.53 单级圆柱齿轮减速器结构图1箱座；2箱盖；3小齿轮轴；4、5轴承盖；6大齿轮轴；7油面指示器；8油塞；9大齿轮；10窥视孔盖；11吊环螺钉；12排气螺栓；13定位销；14、20、21螺钉；15、19垫片；16、17滚动轴承；18挡油圈22平键；23、25螺栓；24、26螺母；27弹簧垫圈,4.5 减速器,127,2.箱体的材料箱体通常用灰铸铁铸造而成，常用材料为HT150或HT200。铸铁箱体价格低廉，具有吸振性，工艺性好。重型减速器也有用铸钢材料的，单件生产中可用普通碳素结构钢钢板焊接成箱体。,4.5 减速器,128,3.箱体的主要附件为便于检查齿轮的啮合情况，在箱体顶部开有窥视孔。为检查箱体内润滑油油面高度，设有油面指示器7。为排出箱内热胀的气体，箱盖顶部设有排气装置12。为清洗箱座底部及更换润滑油，在箱底下部设有排油孔，正常工作时用油塞8堵住。为拆卸和搬运减速器，在减速器箱盖上设有吊环螺钉11。,4.5 减速器,129,减速器的种类很多，诸如摆线针轮行星减速器、谐波齿轮减速器等新型减速器正在得到越来越广泛的应用。摆线针轮行星减速器具有传动比大、体积小、质量轻、效率高、传动平稳、承载能力大、寿命长等优点，已形成标准化、系列化产品，在建筑机械上得到广泛的应用。,4.5 减速器,130,武汉理工大学出版社发行部http:/地 址：武汉市武昌珞狮路122号邮 编：430070电 话：027-87394412 87383695传 真：027-87397097,Thank You!,建筑施工机械（第2版）,JIAN ZHU SHI GONG JIXIE,