常用机构设计与零部件课件 学习项目8工作任务12设计选用带式输送机中的联轴器

学习项目八

设计通用机械零部件工作任务12设计选用带式输送机中的联轴器主要内容联轴器的相关知识1操作与实践2自主学习3

拓展知识4一、项目导入设计件号4联轴器，联轴器的作用是联结减速箱与滚筒

各种联轴器样品与电动机连接的联轴器实物学习任务设计带式输送机中的联轴器。已知电动机输出功率为9.8KW，转速为960r/min，输出轴直径为42mm，输出轴长112mm，用半圆头普通平键与联轴器联接；减速器输入轴直径45mm，长110mm，有圆头普通平键与联轴器联接。试选择该处的联轴器。第一节联轴器一、联轴器的分类联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差，承载后的变形以及温度变化的影响等，会引起两轴相对位置的变化，往往不能保证严格的对中。二、相关知识(a)轴向位移x

(d)综合位移x、y、a轴线的相对位移(b)径向位移y(c)角位移a刚性联轴器挠性联轴器凸缘联轴器十字滑块联轴器万向联轴器齿轮联轴器可以补偿位移套筒联轴器无位移补偿能力对中性要求高。无弹性元件有弹性元件缓冲吸振，用于起动频繁、高速变载以及经常正反转的场合。弹性圈柱销联轴器尼龙柱销联轴器轮胎联轴器

固定式1、刚性联轴器套筒式凸缘式类型普通凸缘联轴器对中榫凸缘联轴器铰制孔螺栓来联接普通孔螺栓靠接合面的摩擦力来传递转矩靠螺栓杆承受挤压与剪切来传递转矩

(a)

(b)

(c)凸缘套筒联轴器

特点：结构简单紧凑（特别是径向尺寸），成本低廉，便于装卸与维护。可以一定程度上起安全保护作用。要求在两轴严格对中情况下使用。（已有标准化设计资料）2、挠性联轴器(1)无弹性元件：可补偿两轴的相对位移，但不能缓冲减振。十字滑块联轴器特点：中间圆盘的凸块在半联轴器的凹槽内滑动，可以补偿两轴的相对位移。对凹槽的和凸块的工作面的硬度要求较高，并需加润滑剂。转速高时，易磨损，且附加载荷大，故宜用于低速的场合。结构：由两个具有外齿的半联轴器1、4和两个具有内齿的外壳2、3组成，外壳与半联轴器通过内、外齿的相互啮合而相联，如图10-4所示。轮齿间留有较大的齿侧间隙，外齿轮的齿顶做成球面，球面中心位于轴线上，转矩靠啮合的齿轮传递。齿轮联轴器齿轮联轴器特点：能补偿两轴的综合位移。能传递较大的转矩，但结构较复杂，制造较困难，在重型机器和起重设备中应用较广。结构：由两个分别固定在主、从动轴上的叉形接头1、2和一个十字形零件(称十字头)3组成。叉形接头和十字头是铰接的，因此允许被联接两轴轴线夹角a很大。单万向联轴器结构简图双万向联轴器结构简图万向联轴器单万向特点：若两轴线不重合，即使主动轴等速转动，而从动轴仍将为周期性的变速转动。双万向连轴器特点：用于不对心的两根轴间实现等角速度传动。条件①

α1＝α2②中间轴的两端的万向接头环应在同一平面内。

（2）有弹性元件的挠性联轴器

弹性圈柱销联轴器(1－弹性圈；2－柱销)特点：结构简单，制造容易，不用润滑，弹性圈更换方便，具有一定的补偿两轴线相对偏移和减振、缓冲性能。适用于经常正反转，起动频繁，转速较高的场合。弹性圈柱销联轴器

结构：与凸缘联轴器相似，用套有弹性圈1的柱销2代替了联接螺栓尼龙柱销联轴器

结构：可以看成为弹性圈柱销联轴器简化而成。即采用尼龙柱销1代替弹性圈和金属柱销。为了防止柱销滑出，在柱销两端配置挡圈2。

特点：结构简单，安装、制造方便，耐久性好，吸振,补偿轴向位移的能力。常用于轴向窜动量较大，经常正反转，起动频繁，转速较高的场合，可代替弹性圈柱销联轴器。尼龙柱销联轴器三、联轴器的选择为工作情况系数

选定类型（依据工作条件）

选择型号和尺寸（依据计算转矩、轴的转速和轴的估算直径）

必要时校核选用步骤计算转矩

选取或校核时，考虑启动、惯性力及过载等的影响，按计算扭矩进行。三、操作与实践联轴器的选择算例

例10-1如图10-10所示，在电机与增压油泵用联轴器相联。已知电机功率P＝7.5kW，转速n＝960r/min,电机伸出轴端的直径d1＝38mm，油泵轴的直径d2=42mm，选择联轴器型号。

解：因为轴的转速较高，启动频繁，载荷有变化，宜选用缓冲性较好，同时具有可移性的弹性套柱销联轴器。图10-10联轴器算例离合器一、离合器的功能与类型1、离合器的功能

机器运转过程中，可使两轴随时接合或分离的装置。它的主要功能是用来操纵机器传动系统的断续，以便进行变速及换向等。离合器类型外力操纵式机械操纵式电磁操纵式液压操纵式气动操纵式自动离合器离心离合器当转速达到一定值时，两轴能自动接合或分离安全离合器转矩超过允许值两轴自动分定向离合器单向传动，反转时自动分离操作的方式牙嵌式离合器圆盘摩擦离合器四、自主学习二、常用离合器的结构特点1、牙嵌离合器

工作原理，它主要由端面带齿的两个半离合器1，2组成，通过啮合的齿来传递转矩。其中半离合器1固装在主动轴上，而半离合器2利用导向平键安装在从动轴上，它可沿轴线滑动。工作时利用操纵杆(图中未画出)带动滑环3，使半离合器2作轴向移动，实现离合器的接合或分离(图10-12b)。结构简单，外廓尺寸小，接合后两半离合器没有相对滑动，但只宜在两轴的转速差较小或相对静止的情况下接合，否则齿与齿会发生很大冲击，影响齿的寿命。图10-12沿圆柱面上展开的齿形展开齿形三角形梯形锯齿形接合和分离容易，但齿的强度较弱只能单向工作小转矩强度高接合和分离也较容易大转矩矩形齿制造容易接合分离困难反转时工作面将受较大的轴向分力，会迫使离合器自行分离应用较少矩形2、圆盘摩擦离合器

图10-13单片式圆盘摩擦离合器如图10－13所示，由两个半离合器1、2组成，通过其接触面间的摩擦力来传递转矩。1固装在主动轴上，2利用导向平键(或花键)安装在从动轴上，通过操纵杆和滑环3可以在从动轴上滑移。原理：依靠两接触面之间的摩擦力，使主、从动轴接合和传递转矩。1)能在不停车或两轴具有任何大小转差的情况下进行接合；2)能调节从动轴的加速时间，减少接合时的冲击和振动，实现平稳接合；3)过载时，摩擦面间将发生打滑，可以避免其他零件的损坏。分类：单片式和多片式特点多片式用于传递较大转距。两组摩擦片，其中外摩擦片组4利用外圆上的花键与外鼓轮2相联(外鼓轮2与轴1相固联)，内摩擦片组5利用内圆上的花键与内套筒10相联(内套筒10与轴9相固联)。当滑环8作轴向移动时，将拨动曲臂压杆7，使压板3压紧或松开内、外摩擦片组，从而使离合器接合或分离图10-14b。螺母6是用来调节内、外摩擦片组间隙大小的。外摩擦片和内摩擦片的结构形状如图10-15所示。若将内摩擦片改为图右的碟形，使其具有一定的弹性，离合器分离时摩擦片能自行弹开，接合时也较平稳。

(a)外摩擦片(b)内摩擦片(c)碟形内摩擦片(b)图10-14多片式摩擦离合器3、磁粉离合器

当线圈通电时，形成一个经轮心、间隙、外鼓轮又回到轮心的闭合磁通，使铁粉磁化。当主动轴旋转时，由于磁粉的作用，带动外鼓轮一起旋转来传递转矩。当断电时，铁粉恢复为松散状态，离合器即行分离。

图10-16磁粉离合器这种离合器接合平稳，使用寿命长，可以远距离操纵，但尺寸和重量较大。如图10-16所示，磁粉离合器主要由磁铁轮心5，环形激磁线圈4，从动外鼓轮2和齿轮1组成。主动轴7与磁铁轮心5相固联，在轮心外缘的凹槽内绕有环形激磁线圈4，线圈与接触环6相联，从动外鼓轮2与齿轮1相联，并与磁铁轮心间约有0.5～2mm的间隙，其中填充导磁率高的铁粉和油或石墨的混合物3(3)定向离合器

定向离合器只能按一个转向传递转矩，反向时能自动分离。其中应用较为广泛的是滚柱定向离合器，也称超越离合器。它主要由星轮1、外圈2、弹簧顶杆4和滚柱3组成。弹簧的作用是将滚柱压向星轮的楔形槽内，使滚柱与星轮、外圈相接触。定向离合器常用于汽车、拖拉机和机床等设备中。星轮顺时针：离合器处于接合状态星轮反转离合器处于分离三、离合器的选择大多数离合器已标准化或规格化，设计时，只需参考有关手册对其进行类比设计或选择即可。

确定离合器的类型被联接的两轴的直径、计算转矩和转速手册中查出适当的型号薄弱环节进行承载能力校核根据机器的工作特点和使用条件周布弹簧式离合器弹簧弹簧的功用弹簧是一种弹性的元件，它具有刚度小、变形大、在载荷作用下易产生较大弹性变形等特点，在各类机械中应用十分广泛。弹簧的分类按弹簧承受的载荷分：拉伸弹簧压缩弹簧扭转弹簧弯曲弹簧按照弹簧的形状分：螺旋弹簧是用弹簧丝卷绕制成的，由于制造简便，所以应用最广。在一般机械中，最常用的是圆柱螺旋弹簧。弹簧的主要功用有：控制机构的运动、缓冲和减振、储存能量、测力以及改变机器的自振频率等。螺旋弹簧碟形弹簧板簧盘簧异型弹簧环形弹簧一、概述五、拓展知识二、圆柱形螺旋弹簧的结构图示为螺旋压缩弹簧