机械设计-联轴器
- 格式:pdf
- 大小:1.11 MB
- 文档页数:38
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。
机械设计联轴器选择方法机械设计中,联轴器是用于连接两个轴的装置。
它的作用是传递扭矩和旋转运动,同时允许轴之间产生一定的轴向和径向位移。
联轴器的选择非常重要,因为一个好的联轴器能够提高传动效率、减少振动和噪音,同时保护设备免受损坏。
以下是关于机械设计联轴器选择方法的详细说明:1. 确定扭矩和转速:首先需要确定需要传递的扭矩和转速。
扭矩是联轴器设计的主要参数之一,通常以N·m或kg·m为单位。
转速是指轴的旋转速度,通常以rpm(每分钟转数)为单位。
这些参数对于选择合适的联轴器至关重要。
2.确定工作环境:联轴器将工作在不同的环境条件下,比如温度、湿度和腐蚀性。
这些环境因素将影响联轴器的材料选择和润滑方式。
因此,需要仔细考虑这些因素,并选择适合的联轴器。
3.确定轴的位置和安装方式:联轴器应根据轴的位置和安装方式进行选择。
根据轴之间的角度和相对位置确定联轴器的类型,如直联轴、弹性联轴、齿联轴等。
此外,还需要考虑轴的直径和长度,以确保联轴器能够正确安装在轴上。
4.选择合适的联轴器类型:根据具体应用需求选择适合的联轴器类型。
以下是几种常用的联轴器类型:-弹性联轴器:适用于传递较小扭矩和有轴向和径向位移的应用。
常见的弹性联轴器包括弹性套联轴器、弹性销联轴器和弹性软管联轴器等。
-齿联轴器:适用于传递大扭矩和高速旋转的应用。
常见的齿联轴器包括光柱齿联轴器和弹性齿联轴器等。
齿联轴器具有高传递效率和精确的扭矩传递。
-液力联轴器:适用于需要传递大扭矩和具有阻尼和减振功能的应用。
液力联轴器通过液流阻尼器传递扭矩,可实现平稳的起动和减振效果。
5.选择合适的联轴器尺寸:根据预估的扭矩和转速选择相应的联轴器尺寸。
一般来说,联轴器的额定扭矩应大于实际传递的扭矩,并且转速应在联轴器的工作范围内。
6.考虑预防和维护:选择合适的联轴器还需要考虑预防和维护措施。
例如,选择带有润滑装置的联轴器可以延长使用寿命,而选择易于拆卸和维修的联轴器可以简化维护过程。
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。
第18章联轴器【思考题】18-1 什么是刚性联轴器?什么是弹性联轴器?两者有什么区别?18-2 固定式刚性联轴器与可移式刚性联轴器的主要区别是什么?18-3 可移式刚性联轴器与弹簧联轴器的异同点是什么?18-4参照机械设计手册,进一步了解联轴器的主要参数。
A级能力训练题1.联轴器与离合器的主要作用是,不能用来联接。
(1)传递扭矩,两根平行轴(2)缓和冲击和振动,套装在轴上的两个零件(3)防止机器发生过载,轴和套装在轴上的零件(4)补偿两轴的不同心度或热膨胀,两根同心轴2.在载荷平稳、冲击轻微且两轴对中准确的情况下,若希望寿命较长,则宜选用联轴器。
在载荷不平稳且具有较大的冲击和振动的场合下,一般宜选用联轴器。
(1)刚性固定式(2)刚性补偿式(3)弹性(4)安全3.刚性联轴器中,应用最广泛的是______联轴器。
(1)套筒 2)凸缘(4)万向节(5)齿轮(3)十字滑块4.弹性套柱销联轴器的主要缺点是。
(1)只能容许两轴线有相对径向偏移(2)制造和装拆困难(3)只能容许两轴线有相对角偏移(4)传递的扭矩很小(5)在轴线相对角偏移较大时,橡胶圈磨损寿命短5.尼龙柱销联轴器的刚度特性属于。
其主要缺点是。
(1)定刚度的,不宜用于高速、起动频繁和正反转多变的传动(2)变刚度的,径向尺寸大、允许的工作温度范围小(3)既可以是定刚度的,也可以是变刚度的,结构复杂、制造不便6.凸缘联轴器依靠铰制孔螺栓来保证两轴同心,也可依靠两个半联轴器上的凸肩和凹槽的配合来保证两轴同心。
以上两者相比较,前者的优点是。
(1)制造比较方便(2)装配比较方便(3)拆卸比较方便(4)对中精度较高7.安全联轴器是用来限制联轴器所传递的。
(1)功率(2)转速(3)扭矩(4)冲击载荷。
机械设计中的联轴器与制动器设计联轴器与制动器在机械设计中扮演着重要的角色,它们被广泛应用于各类传动系统和制动装置中。
本文将讨论联轴器与制动器设计中的关键要素以及设计过程。
一、联轴器设计联轴器是将两个轴连接在一起以传递动力或扭矩的装置。
联轴器的设计要考虑以下几个方面:1. 载荷要求:根据所要传递的扭矩或动力,确定联轴器的承载能力。
这需要考虑轴的直径、材料以及联轴器结构的特点。
2. 轴间距与对中要求:确定轴的间距和对中要求,这对于联轴器的设计和安装非常重要。
合适的轴间距和准确的对中可以减轻对轴和联轴器的不必要应力。
3. 轴向与径向间隙:联轴器的设计时需要考虑合适的轴向和径向间隙,以便在轴的转动和承载过程中保证联轴器的正常工作。
4. 动态平衡要求:联轴器在高速运转时需要考虑动态平衡的问题,以减小震动和噪音,并保证机器的正常运行。
二、制动器设计制动器是一种用于控制机械装置停止或减速的装置,其设计要点如下:1. 制动力要求:根据机械系统的要求,确定所需的制动力以及制动器的类型,如摩擦制动器、液压制动器等。
2. 制动器尺寸与结构:制动器的尺寸和结构要适应机械系统的安装空间和工作环境。
同时,设计中要考虑制动器的散热问题,以保证长时间工作时的制动效果。
3. 制动器的控制方式:确定制动器的控制方式,可以是手动控制、电磁控制、液压控制等,这取决于机械系统的需求和功能。
4. 安全性设计:制动器在工作过程中要保证安全性。
设计中应考虑到制动力的可靠性和稳定性,以及在紧急情况下的制动效果。
三、联轴器与制动器的选型在设计中,选型是关键的一步。
联轴器和制动器的选型要考虑到机械系统的传动要求、工作环境、工作时间等因素。
最合适的选型能够提高机械系统的可靠性和效率。
联轴器与制动器在机械设计中的重要性不可忽视。
它们的设计要素包括承载能力、对中要求、轴向与径向间隙、动态平衡要求等。
而制动器的设计要点则包括制动力要求、尺寸与结构、控制方式以及安全性设计。
第一节联轴器的种类和特性联轴器和离合器都是用于轴与轴的对接,使两轴一起转动,并传递转矩:联轴器的特点是:只有在停车时,才能用拆卸的方法把两轴分开。
例如:离合器的特点是:在机器的运转中就可以随意傍边地实现两轴的分离或接合。
而不必拆卸。
例如:汽车、摩托车都有离合器,有时发动机工作,而汽车没有动,就是因为离合器处于分离状态。
一、两轴之间的相对位移实际中,由于制造、安装的误差,以及工作中零件的变形等原因,往往使两轴的轴心线不能够很好的重合,两轴在工作中会产生相对位移立即本的位移形式有以下几种:轴向位移同轴线径向位移轴线平行,但不重合角位移轴线倾斜实际中的两轴,有时可能只产生某一种相对位移,但有时可能同时产生两种或三种相对位移形式——称为综合位移二、联轴器的类型根据工作中是否允许两轴产生相对位移,可分为两大类1、刚性联轴器不允许两轴相对位移,要求两轴严格对中,否则会产生附加载荷。
又可分为凸缘联轴器、套筒联轴器(元件之间构成固定连接)、夹壳联轴器凸缘联轴器结构型式有两种:(1)普通凸缘联轴器(图a):用铰制孔螺栓来联接两个半联轴器,靠螺栓杆承受挤压与剪切来传递转矩。
(2)对中榫凸缘联轴器(图b):用普通孔螺栓来联接两个半联轴器,靠接合面的摩擦力来传递转矩。
一个半联轴器的凸肩与另一个半联轴器上的凹槽相配合而对中。
为了运行安全,凸缘联轴器可做成带防护边的(图c)。
2、挠性联轴器允许两轴有相对位移。
可分为无弹性元件的挠性联轴器、金属弹性元件挠性联轴器和非金属弹性元件挠性联轴器无弹性元件的挠性联轴器:靠元件之间的相对运动适应两轴的位移,构成可动联接。
又可分为:齿轮联轴器、滚子链联轴器、滑块联轴器、十字轴万向联轴器弹性联轴器是靠弹性元件的变形适应两轴的相对位移。
金属弹性元件挠性联轴器可分为:蛇形弹簧联轴器、簧片联轴器。
非金属弹性元件挠性联轴器可分为:弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器、弹性柱销齿式联轴器、梅花形弹性联轴器、轮胎式联轴器。
键对的轴向位移、径向位移、角位移或综合位移。
②万向联轴器1——主、从动轴的叉状接头;2——十字形连接件;3——轴销;4——中间轴,左右单万向联轴器。
=45°。
允许两轴线夹角αmax单万向联轴器:ω1恒定时,ω4变速,引起惯性力。
双万向联轴器:可使从动轴ω恒定。
条件——中间轴两叉头在同一平面内;两万向联轴器的夹角需相等。
应用:汽车、拖拉机、金属切削机床中。
组成:两个外表面带齿的套连);两个内表面有(螺栓联工作时:转矩有齿轮传递。
14—4 非金属弹性元件挠性联轴器L sd1:10圆锥形孔圆柱形孔短圆柱形孔A12345A A§14—5 牙嵌离合器组成:左摩擦盘(联接主动轴)右摩擦盘(从动轴,可工作原理:依靠接触面上产生的摩擦力矩来传递特点:可平稳的接合、脱开;、多片式摩擦离合器外套筒内套筒内摩擦片主动轴从动轴特点:结构紧凑、轴向压力小,传递转矩大。
应用:机床变速箱、飞机、汽车及起重设备中。
自动离合器自动离合器是能根据机器运转参数(T,n )的变化而自动完成接合和分离动作的离合器。
当传递的转矩达到一定值时,便能自动分离,具有防止摩擦式安全离合器二、离心式离合器套筒1与主动轴连,套筒2与从动轴连,外表面覆着石棉的闸块3,当转速大时,闸块3产生的离心力使闸块压向套筒2,产生摩擦力从而带动从动轴一起转。
相连,1内均有径向叶片,14—8 制动器。
第14章 联轴器和离合器重要基本概念1.联轴器和离合器的功用是什么?二者的区别是什么?联轴器和离合器的功用是联接两轴使之一同回转并传递转矩。
二者区别是:用联轴器联接的两轴在工作中不能分离,只有在停机后拆卸零件才能分离两轴,而用离合器可以在机器运转过程中随时分离或接合两轴。
2.联轴器所联两轴的偏移形式有哪些?如果联轴器不能补偿偏移会发生什么情况? 偏移形式有:径向偏移、轴向偏移、角偏移和综合偏移。
如果被联接两轴之间的相对偏移得不到补偿,将会在轴、轴承及其它传动零件间引起附加载荷,使工作情况恶化。
3.刚性可移式联轴器和弹性可移式联轴器的区别是什么?各适用于什么场合? 两类联轴器补偿相对位移的方法不同。
刚性可移式联轴器利用组成零件之间的动联接来补偿相对位移。
弹性可移式联轴器利用弹性零件的变形来补偿位移。
由于刚性可移式联轴器没有弹性零件,不能缓和冲击和振动,一般用于载荷较大,工作较平稳的场合。
而弹性可移式联轴器不仅能补偿综合位移,还能缓冲、吸振。
适用于频繁启动、变载荷、高速度、经常正反转工作的场合。
4.选择联轴器类型和尺寸的依据是什么类型选择依据:被联接两轴的对中性、传递载荷的大小和特性、工作转速、安装尺寸的限制、工作环境等。
尺寸选择依据:计算转矩T c 、轴的转速n 、被联接轴的直径d 。
自测题与答案 一、选择题14-1.联轴器与离合器的主要作用是________。
A .缓冲、减振 B. 传递运动和转矩C .防止机器发生过载 D. 补偿两轴的不同心或热膨胀 14-2.对低速、刚性大的短轴,常选用的联轴器为________。
长沙大学A .刚性固定式联轴器 B. 刚性可移式联轴器C. 弹性联轴器D. 安全联轴器14-3.当载荷有冲击、振动,且轴的转速较高、刚度较小时,一般选用________。
A .刚性固定式联轴器 B. 刚性可移式联轴器C. 弹性联轴器D. 安全联轴器14-4.两轴的偏角位移达30°,这时宜采用__________联轴器。
机械设计基础中的联轴器选择与设计在机械设计中,联轴器是一种用于连接两个或多个旋转轴的装置。
它具有重要的作用,可以传递扭矩和角动量,并允许轴的相对运动。
本文将探讨在机械设计中联轴器的选择和设计。
一、联轴器的选择联轴器的选择取决于多个因素,包括传递扭矩、转速、轴的直径和长度、安装空间等。
下面将介绍几种常见的联轴器类型及其适用范围。
1. 钳形联轴器钳形联轴器适用于中小功率传动和速度不高的场合。
它的优点是结构简单,安装方便。
但是由于存在滑动与磨损,限制了其应用范围。
通常用于风机、压缩机等设备。
2. 弹性联轴器弹性联轴器适用于中等转速和较大扭矩的传动。
它具有良好的减震和缓冲性能,可以吸收轴的偏差和振动,延长设备寿命。
常见的弹性联轴器有齿式联轴器、丸销联轴器等。
3. 锁紧联轴器锁紧联轴器适用于高速高扭矩传动。
它通过锁紧机构将轴与轴套固定在一起,具有良好的刚性和传递效率。
常见的锁紧联轴器有套筒联轴器、鳍片联轴器等。
除了上述类型的联轴器,还有一些特殊应用的联轴器,如磁性联轴器、油膜联轴器等。
根据具体传动要求和设备特点,选择合适的联轴器至关重要。
二、联轴器的设计联轴器的设计涉及到轴的直径和长度、键槽尺寸、轴套的材料等。
下面将介绍设计联轴器时应注意的几个方面。
1. 轴的直径和长度根据联轴器的扭矩要求和转速要求,可以计算出轴的直径和长度。
在计算时需要考虑扭矩的大小、材料的强度和轴上的连接件等因素。
2. 键槽尺寸键槽的尺寸应根据联轴器的连接要求进行设计。
键槽的宽度、深度和形状都需要满足联轴器的要求,以确保连接的可靠性和传递效率。
3. 轴套材料轴套直接接触联轴器,其材料的选择也十分重要。
常见的轴套材料有钢、铸铁、铜等。
根据具体要求选择耐磨、耐腐蚀和传热性能好的材料。
总结:联轴器的选择和设计直接关系到传动系统的性能和可靠性。
在选择联轴器时,需考虑传递扭矩、转速等因素,并根据具体要求选择合适的联轴器类型。
在设计联轴器时,需注意轴的直径、长度、键槽尺寸和轴套材料等关键参数。