鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過)

充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送 全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 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 3530 26 26 14 14 11 4 6 3 3 3 4 16 2 20 18 18 18 322 3 34 常州工學(xué)院 第 2 頁(yè) 共 34 頁(yè) 鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 買文檔送全套圖紙 扣扣 414951605 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(lái)越高，滿足該要求的聯(lián)軸器有十字式萬(wàn)向聯(lián)軸器和大轉(zhuǎn)矩鼓形齒式聯(lián)軸器，其中十字式萬(wàn)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(wú)法滿足要求，只達(dá)到需求轉(zhuǎn)遞轉(zhuǎn)矩的1/2 1/3，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(gòu)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 1/4 1/5（ 16.7 萬(wàn)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(lái)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)，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(lái)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(lái)看，在相同的工作條件下鼓形齒聯(lián)軸器傳遞扭矩可提高 15 20%。 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(yè) 共 34 頁(yè) 緒論 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。 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)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?？茖W(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(wàn)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)，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)常州工學(xué)院 第 4 頁(yè) 共 34 頁(yè) 以聯(lián)軸器的傳遞扭矩作為主要參數(shù)來(lái)考慮。 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(lái)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- 1(c)）。 由于凸緣聯(lián)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(wú)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(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器 無(wú)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)鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 共 34 頁(yè) 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 這類聯(lián)軸器因具有撓性，故可補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移。但因無(wú)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(wú)劇烈沖擊處。效率 =1 -（ ） fy/d，這里 f 為摩擦系數(shù)，一般取為 ； 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(lái)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)油器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；尺寸緊湊，適用于小功率、高轉(zhuǎn)速而無(wú)劇烈沖擊處。 常州工學(xué)院 第 6 頁(yè) 共 34 頁(yè) 圖 2-3 滑塊聯(lián)軸器 c.十字軸式萬(wàn)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(lái)。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鲃?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(wàn)向聯(lián)軸器 這種聯(lián)軸器的缺點(diǎn)是：當(dāng)主動(dòng)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(wàn)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(yè) 共 34 頁(yè) 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(wàn)向聯(lián)軸器才可以得到 3=1 。 圖 2-5 雙萬(wàn)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(wàn)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 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 3080，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(yè) 共 34 頁(yè) 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(lái)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(lái)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(yè) 共 34 頁(yè) 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 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(yè) 共 34 頁(yè) 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 35 80 ，短時(shí)工作溫度可達(dá) 100 ，傳遞的公稱轉(zhuǎn)矩為 16 25000 Nm 。 鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 共 34 頁(yè) 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(lái)，形成軸系傳動(dòng)系統(tǒng)。在機(jī)械傳動(dòng)中，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(yè) 共 34 頁(yè) 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)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 2 3 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?gòu)椥栽椥月?lián)軸器承載能力高于非金屬?gòu)椆男锡X聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 共 34 頁(yè) 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。 2.2.3 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?gòu)椥栽椥月?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、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(wàn)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?gòu)椥栽膿闲月?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?gòu)椥栽椥月?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(yè) 共 34 頁(yè) 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?gòu)椥栽闲月?lián)軸器一般比非金屬?gòu)椥栽闲月?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，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?gòu)椥栽闲月?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?gòu)椥栽闲月?lián)軸器的成本低于金屬?gòu)椥栽闲月?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(wú)必要選擇價(jià)格較貴的高精度聯(lián)軸器，選用者往往因?yàn)榻?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)選用無(wú)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(yè) 共 34 頁(yè) 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 15 20，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 位移為 130，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(wú)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 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(lái)的，鼓形齒常州工學(xué)院 第 16 頁(yè) 共 34 頁(yè) 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)，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(lái)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(lái)看，在相同的工作條件下鼓形齒聯(lián)軸器傳遞扭矩可提高 15 20%。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)。 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，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710 1000000N 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 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(yè) 共 34 頁(yè) 工作載荷狀況 工況系數(shù) k 載荷較均勻 1 1.5 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)（ 01 21） 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(wú)代號(hào)） D 單面法蘭型 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 d=150 Ly=252 從動(dòng)端： Y型軸孔， A 型鍵槽 d=150 Ly=252 鼓形齒聯(lián)軸器 150 252 ZWG7352.12.00（ ） （） Y Y 常州工學(xué)院 第 18 頁(yè) 共 34 頁(yè) 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、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： B=406 Ly=252 Cy=8 D=448 D1=370 D2=286 d=150 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 d=150 Ly=252 從動(dòng)端： Y 型軸孔， A 型鍵槽 d=150 Ly=252 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 - 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 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(yè) 共 34 頁(yè) 圖 3-1 ZWG 型鼓形齒式聯(lián)軸器外型 步驟 說(shuō)明與理由 結(jié)果 常州工學(xué)院 第 20 頁(yè) 共 34 頁(yè) 第四章 鼓形齒聯(lián)軸器強(qiáng)度計(jì)算 步 驟 說(shuō)明與理由 結(jié)果 鼓形齒聯(lián)軸器是近二十多年來(lái)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(lái) 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，而舊的齒輪聯(lián)軸器只允許 0.5；從承載能力方面來(lái)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 = 2.1 106 kgf / cm2 = 21 104 N / mm2 1 外齒齒面曲率半徑 mm 1 =tgR(R 為刀具位移圓半徑 ) 1 = 20121tg=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 hFnE1 c o s2c o s22kmzTnkdzTn 鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 共 34 頁(yè) 式中： Tn 聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩 N mm （根據(jù)查鼓形表得 Tn=80000000N 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 = 0.75. Fn = = = 13993 N 由此可得出： H = 0.418 =0.418 =255 N mm2 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 HB246 286 時(shí)，許用接觸強(qiáng)度為 H=350N/mm2， 當(dāng)調(diào)質(zhì)硬度為 HB302 341 時(shí)，許用接觸強(qiáng)度為 H=400N/mm2 ，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 mm2 1 c o s2c o s2 2kmz Tnkdz Tn hFnE120c o s52675.0 80 00 0 00 02 25.133221 000 013 993常州工學(xué)院 第 22 頁(yè) 共 34 頁(yè) 步驟 說(shuō)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 =118382 N mm W 抗彎模量 mm3 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 62bsWMt3 20cos5290sin c o s90s in zmzs 鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 第 23 頁(yè) 共 34 頁(yè) 步驟 說(shuō)明與理由 結(jié)果 三鉸孔螺栓剪切強(qiáng)度 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 HB302 341 時(shí)，許用強(qiáng)度 b不小于 340N/mm2，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： s=640 N/mm2 螺栓抗拉強(qiáng)度： b=800 N/mm2 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 mm3 常州工學(xué)院 第 24 頁(yè) 共 34 頁(yè) 步驟 說(shuō)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： )1. . . . . . . . (. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42 nFd 其中 )2.(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2/D TF )3.(. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 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 Nm ； D 螺栓孔分布圓直 徑 mm ； 許用剪應(yīng)力 2/ mmN ； s 螺栓的屈服強(qiáng)度 2/ mmN ； d 螺栓受剪直徑 mm ； n 螺栓數(shù)量。 2/1 2 856 4 05 mmNs 2/DTF =2/41380000000=392500 N nFd 24 =nFd 24 =40 2/ mmN F=392500 N 402/ mmN 5 鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè) 共 34 頁(yè) 步驟 說(shuō)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(yè) 共 34 頁(yè) 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/CAM 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(lái)說(shuō)，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(lái) 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 NAME - 01） 鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 第 27 頁(yè) 共 34 頁(yè) ( DATE=DO-MM-YY -25-03-06 TIME=HH:MM-13:43 ) N100G21 N102G0G17G40G49G80G90 （ UNDEFINED TOOL -1DIA. OFF.-LEN.-1DIA.-6.） N104T1M6 N106 G0G90X-55.218Y-57.948A0.S3000.M3 N108G43H1Z50. N110Z0. N112G1Z-1.F0. N114X-53.563Y-59.603F1200. N116X-53.361Y-59.805 N118X-52.298Y-60.819 N120X-50.687Y-62.241 N768X48.459Y-78.977R89.113 N770 X63.331Y-66.857R89.113 N772 X75.26Y-51.832R89.113 N778 X88.677Y3.219R89.113 N780 X84.999Y22.048R89.113 N782 X77.371Y39.651R89.113 N784 X66.148Y55.211R89.113 N786 X51.851Y68.004R89.113 N788 X35.145Y77.435R89.113 N790X16.0805Y83.067R89.113 N792X.04Y84.67R89.321 N794G0Z50. N796M5 N798G91G28Z0. N800G28X0.Y0.A0. N802M30 % 常州工學(xué)院 第 28 頁(yè) 共 34 頁(yè) 2.外齒軸套加工程序 O0000 （ PROGRAM NAME - 02） ( DATE=DO-MM-YY -25-03-06 TIME=HH:MM-15:05 ) N100G21 N102G0G17G40G49G80G90 （ UNDEFINED TOOL -1DIA.OFF.LEN.-1DIA.-12） N104T1M6 N106G0G90X-0.052Y75.001A0.S1909M3 N108G43H1Z50. N110Z1 N112G1Z-1.F0. N114X-3.991Y74.896F1500 N116X-8.006Y74.572 N118X-12.016Y74.032 N120X-15.991Y73.276 N122X-19.737Y72.357 N124X-20.423Y72.166 N126X-24.042Y71.041 鼓形齒聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 第 29 頁(yè) 共 34 頁(yè) N128X-27.807Y69.647 N3