输送机轴端连接装置设计-图文课件-学习情境六.ppt

机机 械械 设 计 基基 础 任务一联轴器的设计 任务二螺栓的设计学习情境六 输送机轴端连接装置设计学习情境六 输送机轴端连接装置设计情境描述情境描述如图6-1所示的带式输送机传动示意图中，虚线框部分为输送机轴端连接装置齿轮减速器输出轴与输送机滚筒主轴采用联轴器连接，两半联轴器间用螺栓组连接图6-1 带式输送机传动示意图学习情境六 输送机轴端连接装置设计情境描述情境描述本学习情境主要解决图6-2所示的轴间连接中联轴器及螺栓的设计与选用问题 图6-2 输送机轴端连接装置任务一 联轴器的设计任任务描述描述如图6-2所示，已知减速器输出功率P24.8 kW,输出轴的转速n2=94.5 r/min，减速器输出轴直径d2=50 mm，轴头长度L2110 mm；工作机卷筒外伸轴直径d3=45 mm，轴头长度L384 mm载荷平稳，工作中无相对位移试选择减速器输出轴与工作机卷筒间的连接方式、联轴器的类型，确定其型号并写出标记任务一 联轴器的设计任务分析任务分析完成本设计任务，通过对输送机传动装置中减速器输出轴的轴端联轴器的设计与选用，了解联轴器的类型、使用特点和应用场合，掌握常用联轴器的类型、型号选用和结构尺寸确定的方法。

学会查阅机械设计手册或联轴器标准手册确定联轴器的型号，并能进行有关尺寸设计和正确标记联轴器任务一 联轴器的设计知识资讯知识资讯联轴器通常用来连接两轴并在其间传递运动和动力，有时也可作为一种安全装置用来防止被连接机件承受过大的载荷，起到过载保护的作用采用联轴器连接轴，机器运转时不能分离，只有在机器停止并将连接拆开后，两轴才能分离 任务一 联轴器的设计知识资讯知识资讯联轴器所连接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形及温度变化等影响，往往存在着某种程度的相对位移，如图6-3所示因此，设计联轴器时要从结构上采取各种不同的措施，使联轴器具有补偿偏移量的性能，否则就会在轴、联轴器、轴承中引起附加载荷，导致工作情况的恶化 图6-3 联轴器所连接两轴的偏移形式任务一 联轴器的设计 联轴器的类型及应用 一、根据联轴器补偿两轴位移能力的不同可将其分为两大类，即刚性联轴器和挠性联轴器刚性联轴器不能补偿两轴的偏移，适用于两轴能严格对中并在工作中不发生相对位移的场合；挠性联轴器具有一定的补偿两轴偏移的能力根据挠性联轴器补偿位移方法的不同又可将其分为无弹性元件挠性联轴器和有弹性元件挠性联轴器任务一 联轴器的设计图6-4 普通联轴器的分类任务一 联轴器的设计 1.刚性联轴器刚性联轴器不具有补偿被连接两轴轴线相对偏移的能力，也不具有缓冲减振性能，但结构简单，价格便宜。

只有在载荷平稳，转速稳定，能保证被连接两轴轴线相对偏移极小的情况下，才可选用刚性联轴器在发达国家，刚性联轴器已淘汰不用常见的刚性联轴器有套筒联轴器和凸缘联轴器任务一 联轴器的设计（1）套筒联轴器套筒联轴器是最简单的联轴器，由连接两轴轴端的套筒和连接零件构成，其结构简单，径向尺寸小，但对两轴的轴线偏移无补偿作用，且对安装条件要求高，无缓冲吸振功能任务一 联轴器的设计如图6-5所示，套筒联轴器由套筒和连接零件（键或销）组成，多用于两轴对中严格、低速轻载、工作平稳的场合当用图6-5(b)所示的圆锥销做连接零件时，若按过载时圆锥销被剪断进行设计，则可用作安全联轴器图6-5 套筒联轴器任务一 联轴器的设计（2）凸缘联轴器凸缘联轴器是应用最广泛的一种固定式刚性联轴器它结构简单，使用方便，传递较大转矩，装拆较方便，可以连接不同直径的两轴，也可连接圆锥形轴伸 任务一 联轴器的设计如图6-6所示，凸缘联轴器由两个带凸缘的半联轴器和一组螺栓组成这类联轴器按对中方式不同又可分为两种结构形式图66 凸缘联轴器任务一 联轴器的设计一种形式为两半联轴器用铰制孔用螺栓对中并实现连接，如图6-6(a)所示，此种联轴器装拆较方便，且能传递较大转矩；另一种形式为有对中榫的凸缘联轴器，靠一个半联轴器的凸肩与另一个半联轴器上的凹槽相配合而对中，用普通螺栓实现连接，如图6-6(b)所示，依靠接合面间的摩擦力传递转矩，对中精度高。

装拆时，轴必须做轴向移动任务一 联轴器的设计凸缘联轴器结构简单，价格低廉，能传递较大的转矩，但不能补偿两轴线的相对位移，也不能缓冲减振，故只适用于连接的两轴能严格对中、载荷平稳的场合这种联轴器已经标准化（GB/T 58432003） 任务一 联轴器的设计 2.挠性联轴器任务一 联轴器的设计十字滑块联轴器如图6-7所示，十字滑块联轴器由两个端面开有凹槽的半联轴器和一个两端都具有互相垂直凸块的十字滑块构成凸牙可在凹槽中滑动，因此可补偿安装及运动时两轴间的相对位移和偏心图6-7 十字滑块联轴器1、3半联轴器； 2十字滑块任务一 联轴器的设计由于半联轴器与中间盘组成移动副，不能相对转动，故主动轴与从动轴的角速度相等但在两轴间有偏移的情况工作时，中间盘会产生很大的离心力，因此十字滑块联轴器易磨损，适合低速、轴的刚性较大、冲击小的场合 十字轴式万向联轴器十字轴式万向联轴器的两轴线能成任意角度，而且在机器运转时，夹角发生改变后仍可正常传动但角越大，传动效率越低，所以一般角最大不超过3545任务一 联轴器的设计如图6-8所示，十字轴式万向联轴器结构紧凑、维护方便，广泛应用于汽车、拖拉机、组合机床等机械的传动系统中。

小型十字轴式万向联轴器已标准化，设计时可按标准选用图6-8 十字轴式万向联轴器1、3轴； 2中间十字形连接件任务一 联轴器的设计这种联轴器的缺点是当主动轴角速度为常数时，从动轴的角速度并不是常数，而是在一定范围内变化，这在传动中会引起附加载荷所以常将两个万向联轴器成对使用任务一 联轴器的设计双万向联轴器使用双万向联轴器时，应使主、从动轴和中间轴位于同一平面内，两个叉形接头也位于同一平面内，而且使主、从动轴与连接轴所成夹角相等（见图6-9），这样才能使主、从动轴同步转动，避免动载荷的产生图6-9 双万向联轴器的原理图示任务一 联轴器的设计（2）有弹性元件挠性联轴器常用的有弹性元件挠性联轴器有弹性套柱销联轴器和弹性柱销联轴器等任务一 联轴器的设计弹性套柱销联轴器如图6-10所示，弹性套柱销联轴器的构造与凸缘联轴器相似，只是用套有弹性套的柱销代替了连接螺栓，利用弹性套的弹性变形来补偿两轴的相对位移这种联轴器重量轻、结构简单，但弹性套易磨损，寿命较短，用于冲击载荷小、起动频繁的中小功率传动中弹性套柱销联轴器已标准化（GB/T 43232002）图6-10 弹性套柱销联轴器1、4半联轴器； 2柱销； 3弹性套任务一 联轴器的设计弹性柱销联轴器。

如图6-11所示，弹性柱销联轴器的结构与弹性套柱销联轴器相似，主要区别在于其用尼龙柱销代替了橡胶圈柱销它传递转矩的能力更大，结构更简单，更换柱销方便，有一定的吸振能力，但补偿偏移量不大一般用于轴向窜动较大、轻载、双向运转、起动频繁、转速较高的场合图6-11 弹性柱销联轴器1、4半联轴器； 2柱销； 3盖板任务一 联轴器的设计 联轴器轴孔形式、轴孔键槽形式及标记方法 二、 1.联轴器轴孔的主要形式及代号、轴孔键槽的主要形式及代号（GB/T 38522008）任务一 联轴器的设计续 表任务一 联轴器的设计任务一 联轴器的设计续 表任务一 联轴器的设计 2.联轴器的标记方法任务一 联轴器的设计J型轴孔，B1型键槽，d=22 mm，L=38 mm，如图6-12所示 图6-12 联轴器的标记方法任务一 联轴器的设计 联轴器的选择 三、常用联轴器多已标准化，选用时，首先应根据工作条件选择合适的类型，然后再按转矩、轴径及转速选择联轴器的型号、尺寸，必要时应对个别薄弱零件进行强度核算任务一 联轴器的设计 1.类型选择根据机器的使用要求和工作条件选择合理的类型如果要求两轴能精确对中、轴本身刚性较好，可选用凸缘联轴器；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，可选用十字轴式万向联轴器；转速高，要求能吸振和缓冲的，可采用弹性联轴器。

由于类型选择涉及因素较多，一般要参考以往使用联轴器的经验进行选择任务一 联轴器的设计 1.型号（尺寸）选择类型确定以后，根据轴的直径、工作转矩和转速查机械设计手册或有关标准选择具体的型号、尺寸选择时应满足：计算转矩不超过联轴器的公称转矩；工作转速不超过联轴器的许用最高转速；轴径在所选型号的孔径范围内 联轴器的计算转矩可按下式计算： TC=KT （6-1） 任务一 联轴器的设计式中，TC为轴的计算转矩，Nm；K为工况系数，见表6-3；T为轴的名义转矩，Nm；P为联轴器传递的功率，kW；n为联轴器的转速，r/min任务一 联轴器的设计 任务实施 1.类型选择带式输送机载荷平稳，无冲击，减速器输出轴刚性好，转速低，传递转矩大，工作过程中无相对位移，所以可以选择刚性联轴器本任务选择最常用的凸缘联轴器任务一 联轴器的设计 2.型号选择已知P2=4.8 kW，n2=94.5 r/min，查表6-3得到工况系数K=1.5，根据式（6-1）、式（6-2）得根据机械设计手册选GYS6型凸缘联轴器，见表6-4任务一 联轴器的设计续 表任务一 联轴器的设计轴孔直径d范围为4050 mm，轴孔长度L112 mm，而减速器输出轴直径d2=50 mm，轴头长度L2110 mm，工作机卷筒外伸轴直径d3=45 mm，轴头长度L384 mm，符合使用要求。

任务一 联轴器的设计 3.校核转矩和转速 TCTn（公称转矩）=900 Nm n=94.5 r/minn=6 800 r/min 可知满足使用要求任务一 联轴器的设计 4.联轴器标记任务一 联轴器的设计 任务总结任务一 联轴器的设计 任务总结任务一 联轴器的设计 任务总结任务一 联轴器的设计 任务总结任务一 联轴器的设计 任务总结任务一 联轴器的设计知识拓展知识拓展离合器的基本知识离合器用来连接两轴，使其一起转动并传递转矩，在机器运转过程中可以随时进行接合或分离通常用于机械传动系统的起动、停止、换向及变速等操作另外，离合器也可用于过载保护等 离合器工作可靠，接合平稳，分离迅速而彻底，动作准确，调节和维修方便，结构简单 离合器的种类很多，按实现两轴接合和分离的操作手段可分为操纵离合器、自动离合器；按离合的工作原理可分为牙嵌式离合器、摩擦式离合器等这里只介绍几种常见离合器任务一 联轴器的设计1.牙嵌式离合器 牙嵌式离合器是由两个端面带牙的套筒所组成的如图6-13所示，半离合器紧配在轴上，半离合器可以沿导向平键在另一根轴上移动利用操纵杆移动拨叉可使两个半离合器接合或分离为便于对中，装有对中环。

图6-13 牙嵌式离合器任务一 联轴器的设计牙嵌式离合器结构简单，外廓尺寸小，连接后两轴不会发生相对滑转，能传递较大的转矩，故应用较多但牙嵌离合器只宜在两轴不回转或转速差很小时进行接合，否则牙齿可能因受撞击而折断 2.摩擦式离合器 摩擦式离合器是利用主、从动半离合器摩擦盘接触面间的摩擦力传递转矩为提高传递转矩的能力，通常采用多盘摩擦式离合器它能在不停车或两轴有较大转速差时进行平稳接合，而且可在过载时因摩擦盘间打滑而起到过载保护作用任务一 联轴器的设计图6-14 多盘摩擦式离合器1主动轴； 2外鼓轮； 3从动轴； 4套筒； 5外摩擦盘； 6内摩擦盘； 7滑环； 8曲臂压杆； 9调节螺母； 10压板任务一 联轴器的设计3.超越离合器 超越离合器是利用主动件和从动件的转速变化或回转方向变换而自动接合和脱开的一种离合器当主动件带动从动件一起转动时，称为接合状态；当主动件和从动件脱开以各自的速度回转时，称为超越状态超越离合器有滚珠式、楔块式等多种形式，主要用于速度转换、防止逆转、间歇运动等任务一 联轴器的设计图6-15所示为一种滚柱超越离合器，它由星轮、外圈、滚柱、顶杆和弹簧组成，星轮和外圈都可以做主动件。

现在以星轮做主动件来分析，当星轮顺时针转动时，滚柱就楔紧在槽内，带动外。