《機械零部件設計》

情境五

設計

帶式輸送機傳動裝置1、掌握常用機械零件以及簡單機械傳動裝置的一般設計方法和設計步驟；2、掌握經驗估算等機械設計的基本技能；3、提高學生的設計能力，如計算能力、繪圖能力和計算機輔助設計（CAD）能力等，使學生熟悉設計資料（標準、規(guī)范、手冊、圖表等）的使用；4、培養(yǎng)學生分析和解決工程實際問題的能力，勇于創(chuàng)新、敬業(yè)樂業(yè)的工作作風和良好的職業(yè)道德以及團隊協(xié)作精神。學習目標設計某一帶式輸送機傳動裝置：用一級斜齒（或直齒）圓柱齒輪減速器。運輸機二班（或三班、單班）制連續(xù)工作，單向運轉，載荷平穩(wěn)，室內工作，有粉塵。減速器小批量生產，使用期限10年，運輸帶速度允差±5％。原始數(shù)據(jù)：運輸帶工作拉力F=2000N

運輸帶工作速度V=1.30m/s

卷筒直徑D=180mm

卷筒效率設計任務書任務一帶式輸送機的結構分析及傳動方案設計任務二電動機的選擇任務三帶傳動設計任務四減速器設計任務五減速器裝配圖設計及設計說明書整理工作任務任務一帶式輸送機的結構分析及傳動方案設計工作任務1、了解帶式輸送機的結構組成和工作原理；2、學會傳動方案設計。學習目標1、帶式輸送機的應用；2、帶式輸送機的結構；3、傳動方案設計。主要內容

帶式輸送機也叫皮帶輸送機或膠帶輸送機，是組成有節(jié)奏的流水作業(yè)線所不可缺少的經濟型物流輸送設備。皮帶機按其輸送能力可分為重型皮帶機如礦用皮帶輸送機，輕型皮帶機如用在電子塑料、食品輕工、化工醫(yī)藥等行業(yè)。帶式輸送機具有輸送能力強，輸送距離遠，結構簡單易于維護，能方便地實行程序化控制和自動化操作。運用輸送帶的連續(xù)或間歇運動來輸送100KG以下的物品或粉狀、顆狀物品，其運行高速、平穩(wěn)，噪音低，并可以上下坡傳送。一、帶式輸送機的應用帶式輸送機的應用二、帶式輸送機的結構與工作原理電動機帶傳動減速器主輥筒皮帶輥筒輸送皮帶支架聯(lián)軸器電動機底板

機器通常由原動機（電動機、內燃機等）、傳動系統(tǒng)和工作機三部分組成。根據(jù)工作機的要求，傳動系統(tǒng)將原動機的運動和動力傳遞給工作機。實踐表明，傳動系統(tǒng)設計的合理性，對整部機器的性能、成本以及整體尺寸都有很大影響。因此，合理地設計傳動系統(tǒng)是整臺機器設計工作中的重要一環(huán)，而合理地擬定傳動方案又是保證傳動系統(tǒng)設計質量的基礎。三、傳動方案設計

傳動方案一般由運動簡圖表示。它直接地反映了工作機、傳動系統(tǒng)和原動機三者間運動和動力的傳遞關系。在設計中，應根據(jù)設計任務書，擬定傳動方案。如果設計任務書中已給出傳動方案，則應分析和了解所給方案的優(yōu)缺點。擬定傳動方案的重要依據(jù)是工作機能實現(xiàn)預定的運動功能。但實現(xiàn)一種預定功能往往可通過不同的傳動機構類型、各級傳動的布置順序以及在保證總傳動比相同的前提下分配給各級傳動機構不同的分傳動比獲得，所以滿足傳動要求的傳動方案可能有很多。三、傳動方案設計

（1）小功率傳動，宜選用結構簡單、價格便宜、標準化程度高的傳動機構，以降低制造成本；（2）大功率傳動，應優(yōu)先選用傳動效率高的傳動機構，如齒輪傳動，以降低能耗；（3）工作中可能出現(xiàn)過載的工作機，應選用具有過載保護作用的傳動機構，如帶傳動，但在易爆、易燃場合，不能選用帶傳動，以防止摩擦靜電引起火災；（4）載荷變化較大，換向頻繁的工作機，應選用具有緩沖吸振能力的傳動機構，如帶傳動；（5）工作溫度較高、潮濕、多粉塵、易爆、易燃場合，宜選用鏈傳動、閉式齒輪或蝸桿傳動；（6）要求兩軸保持準確的傳動比時，應選用齒輪或蝸桿傳動。1、傳動機構類型的選擇原則

（1）帶傳動承載能力較低，但傳動平穩(wěn)，緩沖吸振能力強，宜布置在高速級；（2）鏈傳動運轉不平穩(wěn)，有沖擊，宜布置在低速級。（3）蝸桿傳動效率低，但傳動平穩(wěn)，當其與齒輪傳動同時應用時，宜布置在高速級；（4）當傳動中有圓柱齒輪和圓錐齒輪傳動時，圓錐齒輪傳動宜布置在高速級，以減小圓錐齒輪的尺寸；（5）對于開式齒輪傳動，由于其工作環(huán)境較差，潤滑不良，為減少磨損，宜布置在低速級。（6）斜齒輪傳動比較平穩(wěn)，常布置在高速級。2、各類傳動機構在多級傳動中的布置原則三、傳動方案設計圖1帶式輸送機傳動方案比較設計某一帶式輸送機傳動裝置：用一級斜齒（或直齒）圓柱齒輪減速器。運輸機二班（或三班、單班）制連續(xù)工作，單向運轉，載荷平穩(wěn)，室內工作，有粉塵。減速器小批量生產，使用期限10年，運輸帶速度允差±5％。原始數(shù)據(jù)：運輸帶工作拉力F=2000N

運輸帶工作速度V=1.30m/s

卷筒直徑D=180mm

卷筒效率設計任務書傳動方案確定圖2帶式輸送機傳動方案

合理的傳動方案首先應滿足工作機的性能要求和工作條件，此外還應具有結構簡單、尺寸緊湊、成本低、傳動效率高和操作維護方便等特點。要同時滿足上述要求是很困難的，一般應根據(jù)具體的設計任務有側重地保證主要設計要求，選用比較合理的方案。1、帶式輸送機的應用、結構組成和工作原理；2、各類傳動裝置的特點和選擇原則；3、傳動方案的設計方法。小結《機械零部件設計》

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帶式輸送機傳動裝置設計某一帶式輸送機傳動裝置：用一級斜齒（或直齒）圓柱齒輪減速器。運輸機二班（或三班、單班）制連續(xù)工作，單向運轉，載荷平穩(wěn)，室內工作，有粉塵。減速器小批量生產，使用期限10年，運輸帶速度允差±5％。原始數(shù)據(jù)：運輸帶工作拉力F=2000N

運輸帶工作速度V=1.30m/s

卷筒直徑D=180mm

卷筒效率設計任務書任務一帶式輸送機的結構分析及傳動方案設計任務二電動機的選擇任務三帶傳動設計任務四減速器設計任務五減速器裝配圖設計及設計說明書整理工作任務任務二電動機的選擇工作任務1、學會選擇電動機的方法和步驟。2、掌握傳動裝置運動和動力參數(shù)的計算方法。學習目標1、電動機的類型和結構形式的選擇；2、確定電動機的功率；3、確定電動機的轉速；4、計算總傳動比和分配各級傳動比；5、計算傳動裝置運動和動力參數(shù)。主要內容1、電動機類型的選擇一、電動機的類型和結構型式的選擇電動機類型直流電動機交流電動機異步電動機同步電動機鼠籠型電動機繞線型電動機選擇依據(jù)：由機械特性、起動性能、調速性能、 維護以及價格、工作方式（連續(xù)、短時、斷續(xù)周期工作制）決定。1、電動機類型的選擇（1）當生產機械對電動機的起動、制動、調速性能要求不高時，應盡量采用交流電動機。1）對于負載平穩(wěn)，且無特殊要求的長期工作制機械，應選用鼠籠型電動機；2）對于電梯、橋式起重機類機械，應采用繞線式異步電動機；3）對于功率較大，又不需要調速的生產機械，且長期工作，應采用同步電動機。（2）當起動、制動、調速等性能采用交流電動機無法滿足時，則可采用直流電動機。一、電動機的類型和結構形式的選擇2、電動機結構型式的選擇按電動機外殼的防護型式分為開啟式、防護式、封閉式和防爆式幾種。一、電動機的類型和結構形式的選擇（3）封閉式：用于干燥和清潔的環(huán)境中。（1）開啟式：（2）防護式：用于干燥和灰塵不多，沒有腐蝕性、爆炸性氣體存在的環(huán)境中。適用于潮濕、多灰塵、易受風雨侵蝕等惡劣環(huán)境中。（4）防爆式：適用于有爆炸危險的環(huán)境中。開啟式電動機防護式電動機Y系列（IP23）封閉式電動機Y系列（IP44）防爆式電動機（YB系列）2、電動機結構型式的選擇按其安裝位置的不同可分為臥式與立式兩種。

一、電動機的類型和結構形式的選擇(1)B3，臥式(2)B5，臥式

(3)B35，臥式(4)V1，立式1、工作機所需功率PW：當已知工作機主動軸的輸出轉矩T（N·m）和轉速nw（r/min）時，則工作機主動軸所需功率:

如果給出帶式輸送機驅動卷筒的圓周力（即卷筒牽引力）F（N）和輸送帶速度V（m／s），則卷筒軸所需功率:二、電動機功率的確定2、電動機的輸出功率Pd：

考慮傳動系統(tǒng)的功率損耗，電動機輸出功率為:

式中η——從電動機至工作機主動軸之間的總效率，即

其中η1、η2、η3、·

·

·

ηn。分別為傳動系統(tǒng)中各傳動副、聯(lián)軸器及各對軸承的效率，其數(shù)值可查設計手冊。3、確定電動機額定功率Ped：根據(jù)計算出的功率Pd可選定電動機的額定功率Ped，應使Ped等于或稍大于Pd。二、電動機功率的確定二、電動機功率的確定三、電動機轉速的確定

1、工作機主動軸轉速

輸送帶速度v與卷筒直徑D（mm）、卷筒軸轉速nw的關系為：由此可知：

2、電動機轉速

i1，i2，i3

·

·

·，in——

各級傳動的合理傳動比范圍

四、計算總傳動比和分配各級傳動比1.確定總傳動比i2.分配各級傳動比傳動比分配原則（1）各級傳動機構的傳動比應在推薦的范圍內選取，不要超過最大值。表5-5常用機械傳動的單級傳動比推薦值

傳動比分配原則

（2）應使各傳動件的尺寸協(xié)調，結構勻稱、合理，避免互相干涉碰撞或安裝不便（見圖5-5、圖5-6）。圖5-5帶輪過大造成安裝不便圖5-6高速級大齒輪與低速軸干涉?zhèn)鲃颖确峙湓瓌t

（3）應盡量使傳動裝置的外廓尺寸緊湊、重量較輕（見圖5-7）。（4）在二級減速器中，各級齒輪都應得到充分潤滑。圖5-7不同傳動比對外廓尺寸的影響五、計算傳動裝置運動和動力參數(shù)

1.各軸轉速

五、計算傳動裝置運動和動力參數(shù)

2.各軸輸入功率

五、計算傳動裝置運動和動力參數(shù)

3.各軸輸入轉矩

六、電動機選擇設計訓練任務：帶式運輸機傳動裝置中的電動機的選擇設計。原始數(shù)據(jù)：運輸帶工作拉力F=2000N

運輸帶工作速度V=1.30m/s

卷筒直徑D=180mm工作條件：連續(xù)單向運轉，載荷平穩(wěn)，空載起動，使用期10年，小批量生產，兩班制工作，運輸帶速度允許誤差為±5%。六、電動機選擇設計訓練帶式輸送機傳動簡圖

六、電動機選擇設計訓練1、選擇電動機類型和結構

Y系列全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機，臥式B3型。2、確定電動機的功率各效率分別為：

V帶η1：η1＝0.968級閉式齒輪傳動η2：η2＝0.97

滾動軸承η3：η3＝0.99

聯(lián)軸器η4：η4＝0.97

卷筒η5：η5＝0.96Ped≥Pd

六、電動機選擇設計訓練3、確定電動機轉速（1）確定卷筒軸工作轉速；（2）按推薦的合理傳動比范圍分配；（3）確定電動機轉速可選范圍。4、結論根據(jù)以上計算，查《Y系列三相異步電動機(JB/T10391-2002)》，選電動機型號為Y132M1-6。1、電動機選擇的方法和步驟：（1）選擇電動機的類型和結構形式；（2）確定電動機的功率；（3）確定電動機的轉速。

2、傳動裝置運動和動力參數(shù)的計算方法。小結《機械零部件設計》

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設計

帶式輸送機傳動裝置設計某一帶式輸送機傳動裝置：用一級斜齒（或直齒）圓柱齒輪減速器。運輸機二班（或三班、單班）制連續(xù)工作，單向運轉，載荷平穩(wěn)，室內工作，有粉塵。減速器小批量生產，使用期限10年，運輸帶速度允差±5％。原始數(shù)據(jù)：運輸帶工作拉力F=2000N

運輸帶工作速度V=1.30m/s

卷筒直徑D=180mm

卷筒效率設計任務書任務一帶式輸送機的結構分析及傳動方案設計任務二電動機的選擇任務三帶傳動設計任務四減速器設計任務五減速器裝配圖設計及設計說明書整理工作任務任務三帶傳動設計工作任務1、了解帶傳動的類型、特點及應用場合；2、能進行V帶傳動的工作能力分析；3、掌握V帶傳動的設計方法及步驟；4、熟悉V帶傳動的使用和維護。學習目標1、帶傳動概述；2、Ｖ帶和V帶輪；3、帶傳動的工作能力分析；4、普通Ｖ帶傳動設計；5、帶傳動的使用和維護。主要內容1、帶傳動的組成及工作原理（1）組成——帶傳動一般由主動輪１、從動輪3和適度張緊在兩輪上的封閉環(huán)形傳動帶2組成。（2）傳動原理摩擦型帶傳動：靠帶和帶輪間的摩擦力傳遞運動和動力。嚙合型帶傳動：靠帶上的齒和帶輪上的齒相互嚙合傳遞運動和動力。也稱為同步帶傳動。

本任務主要介紹摩擦帶傳動。主動輪從動輪一、帶傳動的類型、特點及應用2、帶傳動的類型按截面形狀的不同，摩擦帶傳動分為：a.平帶傳動——最簡單，適合于中心距a較大的情況。b.V帶傳動———三角帶，一般機械制造中多采用。c.多楔帶傳動——適于傳遞功率較大要求結構緊湊場合。d.圓形帶傳動——傳遞功率小，用于輕型機械中。一、帶傳動的類型、特點及應用3、帶傳動的特點優(yōu)點：（1）運行平穩(wěn)，噪聲小；（2）能緩和載荷沖擊；（3）構造簡單，對制造精度要求低，特別是在中心距大的地方；（4）不用潤滑，維護成本低；（5）過載時打滑，但可保護系統(tǒng)中的其他零件。缺點：（1）存在彈性滑動，傳動效率降低，傳動比不準確；（2）帶的壽命較短，且不宜于高溫、易燃、易爆等場合；（3）傳遞同樣大的圓周力時，輪廓尺寸和軸上的壓力都比嚙合傳動大。一、帶傳動的類型、特點及應用4、帶傳動的應用范圍帶傳動應用范圍非常廣，多用于兩軸中心距較大，傳動比要求不嚴格的機械中。（1）傳動效率較齒輪傳動低，所以大功率的帶傳動較為少用，常見的一般不超過50kW；（2）帶速不宜過低或過高；（3）不能用于有爆炸危險的場合。一、帶傳動的類型、特點及應用二、Ｖ帶和V帶輪小大V帶有普通V帶、窄V帶、寬V帶、聯(lián)組V帶等多種類型，其中普通V帶應用最廣，本節(jié)主要介紹普通V帶傳動。

普通V帶已經標準化，是無接頭的環(huán)形帶。包布頂膠承載層底膠

七種截型：Y，Z，A，B，C，D，E

基準長度：沿節(jié)面量得的周線長度。（1）普通V帶1、普通V帶及V帶輪（h/bp≈0.7）注：V帶在帶輪上彎曲時，帶中保持原有長度不變的周線稱為節(jié)線；由全部節(jié)線組成的面稱為節(jié)面；節(jié)面寬度稱為節(jié)寬，用表示。節(jié)面（2）普通V帶輪輪緣輪轂注：輪槽的楔角應比普通V帶的楔角（40°）小。為什么？輪槽尺寸。基準直徑：V帶輪的典型結構：實心式腹板式孔板式

輪輻式輪槽寬度等于V帶節(jié)寬bp處的圓周直徑。腹板（或輪輻）帶輪的材料：灰鑄鐵鋼鋁合金工程塑料等。二、Ｖ帶和V帶輪三、帶傳動的工作能力分析兩個名詞：（1）包角

1

，2（2）中心距a1、受力分析尚未工作狀態(tài)

帶傳動尚未工作時，帶所受的拉力稱為張緊力，用F0表示。工作狀態(tài)

帶傳動工作時，一邊拉緊，稱為緊邊；另一邊放松，稱為松邊。松邊拉力緊邊拉力設帶的總長度不變，則

F1－F0＝F0－F2即：F1＋F2＝2F0主動從動（1）三、帶傳動的工作能力分析有效拉力F＝F1－F2有效拉力F（N）的大小取決于所傳遞的功率P（kW）。即帶速（m/s）

有效拉力F是由帶與帶輪接觸面上的摩擦力提供的。當傳遞的功率超過極限摩擦力（即過載）時，將發(fā)生“打滑”現(xiàn)象。打滑是由過載引起的一種失效形式。纏繞在帶輪上的帶作圓周運動，帶的全長都將受到離心拉力：式中：q－每米帶長的質量，kq/m。（2）由上面公式可知：即將打滑時，有效拉力達到最大。此時，F(xiàn)1和F2之間的關系為：

摩擦因數(shù)－－－－－－歐拉公式忽略離心拉力時（3）由（1）、（2）、（3）式整理得：最大有效拉力

預緊力F0↑，則Fmax↑

包角α↑，則Fmax↑

摩擦因數(shù)

↑，則Fmax↑三、帶傳動的工作能力分析在工作中，帶所受的應力有：2、帶傳動的應力分析松邊拉應力：（作用于帶的全長）（2）離心拉應力：（1）緊邊拉應力：；三、帶傳動的工作能力分析（3）彎曲應力：帶繞在帶輪上時產生的彎曲應力式中：E－－帶的彈性模量（Mpa）h－－帶的厚度（mm）－－帶輪的直徑（mm）三、帶傳動的工作能力分析3、帶傳動的彈性滑動

帶傳動中由于帶的彈性和拉力差所引起的帶與帶輪之間的微小相對滑動，稱為彈性滑動。考慮彈性滑動時，傳動比為：主動輪后果：＜用滑動率表示彈性滑動的程度。通常，，一般工程計算可以忽略不計，則帶傳動的主要失效形式是：打滑和帶的疲勞破壞。帶傳動的設計準則：不打滑，帶又具有一定的疲勞強度。1、帶傳動的設計準則式中：—

帶的許用拉應力，由實驗測得。單根V帶的基本額定功率P1≤由和得：單根普通V帶在特定條件下的基本額定功率P1。特定帶長，載荷平穩(wěn)四、普通Ｖ帶傳動設計四、普通Ｖ帶傳動設計V帶傳動的設計12、設計計算及參數(shù)選擇原始數(shù)據(jù)：功率P，轉速n1、n2（或傳動比i）及工作條件等。設計內容：確定帶的型號、長度、根數(shù)、傳動中心距、帶輪直徑、

壓軸力、張緊力等。（1）求計算功率Pc式中：－工況系數(shù)。（2）確定帶的截面型號根據(jù)Pc和小輪轉速n1查圖選取。（3）確定帶輪直徑dd注：為減小彎曲應力，規(guī)定了最小帶輪直徑dmin。dd1≥ddmin

；四、普通Ｖ帶傳動設計（4）驗算帶速，則離心力，接觸面上的正壓力，承載能力，則傳遞的功率，即承載能力合適的帶速為：5~25m/s（5）中心距a和帶的基準長度

Lda過大，帶容易顫動；a過小，則帶容易疲勞。初定中心距：按書中公式計算所需的帶長選標準的按書中公式計算實際中心距a。

P1——

考慮時，單根V帶的功率增量。P1——單根普通Ｖ帶的基本額定功率。按書中公式計算。越小，則承載能力就越低。故，要求：（7）計算帶的根數(shù)Z≥KL——帶長修正系數(shù)。K

——包角修正系數(shù)。四、普通Ｖ帶傳動設計（6）驗算小輪包角α1

四、普通Ｖ帶傳動設計（8）張緊力F0

F0越大，則承載能力越大，但帶所受的拉力也越大，使帶的壽命降低。

合適的張緊力F0

按書中公式計算。（9）壓軸力FQ

按書中公式計算。（10）帶輪結構設計

五、帶傳動的使用和維護◆帶必須在張緊后，傳動才能正常工作；◆運轉一定時間后，帶會松弛，必須重新張緊，才能正常工作。常見的張緊裝置有定期張緊裝置和自動張緊裝置和張緊輪張緊裝置。1、張緊裝置定期張緊裝置五、帶傳動的使用和維護自動張緊裝置五、帶傳動的使用和維護張緊輪張緊裝置五、帶傳動的使用和維護2.帶傳動的安裝與維護五、帶傳動的使用和維護1、帶傳動的類型、特點及應用；2、普通V帶的結構和尺寸標準；3、普通V帶輪的材料和結構；4、V帶傳動的失效形式及設計準則；5、V帶傳動的設計步驟和方法。小結《機械零部件設計》

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帶式輸送機傳動裝置設計某一帶式輸送機傳動裝置：用一級斜齒（或直齒）圓柱齒輪減速器。運輸機二班（或三班、單班）制連續(xù)工作，單向運轉，載荷平穩(wěn)，室內工作，有粉塵。減速器小批量生產，使用期限10年，運輸帶速度允差±5％。原始數(shù)據(jù)：運輸帶工作拉力F=2000N

運輸帶工作速度V=1.30m/s

卷筒直徑D=180mm

卷筒效率設計任務書任務一帶式輸送機的結構分析及傳動方案設計任務二電動機的選擇任務三帶傳動設計任務四減速器設計任務五減速器裝配圖設計及設計說明書整理工作任務任務四減速器設計工作任務子任務三聯(lián)接的選用任務四：減速器設計1、了解鍵聯(lián)接的分類，初步掌握平鍵聯(lián)接的設計；2、了解花鍵聯(lián)接和銷釘聯(lián)接的常用形式；3、熟悉常用聯(lián)軸器和離合器。學習目標1、鍵聯(lián)接的類型

鍵是一種標準件，通常用來實現(xiàn)軸與軸上零件之間的周向固定并傳遞轉矩，有些還能實現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向移動的導向。鍵聯(lián)接按裝配方式的不同可分為兩大類：松鍵聯(lián)接（平鍵和半圓鍵）和緊鍵聯(lián)接（楔鍵和切向鍵）。

一、鍵聯(lián)接（1）平鍵聯(lián)接平鍵的兩側面是工作面，上表面與輪轂上的鍵槽底部之間留有間隙，鍵的上、下表面為非工作面。工作時靠鍵與鍵槽側面的擠壓來傳遞扭矩，故定心性較好。這種鍵結構簡單、裝拆方便、對中性好，因而得到廣泛的應用。這種鍵不能用來傳遞軸向力，因而對軸上零件不能起到軸向固定作用。一、鍵聯(lián)接1）普通平鍵2）導向平鍵和滑鍵根據(jù)用途，平鍵又可分為：

普通平鍵用于靜聯(lián)接，導向平鍵用于移動距離較小的動聯(lián)接，滑鍵用于移動距離較大的動聯(lián)接。一、鍵聯(lián)接1）普通平鍵：用于靜聯(lián)接，其端部形狀分為圓頭(A型)、方頭(B型)和半圓頭(C型)。A型和C型用指狀銑刀加工軸上鍵槽，軸上鍵槽部應力集中較大，B型用盤銑刀加工軸上鍵槽，槽部應力集中較小。輪轂上的鍵槽可用插削或拉削。A型C型B型一、鍵聯(lián)接普通平鍵具體結構如下圖：一、鍵聯(lián)接2）導向平鍵和滑鍵：當被聯(lián)接的輪轂類零件在工作過程中須在軸上作軸向移動時，則采用導向平鍵和滑鍵。一、鍵聯(lián)接2）導向平鍵和滑鍵導向平鍵

軸上的傳動零件可沿鍵作軸向滑移，如變速箱中的滑移齒輪。

導向平鍵是加長的普通平鍵，其端部形狀有A型和B型兩種。導向平鍵聯(lián)接是將鍵用螺釘固定在軸上的鍵槽中，轉動零件的輪轂可在軸上沿軸向滑動。為了拆卸方便，在鍵的中部加工有為起鍵用的螺釘孔。導向平鍵聯(lián)接適用于軸上零件的軸向移動量較小的場合。一、鍵聯(lián)接2）導向平鍵和滑鍵滑鍵

當軸上零件的軸向移動量要求很大時，導向平鍵將很長，不易制造，這時可采用滑鍵。滑鍵聯(lián)接是將鍵固定在輪轂上，與輪轂一起在軸的鍵槽中滑動。（2）半圓鍵聯(lián)接

半圓鍵用于靜聯(lián)接，鍵呈半圓形，其側面為工作面，見下圖。半圓鍵在軸的鍵槽中能夠擺動，以適應輪轂上鍵槽的斜度，安裝方便。由于軸上鍵槽較深，對軸的強度削弱較大，因此一般用于輕載聯(lián)接，常用于錐形軸端與輪轂的聯(lián)接。一、鍵聯(lián)接（3）楔鍵聯(lián)接用于靜聯(lián)接，鍵的上下兩面為工作面，如下圖所示。鍵的上表面和輪轂槽底面制成1∶100的斜度，鍵工作時楔緊在軸轂之間，使鍵、軸、轂之間產生摩擦力來傳遞轉矩，也能傳遞單向軸向力。主要用于輪轂類零件的定心精度要求不高和低轉速的場合。一、鍵聯(lián)接（a）普通楔鍵聯(lián)接（b）鉤頭楔鍵聯(lián)接（4）切向鍵聯(lián)接

切向鍵用于靜聯(lián)接，是由兩個具有1∶100斜度的楔鍵組成的。裝配時，兩個鍵分別自輪轂兩端楔入，裝配后兩楔以其斜面相互貼合，共同楔緊在軸轂之間。鍵的上、下平面是工作面。工作時主要靠工作面上的擠壓力來傳遞扭矩。傳遞單向扭矩時用一個切向鍵(見下圖a)，傳遞雙向扭矩時，用兩個切向鍵，且兩個切向鍵之間夾角為120°～135°(見下圖b)。由于切向鍵的鍵槽對軸的削弱較大，故只用于直徑大于100mm的軸上。切向鍵能傳遞很大的扭矩，主要用于對中性要求不高的重型機械中。一、鍵聯(lián)接2、鍵聯(lián)接的選用

（1）類型選擇鍵聯(lián)接的類型應根據(jù)鍵聯(lián)接的結構、使用要求和工作狀況來選擇。選擇鍵的類型主要應考慮以下因素：

1）傳遞轉矩大小；

2）對中性要求；

3）輪轂是否需要作軸向移動及滑移距離大小；

4）鍵在軸的中部或端部等。一、鍵聯(lián)接2、鍵聯(lián)接的選用

（2）尺寸選擇

尺寸選擇主要是選擇鍵的寬度b、高度h和長度尺寸L。由表5-26可見，這些尺寸是按軸徑d的大小選取的。鍵的長度L一般略短于輪轂的尺寸，且應符合標準中規(guī)定的長度系列。導向平鍵的長度按輪轂的長度及其滑動距離確定。軸和輪轂的鍵槽尺寸也可由表5-26查取。一、鍵聯(lián)接表5-26普通平鍵鍵聯(lián)接的選用練習

以直徑為45mm的軸轂為例繪制的普通平鍵聯(lián)接（一般鍵聯(lián)接）鍵槽尺寸和偏差圖：二、銷聯(lián)接a.定位銷(圓錐銷)分類：（1）按用途可分為：定位銷、聯(lián)接銷和安全銷三種。（2）按形狀可分為圓錐銷、圓柱銷和異形銷三類。c.安全銷b.聯(lián)接銷(圓柱銷)d.開口銷三、聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器：主要功用是實現(xiàn)軸與軸之間的聯(lián)接

并傳遞轉矩。三、聯(lián)軸器與離合器離合器按其接合元件傳動的工作原理，可分為嵌合式離合器和摩擦式離合器兩大類。前者利用接合元件的嚙合來傳遞轉矩，后者則依靠接合面間的摩擦力來傳遞轉矩。聯(lián)軸器與離合器的異同點：（1）相同點：聯(lián)軸器和離合器均用來連接軸與軸（或其它運動件），并傳遞運動和轉矩；（2）不同點：聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸只有在機器停車后，用拆卸的方法才能分開；離合器聯(lián)接的兩軸可在機器運轉時就能方便地實現(xiàn)分離或接合。三、聯(lián)軸器與離合器1、聯(lián)軸器的分類三、聯(lián)軸器與離合器（1）剛性聯(lián)軸器：（2）撓性聯(lián)軸器：1）無彈性元件的撓性聯(lián)軸器：聯(lián)軸器具有撓性，可補償兩軸的相對位移。但因無彈性元件，故不能緩沖減振。2）有彈性元件的撓性聯(lián)軸器：不僅可以補償兩軸間的相對位移，而且具有緩沖減振的能力。這類聯(lián)軸器的品種多，應用廣泛。分為套筒式、凸緣式和夾殼式。三、聯(lián)軸器與離合器剛性聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器套筒聯(lián)軸器夾殼聯(lián)軸器三、聯(lián)軸器與離合器無彈性元件撓性聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器滑塊聯(lián)軸器齒式聯(lián)軸器滾子鏈聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器三、聯(lián)軸器與離合器有彈性元件撓性聯(lián)軸器彈性柱銷聯(lián)軸器彈性套柱銷聯(lián)軸器梅花形彈性聯(lián)軸器輪胎聯(lián)軸器2、聯(lián)軸器的選擇

大多數(shù)聯(lián)軸器已經標準化或規(guī)格化，一般機械設計者的任務是選用聯(lián)軸器，選用的基本步驟為：三、聯(lián)軸器與離合器選擇聯(lián)軸器的類型計算聯(lián)軸器的計算轉矩進行必要的承載能力校核規(guī)定部件相應的安裝精度協(xié)調軸孔直徑校核最大轉矩確定聯(lián)軸器的型號2、聯(lián)軸器的選擇三、聯(lián)軸器與離合器1）選擇聯(lián)軸器的類型應全面了解工作載荷的大小和性質、轉速高低、工作環(huán)境等，結合常用聯(lián)軸器的性能、應用范圍及使用場合選擇聯(lián)軸器的類型。低速、剛性大的短軸可選用剛性聯(lián)軸器；低速、剛性小的長軸可選用無彈元件撓性聯(lián)軸器；傳遞轉矩較大的重型機械選用齒式聯(lián)軸器；對于高速、有振動和沖擊的機械，選用彈性元件撓性聯(lián)軸器；軸線位置有較大變動的兩軸，應選用萬向聯(lián)軸器；2）計算聯(lián)軸器的計算轉矩T——聯(lián)軸器所傳遞的公稱轉矩；KA——工作情況系數(shù)。三、聯(lián)軸器與離合器選擇3６）規(guī)定部件相應的安裝精度７）進行必要的校核３）確定聯(lián)軸器的型號按Tca≤[T]，由聯(lián)軸器標準確定聯(lián)軸器型號，[T]為聯(lián)軸器的許用轉矩。４）校核最大轉速被聯(lián)接軸的轉速n，不應超過聯(lián)軸器許用的最高轉速nmax，即：n≤nmax５）協(xié)調軸孔直徑被聯(lián)接兩軸的直徑和形狀（圓柱或圓錐）均可以不同，但必須使直徑在所選聯(lián)軸器型號規(guī)定的范圍內，形狀也應滿足相應要求。聯(lián)軸器允許軸的相對位移偏差是有一定范圍的，因此，必須保證軸及相應部件的安裝精度。聯(lián)軸器除了要滿足轉矩和轉速的要求外，必要時還應對聯(lián)軸器中的零件進行承載能力校核，如對非金屬元件的許用溫度校核等。聯(lián)軸器的選用練習

參考表5-31，完成聯(lián)軸器的選用設計計算。1、鍵聯(lián)接的分類，平鍵聯(lián)接的設計；2、花鍵聯(lián)接和銷釘聯(lián)接的常用形式；3、常用聯(lián)軸器和離合器。小結子任務四軸承的選用任務四：減速器設計1、掌握滾動軸承的代號、組合設計；2、掌握滾動軸承的拆裝方法。學習目標1、滾動軸承的結構、類型及代號；2、滾動軸承的選擇；3、滾動軸承的組合結構設計。主要內容一、滾動軸承的結構、類型及代號1、滾動軸承的結構和材料（1）滾動軸承的結構

內圈1

外圈2

滾動體3

保持架4

（見圖1）。圖1滾動軸承的基本結構

(a)球軸承；(b)滾子軸承一、滾動軸承的結構、類型及代號滾動體的形狀（2）滾動軸承的材料滾動軸承的內、外圈和滾動體均采用：強度高、耐磨性好的鉻錳高碳鋼制造，常用材料有GCr15、GCr15SiMn等。保持架多用：低碳鋼板沖壓而成，也可以采用銅合金、塑料及其他材料制造。一、滾動軸承的結構、類型及代號一、滾動軸承的結構、類型及代號2、滾動軸承的類型及特點常用分類方法：

（1）按滾動體形狀的不同分類：球軸承和滾子軸承兩大類。

（2）按承載方向或公稱接觸角的不同分類：向心軸承和推力軸承兩大類。一、滾動軸承的結構、類型及代號2、滾動軸承的類型及特點公稱接觸角滾動體與套圈接觸處的法線與軸承的徑向平面（垂直于軸承軸心線的平面）之間的夾角（見圖5-72）。一、滾動軸承的結構、類型及代號3、滾動軸承的代號滾動軸承的類型很多，各類軸承又有不同的結構、尺寸、精度和技術要求，為了便于組織生產和選用，GB/T272—93規(guī)定了滾動軸承的代號，并打印在軸承端面上。滾動軸承代號由前置代號

基本代號后置代號構成，其代表內容和排列順序，參見表5-33。一、滾動軸承的結構、類型及代號表5-33滾動軸承代號的構成

一、滾動軸承的結構、類型及代號3、滾動軸承的代號（1）基本代號

基本代號表示軸承的基本類型、結構和尺寸，是軸承代號的基礎。除滾針軸承外，基本代號由軸承類型代號、尺寸系列代號及內徑代號構成。

1）軸承的內徑代號

由基本代號右起第一、二位數(shù)字表示。軸承內徑代號的含義見表5-37。一、滾動軸承的結構、類型及代號3、滾動軸承的代號（1）基本代號

基本代號表示軸承的基本類型、結構和尺寸，是軸承代號的基礎。除滾針軸承外，基本代號由軸承類型代號、尺寸系列代號及內徑代號構成。

1）軸承的內徑代號

由基本代號右起第一、二位數(shù)字表示。軸承內徑代號的含義見表5-37。一、滾動軸承的結構、類型及代號3、滾動軸承的代號2）直徑系列代號

對于同一內徑的軸承，由于工作所需承受負荷大小不同，壽命長短不同，必須采用大小不同的滾動體，因而使軸承的外徑和寬度隨著改變，這種內徑相同而外徑不同的變化稱為直徑系列。

由基本代號右起第三位數(shù)字表示，其代號見表5-35。圖5-73所示是不同直徑系列深溝球軸承的外徑和寬度對比。一、滾動軸承的結構、類型及代號3、滾動軸承的代號2）直徑系列代號

向心軸承推力軸承直徑系列超特輕超輕特輕輕中重超輕特輕輕中重代號78、90、123401234滾動軸承的直徑系列代號一、滾動軸承的結構、類型及代號3、滾動軸承的代號2）直徑系列代號

圖5-73直徑系列對比一、滾動軸承的結構、類型及代號3、滾動軸承的代號

3）寬（高）度系列代號對于同一內、外徑的軸承，根據(jù)不同的工作條件可做成不同的寬（高）度，如圖5-74所示。（由基本代號右起第四位數(shù)字表示，其代號見表5-36。）

寬度系列代號為0時，在軸承代號中通常省略。（但在調心軸承和圓錐滾子軸承代號中不可省略）一、滾動軸承的結構、類型及代號3、滾動軸承的代號

3）寬（高）系列代號

滾動軸承的寬（高）系列代號一、滾動軸承的結構、類型及代號3、滾動軸承的代號

3）寬（高）系列代號

圖5-74寬度系列對比一、滾動軸承的結構、類型及代號4）軸承的類型代號軸承的類型代號由基本代號右起第五位數(shù)字或字母表示，見下表，其中0類可省略不標注。

軸承類型代號軸承類型代號雙列角接觸球軸承0深溝球軸承6調心球軸承1角接觸球軸承7調心滾子軸承2推力圓柱滾子軸承8推力調心滾子軸承圓錐滾子軸承3圓柱滾子軸承N雙列深溝球軸承4外球面球軸承U推力球軸承5四點接觸球軸承QJ一、滾動軸承的結構、類型及代號3、滾動軸承的代號

（2）前置代號

前置代號在基本代號的左面，用字母表示成套軸承的分部件。其代號及含義可查閱軸承樣本手冊。（3）后置代號

后置代號在基本代號的右面。其中：內部結構代號見表5-38，公差等級代號見表5-39。（6X級僅用于圓錐滾子軸承，0級在軸承代號中不標出。）詳見軸承樣本手冊。一、滾動軸承的結構、類型及代號3、滾動軸承的代號代

號含

義

及

示

例C角接觸球軸承

公稱接觸角α＝15o7210C調心滾子軸承

C型

23122CAC角接觸球軸承

公稱接觸角

α＝25o7210ACB角接觸球軸承

公稱接觸角α＝40o7210B圓錐滾子軸承

接觸角加大

32310BE加強型（即內部結構設計改進，增大軸承承載能力）

NU207E內部結構代號一、滾動軸承的結構、類型及代號3、滾動軸承的代號公差等級代號代

號含

義

和

示

例/P0公差等級符合標準規(guī)定的0級（代號中省略不標）6203/P6公差等級符合標準規(guī)定的6級

6203/P6/P6X公差等級符合標準規(guī)定的6X級

30210/P6X/P5公差等級符合標準規(guī)定的5級

6203/P5/P4公差等級符合標準規(guī)定的4級

6203/P4/P2公差等級符合標準規(guī)定的2級

6203/P2二、滾動軸承的選擇滾動軸承類型選擇的原則：1、軸承工作載荷的大小、方向及性質；2、安裝軸承的空間尺寸范圍；3、對軸承性能的特殊要求或限制，如調心要求、支承剛度要求等；4、高速軸承要考慮軸承的極限轉速限制；5、經濟性：在類型比較時，經濟性往往是一個重要考慮方面。三、滾動軸承的組合結構設計1、滾動軸承的軸向固定為了防止軸承在承受軸向負荷時相對于軸和座孔產生軸向移動，軸承內圈與軸、軸承外圈與座孔必須進行軸向固定。

（1）軸承內圈的軸向固定

1）彈性擋圈和軸肩固定，如下頁圖a所示。

2）軸端擋圈和軸肩固定，如下頁圖b所示。

3）圓螺母和止動墊圈與軸肩固定，如下頁圖c所示。

4）開口圓錐緊定套、圓螺母和止動墊圈固定，如下頁圖d所示。軸承內圈的軸向固定

三、滾動軸承的組合結構設計三、滾動軸承的組合結構設計2、軸承外圈的軸向固定常用方法有：（1）軸承座擋肩固定，如下頁圖a所示。（2）軸承端蓋固定，如下頁圖b、c所示。（3）止動環(huán)嵌入軸承外圈的止動槽內固定，如下頁圖d所示。（4）孔用彈性擋圈和機座擋肩固定，如下頁圖e所示。（5）調節(jié)杯固定，如下頁圖f所示。（6）螺紋環(huán)固定，如下頁圖g所示。（7）軸承端蓋和機座擋肩固定，如下頁圖h所示。（8）套筒擋肩固定，如下頁圖i所示。三、滾動軸承的組合結構設計軸承外圈的軸向固定

四、滾動軸承的裝拆1、冷壓法適用于過盈量不大的滾動軸承的安裝。常用專用壓套在壓力機上壓裝軸承的內、外圈，如下頁圖所示。對于中、小型軸承的安裝，可用手錘與簡單的輔助套筒輕輕均勻敲擊套圈而裝入。裝內圈于軸上內外圈上同時受力2、溫差法將軸承放在油池中加熱至80℃～100℃，然后取出套裝在軸頸上。3、滾動軸承的拆卸拆卸軸承應借助壓力機或其他專用的拆卸工具，如右圖所示。對于配合較松的小型軸承，也可使用手錘與銅棒從背面沿軸承內圈四周將軸承輕輕敲出。軸承內圈的拆卸

四、滾動軸承的裝拆1、熟悉滾動軸承的結構、分類、特點與應用。2、掌握滾動軸承的代號表示方法。3、理解滾動軸承的定位方法。2、掌握滾動軸承的組合設計與裝拆。小結《機械零部件設計》

情境五

設計

帶式輸送機傳動裝置1、掌握常用機械零件以及簡單機械傳動裝置的一般設計方法和設計步驟；2、掌握經驗估算等機械設計的基本技能；3、提高學生的設計能力，如計算能力、繪圖能力和計算機輔助設計（CAD）能力等，使學生熟悉設計資料（標準、規(guī)范、手冊、圖表等）的使用；4、培養(yǎng)學生分析和解決工程實際問題的能力，勇于創(chuàng)新、敬業(yè)樂業(yè)的工作作風和良好的職業(yè)道德以及團隊協(xié)作精神。學習目標設計某一帶式輸送機傳動裝置：用一級斜齒（或直齒）圓柱齒輪減速器。運輸機二班（或三班、單班）制連續(xù)工作，單向運轉，載荷平穩(wěn)，室內工作，有粉塵。減速器小批量生產，使用期限10年，運輸帶速度允差±5％。原始數(shù)據(jù)：運輸帶工作拉力F=2000N

運輸帶工作速度V=1.30m/s

卷筒直徑D=180mm

卷筒效率設計任務書任務一帶式輸送機的結構分析及傳動方案設計任務二電動機的選擇任務三帶傳動設計任務四減速器設計任務五減速器裝配圖設計及設計說明書整理工作任務任務五工作任務減速器裝配圖設計及設計說明書整理1、學會裝配圖和零件工作圖的設計；2、學會編寫設計說明書。學習目標主要內容1、減速器裝配圖和零件工作圖的設計；2、帶輪零件工作圖設計；3、學習編寫設計說明書。1、減遞器裝配工作圖設計內容

減速器裝配工作圖表達了減速器的設計構思、工作原理和裝配關系，也表達了各零件間的相互位置、尺寸和結構形狀。一般應包括以下四方面內容：（1）完整、清晰地表達減速器全貌的一組視圖；（2）必要的尺寸標注；（3）技術要求及調試、裝配、檢驗說明；（4）零件編號、標題欄、明細表。一、減速器裝配圖的設計2、減速器裝配工作圖的一般設計步驟：

（1）設計裝配工作圖的準備（準備階段）；（2）初步繪制減速器裝配工作草圖（第一階段）；（3）減速器軸系零、部件的設計計算（第二階段）；