机械零部件设计 第2版 课件 学习情境5 设计带式输送机的传动装置

《机械零部件设计》

情境五

设计

带式输送机传动装置1、掌握常用机械零件以及简单机械传动装置的一般设计方法和设计步骤；2、掌握经验估算等机械设计的基本技能；3、提高学生的设计能力，如计算能力、绘图能力和计算机辅助设计（CAD）能力等，使学生熟悉设计资料（标准、规范、手册、图表等）的使用；4、培养学生分析和解决工程实际问题的能力，勇于创新、敬业乐业的工作作风和良好的职业道德以及团队协作精神。学习目标设计某一带式输送机传动装置：用一级斜齿（或直齿）圆柱齿轮减速器。运输机二班（或三班、单班）制连续工作，单向运转，载荷平稳，室内工作，有粉尘。减速器小批量生产，使用期限10年，运输带速度允差±5％。原始数据：运输带工作拉力F=2000N

运输带工作速度V=1.30m/s

卷筒直径D=180mm

卷筒效率设计任务书任务一带式输送机的结构分析及传动方案设计任务二电动机的选择任务三带传动设计任务四减速器设计任务五减速器装配图设计及设计说明书整理工作任务任务一带式输送机的结构分析及传动方案设计工作任务1、了解带式输送机的结构组成和工作原理；2、学会传动方案设计。学习目标1、带式输送机的应用；2、带式输送机的结构；3、传动方案设计。主要内容

带式输送机也叫皮带输送机或胶带输送机，是组成有节奏的流水作业线所不可缺少的经济型物流输送设备。皮带机按其输送能力可分为重型皮带机如矿用皮带输送机，轻型皮带机如用在电子塑料、食品轻工、化工医药等行业。带式输送机具有输送能力强，输送距离远，结构简单易于维护，能方便地实行程序化控制和自动化操作。运用输送带的连续或间歇运动来输送100KG以下的物品或粉状、颗状物品，其运行高速、平稳，噪音低，并可以上下坡传送。一、带式输送机的应用带式输送机的应用二、带式输送机的结构与工作原理电动机带传动减速器主辊筒皮带辊筒输送皮带支架联轴器电动机底板

机器通常由原动机（电动机、内燃机等）、传动系统和工作机三部分组成。根据工作机的要求，传动系统将原动机的运动和动力传递给工作机。实践表明，传动系统设计的合理性，对整部机器的性能、成本以及整体尺寸都有很大影响。因此，合理地设计传动系统是整台机器设计工作中的重要一环，而合理地拟定传动方案又是保证传动系统设计质量的基础。三、传动方案设计

传动方案一般由运动简图表示。它直接地反映了工作机、传动系统和原动机三者间运动和动力的传递关系。在设计中，应根据设计任务书，拟定传动方案。如果设计任务书中已给出传动方案，则应分析和了解所给方案的优缺点。拟定传动方案的重要依据是工作机能实现预定的运动功能。但实现一种预定功能往往可通过不同的传动机构类型、各级传动的布置顺序以及在保证总传动比相同的前提下分配给各级传动机构不同的分传动比获得，所以满足传动要求的传动方案可能有很多。三、传动方案设计

（1）小功率传动，宜选用结构简单、价格便宜、标准化程度高的传动机构，以降低制造成本；（2）大功率传动，应优先选用传动效率高的传动机构，如齿轮传动，以降低能耗；（3）工作中可能出现过载的工作机，应选用具有过载保护作用的传动机构，如带传动，但在易爆、易燃场合，不能选用带传动，以防止摩擦静电引起火灾；（4）载荷变化较大，换向频繁的工作机，应选用具有缓冲吸振能力的传动机构，如带传动；（5）工作温度较高、潮湿、多粉尘、易爆、易燃场合，宜选用链传动、闭式齿轮或蜗杆传动；（6）要求两轴保持准确的传动比时，应选用齿轮或蜗杆传动。1、传动机构类型的选择原则

（1）带传动承载能力较低，但传动平稳，缓冲吸振能力强，宜布置在高速级；（2）链传动运转不平稳，有冲击，宜布置在低速级。（3）蜗杆传动效率低，但传动平稳，当其与齿轮传动同时应用时，宜布置在高速级；（4）当传动中有圆柱齿轮和圆锥齿轮传动时，圆锥齿轮传动宜布置在高速级，以减小圆锥齿轮的尺寸；（5）对于开式齿轮传动，由于其工作环境较差，润滑不良，为减少磨损，宜布置在低速级。（6）斜齿轮传动比较平稳，常布置在高速级。2、各类传动机构在多级传动中的布置原则三、传动方案设计图1带式输送机传动方案比较设计某一带式输送机传动装置：用一级斜齿（或直齿）圆柱齿轮减速器。运输机二班（或三班、单班）制连续工作，单向运转，载荷平稳，室内工作，有粉尘。减速器小批量生产，使用期限10年，运输带速度允差±5％。原始数据：运输带工作拉力F=2000N

运输带工作速度V=1.30m/s

卷筒直径D=180mm

卷筒效率设计任务书传动方案确定图2带式输送机传动方案

合理的传动方案首先应满足工作机的性能要求和工作条件，此外还应具有结构简单、尺寸紧凑、成本低、传动效率高和操作维护方便等特点。要同时满足上述要求是很困难的，一般应根据具体的设计任务有侧重地保证主要设计要求，选用比较合理的方案。1、带式输送机的应用、结构组成和工作原理；2、各类传动装置的特点和选择原则；3、传动方案的设计方法。小结《机械零部件设计》

情境五

设计

带式输送机传动装置设计某一带式输送机传动装置：用一级斜齿（或直齿）圆柱齿轮减速器。运输机二班（或三班、单班）制连续工作，单向运转，载荷平稳，室内工作，有粉尘。减速器小批量生产，使用期限10年，运输带速度允差±5％。原始数据：运输带工作拉力F=2000N

运输带工作速度V=1.30m/s

卷筒直径D=180mm

卷筒效率设计任务书任务一带式输送机的结构分析及传动方案设计任务二电动机的选择任务三带传动设计任务四减速器设计任务五减速器装配图设计及设计说明书整理工作任务任务二电动机的选择工作任务1、学会选择电动机的方法和步骤。2、掌握传动装置运动和动力参数的计算方法。学习目标1、电动机的类型和结构形式的选择；2、确定电动机的功率；3、确定电动机的转速；4、计算总传动比和分配各级传动比；5、计算传动装置运动和动力参数。主要内容1、电动机类型的选择一、电动机的类型和结构型式的选择电动机类型直流电动机交流电动机异步电动机同步电动机鼠笼型电动机绕线型电动机选择依据：由机械特性、起动性能、调速性能、 维护以及价格、工作方式（连续、短时、断续周期工作制）决定。1、电动机类型的选择（1）当生产机械对电动机的起动、制动、调速性能要求不高时，应尽量采用交流电动机。1）对于负载平稳，且无特殊要求的长期工作制机械，应选用鼠笼型电动机；2）对于电梯、桥式起重机类机械，应采用绕线式异步电动机；3）对于功率较大，又不需要调速的生产机械，且长期工作，应采用同步电动机。（2）当起动、制动、调速等性能采用交流电动机无法满足时，则可采用直流电动机。一、电动机的类型和结构形式的选择2、电动机结构型式的选择按电动机外壳的防护型式分为开启式、防护式、封闭式和防爆式几种。一、电动机的类型和结构形式的选择（3）封闭式：用于干燥和清洁的环境中。（1）开启式：（2）防护式：用于干燥和灰尘不多，没有腐蚀性、爆炸性气体存在的环境中。适用于潮湿、多灰尘、易受风雨侵蚀等恶劣环境中。（4）防爆式：适用于有爆炸危险的环境中。开启式电动机防护式电动机Y系列（IP23）封闭式电动机Y系列（IP44）防爆式电动机（YB系列）2、电动机结构型式的选择按其安装位置的不同可分为卧式与立式两种。

一、电动机的类型和结构形式的选择(1)B3，卧式(2)B5，卧式

(3)B35，卧式(4)V1，立式1、工作机所需功率PW：当已知工作机主动轴的输出转矩T（N·m）和转速nw（r/min）时，则工作机主动轴所需功率:

如果给出带式输送机驱动卷筒的圆周力（即卷筒牵引力）F（N）和输送带速度V（m／s），则卷筒轴所需功率:二、电动机功率的确定2、电动机的输出功率Pd：

考虑传动系统的功率损耗，电动机输出功率为:

式中η——从电动机至工作机主动轴之间的总效率，即

其中η1、η2、η3、·

·

·

ηn。分别为传动系统中各传动副、联轴器及各对轴承的效率，其数值可查设计手册。3、确定电动机额定功率Ped：根据计算出的功率Pd可选定电动机的额定功率Ped，应使Ped等于或稍大于Pd。二、电动机功率的确定二、电动机功率的确定三、电动机转速的确定

1、工作机主动轴转速

输送带速度v与卷筒直径D（mm）、卷筒轴转速nw的关系为：由此可知：

2、电动机转速

i1，i2，i3

·

·

·，in——

各级传动的合理传动比范围

四、计算总传动比和分配各级传动比1.确定总传动比i2.分配各级传动比传动比分配原则（1）各级传动机构的传动比应在推荐的范围内选取，不要超过最大值。表5-5常用机械传动的单级传动比推荐值

传动比分配原则

（2）应使各传动件的尺寸协调，结构匀称、合理，避免互相干涉碰撞或安装不便（见图5-5、图5-6）。图5-5带轮过大造成安装不便图5-6高速级大齿轮与低速轴干涉传动比分配原则

（3）应尽量使传动装置的外廓尺寸紧凑、重量较轻（见图5-7）。（4）在二级减速器中，各级齿轮都应得到充分润滑。图5-7不同传动比对外廓尺寸的影响五、计算传动装置运动和动力参数

1.各轴转速

五、计算传动装置运动和动力参数

2.各轴输入功率

五、计算传动装置运动和动力参数

3.各轴输入转矩

六、电动机选择设计训练任务：带式运输机传动装置中的电动机的选择设计。原始数据：运输带工作拉力F=2000N

运输带工作速度V=1.30m/s

卷筒直径D=180mm工作条件：连续单向运转，载荷平稳，空载起动，使用期10年，小批量生产，两班制工作，运输带速度允许误差为±5%。六、电动机选择设计训练带式输送机传动简图

六、电动机选择设计训练1、选择电动机类型和结构

Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，卧式B3型。2、确定电动机的功率各效率分别为：

V带η1：η1＝0.968级闭式齿轮传动η2：η2＝0.97

滚动轴承η3：η3＝0.99

联轴器η4：η4＝0.97

卷筒η5：η5＝0.96Ped≥Pd

六、电动机选择设计训练3、确定电动机转速（1）确定卷筒轴工作转速；（2）按推荐的合理传动比范围分配；（3）确定电动机转速可选范围。4、结论根据以上计算，查《Y系列三相异步电动机(JB/T10391-2002)》，选电动机型号为Y132M1-6。1、电动机选择的方法和步骤：（1）选择电动机的类型和结构形式；（2）确定电动机的功率；（3）确定电动机的转速。

2、传动装置运动和动力参数的计算方法。小结《机械零部件设计》

情境五

设计

带式输送机传动装置设计某一带式输送机传动装置：用一级斜齿（或直齿）圆柱齿轮减速器。运输机二班（或三班、单班）制连续工作，单向运转，载荷平稳，室内工作，有粉尘。减速器小批量生产，使用期限10年，运输带速度允差±5％。原始数据：运输带工作拉力F=2000N

运输带工作速度V=1.30m/s

卷筒直径D=180mm

卷筒效率设计任务书任务一带式输送机的结构分析及传动方案设计任务二电动机的选择任务三带传动设计任务四减速器设计任务五减速器装配图设计及设计说明书整理工作任务任务三带传动设计工作任务1、了解带传动的类型、特点及应用场合；2、能进行V带传动的工作能力分析；3、掌握V带传动的设计方法及步骤；4、熟悉V带传动的使用和维护。学习目标1、带传动概述；2、Ｖ带和V带轮；3、带传动的工作能力分析；4、普通Ｖ带传动设计；5、带传动的使用和维护。主要内容1、带传动的组成及工作原理（1）组成——带传动一般由主动轮１、从动轮3和适度张紧在两轮上的封闭环形传动带2组成。（2）传动原理摩擦型带传动：靠带和带轮间的摩擦力传递运动和动力。啮合型带传动：靠带上的齿和带轮上的齿相互啮合传递运动和动力。也称为同步带传动。

本任务主要介绍摩擦带传动。主动轮从动轮一、带传动的类型、特点及应用2、带传动的类型按截面形状的不同，摩擦带传动分为：a.平带传动——最简单，适合于中心距a较大的情况。b.V带传动———三角带，一般机械制造中多采用。c.多楔带传动——适于传递功率较大要求结构紧凑场合。d.圆形带传动——传递功率小，用于轻型机械中。一、带传动的类型、特点及应用3、带传动的特点优点：（1）运行平稳，噪声小；（2）能缓和载荷冲击；（3）构造简单，对制造精度要求低，特别是在中心距大的地方；（4）不用润滑，维护成本低；（5）过载时打滑，但可保护系统中的其他零件。缺点：（1）存在弹性滑动，传动效率降低，传动比不准确；（2）带的寿命较短，且不宜于高温、易燃、易爆等场合；（3）传递同样大的圆周力时，轮廓尺寸和轴上的压力都比啮合传动大。一、带传动的类型、特点及应用4、带传动的应用范围带传动应用范围非常广，多用于两轴中心距较大，传动比要求不严格的机械中。（1）传动效率较齿轮传动低，所以大功率的带传动较为少用，常见的一般不超过50kW；（2）带速不宜过低或过高；（3）不能用于有爆炸危险的场合。一、带传动的类型、特点及应用二、Ｖ带和V带轮小大V带有普通V带、窄V带、宽V带、联组V带等多种类型，其中普通V带应用最广，本节主要介绍普通V带传动。

普通V带已经标准化，是无接头的环形带。包布顶胶承载层底胶

七种截型：Y，Z，A，B，C，D，E

基准长度：沿节面量得的周线长度。（1）普通V带1、普通V带及V带轮（h/bp≈0.7）注：V带在带轮上弯曲时，带中保持原有长度不变的周线称为节线；由全部节线组成的面称为节面；节面宽度称为节宽，用表示。节面（2）普通V带轮轮缘轮毂注：轮槽的楔角应比普通V带的楔角（40°）小。为什么？轮槽尺寸。基准直径：V带轮的典型结构：实心式腹板式孔板式

轮辐式轮槽宽度等于V带节宽bp处的圆周直径。腹板（或轮辐）带轮的材料：灰铸铁钢铝合金工程塑料等。二、Ｖ带和V带轮三、带传动的工作能力分析两个名词：（1）包角

1

，2（2）中心距a1、受力分析尚未工作状态

带传动尚未工作时，带所受的拉力称为张紧力，用F0表示。工作状态

带传动工作时，一边拉紧，称为紧边；另一边放松，称为松边。松边拉力紧边拉力设带的总长度不变，则

F1－F0＝F0－F2即：F1＋F2＝2F0主动从动（1）三、带传动的工作能力分析有效拉力F＝F1－F2有效拉力F（N）的大小取决于所传递的功率P（kW）。即带速（m/s）

有效拉力F是由带与带轮接触面上的摩擦力提供的。当传递的功率超过极限摩擦力（即过载）时，将发生“打滑”现象。打滑是由过载引起的一种失效形式。缠绕在带轮上的带作圆周运动，带的全长都将受到离心拉力：式中：q－每米带长的质量，kq/m。（2）由上面公式可知：即将打滑时，有效拉力达到最大。此时，F1和F2之间的关系为：

摩擦因数－－－－－－欧拉公式忽略离心拉力时（3）由（1）、（2）、（3）式整理得：最大有效拉力

预紧力F0↑，则Fmax↑

包角α↑，则Fmax↑

摩擦因数

↑，则Fmax↑三、带传动的工作能力分析在工作中，带所受的应力有：2、带传动的应力分析松边拉应力：（作用于带的全长）（2）离心拉应力：（1）紧边拉应力：；三、带传动的工作能力分析（3）弯曲应力：带绕在带轮上时产生的弯曲应力式中：E－－带的弹性模量（Mpa）h－－带的厚度（mm）－－带轮的直径（mm）三、带传动的工作能力分析3、带传动的弹性滑动

带传动中由于带的弹性和拉力差所引起的带与带轮之间的微小相对滑动，称为弹性滑动。考虑弹性滑动时，传动比为：主动轮后果：＜用滑动率表示弹性滑动的程度。通常，，一般工程计算可以忽略不计，则带传动的主要失效形式是：打滑和带的疲劳破坏。带传动的设计准则：不打滑，带又具有一定的疲劳强度。1、带传动的设计准则式中：—

带的许用拉应力，由实验测得。单根V带的基本额定功率P1≤由和得：单根普通V带在特定条件下的基本额定功率P1。特定带长，载荷平稳四、普通Ｖ带传动设计四、普通Ｖ带传动设计V带传动的设计12、设计计算及参数选择原始数据：功率P，转速n1、n2（或传动比i）及工作条件等。设计内容：确定带的型号、长度、根数、传动中心距、带轮直径、

压轴力、张紧力等。（1）求计算功率Pc式中：－工况系数。（2）确定带的截面型号根据Pc和小轮转速n1查图选取。（3）确定带轮直径dd注：为减小弯曲应力，规定了最小带轮直径dmin。dd1≥ddmin

；四、普通Ｖ带传动设计（4）验算带速，则离心力，接触面上的正压力，承载能力，则传递的功率，即承载能力合适的带速为：5~25m/s（5）中心距a和带的基准长度

Lda过大，带容易颤动；a过小，则带容易疲劳。初定中心距：按书中公式计算所需的带长选标准的按书中公式计算实际中心距a。

P1——

考虑时，单根V带的功率增量。P1——单根普通Ｖ带的基本额定功率。按书中公式计算。越小，则承载能力就越低。故，要求：（7）计算带的根数Z≥KL——带长修正系数。K

——包角修正系数。四、普通Ｖ带传动设计（6）验算小轮包角α1

四、普通Ｖ带传动设计（8）张紧力F0

F0越大，则承载能力越大，但带所受的拉力也越大，使带的寿命降低。

合适的张紧力F0

按书中公式计算。（9）压轴力FQ

按书中公式计算。（10）带轮结构设计

五、带传动的使用和维护◆带必须在张紧后，传动才能正常工作；◆运转一定时间后，带会松弛，必须重新张紧，才能正常工作。常见的张紧装置有定期张紧装置和自动张紧装置和张紧轮张紧装置。1、张紧装置定期张紧装置五、带传动的使用和维护自动张紧装置五、带传动的使用和维护张紧轮张紧装置五、带传动的使用和维护2.带传动的安装与维护五、带传动的使用和维护1、带传动的类型、特点及应用；2、普通V带的结构和尺寸标准；3、普通V带轮的材料和结构；4、V带传动的失效形式及设计准则；5、V带传动的设计步骤和方法。小结《机械零部件设计》

情境五

设计

带式输送机传动装置设计某一带式输送机传动装置：用一级斜齿（或直齿）圆柱齿轮减速器。运输机二班（或三班、单班）制连续工作，单向运转，载荷平稳，室内工作，有粉尘。减速器小批量生产，使用期限10年，运输带速度允差±5％。原始数据：运输带工作拉力F=2000N

运输带工作速度V=1.30m/s

卷筒直径D=180mm

卷筒效率设计任务书任务一带式输送机的结构分析及传动方案设计任务二电动机的选择任务三带传动设计任务四减速器设计任务五减速器装配图设计及设计说明书整理工作任务任务四减速器设计工作任务子任务三联接的选用任务四：减速器设计1、了解键联接的分类，初步掌握平键联接的设计；2、了解花键联接和销钉联接的常用形式；3、熟悉常用联轴器和离合器。学习目标1、键联接的类型

键是一种标准件，通常用来实现轴与轴上零件之间的周向固定并传递转矩，有些还能实现轴上零件的轴向固定或轴向移动的导向。键联接按装配方式的不同可分为两大类：松键联接（平键和半圆键）和紧键联接（楔键和切向键）。

一、键联接（1）平键联接平键的两侧面是工作面，上表面与轮毂上的键槽底部之间留有间隙，键的上、下表面为非工作面。工作时靠键与键槽侧面的挤压来传递扭矩，故定心性较好。这种键结构简单、装拆方便、对中性好，因而得到广泛的应用。这种键不能用来传递轴向力，因而对轴上零件不能起到轴向固定作用。一、键联接1）普通平键2）导向平键和滑键根据用途，平键又可分为：

普通平键用于静联接，导向平键用于移动距离较小的动联接，滑键用于移动距离较大的动联接。一、键联接1）普通平键：用于静联接，其端部形状分为圆头(A型)、方头(B型)和半圆头(C型)。A型和C型用指状铣刀加工轴上键槽，轴上键槽部应力集中较大，B型用盘铣刀加工轴上键槽，槽部应力集中较小。轮毂上的键槽可用插削或拉削。A型C型B型一、键联接普通平键具体结构如下图：一、键联接2）导向平键和滑键：当被联接的轮毂类零件在工作过程中须在轴上作轴向移动时，则采用导向平键和滑键。一、键联接2）导向平键和滑键导向平键

轴上的传动零件可沿键作轴向滑移，如变速箱中的滑移齿轮。

导向平键是加长的普通平键，其端部形状有A型和B型两种。导向平键联接是将键用螺钉固定在轴上的键槽中，转动零件的轮毂可在轴上沿轴向滑动。为了拆卸方便，在键的中部加工有为起键用的螺钉孔。导向平键联接适用于轴上零件的轴向移动量较小的场合。一、键联接2）导向平键和滑键滑键

当轴上零件的轴向移动量要求很大时，导向平键将很长，不易制造，这时可采用滑键。滑键联接是将键固定在轮毂上，与轮毂一起在轴的键槽中滑动。（2）半圆键联接

半圆键用于静联接，键呈半圆形，其侧面为工作面，见下图。半圆键在轴的键槽中能够摆动，以适应轮毂上键槽的斜度，安装方便。由于轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大，因此一般用于轻载联接，常用于锥形轴端与轮毂的联接。一、键联接（3）楔键联接用于静联接，键的上下两面为工作面，如下图所示。键的上表面和轮毂槽底面制成1∶100的斜度，键工作时楔紧在轴毂之间，使键、轴、毂之间产生摩擦力来传递转矩，也能传递单向轴向力。主要用于轮毂类零件的定心精度要求不高和低转速的场合。一、键联接（a）普通楔键联接（b）钩头楔键联接（4）切向键联接

切向键用于静联接，是由两个具有1∶100斜度的楔键组成的。装配时，两个键分别自轮毂两端楔入，装配后两楔以其斜面相互贴合，共同楔紧在轴毂之间。键的上、下平面是工作面。工作时主要靠工作面上的挤压力来传递扭矩。传递单向扭矩时用一个切向键(见下图a)，传递双向扭矩时，用两个切向键，且两个切向键之间夹角为120°～135°(见下图b)。由于切向键的键槽对轴的削弱较大，故只用于直径大于100mm的轴上。切向键能传递很大的扭矩，主要用于对中性要求不高的重型机械中。一、键联接2、键联接的选用

（1）类型选择键联接的类型应根据键联接的结构、使用要求和工作状况来选择。选择键的类型主要应考虑以下因素：

1）传递转矩大小；

2）对中性要求；

3）轮毂是否需要作轴向移动及滑移距离大小；

4）键在轴的中部或端部等。一、键联接2、键联接的选用

（2）尺寸选择

尺寸选择主要是选择键的宽度b、高度h和长度尺寸L。由表5-26可见，这些尺寸是按轴径d的大小选取的。键的长度L一般略短于轮毂的尺寸，且应符合标准中规定的长度系列。导向平键的长度按轮毂的长度及其滑动距离确定。轴和轮毂的键槽尺寸也可由表5-26查取。一、键联接表5-26普通平键键联接的选用练习

以直径为45mm的轴毂为例绘制的普通平键联接（一般键联接）键槽尺寸和偏差图：二、销联接a.定位销(圆锥销)分类：（1）按用途可分为：定位销、联接销和安全销三种。（2）按形状可分为圆锥销、圆柱销和异形销三类。c.安全销b.联接销(圆柱销)d.开口销三、联轴器与离合器联轴器：主要功用是实现轴与轴之间的联接

并传递转矩。三、联轴器与离合器离合器按其接合元件传动的工作原理，可分为嵌合式离合器和摩擦式离合器两大类。前者利用接合元件的啮合来传递转矩，后者则依靠接合面间的摩擦力来传递转矩。联轴器与离合器的异同点：（1）相同点：联轴器和离合器均用来连接轴与轴（或其它运动件），并传递运动和转矩；（2）不同点：联轴器联接的两轴只有在机器停车后，用拆卸的方法才能分开；离合器联接的两轴可在机器运转时就能方便地实现分离或接合。三、联轴器与离合器1、联轴器的分类三、联轴器与离合器（1）刚性联轴器：（2）挠性联轴器：1）无弹性元件的挠性联轴器：联轴器具有挠性，可补偿两轴的相对位移。但因无弹性元件，故不能缓冲减振。2）有弹性元件的挠性联轴器：不仅可以补偿两轴间的相对位移，而且具有缓冲减振的能力。这类联轴器的品种多，应用广泛。分为套筒式、凸缘式和夹壳式。三、联轴器与离合器刚性联轴器凸缘联轴器套筒联轴器夹壳联轴器三、联轴器与离合器无弹性元件挠性联轴器十字滑块联轴器滑块联轴器齿式联轴器滚子链联轴器万向联轴器三、联轴器与离合器有弹性元件挠性联轴器弹性柱销联轴器弹性套柱销联轴器梅花形弹性联轴器轮胎联轴器2、联轴器的选择

大多数联轴器已经标准化或规格化，一般机械设计者的任务是选用联轴器，选用的基本步骤为：三、联轴器与离合器选择联轴器的类型计算联轴器的计算转矩进行必要的承载能力校核规定部件相应的安装精度协调轴孔直径校核最大转矩确定联轴器的型号2、联轴器的选择三、联轴器与离合器1）选择联轴器的类型应全面了解工作载荷的大小和性质、转速高低、工作环境等，结合常用联轴器的性能、应用范围及使用场合选择联轴器的类型。低速、刚性大的短轴可选用刚性联轴器；低速、刚性小的长轴可选用无弹元件挠性联轴器；传递转矩较大的重型机械选用齿式联轴器；对于高速、有振动和冲击的机械，选用弹性元件挠性联轴器；轴线位置有较大变动的两轴，应选用万向联轴器；2）计算联轴器的计算转矩T——联轴器所传递的公称转矩；KA——工作情况系数。三、联轴器与离合器选择3６）规定部件相应的安装精度７）进行必要的校核３）确定联轴器的型号按Tca≤[T]，由联轴器标准确定联轴器型号，[T]为联轴器的许用转矩。４）校核最大转速被联接轴的转速n，不应超过联轴器许用的最高转速nmax，即：n≤nmax５）协调轴孔直径被联接两轴的直径和形状（圆柱或圆锥）均可以不同，但必须使直径在所选联轴器型号规定的范围内，形状也应满足相应要求。联轴器允许轴的相对位移偏差是有一定范围的，因此，必须保证轴及相应部件的安装精度。联轴器除了要满足转矩和转速的要求外，必要时还应对联轴器中的零件进行承载能力校核，如对非金属元件的许用温度校核等。联轴器的选用练习

参考表5-31，完成联轴器的选用设计计算。1、键联接的分类，平键联接的设计；2、花键联接和销钉联接的常用形式；3、常用联轴器和离合器。小结子任务四轴承的选用任务四：减速器设计1、掌握滚动轴承的代号、组合设计；2、掌握滚动轴承的拆装方法。学习目标1、滚动轴承的结构、类型及代号；2、滚动轴承的选择；3、滚动轴承的组合结构设计。主要内容一、滚动轴承的结构、类型及代号1、滚动轴承的结构和材料（1）滚动轴承的结构

内圈1

外圈2

滚动体3

保持架4

（见图1）。图1滚动轴承的基本结构

(a)球轴承；(b)滚子轴承一、滚动轴承的结构、类型及代号滚动体的形状（2）滚动轴承的材料滚动轴承的内、外圈和滚动体均采用：强度高、耐磨性好的铬锰高碳钢制造，常用材料有GCr15、GCr15SiMn等。保持架多用：低碳钢板冲压而成，也可以采用铜合金、塑料及其他材料制造。一、滚动轴承的结构、类型及代号一、滚动轴承的结构、类型及代号2、滚动轴承的类型及特点常用分类方法：

（1）按滚动体形状的不同分类：球轴承和滚子轴承两大类。

（2）按承载方向或公称接触角的不同分类：向心轴承和推力轴承两大类。一、滚动轴承的结构、类型及代号2、滚动轴承的类型及特点公称接触角滚动体与套圈接触处的法线与轴承的径向平面（垂直于轴承轴心线的平面）之间的夹角（见图5-72）。一、滚动轴承的结构、类型及代号3、滚动轴承的代号滚动轴承的类型很多，各类轴承又有不同的结构、尺寸、精度和技术要求，为了便于组织生产和选用，GB/T272—93规定了滚动轴承的代号，并打印在轴承端面上。滚动轴承代号由前置代号

基本代号后置代号构成，其代表内容和排列顺序，参见表5-33。一、滚动轴承的结构、类型及代号表5-33滚动轴承代号的构成

一、滚动轴承的结构、类型及代号3、滚动轴承的代号（1）基本代号

基本代号表示轴承的基本类型、结构和尺寸，是轴承代号的基础。除滚针轴承外，基本代号由轴承类型代号、尺寸系列代号及内径代号构成。

1）轴承的内径代号

由基本代号右起第一、二位数字表示。轴承内径代号的含义见表5-37。一、滚动轴承的结构、类型及代号3、滚动轴承的代号（1）基本代号

基本代号表示轴承的基本类型、结构和尺寸，是轴承代号的基础。除滚针轴承外，基本代号由轴承类型代号、尺寸系列代号及内径代号构成。

1）轴承的内径代号

由基本代号右起第一、二位数字表示。轴承内径代号的含义见表5-37。一、滚动轴承的结构、类型及代号3、滚动轴承的代号2）直径系列代号

对于同一内径的轴承，由于工作所需承受负荷大小不同，寿命长短不同，必须采用大小不同的滚动体，因而使轴承的外径和宽度随着改变，这种内径相同而外径不同的变化称为直径系列。

由基本代号右起第三位数字表示，其代号见表5-35。图5-73所示是不同直径系列深沟球轴承的外径和宽度对比。一、滚动轴承的结构、类型及代号3、滚动轴承的代号2）直径系列代号

向心轴承推力轴承直径系列超特轻超轻特轻轻中重超轻特轻轻中重代号78、90、123401234滚动轴承的直径系列代号一、滚动轴承的结构、类型及代号3、滚动轴承的代号2）直径系列代号

图5-73直径系列对比一、滚动轴承的结构、类型及代号3、滚动轴承的代号

3）宽（高）度系列代号对于同一内、外径的轴承，根据不同的工作条件可做成不同的宽（高）度，如图5-74所示。（由基本代号右起第四位数字表示，其代号见表5-36。）

宽度系列代号为0时，在轴承代号中通常省略。（但在调心轴承和圆锥滚子轴承代号中不可省略）一、滚动轴承的结构、类型及代号3、滚动轴承的代号

3）宽（高）系列代号

滚动轴承的宽（高）系列代号一、滚动轴承的结构、类型及代号3、滚动轴承的代号

3）宽（高）系列代号

图5-74宽度系列对比一、滚动轴承的结构、类型及代号4）轴承的类型代号轴承的类型代号由基本代号右起第五位数字或字母表示，见下表，其中0类可省略不标注。

轴承类型代号轴承类型代号双列角接触球轴承0深沟球轴承6调心球轴承1角接触球轴承7调心滚子轴承2推力圆柱滚子轴承8推力调心滚子轴承圆锥滚子轴承3圆柱滚子轴承N双列深沟球轴承4外球面球轴承U推力球轴承5四点接触球轴承QJ一、滚动轴承的结构、类型及代号3、滚动轴承的代号

（2）前置代号

前置代号在基本代号的左面，用字母表示成套轴承的分部件。其代号及含义可查阅轴承样本手册。（3）后置代号

后置代号在基本代号的右面。其中：内部结构代号见表5-38，公差等级代号见表5-39。（6X级仅用于圆锥滚子轴承，0级在轴承代号中不标出。）详见轴承样本手册。一、滚动轴承的结构、类型及代号3、滚动轴承的代号代

号含

义

及

示

例C角接触球轴承

公称接触角α＝15º7210C调心滚子轴承

C型

23122CAC角接触球轴承

公称接触角

α＝25º7210ACB角接触球轴承

公称接触角α＝40º7210B圆锥滚子轴承

接触角加大

32310BE加强型（即内部结构设计改进，增大轴承承载能力）

NU207E内部结构代号一、滚动轴承的结构、类型及代号3、滚动轴承的代号公差等级代号代

号含

义

和

示

例/P0公差等级符合标准规定的0级（代号中省略不标）6203/P6公差等级符合标准规定的6级

6203/P6/P6X公差等级符合标准规定的6X级

30210/P6X/P5公差等级符合标准规定的5级

6203/P5/P4公差等级符合标准规定的4级

6203/P4/P2公差等级符合标准规定的2级

6203/P2二、滚动轴承的选择滚动轴承类型选择的原则：1、轴承工作载荷的大小、方向及性质；2、安装轴承的空间尺寸范围；3、对轴承性能的特殊要求或限制，如调心要求、支承刚度要求等；4、高速轴承要考虑轴承的极限转速限制；5、经济性：在类型比较时，经济性往往是一个重要考虑方面。三、滚动轴承的组合结构设计1、滚动轴承的轴向固定为了防止轴承在承受轴向负荷时相对于轴和座孔产生轴向移动，轴承内圈与轴、轴承外圈与座孔必须进行轴向固定。

（1）轴承内圈的轴向固定

1）弹性挡圈和轴肩固定，如下页图a所示。

2）轴端挡圈和轴肩固定，如下页图b所示。

3）圆螺母和止动垫圈与轴肩固定，如下页图c所示。

4）开口圆锥紧定套、圆螺母和止动垫圈固定，如下页图d所示。轴承内圈的轴向固定

三、滚动轴承的组合结构设计三、滚动轴承的组合结构设计2、轴承外圈的轴向固定常用方法有：（1）轴承座挡肩固定，如下页图a所示。（2）轴承端盖固定，如下页图b、c所示。（3）止动环嵌入轴承外圈的止动槽内固定，如下页图d所示。（4）孔用弹性挡圈和机座挡肩固定，如下页图e所示。（5）调节杯固定，如下页图f所示。（6）螺纹环固定，如下页图g所示。（7）轴承端盖和机座挡肩固定，如下页图h所示。（8）套筒挡肩固定，如下页图i所示。三、滚动轴承的组合结构设计轴承外圈的轴向固定

四、滚动轴承的装拆1、冷压法适用于过盈量不大的滚动轴承的安装。常用专用压套在压力机上压装轴承的内、外圈，如下页图所示。对于中、小型轴承的安装，可用手锤与简单的辅助套筒轻轻均匀敲击套圈而装入。装内圈于轴上内外圈上同时受力2、温差法将轴承放在油池中加热至80℃～100℃，然后取出套装在轴颈上。3、滚动轴承的拆卸拆卸轴承应借助压力机或其他专用的拆卸工具，如右图所示。对于配合较松的小型轴承，也可使用手锤与铜棒从背面沿轴承内圈四周将轴承轻轻敲出。轴承内圈的拆卸

四、滚动轴承的装拆1、熟悉滚动轴承的结构、分类、特点与应用。2、掌握滚动轴承的代号表示方法。3、理解滚动轴承的定位方法。2、掌握滚动轴承的组合设计与装拆。小结《机械零部件设计》

情境五

设计

带式输送机传动装置1、掌握常用机械零件以及简单机械传动装置的一般设计方法和设计步骤；2、掌握经验估算等机械设计的基本技能；3、提高学生的设计能力，如计算能力、绘图能力和计算机辅助设计（CAD）能力等，使学生熟悉设计资料（标准、规范、手册、图表等）的使用；4、培养学生分析和解决工程实际问题的能力，勇于创新、敬业乐业的工作作风和良好的职业道德以及团队协作精神。学习目标设计某一带式输送机传动装置：用一级斜齿（或直齿）圆柱齿轮减速器。运输机二班（或三班、单班）制连续工作，单向运转，载荷平稳，室内工作，有粉尘。减速器小批量生产，使用期限10年，运输带速度允差±5％。原始数据：运输带工作拉力F=2000N

运输带工作速度V=1.30m/s

卷筒直径D=180mm

卷筒效率设计任务书任务一带式输送机的结构分析及传动方案设计任务二电动机的选择任务三带传动设计任务四减速器设计任务五减速器装配图设计及设计说明书整理工作任务任务五工作任务减速器装配图设计及设计说明书整理1、学会装配图和零件工作图的设计；2、学会编写设计说明书。学习目标主要内容1、减速器装配图和零件工作图的设计；2、带轮零件工作图设计；3、学习编写设计说明书。1、减递器装配工作图设计内容

减速器装配工作图表达了减速器的设计构思、工作原理和装配关系，也表达了各零件间的相互位置、尺寸和结构形状。一般应包括以下四方面内容：（1）完整、清晰地表达减速器全貌的一组视图；（2）必要的尺寸标注；（3）技术要求及调试、装配、检验说明；（4）零件编号、标题栏、明细表。一、减速器装配图的设计2、减速器装配工作图的一般设计步骤：

（1）设计装配工作图的准备（准备阶段）；（2）初步绘制减速器装配工作草图（第一阶段）；（3）减速器轴系零、部件的设计计算（第二阶段）；