模块11联轴器离合器和制动器识别和选用范文Word文档格式.docx

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培养学生对汽车技术服务与营销专业的学习兴趣和对汽车相关行业前景的向往。

教学重点

联轴器和离合器的工作原理。

教学难点

联轴器和离合器的工作原理；

识别常用联轴器和离合器的类型。

教学回顾

学习本课之前，学生已经熟练掌握机械识图和部分轴系零件特点及应用。

说明

考虑到职业院校学生的实际情况和培养目标，从本课程的教学需求出发，为了提高学生的学习兴趣，增强学生的学习自主性，培养学生的实操能力，巩固所学知识点，教学中安排了较多的课堂分组学习和讨论时间。

教学过程

【复习旧课】回顾上次课学习的轴和轴承的相关知识。

教师活动

学生活动

时间分配

多媒体课件展示问题：

轴承的作用和分类？

滚动轴承的工作原理？

思考，回答

2分钟

【导入新课】

问题：

轴和轴间联接是怎样实现的？

联轴器和离合器联接两轴（图片、动画），让学生分析元件功用名称

观看，思考回答问题

3分钟

设计意图：

吸引学生的注意力，激发学生学习新知识的兴趣。

【讲授新课】

理论知识讲解

一、联轴器

1、联轴器的功用：

连接两轴，使其一同旋转并传递转矩。

由于制造和安装不可能绝对精确，以及工作受载时基础、机架和其它部件的弹性变形与温差变形，联轴器所联接的两轴线不可避免的要产生相对偏移被联两轴可能出现的相对偏移有：

轴向偏移图a）、径向偏移图b）和角向偏移图c），以及三种偏移同时出现的组合偏移d）。

两轴相对偏移的出现，将在轴、轴承和联轴器上引起附加载荷，甚至出现剧烈振动。

因此，联轴器还应具有一定的补偿两轴偏移的能力，以消除或降低被联两轴相对偏移引起的附加载荷，改善传动性能，延长机器寿命。

为了减少机械传动系统的振动、降低冲击尖峰载荷，联轴器还应具有一定的缓冲减震性能。

2、联轴器的类型及特点：

刚性联轴器

无弹性元件的挠性联轴器

联轴器挠性联轴器非金属弹性元件的挠性联轴器

金属弹性元件的挠性联轴器

安全联轴器

1）刚性联轴器

刚性联轴器不具有补偿被联两轴轴线相对偏移的能力，也不具有缓冲减震性能；

但结构简单，价格便宜。

只有在载荷平稳，转速稳定，能保证被联两轴轴线相对偏移极小的情况下，才可选用刚性联轴器。

在先进工业国家中，刚性联轴器已淘汰不用。

属于刚性联轴器的有套筒联轴器和凸缘联轴器等。

凸缘联轴器由两个带凸缘的半联轴器和一组螺栓组成。

凸缘联轴器如下图所示：

凸缘联轴器

2）挠性联轴器

挠性联轴器具有一定的补偿被联两轴轴线相对偏移的能力，最大量随型号不同而异。

凡被联两轴的同轴度不易保证的场合，都应选用挠性联轴器。

①汽车结构中常用的无弹性元件的挠性联轴器是十字轴万向联轴器，通过十字轴式中间件实现轴线相交的两轴联接，由两个具有叉状端部的万向接头和一个十字轴组成。

两轴与两个万向接头用销联接，通过十字轴传递转矩。

如下图所示十字轴万向联轴器：

链联轴器

齿式联轴器

万向联轴器

②弹性套柱销联轴器是一种典型的非金属弹性元件的挠性联轴器，由两个带凸缘的半联轴器和一组套有弹性的柱销组成，利用弹性套的弹性变形来补偿两轴的相对位移。

特点是：

质量轻、结构简单、易磨损、寿命较短，应用于冲击载荷小，启动频繁的中小功率传动中。

如下图所示弹性套柱销联轴器：

弹性套柱销联轴器

③膜片式联轴器是一种典型的金属弹性元件的挠性联轴器，如下图所示膜片式联轴器：

膜片式联轴器

3）安全联轴器

安全联轴器在结构上的特点是，存在一个保险环节（如销钉可动联接等），其只能承受限定载荷。

当实际载荷超过事前限定的载荷时，保险环节就发生变化，截断运动和动力的传递，从而保护机器的其余部分不致损坏，即起安全保护作用。

4）联轴器的选用

根据机械的工作特点及要求，结合联轴器的性能选定：

例：

两轴对中精确，轴本身刚度较好时，可选用凸缘联轴器；

两轴对中困难，轴的刚性差时，可选用具有补偿偏移能力的联轴器；

两轴成一定夹角时，可选用万向联轴器；

转速高，要求能吸收震动和缓冲时，可采用弹性联轴器

汽车变速箱的特点是车辆行驶时，随时使两轴脱开或结合，那么变速箱内的轴采用哪种联轴器呢？

以上联轴器都不合适，引出离合器的知识。

二、离合器

1、离合器的功用

连接同轴线上两轴，使主、从动轴一同旋转并传递转矩，且根据需要在运转或停机时使两轴接合或分离（离合器与联轴器的根本区别）。

离合器在汽车结构中的位置如下图：

2、离合器的类型及特点

1）按离合方法分类

机械操纵离合器

液动操纵离合器

操纵离合器气动操纵离合器

电磁操纵离合器

离合器

离心离合器

自动离合器超越离合器

安全离合器

离合器的接合与分离由外界操纵的称为操纵离合器。

在工作时能自动完成接合和分离的离合器称为自动离合器。

当传递的扭矩达到某一限定值时，就能自动分离的离合器，由于有防止系统过载的安全作用，称为安全离合器；

当轴的转速达到某转速时靠离心力能自行接合或超过某一转速时靠离心力能自动分离的离合器，称为离心离合器；

根据主、从动轴间的相对速度差的不同以实现接合或分离的离合器，称为超越离合器

2）按工作原理分类

牙嵌式离合器

离合器摩擦离合器

电磁式离合器

牙嵌离合器的结构如图所示。

它是由两个端面带牙的半离合器所组成，其中套筒固定在主动轴上，套筒可以沿导向平键在从动轴上移动。

利用操纵杆（图中未画出）移动滑环可使两个套筒的牙相互嵌合或分离。

为了便于两轴对中，在套筒中装有对中环，从动轴可在对中环中滑动。

牙的形状有三角形、梯形和锯齿形。

三角形牙型只用于传递中、小扭矩；

梯形和锯齿形牙型可传递较大扭矩；

但锯齿形牙型只能单向传递扭矩，反转时会因过大的轴向分力迫使离合器自动分离。

牙嵌离合器结构简单，外廓尺寸小；

但只能在停止状态或两轴转速差很小时才能接合，否则就会因撞击而使牙折断。

牙嵌离合器

摩擦离合器中最简单的如图所示，称为单盘摩擦离合器。

摩擦盘1固定在主动轴上，摩擦盘3用导向平键与从动轴联接。

为了增大摩擦系数，在其中一个摩擦盘上固定摩擦片（用摩擦系数较大且耐磨性好的材料制成）。

利用操纵机构（图中未画出）将摩擦盘2向左推动并施加轴向压力Fx，使两摩控制盘压紧产生摩擦力以传递扭矩；

将摩擦盘2向右推动即可使离合器脱开。

当传递很大扭矩时，则需摩擦盘直径很大。

因此，这种单摩擦副的离合器往往受外形尺寸的限制而不能采用。

单盘摩擦离合器多盘摩擦离合器

在传递大扭矩时，可采用如图所示的多盘摩擦离合器。

主动轴与外壳相联，从动轴与套筒相联，外壳内装有一组摩擦片。

这组摩擦片的外缘插入外壳的纵向凹槽中，随外壳回转。

套筒上装有另一组摩擦片，其花键内孔与套筒上的花键联接，既可沿套筒轴向滑动，亦可随套筒回转。

两组摩擦片是每片相间安装的。

工作时，通过操纵机构（图中未画出）拨动滑环向左移动，并通过压紧板将两组摩擦片压紧，离合器处于结合状态（如图示）。

当拨动滑环向右移动时，处于杠杆下方的弹簧迫使杠杆逆时针方向转动，将压紧板和两组摩擦松开，离合器处于分离状态。

三、制动器

1、制动器的功用：

利用摩擦阻力矩降低机器运动部件的转速或使其停止回转的装置。

2、制动器的工作原理

1）盘式制动器：

盘式制动器在汽车结构中的位置如下图：

盘式制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属圆盘，被称为制动盘。

制动盘的固定元件主要有两类结构形式。

一类是工作面积不大的摩擦块与其金属背板组成的制动块，每个制动器中有2～4个。

这些制动块及其促动装置都装在横跨制动盘两侧的夹钳形支架中，总称为制动钳。

这种由制动盘和制动钳组成的制动器称为钳盘式制动器。

另一类固定元件的金属背板和摩擦片也呈圆盘形，制动盘的全部工作面可同时与摩擦片接触，这种制动器称为全盘式制动器。

多数车辆都采用了钳盘式制动器。

钳盘式制动器又可分为定钳盘式和浮钳盘式两类。

盘式制动器结构图如下图所示

①定钳盘式制动器:

跨置在制动盘1上的制动钳体5固定安装在车桥6上，它不能旋转也不能沿制动盘轴线方向移动，其内的两个活塞2分别位于制动盘1的两侧。

制动时，制动油液由制动总泵（制动主缸）经进油口4进入钳体中两个相通的液压腔中，将两侧的制动块3压向与车轮固定连接的制动盘1，从而产生制动。

这种制动器存在着以下缺点：

油缸较多，使制动钳结构复杂；

油缸分置于制动盘两侧，必须用跨越制动盘的钳内油道或外部油管来连通，这使得制动钳的尺寸过大，难以安装在现代化轿车的轮辋内；

热负荷大时，油缸和跨越制动盘的油管或油道中的制动液容易受热汽化；

若要兼用于驻车制动，则必须加装一个机械促动的驻车制动钳。

定钳盘式制动器示意图：

1.制动盘2.活塞3.摩擦块4.进油口5.制动钳体6.车桥部

②浮钳盘式制动器:

制动钳体2通过导向销6与车桥7相连，可以相对于制动盘1轴向移动。

制动钳体只在制动盘的内侧设置油缸，而外侧的制动块则附装在钳体上。

制动时，液压油通过进油口5进入制动油缸，推动活塞4及其上的摩擦块向右移动，并压到制动盘上，并使得油缸连同制动钳体整体沿销钉向左移动，直到制动盘右侧的摩擦块也压到制动盘上夹住制动盘并使其制动。

与定钳盘式制动器相反，浮钳盘式制动器轴向和径向尺寸较小，而且制动液受热汽化的机会较少。

此外，浮钳盘式制动器在兼充行车和驻车制动器的情况下，只须在行车制动钳油缸附近加装一些用以推动油缸活塞的驻车制动机械传动零件即可。

故自70年代以来，浮钳盘式制动器逐渐取代了定钳盘式制动器。

浮钳盘式制动器示意图：

1.制动盘2.制动钳体3.摩擦块4.活塞5.进油口6.导向销7.车桥

现代汽车上装有的最常见类型的盘式制动器为单活塞浮动卡钳式盘式制动器。

2）鼓式制动器：

相对于盘式制动器来说，鼓式制动器的制动效能和散热性都要差许多，鼓式制动器的制动力稳定性差，在不同路面上制动力变化很大，不易于掌控。

而由于散热性能差，在制动过程中会聚集大量的热量。

制动块和轮鼓在高温影响下较易发生极为复杂的变形，容易产生制动衰退和振抖现象，引起制动效率下降。

另外，鼓式制动器在使用一段时间后，要定期调校刹车蹄的空隙，甚至要把整个刹车鼓拆出清理累积在内的刹车粉。

四轮轿车在制动过程中，由于惯性的作用，前轮的负荷通常占汽车全部负荷的70%-80%，前轮制动力要比后轮大，后轮起辅助制动作用，因此轿车生产厂家为了节省成本，就采用前盘后鼓的制动方式。

不过对于重型车来说，由于车速一般不是很高，刹车蹄的耐用程度也比盘式制动器高，因此许多重型车至今仍使用四轮鼓式的设计。

鼓式制动器的工作原理与盘式制动器的工作原理基本相同：

制动蹄压住旋转表面。

这个表面被称作鼓。

鼓式制动器在汽车结构中的位置如下图：

未将鼓安装到位的鼓式制动器已将鼓安装到位的鼓式制动器

分钟

任务分配

将班级42名学生分成4组，每组10-12人；

结合实物及模型分析联轴器、离合器和制动器的类型，并能够指出部分结构名称

15分钟

学生汇报

每组成员汇报学习成果

10分钟

教师点评指导总结

总结学生意见

【课后作业】P140[习题11]

【板书设计】

模块11联轴器、离合器和制动器识别与选用

1、联轴器的功用

2、联轴器的类型及特点