鼓形齒聯(lián)軸器的畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、鼓形齒聯(lián)軸器的畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 前言 緒論 第一章 概述 1.1 聯(lián)軸器的功用 1.2 聯(lián)軸器的特點(diǎn) 第二章 選擇聯(lián)軸器的類型 2.1 聯(lián)軸器的分類 2.2 選擇聯(lián)軸器應(yīng)考慮的因素 2.3 鼓形齒聯(lián)軸器的特點(diǎn) 2.4 zwg 型鼓形齒聯(lián)軸器 第三章 zwg型鼓形齒聯(lián)軸器的尺寸給定 3.1 型式、基本參數(shù)和主要尺寸 3.2 其型式、基本參數(shù)和主要尺寸應(yīng)符合規(guī)定 第四章 鼓形齒聯(lián)軸器的強(qiáng)度 第五章 cad/cam 建模及數(shù)控編程 5.1 走刀軌跡及程序 第六章 結(jié)論與展望 參考文獻(xiàn) 致謝?33?37?530?26?26?14?14?11?4?6?3?3?3?4?16?2?20?1818?18?23

2、?34常州工學(xué)院 第? 2?頁 共? 34?頁 鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 前言 三年的大學(xué)生涯即將結(jié)束,最后的學(xué)習(xí)任務(wù)就是畢業(yè)設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)就是根據(jù)任務(wù)書將學(xué)習(xí)到的基礎(chǔ)知識(shí)、 專業(yè)理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)相結(jié)合應(yīng)用 的過程,也是我們回顧、總結(jié)這三年所學(xué)知識(shí)的過程。前面再加上“畢業(yè)”這兩字, 它的能力要求就更高了。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是厚板軋機(jī)聯(lián)軸器,這是為了特定的要 求而進(jìn)行的,盡管設(shè)計(jì)的難度很大,但掌握相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的基本理論和正確的方法是 我學(xué)們專業(yè)的學(xué)生理所應(yīng)該具備的能力。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,大直徑軋管機(jī)需求增加,其主傳動(dòng)使用聯(lián)軸器的要求也越 來越高,滿足該要求的聯(lián)軸器有十字式萬向聯(lián)軸器和大轉(zhuǎn)矩鼓形齒式

3、聯(lián)軸器,其中十 字式萬向聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩可以達(dá)到,但承載沖擊性能差、壽命短,這是一個(gè)很大的缺點(diǎn); 大轉(zhuǎn)矩鼓形齒式聯(lián)軸器承載沖擊性能好,但齒面接觸應(yīng)力和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度要求 高,如果我們采取特殊結(jié)構(gòu)、特殊材料、特殊工藝,那么該聯(lián)軸器就能夠滿足大直徑 軋管機(jī)的要求。目前國(guó)內(nèi)軋機(jī)用的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器無法滿足要求,只達(dá)到需求轉(zhuǎn)遞轉(zhuǎn)矩的 1/21/3,國(guó)外聯(lián)軸器專業(yè)制造商可以滿足要求,但由于它采用專門的技術(shù),再加上 制造難度大,所以價(jià)格特別昂貴。一臺(tái)軋管機(jī)需要 10 套左右,再加上備件外購費(fèi)用 很大。2000 年太原重工成功的為 159 軋管機(jī)組設(shè)計(jì)出了大轉(zhuǎn)矩三段弧形齒式聯(lián)軸 器,制造費(fèi)用只有進(jìn)口價(jià)的 1/41/5

4、(16.7 萬元/每套)。 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書我查閱了相關(guān)的資料,并對(duì)其進(jìn)行匯總、整理、綜合。然后進(jìn)行 聯(lián)軸器的選用及計(jì)算、齒接觸應(yīng)力、彎曲強(qiáng)度和鉸孔螺栓的剪切強(qiáng)度校核。在給定了 相關(guān)設(shè)計(jì)零件的尺寸后,用 autocad 進(jìn)行設(shè)計(jì)和繪制全部零件(內(nèi)齒圈、端蓋、外齒 軸套等)的平面圖和裝配圖,并安排合理的技術(shù)要求,給出一些匹配零件。最后是零 件的 cad/cam 建模及編程。經(jīng)過以上這些工作之后,聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)就完成了。 作為一種傳動(dòng)裝置的鼓形齒聯(lián)軸器是由普通直齒聯(lián)軸器發(fā)展演變而來的, 鼓形齒聯(lián)軸 器在國(guó)外許多先進(jìn)的工業(yè)國(guó)家已有種種標(biāo)準(zhǔn)及系列產(chǎn)品, 由兩個(gè)鼓形外齒套與一對(duì)直 齒內(nèi)齒齒圈等零件組成?？?jī)?nèi)

5、,外齒的嚙合傳遞轉(zhuǎn)矩,并通鼓形外齒套的直齒的內(nèi)齒 圈的軸線擺動(dòng)(稱角向位移)來補(bǔ)償倆傳動(dòng)軸線的相對(duì)偏移。齒長(zhǎng)方向的鼓度越大, 其角向位移越大,最大達(dá) 6°,一般使用推薦 1°1.5°,而舊的齒輪聯(lián)軸器只允許 0.5°從彎曲強(qiáng)度和承載能力來看,在相同的工作條件下鼓形齒聯(lián)軸器傳遞扭矩可 提高 1520%。齒長(zhǎng)方向的鼓度,使齒對(duì)接觸情況較好,因此鼓形齒式聯(lián)軸器有傳動(dòng) 能力大、角位移大、傳動(dòng)平穩(wěn)、效率高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。因此逐步取代直齒聯(lián)軸器, 并廣泛用于冶金機(jī)械,重型、礦山機(jī)械,起重、運(yùn)輸機(jī)械等傳動(dòng)。鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 第? 3?頁 共? 34?頁 緒論 鼓形齒

6、聯(lián)軸器,具有結(jié)構(gòu)緊湊、回轉(zhuǎn)半徑小、傳遞轉(zhuǎn)矩大和較大的角向補(bǔ)償量等 特點(diǎn)。其中傳遞轉(zhuǎn)矩與 cl 系列直齒聯(lián)軸器相比提高 50%以上,是一種先進(jìn)的鼓形齒 式聯(lián)軸器。 第一章 概述 1.1 聯(lián)軸器的功用 聯(lián)軸器(coupling)是聯(lián)接兩軸或軸和回轉(zhuǎn)件、在傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力過程中一起回 轉(zhuǎn)而不脫開的一種裝置,是機(jī)械設(shè)備傳動(dòng)軸系中應(yīng)用量大、面廣的通用部件。 用于冶金、重型、礦山、工程、石油、化工、船舶、交通、起重運(yùn)輸、通用、紡 織、輕工、農(nóng)業(yè)、印刷機(jī)械和水泵、風(fēng)機(jī)、機(jī)床等機(jī)械設(shè)備傳動(dòng)軸系中的聯(lián)軸器,主 要功能有傳遞扭矩;而應(yīng)用于精密機(jī)械以及某些操縱、控制機(jī)構(gòu)的聯(lián)軸器,主要功能 則是傳遞精確的運(yùn)動(dòng)。 在傳動(dòng)

7、軸系中機(jī)械振動(dòng)、沖擊、軸線偏差等不利因素,只有通過聯(lián)軸器才能得到 改善和補(bǔ)償,由此可見聯(lián)軸器在傳動(dòng)軸系中的重要作用。科學(xué)的設(shè)計(jì)、合理的選用聯(lián) 軸器,不僅能延長(zhǎng)聯(lián)軸器的使用壽命,而且能改善傳動(dòng)軸系工作性能,保證傳動(dòng)軸系 正常工作。 聯(lián)軸器是機(jī)械通用基礎(chǔ)部件, 品種、 型式很多。 但任何聯(lián)軸器都不可能是萬能的, 每一個(gè)品種、型式(包括不同元件材質(zhì)和結(jié)構(gòu)形狀)的聯(lián)軸器都有其適用范圍,選用 時(shí)應(yīng)予注意。 1.2 聯(lián)軸器的特點(diǎn) 各種工況聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)形式很多,在選擇品種、型號(hào)、規(guī)格前,應(yīng)考慮聯(lián)軸器用 于何條件。如工作環(huán)境的溫度、濕度;是否有粉塵、油、酸、堿等物質(zhì)、并根據(jù)不同 的工況條件和環(huán)境選用不同材質(zhì),

8、同時(shí)工況條件還應(yīng)考慮啟動(dòng)是否頻繁。 由于制造和安裝不可能絕對(duì)精確,以及工作受載時(shí)基礎(chǔ)、機(jī)架和其它部件的彈性 變形與溫差變形,聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸線不可避免的要產(chǎn)生相對(duì)偏移。 兩軸相對(duì)偏 移的出現(xiàn),將在軸、軸承和聯(lián)軸器上引起附加載荷,甚至出現(xiàn)劇烈振動(dòng)。因此,聯(lián)軸 器還應(yīng)具有一定的補(bǔ)償兩軸偏移的能力, 以消除或降低被聯(lián)兩軸相對(duì)偏移引起的附加 載荷,改善傳動(dòng)性能,延長(zhǎng)機(jī)器壽命。為了減少機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)、降低沖擊尖峰 載荷,聯(lián)軸器還應(yīng)具有一定的緩沖減震性能。 考慮載荷性質(zhì)、聯(lián)接方式是選擇聯(lián)軸器類別的重要因素;選用和設(shè)計(jì)聯(lián)軸器都應(yīng) 以聯(lián)軸器的傳遞扭矩作為主要參數(shù)來考慮。常州工學(xué)院 第? 4?頁 共? 3

9、4?頁 第二章 選擇聯(lián)軸器的類型 2.1 聯(lián)軸器的分類 根據(jù)傳遞載荷的大小,軸轉(zhuǎn)速的高低,被聯(lián)接兩部件的安裝精度等,參考各類聯(lián) 軸器特性,一種合用的聯(lián)軸器類型。具體選擇有以下幾種: 2.1.1 剛性聯(lián)軸器 剛性聯(lián)軸器不具有補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移的能力,也不具有緩沖減震性能; 但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜。只有在載荷平穩(wěn),轉(zhuǎn)速穩(wěn)定,能保證被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移 極小的情況下,才可選用剛性聯(lián)軸器。 這類聯(lián)軸器有套筒式、夾殼式和凸緣式等。圖 2-1(a)是普通的凸緣聯(lián)軸器, 通常是靠鉸制孔用螺栓來實(shí)現(xiàn)兩軸對(duì)中;圖 2-1(b)是有對(duì)中樣的凸緣聯(lián)軸器,凸 緣聯(lián)軸器可作成帶防護(hù)邊的(圖 2- 1c)。由于凸緣聯(lián)

10、軸器屬于剛性聯(lián)軸器,對(duì)所 聯(lián)兩軸間的相對(duì)位移缺乏補(bǔ)償能力.對(duì)兩軸對(duì)中性的要求很高。當(dāng)兩軸有相對(duì)位移存 在時(shí),就會(huì)在機(jī)件內(nèi)引起附加載荷。但由于構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低、可傳遞較大轉(zhuǎn)矩,故 當(dāng)轉(zhuǎn)速低、無沖擊、軸的剛性大、對(duì)中性較好時(shí)亦常采用。 圖 2-1 凸緣聯(lián)軸器 2.1.2 撓性聯(lián)軸器 這種聯(lián)軸器具有一定的補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移的能力, 最大量隨型號(hào)不同而 異。 1.無彈性元件的撓性聯(lián)軸器 無彈性元件的撓性聯(lián)軸器承載能力大,但也不具有緩沖性能,在高速或轉(zhuǎn)速不穩(wěn) 定或經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)時(shí),有沖擊噪聲。適用于低速、重載、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)的場(chǎng)合。 a.十字滑塊聯(lián)軸器鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 第? 5?頁 共? 34?頁 這類

11、聯(lián)軸器因具有撓性,故可補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移。但因無彈性元件,故不能緩 沖減振。常用的有以下幾種: (1)十字滑塊聯(lián)軸器 如圖 2-2 所示,十字滑塊聯(lián)軸器由兩個(gè)在端面上開有凹槽的半聯(lián)軸器 1、3和一 個(gè)兩面帶。 圖 2-2 十字滑塊聯(lián)軸器 這種聯(lián)軸器零件的材料可用 45 號(hào)鋼,工作表面須進(jìn)行熱處理,以提高其硬度; 要求較低時(shí)也可用 q275 鋼,不進(jìn)行熱處理。為了減少摩擦及磨損,使用時(shí)應(yīng)從中間 盤的油孔中注油進(jìn)行潤(rùn)滑。 因?yàn)榘肼?lián)軸器與中間盤組成移動(dòng)副,不能發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),故主動(dòng)軸與從動(dòng)軸的角 速度應(yīng)相等。 但在兩軸間有相對(duì)位移的情況下工作時(shí); 中間盤就會(huì)產(chǎn)生很大的離心力, 從而增大動(dòng)載荷及磨損。因

12、此選用時(shí)應(yīng)注意其工作轉(zhuǎn)速不得大于規(guī)定值。 這種聯(lián)軸器一般用于轉(zhuǎn)速 n<250 r/min,軸的剛度較大,且無劇烈沖擊處。效 率1-(3 5)fy/d,這里 f為摩擦系數(shù),一般取為 0.12 0.25;y 為聯(lián)軸間徑向 位移量 0.5mm;d為軸徑 0.125mm。 b. 滑塊聯(lián)軸器 滑塊聯(lián)軸器(圖 2-3)與十字滑塊聯(lián)軸器相似,只是兩邊半聯(lián)軸器上的溝槽很寬, 并把原來的中間盤改為兩面不帶凸牙的方形滑塊,且通常用夫布膠水制成。由于中間 滑塊的質(zhì)量減小, 又具有彈性, 故允許較高的極限轉(zhuǎn)速。 中間滑塊也可用尼龍 6制成, 并在配制時(shí)加入少量的石墨或二硫化鋁,以便在使用時(shí)可以自行潤(rùn)滑。這種聯(lián)油

13、器結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單;尺寸緊湊,適用于小功率、高轉(zhuǎn)速而無劇烈沖擊處。常州工學(xué)院 第? 6?頁 共? 34?頁 圖 2-3 滑塊聯(lián)軸器 c.十字軸式萬向聯(lián)軸器 如圖 2-4(a)所示,它由兩個(gè)叉形接頭 1、3,一個(gè)中間聯(lián)接件 2 和軸銷 4(包 括銷套及鉚釘)、5 所組成;軸銷 4 與 5 互相垂直配置并分別把兩個(gè)叉形接頭與中間 件 2聯(lián)接起來。這樣,就構(gòu)成了一個(gè)可動(dòng)的聯(lián)接。這種聯(lián)軸器可以允許兩軸間有較大 的夾角(夾角 a最大可達(dá) 35°45°),而且在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),夾角發(fā)生改變?nèi)钥烧?傳動(dòng);但當(dāng) a過大時(shí),傳動(dòng)效率會(huì)顯著降低。 2-4 十字軸式萬向聯(lián)軸器 這種聯(lián)軸器的缺點(diǎn)是:當(dāng)主動(dòng)

14、軸角速度。l 為常數(shù)時(shí),從動(dòng)軸的角速度。并不 是常數(shù),而是在一定范圍內(nèi)(1cos31cos)變化,因而在傳動(dòng)中將產(chǎn) 生附加動(dòng)載荷。為了改善這種情況,常將十字軸式萬向聯(lián)軸器成對(duì)使用(圖 2-4b),鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 第? 7?頁 共? 34?頁 但應(yīng)注意多裝時(shí)必須保證 o1軸、o3軸與中間軸之間的夾角相等,并且中間軸的兩端 的叉形接頭應(yīng)在同一平面內(nèi)(圖 2-5。只有這種雙萬向聯(lián)軸器才可以得到31。 圖 2-5 雙萬向聯(lián)軸器 這種聯(lián)軸器各元件的材料,除鉚釘用 20 號(hào)鋼外,其余多用合金鋼,以獲得較高 的耐磨性及較小的尺寸。小型十字軸式萬向聯(lián)軸器已標(biāo)準(zhǔn)化,設(shè)計(jì)時(shí)可按標(biāo)準(zhǔn)選用。 d.齒式聯(lián)軸器 如圖

15、 2-6(a)所示,這種聯(lián)軸器由兩個(gè)帶有內(nèi)齒及凸緣的外套筒 3 和兩個(gè)帶有 外齒的內(nèi)套簡(jiǎn)工所組成。兩個(gè)內(nèi)套商 1分別用鍵與兩輪聯(lián)接,兩個(gè)外套筒 3用螺栓 5 聯(lián)成一體,依靠?jī)?nèi)外齒相嚙合以傳遞轉(zhuǎn)矩。由于外項(xiàng)的齒頂制成橢球面,且保證與內(nèi) 齒咽合后具有適當(dāng)?shù)捻斚逗蛡?cè)隙,放在傳動(dòng)時(shí),套筒 1可有軸向和徑向位移以及用位 移(圖 2-6b)。又為了減少磨損,可由油孔 4 注入潤(rùn)滑油,并在套簡(jiǎn)工和 3之間裝有 密封圈點(diǎn)以防止?jié)櫥托孤?齒式聯(lián)軸器中,所用齒輪的齒廓曲線為漸開線,嚙合用為 zoo,齒數(shù)一般為 30 80,材料一般用 45號(hào)鋼或 zg310-570。這類聯(lián)軸器能傳遞很大的轉(zhuǎn)矩,并允許有較 大的

16、偏移量,安裝精度要求不高;但質(zhì)量較大,成本較高,在重型機(jī)械中廣泛應(yīng)用。 圖 2-6 齒式聯(lián)軸器 e. 滾子鏈聯(lián)軸器常州工學(xué)院 第? 8?頁 共? 34?頁 如圖 2-7 所示這種聯(lián)軸器是利用一條公用的雙排鏈條 2 同時(shí)與兩個(gè)齒數(shù)相同的 并列鏈輪嚙合來實(shí)現(xiàn)兩半鏈軸器 1與 4 的聯(lián)接。為了改善潤(rùn)滑并防止污染,一般都將 聯(lián)軸器密封在罩殼內(nèi)。 圖 2-7 滾子鏈聯(lián)軸器 滾子鏈聯(lián)軸器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,尺寸緊湊,質(zhì)量小,裝拆方便,維修容易、 價(jià)廉并具有一定的補(bǔ)償性能和緩沖性能,但因鏈條的套簡(jiǎn)與其相配件間存在間隙,不 宜用于逆向傳動(dòng)和起動(dòng)頻繁或立軸傳動(dòng)。同時(shí)由于受離心力影響也不宜用于高速傳 動(dòng)。 2 有彈

17、性元件的撓性聯(lián)軸器 這類聯(lián)軸器因裝有彈性元件,不僅可以補(bǔ)償兩袖間的相對(duì)位移,而且具有緩沖減 振的能力。彈性元件所能儲(chǔ)蓄的能量取多,則聯(lián)軸器的緩沖能力愈強(qiáng);彈性元件的彈 性滯后性能與彈性變形時(shí)零件間的摩擦功愈大、則聯(lián)軸器的減振能力愈好。這類聯(lián)軸 器目前應(yīng)用很廣,品種亦愈來愈多。 制造彈性元件的材料有非金屬和金屬兩種。非金屬有橡膠、塑料等.其特點(diǎn)為 質(zhì)量小,價(jià)格便宜,有良好的彈性滯后性能,因而減振能力強(qiáng)。金屬材料制成的彈性 元件(主要為各種彈簧惻強(qiáng)度高、尺寸小而壽命較長(zhǎng)。 聯(lián)軸器在受到工作轉(zhuǎn)矩 t以后,被聯(lián)接兩軸將因彈性元件的變形而產(chǎn)生相應(yīng)的 扭轉(zhuǎn)角 ; 與 t 成正比關(guān)系的彈性元件為定剛度,不成

18、正比的為變剛度。非金屬 材料的彈性元件都是變剛度的, 金屬材料的則由其結(jié)構(gòu)不同可有變剛度的與寶剛度的 兩種。常用非金屬材料的剛度多隨載荷的增大而增大,故緩沖性好,特別適用于工作 載荷有較大變化的機(jī)器。 a.改彈性套柱銷聯(lián)軸器(圖 2-8)鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 第? 9?頁 共? 34?頁 圖 2-8 改彈性套柱銷聯(lián)軸器 這種聯(lián)軸器的構(gòu)造與凸緣聯(lián)軸器相似,只是用套有彈性套的柱銷代替了聯(lián)接螺 栓。因?yàn)橥ㄟ^蛹狀的彈性套傳遞轉(zhuǎn)矩,故可緩沖減振。彈性套的材料常用耐油橡膠, 并作成截面形狀如圖中網(wǎng)紋部分所示,以提高其彈性。半聯(lián)軸器與軸的配合孔可作成 圓柱形或圓錐形(圖 2-8)。 半聯(lián)軸器的材料常用 ht

19、20o,有時(shí)也采用 35 號(hào)鋼或 zg 270-500;柱銷材料多 用 35 號(hào)鋼。這種聯(lián)軸器可按標(biāo)準(zhǔn)(gb 4323-84)選用。 這種聯(lián)軸器制造容易,裝 拆方便,成本較低,但彈性套易磨損,壽命較短。它適用于聯(lián)接載荷平穩(wěn)、許正反轉(zhuǎn) 或啟動(dòng)頻繁的傳遞中、小傳距的軸 b.彈性柱銷聯(lián)軸器 這種聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)如圖(2-9)所示,工作時(shí)轉(zhuǎn)矩是個(gè)聯(lián)軸器、件銷而傳到從動(dòng) 軸上去的。為了防止林蔭脫落,在半聯(lián)軸器的外側(cè),用螺釘固定了擋板。這種聯(lián)軸器 與彈性套柱銷聯(lián)軸器很相似,但傳遞轉(zhuǎn)題的能力很大,結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單,安裝、制造方 便,耐久性好,也有一定的緩沖和吸振能力,允許被聯(lián)接兩輪有一定的軸向位移以及 少量的徑向位

20、移和角位移, 適用于軸向竄動(dòng)較大、 正反轉(zhuǎn)變化較多和起動(dòng)頻繁的場(chǎng)合, 由于尼龍柱銷對(duì)溫度較敏感,故使用溫度限制在-20+70的范圍內(nèi)。常州工學(xué)院 第? 10?頁 共? 34?頁 圖 2-9 彈性柱銷聯(lián)軸器 c.星形彈性聯(lián)軸器 如圖 2-10 所示,兩半聯(lián)軸器 1、3上均制有凸牙,用橡膠等類材料制成的星形彈 性件 2,放置在兩半聯(lián)軸器的凸牙之間 c工作時(shí),星形彈性件受壓縮并傳遞轉(zhuǎn)矩 c這 種聯(lián)軸器允許軸徑位移為 0.2mm,偏角位移為 1”30。因?yàn)閺椥约皇軌翰皇芾? 工作情況有所改善,故壽命較長(zhǎng)。 圖?2?10?星形彈性聯(lián)軸器 d.梅花性彈性聯(lián)軸器 如圖 2-11 所示這種聯(lián)軸器圖,其結(jié)構(gòu)形

21、式及工作原理與星形彈性聯(lián)軸器相似, 但半聯(lián)軸器與軸配合的孔可作成圓柱形或圓錐形.并以梅花形彈性件取代星形彈性 件。彈性鍵可根據(jù)使用要求選用不同硬度的聚氨酯橡隊(duì)鑄型尼龍等材料制造。工作溫 度范圍為 -3580,短時(shí)工作溫度可達(dá) 100,傳遞的公稱轉(zhuǎn)矩為 1625000 n?m。鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 第? 11?頁 共? 34?頁 圖?2?11? 梅花性彈性聯(lián)軸器 e.膜片聯(lián)軸器 膜片聯(lián)軸器其彈性元件為一定數(shù)量的很薄的多邊環(huán)形(或圓環(huán)形)金屬膜片汪會(huì) 而成的膜片組,在膜片的圓周上有若干個(gè)螺栓孔,用校制孔用螺栓交錯(cuò)間閉與半聯(lián)軸 器相聯(lián)接這樣將彈性元件上的弧段分為交錯(cuò)至壓縮和受拉伸的兩部尤拉伸部分傳速

22、轉(zhuǎn)矩,醫(yī)縮部分趨向皺折。當(dāng)?shù)\組存在輪向、徑向和角位移時(shí),金屬膜片區(qū)產(chǎn)生技狀 變形。 2.1.3 安全聯(lián)軸器 在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是,存在一個(gè)保險(xiǎn)環(huán)節(jié)(如銷釘可動(dòng)聯(lián)接等),其只能承受限定 載荷。當(dāng)實(shí)際載荷超過事前限定的載荷時(shí),保險(xiǎn)環(huán)節(jié)就發(fā)生變化,截?cái)噙\(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的 傳遞,從而保護(hù)機(jī)器的其余部分不致?lián)p壞,即起安全保護(hù)作用。 2.1.4 起動(dòng)安全聯(lián)軸器 除了具有過載保護(hù)作用外, 還有將機(jī)器電動(dòng)機(jī)的帶載起動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榻瓶蛰d起動(dòng)的 作用。 2.2 選擇聯(lián)軸器應(yīng)考慮的因素 2.2.1 動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性 動(dòng)力機(jī)到工作機(jī)之間,通過一個(gè)或數(shù)個(gè)不同品種型式、規(guī)格的聯(lián)軸器將主、從動(dòng) 端聯(lián)接起來,形成軸系傳動(dòng)系統(tǒng)。在機(jī)械傳動(dòng)中

23、,動(dòng)力機(jī)不外乎電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和氣 輪機(jī)。由于動(dòng)力機(jī)工作原理和機(jī)構(gòu)不同,其機(jī)械特性差別較大,有的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),有的 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有沖擊,對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)形成不等的影響。根據(jù)動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性,將動(dòng)力機(jī)分為 四類。見表 2- 1 。 表 2- 1 動(dòng)力機(jī)系數(shù) kw常州工學(xué)院 第? 12?頁 共? 34?頁 動(dòng)力機(jī)類別 代號(hào) 動(dòng)力機(jī)名稱 動(dòng)力機(jī)系數(shù) kw 動(dòng)力機(jī)類別代 號(hào) 動(dòng)力機(jī)名稱 動(dòng)力機(jī)系數(shù) kw 電動(dòng)機(jī)、透平 1.0 二缸內(nèi)燃 機(jī) 1.4 四缸及四缸以上內(nèi) 燃機(jī) 1.2 單缸內(nèi)燃 機(jī) 1.6 動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性對(duì)整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)有一定的影響,不同類別的動(dòng)力機(jī),由于其機(jī) 械特性不同,應(yīng)選取相應(yīng)的動(dòng)力機(jī)系數(shù) kw ,選擇

24、適合于該系統(tǒng)的最佳聯(lián)軸器。動(dòng)力 機(jī)的類別是選擇聯(lián)軸器品種的基本因素, 動(dòng)力機(jī)的功率是確定聯(lián)軸器的規(guī)格大小的主 要依據(jù)之一,與聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩成正比。 固定的機(jī)械產(chǎn)品傳動(dòng)系統(tǒng)中的動(dòng)力機(jī)大都是電動(dòng)機(jī),運(yùn)行的機(jī)械產(chǎn)品傳動(dòng)系統(tǒng) (例如船舶、 各種車輛等) 中的動(dòng)力機(jī)多為內(nèi)燃機(jī), 當(dāng)動(dòng)力機(jī)為缸數(shù)不同的內(nèi)燃機(jī)時(shí), 必須考慮扭振對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的影響,這種影響因素與內(nèi)燃機(jī)的缸數(shù)、各缸是否正常工作 有關(guān)。此時(shí)一般應(yīng)選用彈性聯(lián)軸器,以調(diào)整軸系固有頻率,降低扭振振幅,從而減振、 緩沖、保護(hù)傳動(dòng)裝置部件,改善對(duì)中性能,提高輸出功率的穩(wěn)定性。 2.2.2 載荷類別 由于結(jié)構(gòu)和材料不同,用于各個(gè)機(jī)械產(chǎn)品傳動(dòng)系統(tǒng)的聯(lián)軸器,其載荷能力

25、差異很 大。載荷類別主要是針對(duì)工作機(jī)的工作載荷的沖擊、振動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)、頻繁啟動(dòng) 等原因而形成不同類別的載荷。為便于選用計(jì)算,將傳動(dòng)系統(tǒng)的載荷分為四類,見表 2-2 。 表 2-2 載荷類別 載荷類別 載荷狀況 工況系數(shù) k 載荷類別 載荷狀況 工況系數(shù) k 載荷均勻,工作平穩(wěn) 11.5 重沖擊載荷,頻繁正反轉(zhuǎn) 2.52.75 中等沖擊載荷 1.52.5 特重沖擊載荷,頻繁正反 轉(zhuǎn) 2.75 傳動(dòng)系統(tǒng)的載荷類別是選擇聯(lián)軸器品種的基本依據(jù)。沖擊、振動(dòng)和轉(zhuǎn)矩變化較大 的工作載荷,應(yīng)選擇具有彈性元件的撓性聯(lián)軸器即彈性聯(lián)軸器,以緩沖、減振、補(bǔ)償 軸線偏移,改善傳動(dòng)系統(tǒng)工作性能。起動(dòng)頻繁、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)

26、時(shí)的轉(zhuǎn)矩是正常平穩(wěn)工 作時(shí)轉(zhuǎn)矩的數(shù)倍,是超載工作,必然縮短聯(lián)軸器彈性元件使用壽命,聯(lián)軸器只允許短 時(shí)超載,一般短時(shí)超載不得超過公稱轉(zhuǎn)矩的 23 倍。 低速工況應(yīng)避免選用只適用于中小功率的聯(lián)軸器,例如:彈性套柱銷聯(lián)軸器、芯 型彈性聯(lián)軸器、 多角形橡膠聯(lián)軸器、 輪胎式聯(lián)軸器等; 需要控制過載安全保護(hù)的軸系, 宜選用安全聯(lián)軸器;載荷變化較大的并有沖擊、振動(dòng)的軸系,宜選擇具有彈性元件且 緩沖和減振效果較好的彈性聯(lián)軸器。 金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器承載能力高于非金屬彈鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 第? 13?頁 共? 34?頁 性元件彈性聯(lián)軸器; 彈性元件受擠壓的彈性聯(lián)軸器可靠性高于彈性元件受剪切的彈性 聯(lián)軸器。 2

27、.2.3 聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速 聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速范圍是根據(jù)聯(lián)軸器不同材料允許的線速度和最大外緣尺寸, 經(jīng) 過計(jì)算而確定。不同材料和品種、規(guī)格的聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)速的范圍不相同,改變聯(lián)軸器 的材料可提高聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)速范圍,材料為鋼的許用轉(zhuǎn)速大于材料為鑄鐵的許用轉(zhuǎn) 速。 用于 n5000r/min 工況條件的聯(lián)軸器,應(yīng)考慮聯(lián)軸器外緣離心力和彈性元件變 形等影響因素,并應(yīng)作動(dòng)平衡。高速時(shí)不應(yīng)選用非金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器,高速時(shí) 形成彈性元件變形,宜選用高精度的撓性聯(lián)軸器,目前國(guó)外用于高速的聯(lián)軸器不外乎 膜片聯(lián)軸器和高精度鼓形齒式聯(lián)軸器。 2.2.4 聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸相對(duì)位移 聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸由于制造誤差、裝配誤差

28、、安裝誤差、軸受載而產(chǎn)生變形、基座 變形、軸承受損、溫度變化(熱脹、冷縮)、部件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)等多種因素而產(chǎn)生 相對(duì)位移。一般情況下,兩軸相對(duì)位移是難以避免的,但不同工況條件下的軸系傳動(dòng) 所產(chǎn)生的位移方向,即軸向( x )、徑向( y )、角向()以及位移量的大小有所 不同。只有撓性聯(lián)軸器才具有補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移的性能,因此在實(shí)際應(yīng)用中大量選擇 撓性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器不具備補(bǔ)償性能,應(yīng)用范圍受到限制,因此用量很少。角向 ()唯一較大的軸系傳動(dòng)宜選用萬向聯(lián)軸器,有軸向竄動(dòng),并需控制軸向位移的軸 系傳動(dòng),應(yīng)選用膜片聯(lián)軸器;只有對(duì)中精度很高的情況下選用剛性聯(lián)軸器。 2.2.5 聯(lián)軸器的傳動(dòng)精度 小轉(zhuǎn)矩

29、和以傳遞運(yùn)動(dòng)為主的軸系傳動(dòng),要求聯(lián)軸器具有較高的傳動(dòng)精度,宜選用 金屬彈性元件的撓性聯(lián)軸器。大轉(zhuǎn)矩傳遞動(dòng)力的軸系傳動(dòng),對(duì)傳動(dòng)精度亦有要求,高 轉(zhuǎn)速時(shí),應(yīng)避免選用非金屬彈性元件彈性聯(lián)軸器和可動(dòng)元件之間有間隙的撓性;聯(lián)軸 器,宜選用傳動(dòng)精度高的膜片聯(lián)軸器。 2.2.6 聯(lián)軸器尺寸、安裝和維護(hù) 聯(lián)軸器外形尺寸, 即最大徑向和軸向尺寸, 必須在機(jī)器設(shè)備允許的安裝空間以內(nèi)。 應(yīng)選擇裝拆方便、不用維護(hù)、維護(hù)周期長(zhǎng)或者維護(hù)方便、更換易損件不用移動(dòng)兩軸、 對(duì)中間調(diào)整容易的聯(lián)軸器。常州工學(xué)院 第? 14?頁 共? 34?頁 大型機(jī)器設(shè)備調(diào)整兩軸對(duì)中較困難,應(yīng)選擇使用耐久和更換易損件方便的聯(lián)軸 器。金屬彈性元件撓

30、性聯(lián)軸器一般比非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器使用壽命長(zhǎng)。需密封 潤(rùn)滑和使用不耐久的聯(lián)軸器,必然增加維護(hù)工作量。對(duì)于長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和經(jīng)濟(jì)效益較 高的場(chǎng)合,例如我國(guó)冶金企業(yè)的軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的高速端,目前普遍采用的是齒式聯(lián)軸 器,齒式聯(lián)軸器雖然理論上傳遞轉(zhuǎn)矩大,但必須在潤(rùn)滑和密封良好的條件下才能耐久 工作,且需經(jīng)常檢查密封狀況,注潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂,維護(hù)工作量大,增加了輔助工時(shí), 減少了有效工作時(shí)間, 影響生產(chǎn)效益。 國(guó)際上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家, 已普遍選用使用壽命長(zhǎng)、 不用潤(rùn)滑和維護(hù)的膜片聯(lián)軸器取代鼓形齒式聯(lián)軸器,不僅提高了經(jīng)濟(jì)效益,還可以凈 化工作環(huán)境。在軋機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)選用我國(guó)研制的彈性活銷聯(lián)軸器和扇形塊彈性聯(lián)軸器,

31、不僅具有膜片聯(lián)軸器的優(yōu)點(diǎn),而且緩沖減振效果好,價(jià)格便宜。 2.2.7 工作環(huán)境 聯(lián)軸器與各種不同主機(jī)產(chǎn)品配套使用, 周圍的工作環(huán)境比較復(fù)雜, 如溫度、 濕度、 水、蒸汽、粉塵、砂子、油、酸、堿、腐蝕介質(zhì)、鹽水、輻射等狀況,是選擇聯(lián)軸器 時(shí)必須考慮的重要因素之一。對(duì)于高溫、低溫、有油、酸、堿介質(zhì)的工作環(huán)境,不宜 選用以一般橡膠為彈性元件材料的撓性聯(lián)軸器,應(yīng)選擇金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器,例 如膜片聯(lián)軸器、蛇形彈簧聯(lián)軸器等。 彈性柱銷式聯(lián)軸器由于運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)柱銷的竄動(dòng),自身噪聲大,對(duì)于噪聲有嚴(yán)格要求的 場(chǎng)合就不應(yīng)選用。 2.2.8 經(jīng)濟(jì)性 由于各品種、型式、規(guī)格的聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)、材料、大小和精度不同,其成本和造

32、價(jià) 相差很大。一般精度要求的聯(lián)軸器成本低于高精度要求的聯(lián)軸器;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性 好的聯(lián)軸器成本低于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工藝性差的聯(lián)軸器;采用一般材料作原料的聯(lián)軸器成 本低于采用特殊材料作原料的聯(lián)軸器; 非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器的成本低于金屬彈 性元件撓性聯(lián)軸器。在選擇聯(lián)軸器時(shí),價(jià)格是不可忽視的重要因素,有時(shí)甚至是決定 因素。對(duì)于一般工況條件,就無必要選擇價(jià)格較貴的高精度聯(lián)軸器,選用者往往因?yàn)?經(jīng)濟(jì)的原因不能選用某些性能雖好但價(jià)格較高的撓性聯(lián)軸器。 在選擇聯(lián)軸器時(shí)應(yīng)根據(jù)選用各自實(shí)際情況和要求,綜合考慮上述各種因素,從現(xiàn) 有標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器中選取最適合于自己需要的聯(lián)軸器品種、型式和規(guī)格。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書 本設(shè)計(jì)選用

33、無彈性元件撓性聯(lián)軸器中的鼓形齒式聯(lián)軸器。這種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單, 彈性元件的聯(lián)接沒有間隙,不需潤(rùn)滑,維護(hù)方匣,平衡容易,質(zhì)量小,對(duì)環(huán)境適應(yīng)性 強(qiáng),但扭轉(zhuǎn)彈性較低,緩沖減振性能差,主要用 f載荷比較平穩(wěn)的高速傳動(dòng)。 2.3 鼓形齒式聯(lián)軸器的特點(diǎn)與直齒式聯(lián)軸器相比有以下特點(diǎn)鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 第? 15?頁 共? 34?頁 2.3.1 承載能力強(qiáng)在相同的內(nèi)齒套外徑和聯(lián)軸器最大外徑下, 鼓形齒式聯(lián)軸器的承載能力平均比直 齒式聯(lián)軸器提高 1520%,見下表 2-3 對(duì)比例證: 表?2?3?對(duì)比表 2.3.2 角位移補(bǔ)償量大當(dāng)徑向位移等于零時(shí),直齒式聯(lián)軸器的許用角位移為 1?,而鼓形齒式聯(lián)軸器的 許用角

34、位移為 1?30',提高 50%。見下圖 2?12,在相同的模數(shù)、齒數(shù)、齒寬下,鼓形 齒比直齒允許的角位移大。 圖 2-12 角位移補(bǔ)償量 1、鼓形齒面使內(nèi)、外齒的接觸條件得到改善,避免了在角位移條件下直齒齒端 棱邊擠壓,應(yīng)力集中的弊端,同時(shí)改善了齒面摩擦、磨損狀況,降低了噪聲,維修周 期長(zhǎng)。 2、外齒套齒端呈喇叭形狀,使內(nèi)、外齒裝拆十分方便。 3、傳動(dòng)效率高達(dá) 99.7%。 兼顧以上所述類型的比較,選用無彈性元件撓性聯(lián)軸器中的齒式聯(lián)軸器。這種聯(lián) 軸器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,彈性元件的聯(lián)接沒有間隙,不需潤(rùn)滑,維護(hù)方匣,平衡容易,質(zhì) 量小,對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),但扭轉(zhuǎn)彈性較低,緩沖減振性能差,主要用 f

35、載荷比較平穩(wěn) 的高速傳動(dòng)。 作為一種傳動(dòng)裝置的鼓形齒聯(lián)軸器是由普通直齒聯(lián)軸器發(fā)展演變而來的,鼓形齒常州工學(xué)院 第? 16?頁 共? 34?頁 聯(lián)軸器在國(guó)外許多先進(jìn)的工業(yè)國(guó)家已有種種標(biāo)準(zhǔn)及系列產(chǎn)品, 由兩個(gè)鼓形外齒套與一 對(duì)直齒內(nèi)齒齒圈等零件組成。靠?jī)?nèi),外齒的嚙合傳遞轉(zhuǎn)矩,并通鼓形外齒套的直齒的 內(nèi)齒圈的軸線擺動(dòng)(稱角向位移)來補(bǔ)償倆傳動(dòng)軸線的相對(duì)偏移。齒長(zhǎng)方向的鼓度越 大,其角向位移越大,最大達(dá) 6°,一般使用推薦 1°1.5°,而舊的齒輪聯(lián)軸器只 允許 0.5°從彎曲強(qiáng)度和承載能力來看,在相同的工作條件下鼓形齒聯(lián)軸器傳遞扭 矩可提高 1520%。齒長(zhǎng)方

36、向的鼓度,使齒對(duì)接觸情況較好,因此鼓形齒式聯(lián)軸器有 傳動(dòng)能力大、角位移大、傳動(dòng)平穩(wěn)、效率高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。因此逐步取代直齒聯(lián)軸 器,并廣泛用于冶金機(jī)械,重型、礦山機(jī)械,起重、運(yùn)輸機(jī)械等傳動(dòng)。 本系列鼓形齒聯(lián)軸器,具有結(jié)構(gòu)緊湊、回轉(zhuǎn)半徑小、傳遞轉(zhuǎn)矩大和較大的角向補(bǔ) 償量等特點(diǎn)。其中傳遞轉(zhuǎn)矩與 cl系列直齒聯(lián)軸器相比提高 50%以上,是一種先進(jìn)的 鼓形齒式聯(lián)軸器。 2.4 zwg 型鼓形齒聯(lián)軸器 2.4.1 構(gòu)成 zwg 型鼓形齒聯(lián)軸器是由內(nèi)齒圈、外齒軸套、端蓋、密封圈、螺塞及緊固件(螺 栓、螺母、墊圈)組成,其中螺栓符合 gb5782-86,gb27-88。 在整個(gè) zwg 型鼓形齒聯(lián)軸器系列中

37、,內(nèi)齒圈、端蓋外型結(jié)構(gòu)不變,不同檔的內(nèi)齒 圈、端蓋對(duì)應(yīng)的尺寸參數(shù)不同,外齒軸套的外型結(jié)構(gòu)則因孔的長(zhǎng)度不同而變化。 2.4.2 適用范圍 本系列聯(lián)軸器適用于起重運(yùn)輸、冶金機(jī)械、礦山機(jī)械及其它機(jī)械,傳遞公稱轉(zhuǎn)矩 7101000000n?m,單對(duì)齒角向補(bǔ)償量為1° 2.4.3 聯(lián)軸器根據(jù)負(fù)荷情況、計(jì)算轉(zhuǎn)矩、軸端直徑和工作轉(zhuǎn)速進(jìn)行選擇。 計(jì)算轉(zhuǎn)矩由下式求出: tc kt k?9550 tn n?m 2.5× 27370 41055 n?m 式中:tc ? 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 n?m t ? 理論轉(zhuǎn)矩 n?m tn ? 公稱轉(zhuǎn)矩 n?m pw ? 驅(qū)動(dòng)功率 kw n ? 工作轉(zhuǎn)速 r/min

38、k ? 工作狀況系數(shù) (見表 2-4) 表 2-4 工作狀況系數(shù)?n?pw鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 第? 17?頁 共? 34?頁 工作載荷狀況 工況系數(shù) k 載荷較均勻 11.5 載荷變化和沖擊載荷中等 1.5 2.5 載荷變化和沖擊載荷大 >2.5 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 tc也可根據(jù)各專業(yè)的計(jì)算方法得到。 根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩 tc值,及設(shè)計(jì)任務(wù)書中給定的許用轉(zhuǎn)速值,查閱鼓形表,初定型 號(hào)為 12規(guī)格的基本型鼓形齒聯(lián)軸器 2.4.4 代號(hào)表示方法 zwg 。 。00( ? ) 軸孔型式代號(hào) 聯(lián)軸器規(guī)格序號(hào)(0121) 產(chǎn)品編號(hào)(由產(chǎn)品分類號(hào)和產(chǎn)品 設(shè)計(jì)順序號(hào)確定) 聯(lián)軸器型式代號(hào)(基本型無代號(hào)) d?單面法蘭

39、型 z?帶制動(dòng)輪型 p?帶制動(dòng)盤型 鼓形齒式聯(lián)軸器 2.4.5 標(biāo)記示例 根據(jù)任務(wù)書中給定的許用轉(zhuǎn)速和公稱扭矩要求,選擇 12 規(guī)格的基本型鼓形齒聯(lián) 軸器:例: 產(chǎn)品編號(hào) a7352 選用 12 規(guī)格基本型鼓形齒式聯(lián)軸器 主動(dòng)端:y型軸孔,a型鍵槽 d150 ly252 從動(dòng)端:y型軸孔,a型鍵槽 d150 ly252 鼓形齒聯(lián)軸器 150 ×252 zwg7352.12.00( ? )?y?y常州工學(xué)院 第? 18?頁 共? 34?頁 第三章 zwg 基本型鼓形齒式聯(lián)軸器尺寸給定?3.1?型式、基本參數(shù)和主要尺寸?zwg型?基本型鼓形齒式聯(lián)軸器? 如圖 3?1所示?3.2?其型式、

40、基本參數(shù)和主要尺寸應(yīng)符合規(guī)定?3.2.1主要尺寸 經(jīng)過查閱鼓形表,得出 12規(guī)格鼓形齒式尺寸如下:?b406ly252 cy8?d448d1370? d2286 d150?3.2.2 主要參數(shù) 產(chǎn)品編號(hào)?a7352選用 12規(guī)格的基本型鼓形齒式聯(lián)軸器 主動(dòng)端:y型軸孔,a型鍵槽? d150 ly252?從動(dòng)端:y型軸孔,a型鍵槽? d150 ly252?鼓形齒聯(lián)軸器? 150?×252? zwg7352.12.00( ? ) 根據(jù)計(jì)算及查表,確定主要鼓形的基本參數(shù)見表 3?1?表3?1 參數(shù)規(guī)格 參 數(shù) 名 稱 代號(hào) 數(shù)值 模 數(shù) m 6 mm 齒 數(shù) z 52 分 度 圓 壓 力

41、角 20° 外 齒 軸 套 寬 度 b 50 作 用 力 至 根 圓 距 離 h 1.5 m 刀 具 位 移 圓 半 徑 r 121?y?y鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 第? 19?頁 共? 34?頁 圖?3?1 zwg?型鼓形齒式聯(lián)軸器外型 步驟 說明與理由 結(jié)果常州工學(xué)院 第? 20?頁 共? 34?頁 第四章 鼓形齒聯(lián)軸器強(qiáng)度計(jì)算 步驟 說明與理由 結(jié)果 鼓形齒聯(lián)軸器是近二十多年來發(fā)展迅速并得到廣泛應(yīng) 用的一種聯(lián)軸器,是由普通直齒聯(lián)軸器發(fā)展演變而來的,其 主要區(qū)別在于外齒軸套齒面是呈鼓形的, 從角度補(bǔ)償方面最 大可達(dá) 6°,一般使用推薦 1°1.5°,而舊的

42、齒輪聯(lián)軸器 只允許 0.5°從承載能力方面來講,承載能力在相同條件 下可提高 1520%。 鼓形齒聯(lián)軸器的薄弱環(huán)節(jié)在齒部, 主要是齒的接觸應(yīng)力 h,輪齒的彎曲強(qiáng)度一般都足夠。另外連接內(nèi)齒圈的鉸孔 螺栓的規(guī)格及數(shù)量都由設(shè)計(jì)給定,其剪切強(qiáng)度應(yīng)足夠。根據(jù) 設(shè)計(jì)任務(wù)書符合設(shè)計(jì)要求,但為了設(shè)備安全運(yùn)行,下面對(duì)所 做系列的聯(lián)軸器的齒接觸應(yīng)力、 彎曲強(qiáng)度及鉸孔螺栓的剪切 強(qiáng)度作一校核計(jì)算。 一.鼓形齒的 接觸應(yīng)力 接觸應(yīng)力h 0.418 式中:e ? 材料彈性模量 e 2.1×10 6 kgf / cm 2 21×10 4 n / mm 2 1? 外齒齒面曲率半徑 mm 1?

43、a?tg?r?r 為刀具位移圓半徑 1?20?121?tg?332?fn? 一個(gè)齒承受的平均法向力?fn?根據(jù)計(jì)算得出: 外齒齒面曲率 半徑為 332mm?h?fne?1 r a a? cos?2?cos?2?2?kmz?tn?kdz?tn 鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 第? 21?頁 共? 34?頁 式中:tn? 聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩? n?mm?(根據(jù)查鼓形表得 tn80000000n?mm)?m? 齒輪模數(shù)? mm?6?z? 齒輪齒數(shù)? ?52? ? 壓力角(為?20°) k ? 承載系數(shù)(承載齒數(shù)/總齒數(shù) 取 k 0.75fn?13993 n 由此可得出: h?0.418?0.418?255?n

44、?mm?2?鼓形齒聯(lián)軸器內(nèi)齒圈和外齒軸套材料都為?42crmo,當(dāng)調(diào)質(zhì)硬度為 hb246286時(shí), 許用接觸強(qiáng)度 為 h350n/mm 2 ,當(dāng)調(diào)質(zhì)硬度為?hb302341?時(shí), 許用接觸強(qiáng)度為h400n/mm 2 , 上述計(jì)算h 均小于 h,接觸強(qiáng)度滿足要求。 根據(jù)查表得 k 0.75 計(jì)算出一個(gè) 齒承受的平 均法向力 為 13993?n?由公式計(jì)算 出: ? h? 255?n?mm?2 a a? cos?2?cos?2?2?kmz?tn?kdz?tn ?h?fne?1 r?20?cos?52?6?750?80000000?2?251?332?210000?13993常州工學(xué)院 第? 22?

45、頁 共? 34?頁 步驟 說明與理由 結(jié)果 二.彎曲強(qiáng)度 一般齒輪傳動(dòng)中,齒輪同時(shí)工作的齒對(duì)只有一對(duì)或兩對(duì)。 而鼓形齒聯(lián)軸器與一般齒輪傳動(dòng)不同,若由于制造誤差等影 響,而使載荷集中在一對(duì)齒上,這對(duì)齒受力發(fā)生變形后,另 一些齒對(duì)就很快接觸,很快就幾乎使全部齒對(duì)接觸。所以, 分擔(dān)在每一個(gè)齒上的作用力相對(duì)減少。彎曲應(yīng)力不會(huì)造成齒 的折斷,一般是由于接觸疲勞致使輪齒失效,所以一般設(shè)計(jì) 按接觸應(yīng)力計(jì)算,按彎曲應(yīng)力驗(yàn)算。(所以按接觸疲勞應(yīng)力計(jì) 算,而驗(yàn)算彎曲應(yīng)力) 彎曲應(yīng)力:w mt ? 彎矩?mt?ft?h ?fn?h?cos?0.94?fn?h?0.94×13993×1.5?118

46、382?n?mm?w ? 抗彎模量 mm 3 w 式中:b ? 齒寬 mm (外齒軸套的齒寬) h ? 作用力至跟圓距離 mm h 1.5 m fn ? 一個(gè)齒承受的平均法向力 s ? 根圓處齒厚 mm 6×52× 8.855mm 計(jì)算出彎矩 為 118382 n?mm 查表得出 h 1.5 m 所以計(jì)算出 根圓處齒厚 為 8.855mm?6?2?bs?w?mt?20?cos?52?90?sin ° a?cos?90?sin?z?mz?s ° 鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 第? 23?頁 共? 34?頁 步驟 說明與理由 結(jié)果 三.鉸孔螺栓 剪切強(qiáng)度 鼓形齒聯(lián)軸器

47、內(nèi)齒圈和外齒軸套材料都為 42crmo, 當(dāng)調(diào) 質(zhì)硬度為 hb302341時(shí),許用強(qiáng)度b不小于 340n/mm 2 ,此 值大于w 計(jì)算值。故彎曲強(qiáng)度滿足要求。 所選規(guī)格鼓形齒聯(lián)軸器螺栓剪切強(qiáng)度計(jì)算: 螺栓 gb27?88 螺栓強(qiáng)度級(jí)別: 8.8 螺栓最小屈服強(qiáng)度: s640 n/mm 2 螺栓抗拉強(qiáng)度: b800 n/mm 2 螺栓孔分布圖形如下: 根據(jù)彎曲應(yīng) 力公式得出 抗彎模量 w 為 653.4 mm 3常州工學(xué)院 第? 24?頁 共? 34?頁 步驟 說明與理由 結(jié)果 螺栓工作時(shí)承受純剪, 其剪切應(yīng)力 應(yīng)滿足: ? ?14?2 t p t× ?n?fd?其中?2?.2?/?

48、d?t?f ? ?35 s t? s 上式中f?所有螺栓承受的圓周力 n t?聯(lián)軸器傳遞的轉(zhuǎn)矩 n?m ; d?螺栓孔分布圓直徑 mm ; ?許用剪應(yīng)力? 2?/mm?n? ; s?螺栓的屈服強(qiáng)度? 2?/mm?n? ; d?螺栓受剪直徑 mm ; n?螺栓數(shù)量。 ? 2?/?128?5?640?5?mm?n?s s t?2?/?d?t?f ?2?/?413?80000000 392500 n t p t× ?n?fd?2?4?n?fd ×?2?4 p 40? 2?/mm?n?f392500 n t 40?2?/mm?n?5鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 第? 25?頁 共? 34?頁

49、 步驟 說明與理由 結(jié)果 計(jì)算剪切應(yīng)力 全部小于許用剪切應(yīng)力 ,且安全 系數(shù)為 34,故安全。 四. 結(jié)論: 通過對(duì)聯(lián)軸器的:(1)齒接觸應(yīng)力 (2)彎曲強(qiáng)度 (3)鉸孔螺栓的剪切強(qiáng)度 三種計(jì)算結(jié)果分析,強(qiáng)度方面都滿足要求。驗(yàn)證了 12 規(guī) 格的基本型鼓形齒聯(lián)軸器是符合要求的,可以進(jìn)行大批量生 產(chǎn)。 通過對(duì)初選方案(12?規(guī)格的基本型鼓形齒聯(lián)軸器)的強(qiáng)度校核計(jì)算分析,驗(yàn)證 了 12規(guī)格的基本型鼓形齒聯(lián)軸器是符合設(shè)計(jì)要求的。常州工學(xué)院 第? 26?頁 共? 34?頁 第五章 cad/cam 建模及數(shù)控編程 完成上述的機(jī)械設(shè)計(jì)工作后,下一步就是根據(jù)圖紙進(jìn)行? cad?cam? 工作了。 cad/c

50、am 技術(shù)對(duì)工業(yè)界的影響有目共睹,它極大促進(jìn)了產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效益的提高和 設(shè)計(jì)制造成本的降低,從一定角度來說,它甚至使生產(chǎn)和設(shè)計(jì)變得生動(dòng),大大減少了 人們的重復(fù)和煩瑣的簡(jiǎn)單勞動(dòng),使人能最大限度地運(yùn)用自己的頭腦來 完成設(shè)計(jì)和生 產(chǎn)工作,設(shè)計(jì)的生產(chǎn)為了一種創(chuàng)造藝術(shù)品的過程。 當(dāng)前能進(jìn)行? cad/cam? 工作的軟件有很多,這里選用? unigraphics? nx。?unigraphics?nx是當(dāng)今世界上先進(jìn)的、 高度集成的、 面向制造業(yè)的 cad/cae/cam?高 端軟件。這里選用 ug建模后,生成刀具軌跡及程序。 5.1 建模、走刀軌跡及程序?1.內(nèi)齒圈加工程序?o0000?(program name01)鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)