第三章 连接与传动

（2）普通平键的标准与选择
键的剖面尺寸b×h按轴的直径d由标准中选 定。键的长度L一般按轮毂宽度定，要求键 长比轮毂略短5~10 mm，且Lmax≤2.5d，并 符合长度系列值
普通平键工作时，键
的侧面受到挤压，同 时键受到剪切作用， 通常情况下，挤压破 坏是主要的失效形式。 因此，按挤压进行强 度校核。 推导可得普通平键连 接的挤压强度条件：
（2）强度校核 键的工作长度l=L-d=70-14=56mm
2、销连接
销主要有以下三种：
用来固定零件之间的相对位置的销,称为定
位销(图a)。定位销通常不受载荷或只受很 小的载荷，故不作强度校核计算，其直径 可按结构确定，数目一般不少于两个。
用于联接的销称为联接销(图b),可以用来传
普通V带的尺寸已经标准化，分为Y、Z、A、
B、C、D、E七种型号，截面尺寸和承载能 力依次增大。 V带的标记内容和顺序为型号、基准长度和 标准号。例如标记“A1600 GB/T 115441997”表示A型普通V带，基准长度为 1600mm。
带 普通V 带 Y
型 窄V 带
节宽 bp
顶 宽 b 6
2、齿轮传动失效
wenku.baidu.com （4）带传动装置必须安装安全防护罩。
（5）不宜日光暴晒
（6）带的张紧程度适当，使初拉力不过大
或过小。 （7）多根V带传动时，为避免各根V带载荷 分布不均
三、齿轮传动
1、齿轮传动用途：传递任意两轴之间的运动和转
矩。
与带传动相比，优点/缺点：传动稳定（带传动有
打滑现象）、传动精度高、结构紧凑、传动效率 高。/制造和安装精度要求高。
凸缘联轴器
弹性柱销联轴器
万向节联轴器
滑块联轴器
2.联轴器的型号选择
联轴器的型号是根据所传递的转矩，工作转
速和轴的直径，从联轴器标准中选用的。 选择的型号应满足三个条件：计算转矩不超 过所选型号的公称转矩；工作转速不超过所 选型号的许用转速；轴的直径在所选型号的 孔径范围之内。
转矩的计算
防松方法
1.摩擦防松
（1）弹簧垫片；利用收口的弹力使旋合螺 纹间压紧。 （2）对顶螺母；增加摩擦防松； （3）自锁螺母：增加摩擦防松；
2. 机械防松
开槽螺母与开口销；圆螺 母与止动垫圈；带翅垫片。

3. 变为不可拆联接
端铆、冲点（破坏
螺纹）、点焊。
二、轴毂连接
轴毂连接根据连接件的不同，可分为键连
4T p p dhl
p
T d h l
p
工作表面的挤压应力,MPa 传递的转矩，N.mm 轴的直径，mm 键的高度，mm 键的工作长度，mm 较弱材料的许用挤压应力， MPa
普通平键连接材料的许用挤压应力（MPa）
键、轴、毂 材料 静载荷
载荷性质 轻微冲击 100-120 50-60 冲击 60-90 30-45
递不大的载荷。 联接销的类型可根据工作要求选定，其尺寸 可根据联接的结构特点按经验或规范确定， 必要时再按剪切和挤压强度条件进行校核计 算。
销作为安全装置中的过载剪断元件时,称为
安全销(图c)。 安全销在机器过载时应被剪断，因此,销的 直径应按剪切强度确定。为了确保安全销被 剪断而不提前发生挤压破坏，通常可在安全 销上加一个销套。
三、轴间连接
联轴器是用来联接不同机构中的两根轴
（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递 扭矩的机械零件。是一种固定连接装置， 在运转过程中始终一起转动不能脱开，只 有在机器停止运转并把联轴器拆开的情况 下，才能把两轴分开。 离合器可在机器运转过程中根据需要使两 轴接合或分离，以满足机器变速、换向、 空载启动、过载保护等方面的要求。
接和销连接 1、键连接 （1）普通平键的结构 普通平键的顶面与底面平行，两侧面也平 行。工作时，依靠键侧面和键槽的挤压来 传递运动和转矩，因此，两侧面为工作面。
普通平键的端部结构有圆头（A型）、平头
（B型）、单圆头（C型）三种。 A型平键在槽中固定好，但应力集中较大； B型键应力集中较小，但键在键槽中的轴向 固定不好； C型键用于轴端。
2、螺旋的形成
螺旋线----一动点在一圆柱体的表面上，一 边绕轴线做匀速旋转，一方面沿轴向作匀速 移动的轨迹。
3、螺纹的分类
4、螺纹连接的基本类型
5、螺纹连接的预紧与防松
一般螺纹连接在装配时需拧紧， 称为 预紧。 预紧可提高螺纹连接的紧密性、紧固性和 可靠性。 螺纹连接一般具有自锁性，在静载荷 作用下，工作温度变化不大时，拧紧后一 般不会松脱。但在冲击、振动或变载荷作 用下，或者在高温或温度变化较大时，联 接就可能松动。
力，最大量随型号不同而异。 无弹性元件的挠性联轴器：承载能力大，但 也不具有缓冲减震性能，在高速或转速不稳定或 经常正、反转时，有冲击噪声。适用于低速、重 载、转速平稳的场合。 非金属弹性元件的挠性联轴器 在转速不平稳 时有很好的缓冲减震性能；但由于非金属（橡胶、 尼龙等）弹性元件强度低、寿命短、承载能力小、 不耐高温和低温，故适用于高速、轻载和常温的 场合 。 金属弹性元件的挠性联轴器：除了具有较好 的缓冲减震性能外，承载能力较大，适用于速度 和载荷变化较大及高温或低温场合。
三、连接与传动
化工设备基础
化学工程学院
教学要求
能力目标
1、合理选择连接方式的能力 2、合理选择传动方式的能力
3、合理选择联轴器与轴承类型的能力
第一节
一、螺纹连接
连接
1、定义
利用螺纹连接件将不同的零件连接起来。 特点：螺纹连接是一种广泛使用的可拆 卸的固定连接，具有结构简单、连接可靠、 装拆方便等优点。
以增大摩擦力可以防止打滑。增大摩擦力 的措施（1）增大初拉力（2）增大带与小 带轮接触的弧段所对应的圆心角（3）提高 带速。 带的疲劳：在带的传动过程中，带的截面 上有两种应力，因带的张紧和传递载荷
以及带绕上带轮时的离心力而产生的拉应力；
因弯曲变形产生的弯曲应力。 两种应力中弯曲应力较大，为保证带的寿命， 就要限制带的弯曲应力。带的弯曲应力与带 轮的直径大小有关，直径越小，弯曲变形就 越大，弯曲应力也就越大。所以对每种型号 的v带都规定了许用的最小带轮直径。

制造V带轮的材料可采用灰铸铁、钢、 铝合金或工程塑料，以灰铸铁应用最为广 泛。 当带速v不大于25m/s时，采用灰铸铁，v ＞25~40m/s时采用球墨铸铁或铸钢。小功 率传动可采用铸铝或工程塑料。
三、带传动的失效、张紧、安装和维护
1、带传动的失效 带在带轮上打滑和带疲劳损坏。
打滑是因为带与带轮间的摩擦力不足，所
高度 h
质量 楔角 q θ ( kg / m) 0.03
5.3
4
Z
A B C D E
SPZ
SPA SPB SPC
8.5
11.0 14.0 19.0 27.0 32.0
10
13 17 22 32 38
6
8
0.06 0.07
0.11 0.12 0.19 0.20 0.33 0.37 0.66 1.02 40°
第二节 带 传 动
一、带传动的原理、特点、类型及应用场
合 1、带传动的原理 带传动是利用张紧在带轮上的柔性带进 行运动或动力传递的一种机械传动。 带传动由主动带轮、从动带轮和紧套在 两轮上的传动带组成。利用传动带把主动 轴的运动和动力传递给从动轴。
2、分类
根据传动原理的不同，有靠带与带轮间的摩
齿形带转动
二、普通V带和带轮
1、V带结构与材料
标准V带都制成无接头的环形带，其横 截面结构如图所示
包布 顶胶 拉伸体 底胶
包布层多由胶帆布制成，它是V带的保护层
顶胶层和底胶层由橡胶制成，当胶带在轮
上弯曲时可以分别伸张和收缩。 抗拉体用来承受基本的拉力，有两种结构： 帘布芯：抗拉强度高，制造方便 绳芯：韧性好，抗弯强度高，适用于转速 较高，带轮直径较小的场合。
1、联轴器
联轴器可以分为刚性联轴器
和挠性联轴器两大类型。 刚性联轴器 刚性联轴器不具有补偿被联两轴轴线相 对偏移的能力，也不具有缓冲减震性能；但 结构简单，价格便宜。只有在载荷平稳，转 速稳定，能保证被联两轴轴线相对偏移极小 的情况下，才可选用刚性联轴器。
挠性联轴器 具有一定的补偿被联两轴轴线相对偏移的能
擦力传动的摩擦型带传动，也有靠带与带轮 上的齿相互啮合传动的同步带传动。
3、带传动的特点 (1)胶带富有弹性，能缓冲吸振，传动平稳无噪声。 (2)过载时可产生打滑、能防止薄弱零件的损坏，
起安全保护作用。 (3)结构简单， 容易制造，成本低廉，维护方便。 (4) 适宜用于两轴中心距较大的场合。 (5)不能保持准确的传动比。 (6)带的寿命较短，传动效率也较低。 (7)由于摩擦生电，不适于易燃烧和有爆炸危险的 场合。
8 10 11 14 14 18 19 23
2、V带轮的结构与材料
V带轮的结构取决于它的直径，有四种形式：
实心带轮、腹板带轮、孔板带轮、椭圆轮 副带轮。

带轮基准直径dd≤（2.5~3）d0（d0为带 轮轴直径）时可采用S型(实心带轮)； dd≤250-300mm时可采用P型（腹板式带 轮）； dd=250-400mm，且当轮缘与轮毂间 的距离≥100mm时，可采用H型（孔板式带 轮）；dd＞400mm时可采用E型（轮辐式带 轮）。
4、传动带的类型及应用场合
按带的横截面形状不同可分为四种类型:
(1)平带传动。平带的横截面为扁平矩形 (2)V带传动。V带的横截面为梯形，两侧面
为工作面 (3)圆形带传动。横截面为圆形 (4)同步带传动。利用带的齿与带轮上的齿 相啮合传递运动和动力，带与带轮间为啮合 传动没有相对滑动，可保持主、从动轮线速 度同步.
将联轴器传递的转矩T乘以一个大于1的系
数K，称为计算转矩，用Tc表示。 Tc=KT K----工作情况系数，决定于原动机及工作 机的种类，可查表确定。 T----联轴器的名义转矩，T=9550P/n
例题3-2
2.离合器
常用的离合器有摩擦式离合器和牙嵌式离
合器 摩擦式离合器：发动机发出的转矩，通过 飞轮及压盘与从动盘接触面的摩擦作用， 传给从动盘。 牙嵌式离合器：利用两半离合器端面上的 牙互相嵌合或脱开以达到主、从动轴的离 合、牙有矩形、梯形、三角形、锯齿形和 螺旋形等几种形式。
2、带的张紧
带传动工作一段时间后会由于塑性变形而
松弛，使初拉力减小、传动能力下降，需 要重新张紧。常用张紧方法有以下几种： 1.调整中心距法 将装有带轮的电动机装在滑道上，旋转调 节螺钉以增大或减小中心距从而达到张紧 或松开的目的。
2.张紧轮法
带传动的中心距不能调整时，可采用张紧
2、联轴器的标准及选用
1.联轴器的类型选择。根据工作载荷的大小
和性质，转速高低，两轴相对偏移的大小 等等因素，选择合适的类型 例如：载荷平稳、两轴能精确对中，轴的 刚度较大时可以选用刚性凸缘联轴器； 载荷不稳定，两轴对中困难，轴的刚度较 差时，选用弹性柱销联轴器； 径向偏移较大，速度较低时可选用滑块联 轴器。 角偏移较大时可选用万向联轴器。
钢 铸铁
120-150 70-80
例题3-1
试选择一铸铁齿轮与钢轴的平键连接。已知传递 的转矩T=2x105N.mm,载荷有轻微冲击，与齿轮配合 处的轴径d=45mm，轮毂长度L1=80mm。 解（1）尺寸选择 为了便于装配和固定，选用圆头平键（A型）。 根据轴的直径45mm由表3-1查的：键宽b=14mm，键 高h=9mm，取键的长度L=70mm。
轮法。
3.带传动的安装与维护
（1）套装带时不得强行撬入。应先将中心距缩小，
将带套在带轮上，再逐渐调大中心距拉紧带 （2）对带传动应定期检查及时调整，发现损坏的 V带应及时更换，新旧带、普通V带和窄V带、不 同规格的V带均不能混合使用。 （3）平行轴传动时各带轮的轴线必须保持规定的 平行度。V带传动主、从动轮轮槽必须调整在同 一平面内，误差不得超过20′，否则会引起V带的 扭曲使两侧面过早磨损。