联轴器的设计计算
鼓形齿联轴器设计计算适用方法(简明)
计 算 简 明 适 用 方 法
1、本设计方法的适用范围和特点 (1)允许两轴线角位移(交角偏差)△α≤1.5°，也可△α≤3°，△α 增大，侧隙应增大，承 载能力下降。允许两轴线的径向位移△y=Ltanα，见图 1、图 2。 (2)适用于中、低速重载荷传动。在相同的角位移时，比直齿联轴器的承载能力高 15％～ 20(％3)。安装、拆卸时允许角位移△α≤±5°。 (a)二轴线无径向位移图，2角鼓位形移齿△联α轴器工(b作)二状轴态线径向位移 Ay，内、外相对角位移△
5、结束语
本文提出一种鼓形齿联轴器的设计计算方法，其重点是表 5 及公式(10)，即设计的核心问
题，经实际应用验证该方法可靠适用。
参考文献：
[1] [2]
齿西轮安重手型册编机委械会研究．所齿轮.德手国册施[罗M]曼．西北马京克：(机SM械S工)圆业柱出齿版轮社减，速2器00设0．计资料汇编[z].西
安,1987.
2、几何参数与几何尺寸计算 (1)鼓形齿的形成。鼓形齿联轴器的内齿套为普通直齿内齿轮,外齿套为鼓形齿,多采用滚齿 加工，见图 3。滚刀中心 Ou 的轨迹为以 OB 为圆心，R 为半径的圆弧。以 R 为半径的圆弧 称位移圆。一般取 ～ ， R=(0.5 1.9)d R 较小，允许△α 较大，运转较灵活；R 较大，接触强度 较好。本文推荐取 ～ 。 R=(0.5 1)d d 为分度圆直径，Ra=0.5da，鼓形齿的顶圆面为球面的一部 分，对存在△α 时的运转有利。德国 SMS 公司的重载鼓形齿设计采用此方法。 滚齿加工的鼓形齿，在任一垂直于位移圆的截面内齿廓曲线为渐开线。因此当△α=0°时， 鼓对形值齿越与大内，齿误圈差的越啮大合，是见一图条4。共轭渐开线啮合。当△α≠0，将出现非共轭啮合，且△α 的绝 (2)鼓形齿啮合平面、工作圆切面齿廓曲率半径。图 5 为齿廓的曲率半径。
机械设计课程设计计算说明书
(3)油标油标用来检查油面高度，以保证有正常的油量。油标有各种结构类型，有的已定为国家标准件。
(4)通气器减速器运转时，由于摩擦发热，使机体内温度升高，气压增大，导致润滑油从缝隙向外渗漏。所以多在机盖顶部或窥视孔盖上安装通气器，使机体内热涨气自由逸出，达到集体内外气压相等，提高机体有缝隙处的密封性能。
2）运输机为一般工作机，速度不高，故选用9级精度(GB 10095-88)
3)材料选择。由表10-1选择大小齿轮材料为40Cr（表面淬火）,硬度为48-55HkC，
取安全系数 ，计算弯曲许用应力：
4）选小齿轮齿数
取 =0.8 K=1.3
按齿轮弯曲强度设计计算
查图11-8得
查图11-9得
取m=2
按齿面接触强度校核：
齿轮速度:
查表11-2知满足9级精度要求。
齿轮数据：
d（mm）
m
z
a（mm）
b(mm)
闭
式
齿
轮
小
63.16
2.0
30
155
60
18.5°
大
246.32
117
55
开
式
齿
轮
小
54
2.0
27
125
大
196
98
45
四、箱体结构设计
(1)窥视孔和窥视孔盖在减速器上部可以看到传动零件啮合处要开窥视孔，以便检查齿面接触斑点和齿侧间隙，了解啮合情况。润滑油也由此注入机体内。窥视孔上有盖板，以防止污物进入机体内和润滑油飞溅出来。
（6）制造条件及生产批量:一般机械厂制造，小批量生产。
机械设计经典计算公式
N mm 个 MPa
满足要求 机械Ⅱ表5-3-2（第二种） 5000 100 5 50 σp=4T/DdL 0.8 N· mm mm mm mm MPa
一 1 2 3 4 4 T D d L 二 σp
已知 转矩 轴的直径 销的直径 销的长度 计算 挤压力
5 4 5
σpp τ结论 σp＜σpp Τ＜Τp
公式/出处
结果
单位
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
P1
0 3122 25 32 103～106，Ⅲ类载荷 端部并紧，磨平，支撑圈为1圈 碳素弹簧钢丝C级 79000 206000 查表11-2-3初选（钢丝Φ8） 0.5σb 8/π*KC3=τpD2/Pn 查表11-2-20 1370 685 224.6764894 4 1.404 8 8 4 1.40375 124.88 0 25 38.46153846
N· m mm mm mm
1
τ τp
τ=2*T/DbL τ＜τp,强度满足要求
16.837 60
Mpa Mpa
三
结论 轴头采用焊缝联结和键联结均能满足要求 ,但根据计算数据,通过比较,焊缝联结更为可靠.
序号
代号 一
定义 已知
公式/出处
结果
单位
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
n1 n2 i z1 z2 P KA Pd Kz' Kp
序号
代号 一
定义 已知
公式/出处
结果
单位
1 2 3 4
z d1 p pt
二
链轮齿数 滚子外径 链条节距 链条排距
计算
减速器设计说明书以及内容
．连接的选择和计算低速轴Ⅲ上键和联轴器的设计计算1. 对连接齿轮与轴的键的计算（1）：选择键连接的类型和尺寸一般7级以上精度的齿轮有定心精度要求，应选用平键连接。
由于齿轮不在轴端，故选用圆头普通平键（A）型。
根据d=51（mm）从表6-1中查的键的截面尺寸为：宽度b=16（mm），高度=10(mm)，由轮毂宽度并参考键的长度系列，取键长L=56（mm）（比轮毂宽度小些）（2）：校核键连接的强度键、轴和轮毂的材料都是钢，由表6-2查得许用挤压用力[σP]=100~120MPa，取中间值，[σP]=110MPa 。
键的工作长度l=L-b=56-16=40（mm），键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.5×10=5(mm)。
由式（6-1）可得：σP=2T×103kld =2∗348×1035×40×51=68.2MPa<[σP]=110MPa所选的键满足强度要求。
键的标记为：键16×40GB/T 1096—2003 2. 对联轴器及其键的计算b*h=10*8 d1=38 L=56所以l=L-b=56-10=46 k=0.5h=4σP=2T×103kld=99.5<110 MPa所选的键满足强度要求。
键的标记为：键10×46GB/T 1096—2003中间轴Ⅱ上键的设计计算1. 对连接小齿轮与轴的键的计算（1）：选择键连接的类型和尺寸一般7级以上精度的齿轮有定心精度要求，应选用平键连接。
由于齿轮不在轴端，故选用圆头普通平键（A）型。
根据d=35（mm）从表6-1中查的键的截面尺寸为：宽度b=10（mm），高度=8(mm)，由轮毂宽度并参考键的长度系列，取键长L=45（mm）（比轮毂宽度小些）（2）：校核键连接的强度键、轴和轮毂的材料都是钢，由表6-2查得许用挤压用力[σP]=100~120MPa，取其平均值，[σP]=110MPa 。
轴的设计计算
轴的设计计算轴的计算通常都是在初步完成结构设计后进行校核计算，计算准则是满足轴的强度和刚度要求。
一、轴的强度计算进行轴的强度校核计算时，应根据轴的具体受载及应力情况，采取相应的计算方法，并恰当地选取其许用应力。
对于仅仅承受扭矩的轴(传动轴),应按扭转强度条件计算；对于只承受弯矩的轴（心轴），应按弯曲强度条件计算；对于既承受弯矩又承受扭矩的轴（转轴），应按弯扭合成强度条件进行计算，需要时还应按疲劳强度条件进行精确校核。
此外，对于瞬时过载很大或应力循环不对称性较为严重的轴，还应按峰尖载荷校核其静强度，以免产生过量的塑性变形。
下面介绍几种常用的计算方法：按扭转强度条件计算。
1、按扭转强度估算轴的直径对只受转矩或以承受转矩为主的传动轴，应按扭转强度条件计算轴的直径。
若有弯矩作用，可用降低许用应力的方法来考虑其影响。
扭转强度约束条件为：[]式中：为轴危险截面的最大扭剪应力(MPa)；为轴所传递的转矩(N.mm)；为轴危险截面的抗扭截面模量()；P为轴所传递的功率(kW)；n为轴的转速(r/min)；[]为轴的许用扭剪应力(MPa)；对实心圆轴，,以此代入上式，可得扭转强度条件的设计式：式中：C为由轴的材料和受载情况决定的系数。
当弯矩相对转矩很小时，C值取较小值，[]取较大值；反之，C取较大值，[]取较小值。
应用上式求出的值，一般作为轴受转矩作用段最细处的直径，一般是轴端直径。
若计算的轴段有键槽，则会削弱轴的强度，作为补偿，此时应将计算所得的直径适当增大，若该轴段同一剖面上有一个键槽，则将d增大5%，若有两个键槽，则增大10%。
此外，也可采用经验公式来估算轴的直径。
如在一般减速器中，高速输入轴的直径可按与之相联的电机轴的直径估算：；各级低速轴的轴径可按同级齿轮中心距估算，。
几种轴的材料的[]和C值轴的材料Q2351Cr18Ni9Ti354540Cr,35SiMn,2Cr13,20CrMnTi []12～2012～2520～3030～4040～52160～135148～125135～118118～107107～982、按弯扭合成强度条件校核计算对于同时承受弯矩和转矩的轴，可根据转矩和弯矩的合成强度进行计算。
轴的设计计算
轴的设计计算2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度如上图 从左到右依次为1d 2d 3d 4d 5d 6d 7d 与大带轮配合的轴 mm d 381= mm d d d 08.4408.63808.02112=+=⨯+= 取mm d 452= mm d d 4523=≥ 且此处为基孔制配合（其中孔为轴承内孔） 取mm d 503=mm d d 5034=≥ 取mm d 554= mmd d d 8.638.85508.02445=+=⨯+=取mm d 645=mm d d d 5885008.02336=+=⨯+= mm d d 5037== mm l 831=mm l 502252=⨯=∆++=s b l 3由于使用的轴承为深沟球轴承6010（GB/T276-1993）查《机械设计手册》P64表6-1得b=16mm主动轴如左图的装配方案mm d 381=mm d 452=mm d 503=mm d 554=mm d 645=mm d 586=对于从动轴：1）拟定轴上零件的装配方案现选用如图所示的装配方案从动轴如左图所示的装配方案mm mm h b 1422⨯=⨯，键槽用键槽铣刀加工，长为80mm ，选择齿轮轴毂与轴的配合为67k H ；同样半联轴器与轴的连接，选用平键为mm mm mm l h b 901118⨯⨯=⨯⨯，半联轴器与轴的配合为67k H 。
滚动轴承与轴的周向定位是通过过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m64）确定轴上圆角和倒角尺寸 参考《机械设计》教材P365表15-2 mm d 601= mm d 757= 取轴端倒角为0452⨯，各轴肩处的圆角半径见轴的俯视图上标注(3) 按弯扭合成应力校核轴的强度 1)主动轴的强度校核圆周力 1t F =112000d T =2000×255.86/93=5502.37N 径向力1r F =1t F tan α=5502.37×tan20°=5502.37×0.36=1980.85N 由于为直齿圆柱齿轮，轴向力1a F =0带传动作用在轴上的压力齿轮轴毂与轴的配合为67k H半联轴器与轴的配合为67k H 。
联轴器课程设计
目录1.零件简介 (2)2.基本结构参数及技术要求 (3)3.生产方式及条件 (3)4.铸造工艺方案 (3)4.1 浇铸位置和分型面 (3)4.2 确定工艺参数 (3)4.3 造型和造芯 (4)5.浇铸系统的设计 (7)5.1 浇铸系统类型 (7)5.2 确定内浇道相关参数 (8)5.3 确定直浇道的位置和高度 (8)5.4 浇铸时间及金属液的上升速度 (8)5.5 浇口比及各组员截面积 (9)5.6 浇铸系统图示 (10)6.冒口的设计 (10)6.1 铸件冒口补缩设计原理 (10)6.2 冒口相关参数的计算 (10)6.3 冒口的设置 (11)6.4 校核冒口数目 (11)7.冷铁的设计 (11)7.1 冷铁的设置部位 (11)7.2 冷铁材料的选择 (11)7.3 冷铁厚度的确定 (11)8.设计心得 (14)9.参考文献 (15)零件简介连轴器是机械产品中一种常用的部件，用来连接两轴或轴和回转件，并在传递运动和动力过程中，一同回转而不脱开也不改变转动方向和扭矩大小。
连轴器主要分为十字联轴器、夹壳联轴器、万向联轴器、柱销联轴器、梅花联轴器、星形联轴器、弹性联轴器等。
由于制造和安装不可能绝对精确，以及工作受载时基础、机架和其它部件的弹性变形与温差变形，联轴器所联接的两轴线不可避免的要产生相对偏移被联两轴可能出现的相对偏移有：轴向偏移图a）、径向偏移图b）和角向偏移图c），以及三种偏移同时出现的组合偏移d）两轴相对偏移的出现，将在轴、轴承和联轴器上引起附加载荷，甚至出现剧烈振动。
因此，联轴器还应具有一定的补偿两轴偏移的能力，以消除或降低被联两轴相对偏移引起的附加载荷，改善传动性能，延长机器寿命。
为了减少机械传动系统的振动、降低冲击尖峰载荷，联轴器还应具有一定的缓冲减震性能。
基本结构参数及技术要求1.材质：T2002.壁厚：主要圆筒壁厚为37.5mm ，底座厚为48.75mm 。
3.结构：铸件为带底座的长筒类结构，毛坯轮廓尺寸为，凸台外圆：205204.75mm φ⨯，底座外圆：363.556.75mm φ⨯ ，通孔： 109φ ，螺栓孔：21.5φ 。
安全销联轴器的可靠性计算
第17卷 第5期1998年 9月机械科学与技术M ECHAN I CAL SC IEN CE AND T ECHNOLO GY V o l .17 N o.5Sep 1998王亮申安全销联轴器的可靠性计算王亮申(辽阳石油化工高等专科学校 辽阳 111003)摘 要 安全销联轴器的设计计算通常是依据传统的强度理论进行的,认为公式中的参数皆为常量,这往往会造成实际情况与设计意图不符。
根据可靠性理论设计安全销联轴器,则较充分地考虑了某些参数变化性,更能贴近实际。
关键词 联轴器 销 可靠性中图号 TH 133.4Ξ 安全销联轴器(示意图见图1)由于结构简单,造价低,在一些矿山机械、起重运输设备上常被用作过载保持装置。
它的工作原理是过载时安全销被剪断,使传动中断,从而保持重要机件不被损坏。
文献[1]给出了按剪切强度计算的安全销直径公式,即d =p (8TD 0Z ΠΣb )1 2mm (1)图1 安全销联轴器示意图式中,T 为极限转矩,N mm ;d 为安全销直径,mm ;D 0为安全销分布圆直径,mm ;Z 为销的数目;Σb 为销材料的剪切强度极限,M Pa 。
传统的设计公式认为公式中各参数都是常量,而可靠性设计理论认为[2],各参数应是符合正态分布随机变量。
式(1)没有考虑剪切强度极限及被保护机件承载能力的离散性及制造尺寸的误差,实际上各参数都是按均值计算的,这样安全销过载时的剪断概率只能达到50%,导致实际破坏转矩与设计转矩误差较大,降低了联轴器工作的可靠性。
所以有必要按照可靠性设计理论来推导安全销直径的设计公式。
根据材料力学知识,当作用于安全销上的剪切应力等于或大于材料的剪切强度极限时,销被剪断。
进行可靠性设计时,则把极限转矩T 看作是符合正态分布的随机变量,设Tϖ为极限转矩的平均值,Ρ3为极限转矩的标准偏差;为了便于推导公式,设极限转矩的最大变化量为其均值的Β(Β<1)倍,则极限转矩的标准偏差可取为ΡT =ΒTϖ 3。
联轴器端面间隙计算方法
联轴器端面间隙计算方法联轴器是一种用于连接旋转轴的装置，它可以传递力、扭矩和运动。
在联轴器的设计和制造过程中，端面间隙是一个非常重要的参数。
本文将详细介绍联轴器端面间隙的计算方法。
联轴器端面间隙是指联轴器两个相邻的端面之间的距离。
这个间隙的大小在联轴器的正常工作中起着至关重要的作用。
过大或过小的端面间隙都会对联轴器的性能和寿命产生负面影响。
因此，准确计算联轴器的端面间隙是非常重要的。
二、计算方法要计算联轴器的端面间隙，需要按照以下步骤进行操作：1. 确定联轴器类型：联轴器有很多不同的类型，如齿式联轴器、弹性联轴器、万向联轴器等。
不同类型的联轴器在计算端面间隙时有不同的方法和公式。
2. 确定联轴器尺寸：在计算端面间隙之前，需要知道联轴器的尺寸参数，如轴孔直径、齿轮模数、齿轮齿数等。
这些参数可以通过联轴器的设计图纸或产品手册来获取。
3. 根据公式计算端面间隙：不同类型的联轴器采用不同的计算公式。
以齿式联轴器为例，可以使用以下公式计算其端面间隙：端面间隙= K × (齿轮模数+ 齿轮齿数) / 2其中，K是一个系数，可以根据具体情况来确定。
不同的联轴器制造商可能有不同的建议值，一般在0.05到0.3之间。
4. 考虑工作条件进行修正：在实际应用中，联轴器会受到一些特定的工作条件的影响，如温度、扭矩、速度等。
这些条件可能导致端面间隙发生变化，需要进行修正。
修正的具体方法可以根据联轴器制造商提供的技术资料或经验公式来确定。
中间举例说明：为了更好地理解联轴器端面间隙计算方法，我们以一台电机和一台泵的联轴器为例进行说明。
假设电机的轴孔直径为30mm，齿轮模数为2，齿轮齿数为20。
根据步骤3中的公式，可以计算出该联轴器的端面间隙：端面间隙= K × (2 + 20) / 2假设选择的系数K为0.1，代入计算得：端面间隙= 0.1 × (2 + 20) / 2 = 1.1mm这样，我们就得到了这台联轴器的端面间隙为1.1mm。
机械设计-联轴器
工作原理：通电松开，断电后靠弹簧拉力实现制动。 借助于瓦块与制动轮之间的摩擦力来实现制动。断 电制动 是为了保 证设备安 全。
第十六章 联轴器、离合器和制动器 32
瓦块材料：铸铁、或铸铁表面复以皮革或石棉带。 瓦块制动器已经规范化，可根据所需的制动力矩选型。
二、带式制动器
引起磨损和发热；
22
第十六章 联轴器、离合器和制动器 25
第十六章 联轴器、离合器和制动器 26
2）多片式圆盘摩 主动摩擦片 被动摩擦片 调整螺母
擦离合器
杠杆 滑环
结构特点： 多个摩擦片叠加在 一起；
工作原理：移动 滑环，通过杠杆 作用，压紧或放 松磨擦片，来实 现两轴的结合与 分离。
第十六章 联轴器、离合器和制动器 27 3. 滚柱超越离合器
第十六章 联轴器、离合器和制动器 24
1）单片式圆盘摩擦离合器 结构：由固定圆盘1、活动圆盘2、滑环组成。
工作原理：移动滑环，可实现两圆盘的结合与分离，靠摩擦 力带动从动轴转动。
优点：
1.在任何转速条件下两轴都可 Rf
以进行结合； 2.过载时打滑，起保护作用；
33
Fa
3.结合平稳、冲击和振动小。
缺点：结合过程中不可避免出现打滑， 1
第十六章 联轴器、离合器和制动器 9 3.套筒联轴器
这是一种结构最简单的固定式联轴器（图 19-4），这种联轴器是一个圆柱形套筒，用两个 圆锥销来传递转矩。当然也可以用两个平键代替 圆锥销。其优点是径向尺寸小，结构简单。结构 尺寸推荐：D=(1.5-2)d；L=(2.8-4)d。此种联 轴器尚无标准，需要自行设计，如机床上就经常 采用这种联轴器。
第十六章 联轴器、离合器和制动器 28
联轴器选择与计算
当轴与轴要联接传达动力时，一般有用皮带轮或齿轮做联接，但若要求两轴要在一直线上且要求等速转动的话，则必须使用联轴器来联接。
而因加工精度、轴受热膨胀或运转中轴受力弯曲等，将使两轴间的同心度产生变化，因此可用柔性联轴器当作桥梁来维持两轴间的动力传达，并达到吸收两轴间的径向、角度及轴向偏差，进而延长机械的寿命，提高机械的品质。
种类联轴器一般可区分为两大类，刚性（Rigid ）联轴器和柔性（Flexible ）联轴器。
刚性联轴器对于两轴间同心度的要求非常高。
因此柔性联轴器被广泛地使用。
一般柔性联轴器的分类为：一、橡胶式联轴器(ELASTOMERIC)二、金属性联轴器（METALLIC ）常用语说明1. 平行偏差(ε) ：当两轴联接时，两轴径向间的偏差量。
2. 角度偏差(θ) ：当两轴联结时，两轴的偏差角度。
3. 轴向偏差(?) ：当两轴联结时，两轴在轴方向所产生的位移量。
4. 转矩：当一作用力驱动一轴转动时，此作用力与轴半径相乘即为转矩，转矩= 力×力臂。
5. 抗扭刚度：当物体承受扭力作用时，在其圆周上一定会产生扭曲变形，而有关此变形量大小的特性则称为抗扭刚度，抗扭刚度大表示变形量小，反之抗扭刚度小，则表示变形量大。
一般柔性联轴器的选型1. 首先根据机械特性的要求，如有无齿隙、抗扭刚度高低、振动冲击力吸收等等，选择合适的联轴器型式。
2. 由驱动机械（如电机）动力[KW，HP] 及联轴器使用回转数[N] 求得联轴器承受的转矩[TA]TA(Kg.m)=973.5 ×KW/N(rpm)=716.2 ×HP/N(rpm)或TA(N ·m)=9550 ×KW/N(r/min)3. 由被正系数表中查得负载条件系数K 1 ，运转时间系数K 2 ，起动停止频度系数K 3 ，周围环境温度系数K 4 ，求得补正扭力[TD] 。
TD=TA ·K 1 ·K 2 ·K 3 ·K 44. 选用联轴器的常用转矩[TN] 必须大于被正转矩[TD] 。
机械设计课程设计联轴器
机械设计课程设计联轴器一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解和掌握联轴器的基本原理、结构和设计方法。
知识目标包括：掌握联轴器的分类、工作原理和主要参数；了解联轴器的设计方法和步骤。
技能目标包括：能够运用所学的知识对简单的联轴器进行设计和计算；能够分析联轴器在使用中可能出现的问题并提出解决方案。
情感态度价值观目标包括：培养学生的创新意识和团队合作精神，使学生认识到机械设计在工程实际中的应用价值。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括联轴器的原理、结构、分类、设计方法和步骤。
教学大纲如下：1.联轴器的基本原理和结构1.1 联轴器的作用和分类1.2 联轴器的主要参数2.联轴器的设计方法和步骤2.1 设计前的准备工作2.2 联轴器的设计计算2.3 联轴器的校核计算2.4 联轴器的设计图纸3.联轴器的应用案例分析3.1 某型发动机联轴器的设计3.2 联轴器在工程实际中的应用三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本节课将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：用于讲解联轴器的基本原理、结构和设计方法。
2.讨论法：引导学生探讨联轴器的设计方法和步骤，培养学生的创新意识和团队合作精神。
3.案例分析法：分析实际工程案例，使学生了解联轴器在工程实际中的应用价值。
4.实验法：安排课后实验，让学生动手操作，加深对联轴器的理解和掌握。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：《机械设计基础》2.参考书：《联轴器设计与应用》3.多媒体资料：联轴器的结构原理动画、实际应用视频等4.实验设备：联轴器实验装置、测量工具等以上教学资源将有助于提高本节课的教学质量和学生的学习效果。
五、教学评估本节课的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分，以全面反映学生的学习成果。
1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与度、提问回答和小组讨论等情况，评估学生的学习态度和理解能力。
机械零件设计 联轴器
2.2
透平压缩机、木工机械、输送机
1.5
1.7
2.0
2.4
搅拌机、增压机、有飞轮的压缩机
1.7
1.9
2.2
2.6
织布机、水泥搅拌机、拖拉机
1.9
2.1 2.4
2.8
挖掘机、起重机、碎石机、造纸机械 2.3
2.5 2.8
3.2
压延机、重型初轧机、无飞轮活塞泵 3.1
3.3 3.6
4.0
3. 确定联轴器的型号
梅花形弹性联轴器 轮胎联轴器
（一）刚性联轴器 1 、固定式刚性联轴器 （1）凸缘联轴器
（a）
（b）
图19-2 凸缘联轴器
凸缘联轴器应用实例
（2）套筒联轴器
结构：用一个套筒通过键将两轴联接在一起。用紧定 螺钉来实现轴向固定。
半圆键 型式：
普通平键
特点：结构简单、使用方便、 传递扭矩较大，但不 能缓冲减振 。
应用：用于载荷较平稳的 两轴联接 。
潘存云教授研制
套筒联轴器
潘存云教授研制
2 、可移式刚性联轴器
（1）齿式联轴器
齿式联轴器是由两个带内齿的外套筒3和两个带外齿的
套筒1组成。套筒与轴相联，两个外套筒用螺栓5联成一体。
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工作时靠啮合的轮
齿传递扭矩。为了减少 轮齿的磨损和相对移动 时的 摩擦阻力，在壳内
进行必要的承载能力校核
为安全起见，凸缘联轴器的外圈还应加上防护罩或将 凸缘制成轮缘型式。制造凸缘联轴器时，应准确保持半联 轴器的凸缘端面与孔的轴线垂直，安装时应使两轴精确同 心。
半联轴器的材料通常为铸铁，当受重载或圆周速度 v≥30m/s时，可采用铸钢或锻钢。凸缘联轴器的结构简单、 使用方便、可传递的转矩较大，但不能缓冲减振。常用于 载荷较平稳的两轴联接。它的基本参数和主要尺寸见有关 参考文献或设计手册。
机械课程设计轴的计算
五 轴的设计计算一、高速轴的设计1、求作用在齿轮上的力高速级齿轮的分度圆直径为d 151.761d mm =112287542339851.761te T F N d ⨯=== tan tan 2033981275cos cos1421'41"n re te F F N αβ=⋅=⨯=tan 3398tan13.7846ae te F F N β==⨯=。
2、选取材料可选轴的材料为45钢，调质处理。
3、计算轴的最小直径，查表可取0112A =331min 015.2811223.44576P d A mm n ==⨯=应该设计成齿轮轴，轴的最小直径显然是安装连接大带轮处，为使与带轮d Ⅰ-Ⅱ 相配合，且对于直径100d mm ≤的轴有一个键槽时，应增大5%-7%，然后将轴径圆整。
故取25d mm =Ⅰ-Ⅱ 。
4、拟定轴上零件的装配草图方案(见下图)5、根据轴向定位的要求，确定轴的各段直径和长度（1）根据前面设计知大带轮的毂长为93mm,故取90L mm I-II =，为满足大带轮的定位要求，则其右侧有一轴肩，故取32d mm II-III =，根据装配关系，定35L mm II-III =（2）初选流动轴承7307A C ，则其尺寸为358021d D B mm mm mm ⨯⨯=⨯⨯，故35d mm d III-∨I ∨III-IX ==，III -I∨段挡油环取其长为19.5mm,则40.5L mm III-I∨=。
（3）III -I∨段右边有一定位轴肩，故取42d mm III-II =，根据装配关系可定100L mmIII-II =，为了使齿轮轴上的齿面便于加工，取5,44L L mm d mm II-∨I ∨II-∨III II-∨III ===。
（4）齿面和箱体内壁取a=16mm,轴承距箱体内壁的距离取s =8mm,故右侧挡油环的长度为19mm,则42L mm ∨III-IX =（5）计算可得123104.5,151,50.5L mm L mm L mm ===、（6）大带轮与轴的周向定位采用普通平键C 型连接，其尺寸为10880b h L mm mm mm ⨯⨯=⨯⨯,大带轮与轴的配合为76H r ，流动轴承与轴的周向定位是过渡配合保证的，此外选轴的直径尺寸公差为m6. 求两轴承所受的径向载荷1r F 和2r F带传动有压轴力P F (过轴线，水平方向)，1614P F N =。
机械设计计算说明书
设计计算说明书启动,运输带速允许误差为5% 。
3、使用期限工作期限为十年，小批量生产，两班制工作。
具体设计内容及步骤：一、电动机选择和运动、动力参数计算(一)、确定电动机的功率1、工作机的功率Pw=FV/1000=1200×1.7/1000=2.04 kW 工作机所需电动机功率Pd = Pw/ŋ传动装置的总效率为ŋ=ŋ1ŋ32ŋ3ŋ4ŋ5由课程设计中表2-5可确定各部分的效率为：V带的传动效率ŋ1=0.96，滚动轴承效率（一对）ŋ2=0.99，闭式齿轮传动效率ŋ3=0.97，联轴器效率ŋ4=0.99，传动滚筒效率ŋ5=0.96；得总效率：ŋ=ŋ1ŋ32ŋ3ŋ4ŋ5=0.96×0.993×0.97×0.99×0.96=0.859所需电动机的功率为：Pd =Pw/ŋ=2.04/0.859 kW=2.37kW因为动载荷比较平稳，电动机额定功率Ped 略大于Pd即可，由Y系列电动机的技术数据可以确定电动机的额定功率为3 kW。
2、确定电动机转速滚筒轴的工作转速为nw=60×1000×V/(∏×D)=60×1000×1.7/(∏×270)r/min=120.25 r/min由于V带传动的传动比常用范围为2～4，一级圆柱齿轮减速器的传动比≤5，所以总的传动比范围ia≤20。
故电动机转速的可选范围为nd =ianw≤2405 r/min由课程设计书中的表6-164可知符合参数的电动机型号有Y100L-2﹑Y100L2-4﹑Y132S-6﹑Y132M-8, Y100L-2电动机的总传动比大，传动装置的外廓尺寸大，结构不紧凑，不可取。
通过对其它三种型号电动机的转速及其他参数的比较，选取电动机的型号为：Y100L2-4 ,其具体参数为PN =3 kW，n=1420 r/min，TM=2.2 N·m。
(完整word版)轴的设计计算
例题：某一化工设备中的输送装置运转平稳，工作转矩变化很小，以圆锥-圆柱齿轮减速器作为减速装置。
试设计该减速器的输出轴。
减速器的装置简图如下。
输入轴与电动机相联，输出轴通过弹性柱销联轴器与工作机相联，输出轴为单向旋转（从装有联轴器的一端看为顺时针方向）。
已知电动机功率P=10kW，转速n1=1450r/min，齿轮机构的参数列于下表：解： 1.求输出轴上的功率P3、转速n3和转矩T3若取每级齿轮传动的效率（包括轴承效率在内）η＝0.97，则又于是2.求作用在齿轮上的力因已知低速级大齿轮的分度圆直径为而圆周力Ft，径向力Fr及轴向力Fa的方向如图。
3.初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径。
选取轴的材料为45号钢，调质处理。
取A0=112，于是得输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径dⅠ－Ⅱ。
为了使所选的轴直径dⅠ－Ⅱ与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。
联轴器的计算转矩Tca=K A T3,考虑到转矩很小，故取K A=1.3,则：Tca=K A T3=1.3×960000 N·mm=1248000 N·mm按照计算转矩Tca应小于联轴器公称转矩的条件，查标准GB5014-85或手册，选用HL4型弹性柱销联轴器，其公称转矩为1250000N·mm。
半联轴器Ⅰ的孔径dⅠ＝55mm；故取dⅠ－Ⅱ=55mm；半联轴器长度L＝112mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度L1=84mm。
4．轴的结构设计1)拟定轴上零件的装配方案本题的装配方案已在前面分析比较，现选用如图所示的第一种装配方案。
2)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度⑴为了满足半联轴器的轴向定位要求，Ⅰ-Ⅱ轴端右端需制出一轴肩，故取Ⅱ-Ⅲ段的直径 d II-III＝62mm；左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径D＝65mm。
半联轴器与轴配合的毂孔长度L1=84mm,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故Ⅰ-Ⅱ段的长度应比 L1略短一些，现取l I-II= 82mm。
轴的设计计算
轴的设计计算轴的计算通常都是在初步完成结构设计后进行校核计算，计算准则是满足轴的强度和刚度要求。
一、轴的强度计算进行轴的强度校核计算时，应根据轴的具体受载及应力情况，采取相应的计算方法，并恰当地选取其许用应力。
对于仅仅承受扭矩的轴(传动轴),应按扭转强度条件计算；对于只承受弯矩的轴（心轴），应按弯曲强度条件计算；对于既承受弯矩又承受扭矩的轴（转轴），应按弯扭合成强度条件进行计算，需要时还应按疲劳强度条件进行精确校核。
此外，对于瞬时过载很大或应力循环不对称性较为严重的轴，还应按峰尖载荷校核其静强度，以免产生过量的塑性变形。
下面介绍几种常用的计算方法：按扭转强度条件计算。
1、按扭转强度估算轴的直径对只受转矩或以承受转矩为主的传动轴，应按扭转强度条件计算轴的直径。
若有弯矩作用，可用降低许用应力的方法来考虑其影响。
扭转强度约束条件为：[]式中：为轴危险截面的最大扭剪应力(MPa)；为轴所传递的转矩(N.mm)；为轴危险截面的抗扭截面模量()；P为轴所传递的功率(kW)；n为轴的转速(r/min)；[]为轴的许用扭剪应力(MPa)；对实心圆轴，,以此代入上式，可得扭转强度条件的设计式：式中：C为由轴的材料和受载情况决定的系数。
当弯矩相对转矩很小时，C值取较小值，[]取较大值；反之，C取较大值，[]取较小值。
应用上式求出的值，一般作为轴受转矩作用段最细处的直径，一般是轴端直径。
若计算的轴段有键槽，则会削弱轴的强度，作为补偿，此时应将计算所得的直径适当增大，若该轴段同一剖面上有一个键槽，则将d增大5%，若有两个键槽，则增大10%。
此外，也可采用经验公式来估算轴的直径。
如在一般减速器中，高速输入轴的直径可按与之相联的电机轴的直径估算：；各级低速轴的轴径可按同级齿轮中心距估算，。
几种轴的材料的[]和C值[]2、按弯扭合成强度条件校核计算对于同时承受弯矩和转矩的轴，可根据转矩和弯矩的合成强度进行计算。
计算时，先根据结构设计所确定的轴的几何结构和轴上零件的位置，画出轴的受力简图，然后，绘制弯矩图、转矩图，按第三强度理论条件建立轴的弯扭合成强度约束条件：考虑到弯矩所产生的弯曲应力和转矩所产生的扭剪应力的性质不同，对上式中的转矩乘以折合系数，则强度约束条件一般公式为：式中：称为当量弯矩；为根据转矩性质而定的折合系数。
机械基础之联轴器介绍课件
智能化控制：实现自动调节，提高性能
环保节能：降低能耗，减少污染
复合材料应用：提高强度，降低成本
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04
05
06
01
02
联轴器面临的挑战
性能要求不断提高：随着技术的发展，对联轴器的性能要求越来越高，如更高的扭矩、更小的体积、更轻的重量等。
环保要求：随着环保意识的提高，联轴器需要满足环保要求，如减少噪音、降低能耗等。
确定联轴器的尺寸：根据联轴器的类型和扭矩、转速要求，确定联轴器的尺寸。
计算扭矩和转速：根据传动系统的扭矩和转速要求，计算联轴器的扭矩和转速。
设计联轴器的结构：根据联轴器的类型和尺寸要求，设计联轴器的结构，如轴孔、键槽、螺纹等。
联轴器的计算方法
计算扭矩：根据机械设计手册或相关公式计算联轴器的扭矩
计算转速：根据机械设计手册或相关公式计算联轴器的转速
机械基础之联轴器介绍课件
演讲人
01.
02.
03.
04.
目录
联轴器的定义和分类
联轴器的应用和选型
联轴器的设计方法和计算
联轴器的发展趋势和挑战
联轴器的定义和分类
联轴器的定义
联轴器是连接两个轴，传递扭矩和运动的机械部件。
联轴器用于将动力从一个轴传递到另一个轴，同时允许两个轴有一定的相对位移。
联轴器有多种类型，如刚性联轴器、挠性联轴器和安全联轴器等。
挠性联轴器：可以补偿轴向位移和角位移，但成本较高，需要定期维护
联轴器的连接两个旋转轴，传递扭矩和运动
动力设备：用于连接发动机、泵、压缩机等动力设备
自动化设备：用于连接机器人、自动化生产线等设备
航空航天：用于连接飞机、火箭等航空航天设备
船舶与海洋工程：用于连接船舶、海洋平台等设备
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联轴器的设计计算
一、概述
联轴器是用来连接两个轴相对旋转或平行位移的装置，可以传递扭矩
和运动。
在机械传动系统中，联轴器的设计和计算非常重要，它决定了传
动系统的可靠性、效率和寿命。
本文将介绍联轴器的设计和计算方法。
二、设计要求
1.承受的扭矩：根据传动装置的要求和工作条件，确定联轴器需要承
受的扭矩。
2.轴的直径和长度：根据传动装置的要求和工作条件，确定联轴器轴
的直径和长度。
3.连接方式：根据传动装置的要求和工作条件，确定联轴器的连接方式，如齿轮联轴器、弹性联轴器等。
4.工作环境：根据传动装置的工作环境，选择适合的材料和润滑方式。
三、设计计算
1.扭矩计算
根据传动装置需要传递的扭矩和转速，可以计算出联轴器需要承受的
扭矩。
扭矩的计算公式为：
T=P/ω
其中，T为扭矩（Nm），P为功率（W），ω为角速度（rad/s）。
2.轴的直径和长度计算
联轴器轴的直径和长度需要根据承受的扭矩和材料的强度来确定。
根
据承受的扭矩和材料的强度，可以计算出轴的直径。
轴的直径计算公式为：
d = sqrt[(16 * T) / (π * p * τ)]
其中，d为轴的直径（mm），T为扭矩（Nm），p为扭矩传递系数
（一般取1.5-2.5），τ为材料的允许应力（MPa）。
根据联轴器的连接方式，可以确定联轴器轴的长度。
在齿轮联轴器中，联轴器轴的长度等于齿轮的轴向厚度。
在弹性联轴器中，联轴器轴的长度
需要根据弹性材料的变形和弹性模量来确定。
3.运动计算
根据传动装置的工作条件和联轴器的连接方式，可以计算出联轴器的
转速和传动比。
在齿轮联轴器中，联轴器的转速和传动比等于齿轮的转速
和齿比。
在弹性联轴器中，联轴器的转速和传动比需要根据弹性材料的变
形和弹性模量来确定。
4.材料选择
根据联轴器的工作环境和工作条件，选择适合的材料。
常用的材料有钢、铸铁、铜、铝等。
材料的选择要考虑到强度、刚性、耐磨性、耐腐蚀
性等因素。
另外，根据工作环境和工作条件，选择适当的润滑方式，以减
少磨损和摩擦。
四、结论
联轴器的设计和计算是机械传动系统中的重要一环，它直接影响传动
系统的可靠性、效率和寿命。
设计和计算联轴器时，需要考虑传动装置的
要求、工作条件、材料选择和润滑方式等因素。
根据这些因素，可以计算
出联轴器承受的扭矩、轴的直径和长度，并选择适当的连接方式。
选用合适的材料和润滑方式，能够提高联轴器的可靠性和寿命。
因此，在机械传动系统设计中，联轴器的设计和计算是至关重要的。