1、畢業設計說明書題 目 凸緣聯軸器設計 學 院 機械工程學院 專 業 機械制造與自動化專業 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：聯軸器是用來聯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，有些聯軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態性能的作用，防止事故的發生。可以說聯軸器是工業中必不可少的組成部分。而在工業生產中，使用較多的是凸緣聯軸器。該類型聯軸器具有結構簡單，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。其內容主要包括該YLD型聯軸器的設計、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：凸緣聯軸器 工業 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 聯軸器的基本介紹 41-2 聯軸器的具體分類 61-

6、3 聯軸器的安裝維護 81-4 聯軸器的動力簡介 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聯軸器的基本介紹聯軸器種類繁多，按照被連接兩軸的相對位置和位置的變動情況，可以分為：固定式聯軸器。主要用于兩軸要求嚴格對中并在工作中不發生相對位移的地方，結構一般較簡單，容易制造，且兩軸瞬時轉速相同，主要有凸緣聯軸器、套筒聯軸器、夾殼聯軸器等。可移式聯軸器。主要用于兩軸有偏斜或在工作中有相對位移的地方，根據補償位移的方法又可分為剛性可移

7、式聯軸器和彈性可移式聯軸器。剛性可移式聯軸器利用聯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，如牙嵌聯軸器（允許軸向位移）、十字溝槽聯軸器（用來聯接平行位移或角位移很小的兩根軸）、萬向聯軸器（用于兩軸有較大偏斜角或在工作中有較大角位移的地方）、齒輪聯軸器（允許綜合位移）、鏈條聯軸器（允許有徑向位移）等，彈性可移式聯軸器（簡稱彈性聯軸器）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，如蛇形彈簧聯軸器、徑向多層板簧聯軸器、彈性圈栓銷聯軸器、尼龍栓銷聯軸器、橡膠套筒聯軸器等。聯軸器有些已經標準化。選擇時先應根據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軸器 圓錐碗簧聯軸器 SWP、SWC型十字軸式萬向聯軸器十字包94）矯正機用十字軸式萬向聯軸器（JB/T7846.2-95）彈簧管聯軸器 WS、WSD型十字軸式萬向聯軸器（JB/T5901-91）WSH型滑動軸承十字軸式萬向聯軸器 ML型薄膜聯軸器（SJ2127-82） SWZ型整體軸承座十字軸式萬向聯軸器93聯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，有些聯軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態性能的作用。聯

9、軸器由兩半部分組成，分別與主動軸和從動軸聯接。一般動力機大都借助于聯軸器與工作機相聯接，是機械產品軸系傳動最常用的連接部件。20世紀后期國內外聯軸器產品發展很快，在產品設計時如何從品種甚多、性能各異的各種聯軸器中選用能滿足機器要求的聯軸器，對多數設計人員來講，始終是一個困擾的問題。常用聯軸器有膜片聯軸器，齒式聯軸器，梅花聯軸器，滑塊聯軸器，鼓形齒式聯軸器，萬向聯軸器，安全聯軸器，彈性聯軸器及蛇形彈簧聯軸器。1-2聯軸器的具體分類萬向聯軸器萬向聯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，萬向聯軸器的共同特點是角向補償量較大，不同結構型式萬向聯軸器兩軸線夾角不相同，一般5°-45°之間。萬向聯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所聯接的兩軸連續回轉，并可靠地傳遞轉矩和運動。萬向聯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。在實際應用中根據所傳遞轉矩大小分為重型、中型、輕型和小型。齒式聯軸器GICL鼓型齒式聯軸器GICLZ鼓形齒式聯軸器GCL鼓形齒式聯軸器GCLZ鼓形齒式聯軸器GCLD鼓型齒式聯軸器TGL尼龍內齒圈聯軸器WG鼓型齒式聯軸器輪胎式聯軸器UL 型輪胎式聯軸器LA 型輪胎式聯軸器LB 型輪胎式

11、聯軸器DL 多角形橡膠聯軸器膜片型聯軸器單膜片聯軸器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軸器XL 系列星形彈性聯軸器LXD單法蘭星形聯軸器XLS雙法蘭型星形聯軸器LXZ帶制動輪星形聯軸器LXP帶制動盤型聯軸器LXT接中間套型聯軸器LXJ接中間軸星形

12、聯軸器LXQ接中間軸球鉸聯軸器梅花形彈性聯軸器LM(原ML)梅花聯軸器LMS(原MLS)梅花聯軸器LMD(原MLZ）梅花聯軸器LMZI(MLLI)梅花聯軸器LMZ(MLL)聯軸器帶制動輪梅花形彈性聯軸器彈性套柱銷聯軸器標注示例如：TL6聯軸器 40X112GB4323-84具體參數參見GB4323-841-3聯軸器的安裝維護聯軸器外形尺寸，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。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、對中調整容易的聯軸器。大型機器設備調整兩軸 對中較困難，應選擇使用 耐久和更換易損件方便的聯軸器。金屬彈性元件撓性聯軸器一般比

13、非金屬彈性元件撓性聯軸器的使用壽命長。需密封潤滑和使用 不耐久的聯軸器，必然增加維護工 作量。對于長期連續運轉和經濟 效益較高的場合，例如我國冶金企業的軋機傳動系統高速端，目 前普遍采用的是齒式聯軸器，齒式聯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，影響生產效益。國際上工業發達國家，已普通選用使用壽命長、不用潤滑和維護的膜片聯軸順取代鼓形齒式聯軸器，不僅提高了經濟效益，還可凈化工作環境。在軋機傳動系統選用我國研制的彈性活銷聯軸器和扇形塊彈性聯軸器，不僅具有膜片聯軸器的優點，而且

14、緩沖減振效果好，價格更便宜。1-4聯軸器的動力簡介在選擇聯軸器時應根據選用者各自實際情況和要求，綜合考慮上述各種因素，從現有標準聯軸器中選取最適合自己需要的聯軸器品種、型式和規格。一般情況下現有的標準聯軸器基本可以滿足不同工況的需要。由于動力機的驅動轉矩及工作機的負載載矩不穩定，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，會使零件產生破壞或疲勞破壞。在設計或選用傳遞轉矩和

15、運動用的聯軸器時，應進行扭振分析和計算，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的質量、剛度、阻尼及干擾力的大小和頻率，使傳動裝置不在共振區的轉速范圍內運轉，或在運轉速度內范圍不出現強烈的共振現象。另一個行之有效的方法是在軸系中采用高柔度的彈性聯軸器，簡稱高彈（性）聯軸器，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聯軸器設計思路的確定 聯軸器的設計關鍵在于思路的選取，其中聯軸器的尺寸以及螺栓的強度校核是設計的結果，而聯軸器的尺寸的選取肯定是和電機的軸

16、有關系的，而螺栓的強度校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，第二部是根據電機軸的尺寸來推導出聯軸器的尺寸，第三步是根據電機提供的力矩來對聯軸器上的螺栓進行相關的強度校核。2-2 聯軸器制造工藝的擬定1. 聯軸器材料的確定剛性聯軸器加熱溫度通常為560600，硬度要求為HRC2234。因為調質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，因調質后還要進行銑、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

17、硬度取決于回火溫度，與回火時間關系不大，但必須回透，一般工件回火保溫時間總在一小時以上。Cr能增加鋼性聯軸器的淬透性，提高鋼的強度和回火穩定性，具有優良的機械性能。截面尺寸大或重要的調質工件，應采用Cr鋼。但Cr鋼有第二類回火脆性。從國外發展趨勢看，新一代數控機床為提高生產效率，向著超高速方向發展，采用新型功能部件（電主軸、直線電機等）實現超高速加工。綜上所述，選擇無論是硬度還是韌度都較為優秀的45號鋼。在進行調質處理可以得到較為理想的毛坯。2. 聯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）零件的生產綱領大量生產的零件應選擇精度和生產率高的毛坯制造方法，用于毛坯制造的昂

18、貴費用可由材料消耗的減少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。單件小批生產時應選擇精度和生產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

19、小型零件可考慮選擇模鍛件。（四）現有的生產條件選擇毛坯時，還要考慮本廠的毛坯制造水平、設備條件以及外協的可能性和經濟性等。基于以上考慮，本聯軸器采取自由煅件毛坯。3.聯軸器加工工藝鏜孔并檢驗合格后，就可加工聯軸器的鍵槽，加工是在插床上進行的。聯軸器兩側每邊應留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。對于成批生產的聯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，單件生產的聯軸器可進行邊裝配邊修刮的方法以達到準確的配合尺寸。聯軸器的端面加工經常是套裝在軸上進行的，這是為了使聯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

20、保證聯軸器端面與轉子軸的垂直，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軸器，在鉆孔后還應該將兩個半聯軸器套合在一起進行鉸孔加工。2-3 電動機的選取 電機選取工業生產中較為常用的Y系列電機中的Y132M-4。其詳細參數為：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定子內徑/mm: 136定子線規nc-dc: 2-1.06并聯支路數: 1繞組型式: 單層交叉節距: 19/210/1811槽數Z1/Z2: 36/32轉動慣量/(kg·m2): 0.0296質量/kg: 81每槽線數：35，一路

21、兩根1.06單層交叉式，跨距1-8線重6.5kg，定子/轉子槽數：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 聯軸器的設計由于電機伸出軸長只有80mm，故聯軸器（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電動機的參數可知，該電動機伸出軸徑為38mm，所以d1選擇38mm。根據設計，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軸器轉動慣量過大，b選取44mm,D選取140mm。為了保證聯軸器的強度，使聯軸器能安全的傳遞扭矩，D1選取72mm。

22、查機械設計手冊可知電機端聯軸器的鍵槽寬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，而動力傳動中聯軸器是十分常見的，在聯軸器的傳動中，螺栓起到了在正常情況下傳遞扭矩，在發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

23、。（2）螺栓強度校核經分析得出凸緣聯軸器之間的連接屬于鉸制孔用螺栓聯接，故要對螺栓進行鉸制孔用螺栓聯接的強度的計算，鉸制孔用螺栓聯接是將螺栓穿過與被聯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，應分別按被聯接件的擠壓強度和螺栓桿的抗剪強度進行計算，這種聯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；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。經查表