畢業(yè)設計-凸緣聯(lián)軸器

1、畢業(yè)設計說明書題 目 凸緣聯(lián)軸器設計 學 院 機械工程學院 專 業(yè) 機械制造與自動化專業(yè) 班 級 機自1106 學生姓名 錢 杰 指導教師 胡 菡 2013年10月20日摘 要：聯(lián)軸器是用來聯(lián)接不同機構中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉以傳遞扭矩的機械零件。在高速重載的動力傳動中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態(tài)性能的作用，防止事故的發(fā)生?？梢哉f聯(lián)軸器是工業(yè)中必不可少的組成部分。而在工業(yè)生產(chǎn)中，使用較多的是凸緣聯(lián)軸器。該類型聯(lián)軸器具有結構簡單，成本低，可傳遞較大轉矩的特點。在轉速低，無沖擊，軸的剛性大，對中性較好的場合應用較廣。本設計是基于Y132M-4型電動機并參考標準件GY5

2、,GYS5, GYH5設計而成。其內(nèi)容主要包括該YLD型聯(lián)軸器的設計、校核，以及二維CAD零件圖，三維UG零件圖，CAD裝配圖，制造工藝卡片等。本設計者初出茅廬，設計遺漏失誤之處萬望海涵、指出，本人不勝感激。關鍵詞：凸緣聯(lián)軸器 工業(yè) 機械零件 電動機Abstract：Coupling is used to join two axis in different institutions（The driving shaft and driven shaft）Rotate to make joint torque of mechanical parts. In the overloaded powe

3、r transmission, Some coupling and buffer, vibration and enhance the role of shaft system dynamic performance. Coupling is indispensable component in the industry, so to speak. Is widely used in industrial production, the flange coupling. The type coupling has a simple structure, low cost, can transf

4、er bigger torque characteristics. At low rotational speed, no impact, axial rigidity is large, wide application of neutral good occasion.This design is based on the motor and the reference standard parts GY5 Y132M - 4, GYS5, GYH5 designed. Its content mainly includes the YLD type coupling design, ch

5、eck, and 2 d CAD drawing, 3 d UG part drawing and assembly drawing CAD, manufacturing process card and so on. This designer, design omissions errors all hope is burke, pointed out that I really appreciate.Keywords： Flange coupling industrial machine part motor目錄第一章 緒論 41-1 聯(lián)軸器的基本介紹 41-2 聯(lián)軸器的具體分類 61-

6、3 聯(lián)軸器的安裝維護 81-4 聯(lián)軸器的動力簡介 10第二章 設計 112-1 設計思路的確定 112-2 設計工藝的擬定 112-3 電動機的選取 142-4 聯(lián)軸器的設計 162-5 螺栓的強度校核 19致謝 22參考文獻 23第一章 托輥的簡介和前景1-1聯(lián)軸器的基本介紹聯(lián)軸器種類繁多，按照被連接兩軸的相對位置和位置的變動情況，可以分為：固定式聯(lián)軸器。主要用于兩軸要求嚴格對中并在工作中不發(fā)生相對位移的地方，結構一般較簡單，容易制造，且兩軸瞬時轉速相同，主要有凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器等。可移式聯(lián)軸器。主要用于兩軸有偏斜或在工作中有相對位移的地方，根據(jù)補償位移的方法又可分為剛性可移

7、式聯(lián)軸器和彈性可移式聯(lián)軸器。剛性可移式聯(lián)軸器利用聯(lián)軸器工作零件間構成的動連接具有某一方向或幾個方向的活動度來補償，如牙嵌聯(lián)軸器（允許軸向位移）、十字溝槽聯(lián)軸器（用來聯(lián)接平行位移或角位移很小的兩根軸）、萬向聯(lián)軸器（用于兩軸有較大偏斜角或在工作中有較大角位移的地方）、齒輪聯(lián)軸器（允許綜合位移）、鏈條聯(lián)軸器（允許有徑向位移）等，彈性可移式聯(lián)軸器（簡稱彈性聯(lián)軸器）利用彈性元件的彈性變形來補償兩軸的偏斜和位移，同時彈性元件也具有緩沖和減振性能，如蛇形彈簧聯(lián)軸器、徑向多層板簧聯(lián)軸器、彈性圈栓銷聯(lián)軸器、尼龍栓銷聯(lián)軸器、橡膠套筒聯(lián)軸器等。聯(lián)軸器有些已經(jīng)標準化。選擇時先應根據(jù)工作要求選定合適的類型，然后按照軸的

8、直徑計算扭矩和轉速，再從有關手冊中查出適用的型號，最后對某些關鍵零件作必要的驗算。分類還包括球籠式萬向聯(lián)軸器 圓錐碗簧聯(lián)軸器 SWP、SWC型十字軸式萬向聯(lián)軸器十字包94）矯正機用十字軸式萬向聯(lián)軸器（JB/T7846.2-95）彈簧管聯(lián)軸器 WS、WSD型十字軸式萬向聯(lián)軸器（JB/T5901-91）WSH型滑動軸承十字軸式萬向聯(lián)軸器 ML型薄膜聯(lián)軸器（SJ2127-82） SWZ型整體軸承座十字軸式萬向聯(lián)軸器93聯(lián)軸器屬于機械通用零部件范疇，用來連接不同機構中的兩根軸（主動軸和從動軸）使之共同旋轉以傳遞扭矩的機械零件。在高速重載的動力傳動中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態(tài)性能的作用。聯(lián)

9、軸器由兩半部分組成，分別與主動軸和從動軸聯(lián)接。一般動力機大都借助于聯(lián)軸器與工作機相聯(lián)接，是機械產(chǎn)品軸系傳動最常用的連接部件。20世紀后期國內(nèi)外聯(lián)軸器產(chǎn)品發(fā)展很快，在產(chǎn)品設計時如何從品種甚多、性能各異的各種聯(lián)軸器中選用能滿足機器要求的聯(lián)軸器，對多數(shù)設計人員來講，始終是一個困擾的問題。常用聯(lián)軸器有膜片聯(lián)軸器，齒式聯(lián)軸器，梅花聯(lián)軸器，滑塊聯(lián)軸器，鼓形齒式聯(lián)軸器，萬向聯(lián)軸器，安全聯(lián)軸器，彈性聯(lián)軸器及蛇形彈簧聯(lián)軸器。1-2聯(lián)軸器的具體分類萬向聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器有多種結構型式，例如：十字軸式、球籠式、球叉式、凸塊式、球銷式、球鉸式、球鉸柱塞式、三銷式、三叉桿式、三球銷式、鉸桿式等，最常用的為十字軸式，其次為

10、球籠式，萬向聯(lián)軸器的共同特點是角向補償量較大，不同結構型式萬向聯(lián)軸器兩軸線夾角不相同，一般5-45之間。萬向聯(lián)軸器利用其機構的特點，使兩軸不在同一軸線，存在軸線夾角的情況下能實現(xiàn)所聯(lián)接的兩軸連續(xù)回轉，并可靠地傳遞轉矩和運動。萬向聯(lián)軸器最大的特點是具有較大的角向補償能力，結構緊湊，傳動效率高。在實際應用中根據(jù)所傳遞轉矩大小分為重型、中型、輕型和小型。齒式聯(lián)軸器GICL鼓型齒式聯(lián)軸器GICLZ鼓形齒式聯(lián)軸器GCL鼓形齒式聯(lián)軸器GCLZ鼓形齒式聯(lián)軸器GCLD鼓型齒式聯(lián)軸器TGL尼龍內(nèi)齒圈聯(lián)軸器WG鼓型齒式聯(lián)軸器輪胎式聯(lián)軸器UL 型輪胎式聯(lián)軸器LA 型輪胎式聯(lián)軸器LB 型輪胎式聯(lián)軸器DL 多角形橡膠聯(lián)

11、軸器膜片型聯(lián)軸器單膜片聯(lián)軸器G8S，特性：大扭矩承載、高扭矩剛性和卓越靈敏度；免維護、超強抗油和耐腐蝕性；零回轉間隙；體積小巧的聯(lián)軸器，總長度短 ；不銹鋼膜片補償角向軸向偏差 ；順時針與逆時針回轉特性完全相同雙膜片聯(lián)軸器G8L，特性：雙膜片不銹綱膜片容許偏角，偏心及軸向偏差；免維護、超強抗油和耐腐蝕性；零回轉間隙；體積小巧的聯(lián)軸器，總長度長 ；不銹鋼膜片補償角向軸向偏差 ；順時針與逆時針回轉特性完全相同星形彈性聯(lián)軸器XL 系列星形彈性聯(lián)軸器LXD單法蘭星形聯(lián)軸器XLS雙法蘭型星形聯(lián)軸器LXZ帶制動輪星形聯(lián)軸器LXP帶制動盤型聯(lián)軸器LXT接中間套型聯(lián)軸器LXJ接中間軸星形聯(lián)軸器LXQ接中間軸球鉸

12、聯(lián)軸器梅花形彈性聯(lián)軸器LM(原ML)梅花聯(lián)軸器LMS(原MLS)梅花聯(lián)軸器LMD(原MLZ）梅花聯(lián)軸器LMZI(MLLI)梅花聯(lián)軸器LMZ(MLL)聯(lián)軸器帶制動輪梅花形彈性聯(lián)軸器彈性套柱銷聯(lián)軸器標注示例如：TL6聯(lián)軸器 40X112GB4323-84具體參數(shù)參見GB4323-841-3聯(lián)軸器的安裝維護聯(lián)軸器外形尺寸，即最大徑向 和軸向尺寸，必須在機器 設備允許的安裝空間以內(nèi)。應選擇裝拆方便、不用維護、維護周期長或維護方便、更換易損件不用移動兩軸、對中調(diào)整容易的聯(lián)軸器。大型機器設備調(diào)整兩軸 對中較困難，應選擇使用 耐久和更換易損件方便的聯(lián)軸器。金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器一般比非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器

13、的使用壽命長。需密封潤滑和使用 不耐久的聯(lián)軸器，必然增加維護工 作量。對于長期連續(xù)運轉和經(jīng)濟 效益較高的場合，例如我國冶金企業(yè)的軋機傳動系統(tǒng)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矩大，但必須在潤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，注潤滑油或潤滑脂，維護工作量大，增加了輔助工時，減少了有效工作時間，影響生產(chǎn)效益。國際上工業(yè)發(fā)達國家，已普通選用使用壽命長、不用潤滑和維護的膜片聯(lián)軸順取代鼓形齒式聯(lián)軸器，不僅提高了經(jīng)濟效益，還可凈化工作環(huán)境。在軋機傳動系統(tǒng)選用我國研制的彈性活銷聯(lián)軸器和扇形塊彈性聯(lián)軸器，不僅具有膜片聯(lián)軸器的優(yōu)點，而且緩沖減振效果好，價格更便

14、宜。1-4聯(lián)軸器的動力簡介在選擇聯(lián)軸器時應根據(jù)選用者各自實際情況和要求，綜合考慮上述各種因素，從現(xiàn)有標準聯(lián)軸器中選取最適合自己需要的聯(lián)軸器品種、型式和規(guī)格。一般情況下現(xiàn)有的標準聯(lián)軸器基本可以滿足不同工況的需要。由于動力機的驅(qū)動轉矩及工作機的負載載矩不穩(wěn)定，以及由傳動零件制造誤差引起的沖擊和零件不平衡離心管慣性力引起的動載荷，使得傳動軸系在變載荷（周期性變載荷及非周期性沖擊載荷）下動行產(chǎn)生機械振動，這將影響機械的使用壽命和性能，破壞儀器、儀表的正常工作條件，并對軸系零件造成附加動應力，當總應力或交變應力分別超過允許限制時，會使零件產(chǎn)生破壞或疲勞破壞。在設計或選用傳遞轉矩和運動用的聯(lián)軸器時，應進行

15、扭振分析和計算，其目的在于求擊軸系的固有頻率，以確定動力機的各階臨界轉速，從而算出扭振使軸系及傳動裝置產(chǎn)生的附加載荷和應力。必要時采用減振緩沖措施，其基本原理是合理的匹配系統(tǒng)的質(zhì)量、剛度、阻尼及干擾力的大小和頻率，使傳動裝置不在共振區(qū)的轉速范圍內(nèi)運轉，或在運轉速度內(nèi)范圍不出現(xiàn)強烈的共振現(xiàn)象。另一個行之有效的方法是在軸系中采用高柔度的彈性聯(lián)軸器，簡稱高彈（性）聯(lián)軸器，以降低軸系的固有頻率，并利用其阻尼特性減小扭振振幅。第二章 設計2-1聯(lián)軸器設計思路的確定 聯(lián)軸器的設計關鍵在于思路的選取，其中聯(lián)軸器的尺寸以及螺栓的強度校核是設計的結果，而聯(lián)軸器的尺寸的選取肯定是和電機的軸有關系的，而螺栓的強度校

16、核又與電機提供的力矩有關，所以總結為第一步是對電機型號的選取，第二部是根據(jù)電機軸的尺寸來推導出聯(lián)軸器的尺寸，第三步是根據(jù)電機提供的力矩來對聯(lián)軸器上的螺栓進行相關的強度校核。2-2 聯(lián)軸器制造工藝的擬定1. 聯(lián)軸器材料的確定剛性聯(lián)軸器加熱溫度通常為560600，硬度要求為HRC2234。因為調(diào)質(zhì)的目的是得到綜合機械性能，所以硬度范圍比較寬。但圖紙有硬度要求的，就要按圖紙要求調(diào)整回火溫度，以保證硬度。如有些軸類零件要求強度高，硬度要求就高；而有些齒輪、帶鍵槽的軸類零件，因調(diào)質(zhì)后還要進行銑、插加工，硬度要求就低些。關于回火保溫時間，視硬度要求和工件大小而定，我們認為，回火后的硬度取決于回火溫度，與回

17、火時間關系不大，但必須回透，一般工件回火保溫時間總在一小時以上。Cr能增加鋼性聯(lián)軸器的淬透性，提高鋼的強度和回火穩(wěn)定性，具有優(yōu)良的機械性能。截面尺寸大或重要的調(diào)質(zhì)工件，應采用Cr鋼。但Cr鋼有第二類回火脆性。從國外發(fā)展趨勢看，新一代數(shù)控機床為提高生產(chǎn)效率，向著超高速方向發(fā)展，采用新型功能部件（電主軸、直線電機等）實現(xiàn)超高速加工。綜上所述，選擇無論是硬度還是韌度都較為優(yōu)秀的45號鋼。在進行調(diào)質(zhì)處理可以得到較為理想的毛坯。2. 聯(lián)軸器毛坯制造方法的選擇選擇毛坯時應該考慮如下幾個方面的因素：（一）零件的生產(chǎn)綱領大量生產(chǎn)的零件應選擇精度和生產(chǎn)率高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂貴費用可由材料消耗的減少

18、和機械加工費用的降低來補償。如鑄件采用金屬模機器造型或精密鑄造；鍛件采用模鍛、精鍛；選用冷拉和冷軋型材。單件小批生產(chǎn)時應選擇精度和生產(chǎn)率較低的毛坯制造方法。（二）零件材料的工藝性例如材料為鑄鐵或青銅等的零件應選擇鑄造毛坯；鋼質(zhì)零件當形狀不復雜，力學性能要求又不太高時，可選用型材；重要的鋼質(zhì)零件，為保證其力學性能，應選擇鍛造件毛坯。（三）零件的結構形狀和尺寸形狀復雜的毛坯，一般采用鑄造方法制造，薄壁零件不宜用砂型鑄造。一般用途的階梯軸，如各段直徑相差不大，可選用圓棒料；如各段直徑相差較大，為減少材料消耗和機械加工的勞動量，則宜采用鍛造毛坯，尺寸大的零件一般選擇自由鍛造，中小型零件可考慮選擇模鍛件

19、。（四）現(xiàn)有的生產(chǎn)條件選擇毛坯時，還要考慮本廠的毛坯制造水平、設備條件以及外協(xié)的可能性和經(jīng)濟性等。基于以上考慮，本聯(lián)軸器采取自由煅件毛坯。3.聯(lián)軸器加工工藝鏜孔并檢驗合格后，就可加工聯(lián)軸器的鍵槽，加工是在插床上進行的。聯(lián)軸器兩側每邊應留0.1mm的余量，以作鉗工最后修正用，這中間主要保證加工后的鍵槽壁能與孔的中心線平行。對于成批生產(chǎn)的聯(lián)軸器一般以專門的樣板為標準進行鏟刮，并用專門的樣板進行檢驗，單件生產(chǎn)的聯(lián)軸器可進行邊裝配邊修刮的方法以達到準確的配合尺寸。聯(lián)軸器的端面加工經(jīng)常是套裝在軸上進行的，這是為了使聯(lián)軸器端面上的榫能準確地與軸中心線同心，在這一加工工序中特別要注意保證聯(lián)軸器端面與轉子軸的

20、垂直，同時應注意對中榫的相互配合是否符合要求。對于無對中榫的凸緣聯(lián)軸器，在鉆孔后還應該將兩個半聯(lián)軸器套合在一起進行鉸孔加工。2-3 電動機的選取 電機選取工業(yè)生產(chǎn)中較為常用的Y系列電機中的Y132M-4。其詳細參數(shù)為：型號: Y132M-4額定功率/kW: 7.5鐵心長度/mm: 160氣隙長度/mm: 0.4定子外徑/mm: 210定子內(nèi)徑/mm: 136定子線規(guī)nc-dc: 2-1.06并聯(lián)支路數(shù): 1繞組型式: 單層交叉節(jié)距: 19/210/1811槽數(shù)Z1/Z2: 36/32轉動慣量/(kgm2): 0.0296質(zhì)量/kg: 81每槽線數(shù)：35，一路兩根1.06單層交叉式，跨距1-8線

21、重6.5kg，定子/轉子槽數(shù)：26/26角接額定電流15；空載電流5.4其中軸徑為38mm伸出端長度為80mm2-4 聯(lián)軸器的設計由于電機伸出軸長只有80mm，故聯(lián)軸器（單個）長度不能超過80mm。為傳遞扭矩考慮，長度L越長越好。與此同時為了防止摩擦，長度L選取72mm。由選取的Y132M-4電動機的參數(shù)可知，該電動機伸出軸徑為38mm，所以d1選擇38mm。根據(jù)設計，輸出軸軸徑為40mm，所以d2選擇40mm。為了能讓扭矩充分傳遞而又不使聯(lián)軸器轉動慣量過大，b選取44mm,D選取140mm。為了保證聯(lián)軸器的強度，使聯(lián)軸器能安全的傳遞扭矩，D1選取72mm。查機械設計手冊可知電機端聯(lián)軸器的鍵槽

22、寬10mm，深3.3mm。為了能更好更安全的傳遞扭矩，螺栓越粗越好，而為了生產(chǎn)安全中起到緩沖作用，螺栓直徑又不能選得過大，綜上考慮螺栓選取M10X1.5X60。定位為距離圓心52mm。2-5 螺栓的強度校核所有機械都有動力傳動系統(tǒng)，而動力傳動中聯(lián)軸器是十分常見的，在聯(lián)軸器的傳動中，螺栓起到了在正常情況下傳遞扭矩，在發(fā)生事故事起緩沖的作用，因此，校核螺栓的強度是十分必要的。 （1）外力偶矩（轉矩） M=9550P/n式子中,M為外力偶矩，單位為N*m;P為傳遞的功率kW，單位為kW;n為軸的轉速，單位為r/min,計算得：T=50 N*m此力矩即為軸的傳動力矩。（2）螺栓強度校核經(jīng)分析得出凸緣聯(lián)

23、軸器之間的連接屬于鉸制孔用螺栓聯(lián)接，故要對螺栓進行鉸制孔用螺栓聯(lián)接的強度的計算，鉸制孔用螺栓聯(lián)接是將螺栓穿過與被聯(lián)接件上的鉸制孔并與之過渡配合的形式。其受力方式為：被聯(lián)接件上的結合面處螺栓桿受剪切力作用；螺栓桿表面與孔壁間受擠壓力的作用，因此，應分別按被聯(lián)接件的擠壓強度和螺栓桿的抗剪強度進行計算，這種聯(lián)接所受到的預緊力很小，所以在計算中可以不考慮預緊力和螺紋摩擦力矩的影響。如下圖，為受橫向載荷的鉸制孔螺栓連接結構圖：其中FA為單個螺栓受到的橫向工作載荷，單位N；為螺栓桿與孔壁擠壓面的最小高度，單位mm；d0為螺栓孔的直徑，單位mm；m為受剪面數(shù)；F為螺栓或孔壁材料中較弱一方的許用擠壓應力，單位為MPa；為螺栓材料的許用切應力，單位為MPa。經(jīng)查表得：F=螺栓聯(lián)接擠壓系數(shù)Kjy*抗拉強度b，其中螺栓鏈接是