聯軸器設計及相關技術研究【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 聯軸器設計及相關技術研究 摘要： 機床在機械行業(yè)的發(fā)展中是一種必不可少的工具，隨著社會的發(fā)展機床各項技術的研究對于國防事業(yè)的穩(wěn)定有著不可估量的重大意義，是我國經濟發(fā)展的重要標志，在連接機床的連接件中，聯軸器更是處于核心的部位，影響著主要機床的性能。判斷一個機床的好壞更重要的是聯軸器的好壞，因此我覺得研究聯軸器很有必要。 聯軸器可以傳遞很大的功率，壽命長，結構簡單，適用于高速大功率機組。足夠的強度和剛度是他的基本條件，用以保證連接件，在各種各樣的載荷情況下都能正常運行。我的畢業(yè)設計研究的就是 3 種彈性聯軸器， 他們分別是： 性注銷聯軸器，梅花形 性聯軸器， 膜片型彈性聯軸器 本次論文的主要研究內容如下： （ 1）首先對彈性連軸器做一個整體的簡介，通過 查閱相關的國內外文獻、設計資料、有關專利文獻等 ，了解聯軸器的國內外發(fā)展現狀，在這個基礎上設計3 種彈性聯軸器； （ 2）首先對 性連軸器做一個簡單的概述，提出了對這種聯軸器在使用時出現的問題，并且針對該問題進行改正和修正，達到很好的效果； （ 3）其次對梅花形 性聯軸器的的工作原理做相關介紹，結合其他的相關資料對其材料進行選擇，最終選擇其材料和金屬的 粘結方式，因為這關系到聯軸器的正常使用； （ 4）最后對 膜片彈性連軸器進行簡單的介紹，通結合國內外的資料，對其進行材料的選擇和整體的結構設計，最終達到理想的效果。 關鍵詞： 柱銷聯軸器；梅花聯軸器；雙膜片聯軸器；創(chuàng)新技術 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 It is an as a of of to a is at a of is on to to is of he of as (1) of do a a of of of on of (2) L do a of of be to (3) K2 to of as it to of (4) LD at 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 錄 摘要 . . 目錄 . 1 緒論 . 1 題的研究背景 . 1 內外聯軸器的研究現狀 . 1 內的研究現狀 . 1 外的研究現狀 . 2 內外的研究現狀對比 . 2 究的內容及意義 . 3 究的內容 . 3 究的意義 . 研究的意義 2 性注銷聯軸器的工作原理和改進設計 . 4 性聯軸器的概述 . 4 L 彈性注銷聯軸器的工作原理 . 4 L 彈性注銷聯軸器存在的問題 . 5 L 彈性注銷聯軸器的改進設計 . 5 3 梅花形 性聯軸器的工作原理和結構設計 . 7 花形 性聯軸器的工作原理 . 7 花形 性聯軸器彈性的材料選擇 . 7 性聯軸器彈性材料與金屬的粘結 . 8 4 膜片彈性聯軸器的選型與結構設計 . 10 膜片彈性聯軸器簡介 . 10 膜片彈性聯軸器材料選擇 . 11 膜片彈性聯軸器的整體設計 . 11 總結 . 13 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 V 參考文獻 . 錯誤 !未定義書簽。 致謝 . 16 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 1 緒論 題的研究背景 聯軸器產品分剛性、彈性、撓性及萬向聯軸器等 40 多個系列上百種規(guī)格。廣泛用于冶 金、礦山、起重運輸、石油化工、造紙、通用等行業(yè) 1。并先后在首鋼、武鋼、寶鋼等大型企業(yè)中使用，為國內眾多鋼廠的大型設備國產化提供了技術和設備的有力支持。 隨著人類社會科技的不斷提高，大功率、高精度等機械設備也迅速發(fā)展，各種機械設備對聯軸器也提出了更新的要求。如：除了基本的傳遞轉矩或運動外，還要求具有補償偏移 、 提高傳動效率 、減震、緩沖、提高傳動精度等。針對各式各樣的機械設備提出不同的要求。 因此，本次本課題就是要進行聯軸器的設計，并且盡可能的克服目前聯軸器存在的普遍缺陷。 內外聯軸器的研究現狀 聯軸器是機 械零部件的重要部分 ,是機械行業(yè)普遍通用的機械零部件 ,適用于交通運輸、航天航空、船舶機械、等人們生活中的各行各業(yè)。其最基本的功能是傳遞運動和動力。不同的聯軸器使用的場合不同 ,當然力矩和轉速也肯定不同。以離合器和聯軸器為例來說明 ,他們使用場合不同 。 離合器最主要的是片式離合器，近些年又出現了氣胎離合器、錐體離合器、液粘調速離合器、彈性離合器。聯軸器也由開始的柱銷聯軸器漸漸發(fā)展到今天彈性聯軸器。 內的研究現狀 我國聯軸器主要經歷了四個階段：第一階段是上世紀五、六十年代，主要是自給自足，自己制造一些聯軸器，但是功率 小，品種少，不成規(guī)模；第二階段是上世紀的七、八十年代，隨著對外開放，專利技術的引進和國外的先進設備的使用，對聯軸器的發(fā)展起了推動作用；第三階段是上世紀八十年代到本世紀初，經過 20 年的發(fā)展，國內的聯軸器基本能夠滿足市場需求，已形成聯軸器產業(yè)化；第四階段是二十一世紀至今，隨著科技發(fā)展，國內自主研發(fā)和創(chuàng)新能力的不斷提買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 高，我國聯軸器行業(yè)高速發(fā)展，從而使聯軸器的發(fā)展與國際接軌，在某些個別的技術上甚至遠遠超過國際標準。 我們對彈性聯軸器的真正研究是從上世紀 70 年代開始的，我們的的彈性聯軸器是建立在國外聯軸器的基礎上，然 后根據自己的需要改進而成。如 輪胎式聯軸器，是第一重機的系列產品； 列高彈性橡膠聯軸器是我國位列第一的高彈性橡膠聯軸器 品；。由我國研制的新型高性能聯軸器是彈性柱銷聯軸器，它集中現有聯軸器的所有優(yōu)點。國內目前設計的好多聯軸器都已達到國內標準，有的已達國際標準甚至超越標準。 外的研究現狀 國外聯軸器的研究較早，生產的聯軸器也很專業(yè)，生產的聯軸器技術含量高，滿足重機配套的需要，加工先進，尤其是注重技術開發(fā)和技術進步。 彈性聯軸器的功能在于傳遞扭矩，補償主、從動軸的中心位移；緩沖和吸振。而高彈性聯軸 器更是傳動性能優(yōu)良，品種繁多，廣泛應用于重機中 2。非金屬彈性元件也就是彈性聯軸器的彈性元件在受剪切并壓縮狀態(tài)下依然可以傳遞扭矩。有點是：彈性模量變化范圍大，容易得到不同的剛度，以及內摩擦大、單位體積存儲的變性能大，沒有機械摩擦和滑動，不需要潤滑等優(yōu)點。橡膠是聯軸器采用的非金屬彈性材料中應用最多的材料。 國外自上世紀 50 年代就開始對橡膠彈性聯軸器進行生產和研究，如德國研制了伏爾康新型聯軸器；澳大利亞研制的新型聯軸器在輪船上取得了良好的效果；日本生產的輪胎式聯軸器，其彈性元件由尼龍線布制成；例如壓縮應力型聯軸器就是借助于變形應力去實現扭矩傳送，所以這樣的聯軸器用于正反方向運行，啟動次數多，斷斷續(xù)續(xù)運轉的機器非常適應；國外的各種聯軸器已經發(fā)展的非常的成熟，包括有些我們所不及的，也可以進行借鑒和考量。 內外的研究現狀對比 國內聯軸器的技術水平，結構型式和技術參數還有性能指標，大部分可以達到國外同類產品的水平；但從加工精度和使用壽命相差很大。主要是因為國內的加工設備陳舊，加工精度差所導致的。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 國內的彈性聯軸器的研究也取得了一些進展，特別是在產業(yè)化等方面。為了實現不同的環(huán)境下，聯軸器能夠滿足降噪、長壽命、減振、大轉 矩的要求，同時，為了維修和避免共振。目前，國內的對彈性聯軸器研究方向主要是采用新材料、采用新結構、采用新技術、采用新的計算方法，計算機的發(fā)展，也促進了計算方法的發(fā)展和應用 3。 究的內容及意義 究的內容 本文主要的目的是學習和掌握聯軸器的有關知識，了解數控機床電機、絲杠鏈接用彈性聯軸器設計的關鍵技術及發(fā)展現狀；了解數控機床高速進給運動對彈性聯軸器的要求；總結彈性聯軸器的設計要點、技術關鍵及發(fā)展方向；最后提出彈性聯軸器設計的發(fā)展方向； 本文的主要研究內容如下： （ 1）結合資料設計三種彈性聯軸器，然后對其 做詳細的介紹； （ 2） 性連軸器的介紹； （ 3）梅花形 性聯軸器的相關介紹； （ 4） 膜片彈性連軸器的介紹； （ 5）對彈性連軸器的現在和未來做簡單的預測 究的意義 本課題研究的意義是對彈性聯軸器進行結構設計，預期的結果是承載能力好，抗緩沖能力強，使用壽命長。該聯軸器減振效果要好，適用于機床行業(yè)中。本文主要是結構的設計，讓其基本符合機床中采用電機主軸和滾珠絲杠的連接，本次的設計既是對以前聯軸器的繼承，又是希望對聯軸器的行業(yè)產生哪怕一點點的影響，只要可以克服聯軸器的固有缺陷，就能達到我這次的畢 設能力要求。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 2 性柱銷聯軸器的工作原理和改進設計 性聯軸器的概述 彈性聯軸器主要是擁有彈性元件，彈性元件能夠補償兩軸的相對位移，并且能夠緩沖和吸振的作用 4。 在機械運動過程中，傳動軸系的運動會引起載荷的變化，如電機轉速不穩(wěn)定、載荷的突變和周圍環(huán)境的不穩(wěn)定引起載荷的變化。載荷的變化分為周期載荷、無規(guī)律變化的載荷和沖擊載荷，而彈性聯軸器恰恰由于剛度和阻尼，可以適應載荷的波動，具有緩沖和減振功能。 聯軸器的剛度包括軸向剛度、徑向剛度、和扭轉剛度。而在實際工程中大部分由于因為扭矩波動引起扭轉振動 的，所以最主要的是剛度和扭矩對聯軸器的影響。在平常情況下，軸系傳動中其他部件的剛度比較大，所以用聯軸器的扭轉剛度作為傳動軸系的扭轉剛度的標準。 彈性聯軸器的扭轉剛度不變的是等剛度聯軸器，轉角和轉矩成線性。當剛度可變時是變剛度聯軸器，變剛度聯軸器的剛度隨扭矩增大。變剛度聯軸器主要通過改變固有頻率來避免共振。 彈性聯軸器的兩大功能就是緩沖和減振，但不是在任何情況下都能產生減振有時會增加振動。所以，只有在聯軸器可協調時的情況下，才能產生減振的效果。 L 彈性注銷聯軸器的工作原理 性柱銷聯軸器適用于機械聯接兩同軸線的傳動軸，通常用于啟動頻繁的高低速運動，傳遞公稱扭矩為 40 柱銷通常采用尼龍制成，有補償兩軸線偏移能力的功能，但是補償能力不大。注銷放在兩半聯軸器凸緣孔中 ,通過柱銷把兩半聯軸器連起來。當出現磨損或著出現較大的剪切力距超過其受力極限時 ,柱銷便會因為力矩而切斷 , 起到保護兩個半聯軸器的作用。 性柱銷聯軸器中在為了防止柱銷脫落 ,在半聯軸器的兩邊 ,用螺釘固定了兩個半環(huán)形擋板以防止注銷的脫落。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 彈性柱銷聯軸器結構造型簡單并且維護保養(yǎng)方便、因其對稱可互相 交換使用 ,減小了其磨損，增加了其抗疲勞性。允許有比較大的軸向運動 ,具有緩沖、減震、耐磨等。其二維圖圖圖 2示： 圖 2L 彈性注銷圖紙 L 彈性柱銷聯軸器存在的問題 彈性柱銷聯軸器用的是銷軸擋板和螺釘固定防止在工作狀態(tài)下影響機器性能。每次更換銷軸時 ,必須要重新安裝螺釘 ,所以在現實中顯得比較繁瑣 ,而且螺釘也容易斷裂在螺孔中 ,所以經常出現螺釘斷裂的問題 ,有時甚至會影響正常生產或者說不能使用。 L 彈性注銷聯軸器的改進設計 針對 彈性柱銷聯軸器最初的設計中存在的問題 ,我對型彈性柱銷聯軸器的擋銷結構 進行了改進設計。如圖 2示 : 圖 2進的 性柱銷聯軸器 現將改進措施做一一的介紹： 是直徑要不一樣 ,這樣就去除了最初設計買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 的左側擋板。在對軸銷進行更換時 ,軸銷可通過小孔從右側滑出。 凹槽位于凸緣孔周徑的中心位置。當更換新的軸銷時，就替代了擋板起到擋銷作用。 本次改進設計對聯軸器技術參數均沒有發(fā)生任何變化。但我相信，本次的改 進可以使螺釘斷裂的問題不再存在 ,而且使得維修方便、效率提高，值得推廣。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 2 梅花形 性聯軸器的工作 原理和結構設計 花形 性聯軸器的工作原理 橡膠聯軸器主要是通過彈性體承受擠壓或嚴重壓縮變形來傳遞扭矩，能夠補償角向位移，并且有減振、降低噪音的效果 5。有鑒于此，設計出一種梅花形 聯軸器具有梅花彈性圈而擁有較高的剛度，減振效果特別好，補償位移很大等特點。 各種各樣結構形式的橡膠原件，在使用時傳遞扭矩也不同，主要包括剪應力和壓縮應力元件。對于擠壓型聯軸器來說梅花形聯軸器是典型的聯軸器，如橡膠元件通過相互擠壓來傳遞扭矩。其實物圖如 3示： 圖 3花形聯軸器實物圖 梅花聯 軸器是由一個梅花狀的彈性原件放在兩個半聯軸器之間，用來確定兩個半聯軸器的連接。他是通過鍵的形式與彈性圓環(huán)之間的相互壓迫傳遞動力，通過彈性環(huán)生成的彈性變形可以補償兩軸之間的相對位移，來實現減小振動功能和緩沖載荷的功能。梅花形彈性聯軸器的優(yōu)點是：零件數量特別少，尺寸小方便制造，裝備和拆卸時沿著軸向移動的兩個半聯軸器。 花形 性聯軸器彈性的材料選擇 彈性聯軸器的彈性元件有很多，列如橡膠彈性元件、聚氨酯彈性元件和尼龍。 橡膠：（ 1）彈性變形量非常的大，不同的橡膠擁有不同的彈性模量；（ 2）可以儲存的變性能非 常大，擁有較好的阻尼性，可以緩和突然沖擊并且衰減振動效果很好；（ 3）可通過硫化的方式保持橡膠與金屬面之間的粘合，以此來防止橡膠買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 墊的滑脫。 聚氨酯彈性元件：具有高彈性、高硬度、高耐磨性，它的耐磨性是其他的 8倍，耐化學性良好。耐熱性不行，最高工作溫度只有 80，是聚氨酯彈性體所欠缺的。目前在彈性聯軸器中應用較多。 尼龍彈性元件：有彈性，具有兼有較高的耐磨性，尼龍的強度比較高，化學穩(wěn)定性、耐油性和耐熱性也非常好。但是尼龍在彈性方面不如橡膠。主要用于對緩沖和吸振要求較低的地方。 綜合以上的信息對比，選用橡膠作為 性聯軸器的彈性材料，橡膠材料的力學性能差別加大。橡膠硬度低的則承載能力不高；橡膠硬度高的缺乏彈性，易產生塑性變形。綜合對比考慮之下，我們用硅橡膠材料作為彈性元件。硅橡膠的硬度合適，且硅橡膠具有較好的耐熱、耐老化性能。 性聯軸器彈性材料與金屬的粘結 對于金屬和橡膠兩種不同的材料，硫化粘結可以將其很好地粘結到一起。橡膠 要是膠粘劑滲入到金屬表面空隙內與金屬進行粘結，并排除雜質的吸附 ,然后產生橡膠與金屬之間的相互作用，最終給以產生足夠的粘接強度；膠粘劑與橡膠 之間通過分子作用實現粘接；同時，三者之間也發(fā)生化學反應，從而使橡膠和金屬牢牢地連接在一起。 金屬表面的加工決定橡膠與金屬是不是很牢固地結合在一起。 獲的較好粘結強度另一個因素是獲得良好的粘結界面。粘結界面清潔、耐蝕，那么他的附著力就好。所以粘結過程的好壞對粘合性能有著直接的巨大影響。另外彈性聯軸器所處的周圍環(huán)境的溫度和濕度，風力的大小等對粘結性能也有關系。在粘合施工前將粘結劑中的溶劑必須一定要全部揮發(fā)完，因為粘結劑會對粘合性能將產生非常不利的負面影響。 橡膠 中最常見的失效類型主要有以下 4 類： （ 1）膠粘劑自身內部的過期失效； （ 2）橡膠與膠粘劑之間發(fā)生不該發(fā)生的化學反應失效； 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 （ 3）膠粘劑與金屬間發(fā)生反應破壞； （ 4）橡膠自身內部破壞失效； 我們就只對粘接破壞而言，大部分情況下橡膠 00%橡膠本體破壞。所以只要橡膠的成分和生成配方合理，即使橡膠破壞時，我們更換完橡膠以后又是可以使用的。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 3 膜片彈性聯軸器的選型與結構設計 膜片彈性聯軸器簡介 膜片彈性聯軸器主要由左右兩個半聯軸器、膜片組、中間體、螺栓、防松螺母等一系列零部件組成，常見結 構如圖 4示： 圖 4膜片聯軸器實物圖 他的工作原理是轉矩從半聯軸器的兩邊輸入，膜片組是由旋轉強度通過螺栓把轉矩傳送給他的，中間體上是通過通過旋轉傳輸傳達，相同的轉矩通過中間體傳送到達另一個端面，最后才能輸入轉矩。 膜片彈性聯軸器膜片常用的結構有輪輻式、圓環(huán)式、連桿式、多邊式、束腰式。其示意圖如圖 4示： 圖 4片的各種形式 輪幅式和連桿式是最初時設計的形式，圓環(huán)式相對來說，結構比較簡單，但柔性相對來說較差，目前多邊式和束腰式的膜片是最常用的。特別是束腰式螺栓孔周圍應力非 常的低，離心力又是特別的小，去除多余的質量，轉速還可大幅度的提高。但是我們這次采用的膜片如圖 4示： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 圖 4片的二維圖 膜片聯軸器兼有剛性聯軸器和彈性聯軸器的優(yōu)點，他的優(yōu)點如下： （ 1）片式避免了齒式聯軸器的滑移或滾動摩擦接觸，所以無需潤滑，這大大的省去了復雜的滑油系統(tǒng)和更換潤滑油； （ 2）使用壽命長； （ 3）采用非對中的形式，適應能力超大，一般是齒式的十倍； （ 4）產生的軸向推力非常小，基本上只有齒式的十幾分之一； （ 5）膜片聯軸器傳動效率高于彈性柱銷聯軸器，還有有節(jié)能作用； （ 6）膜片聯軸器適應能力強于彈性柱銷聯軸器在偏轉，彈性圈經常發(fā)生損壞現象，而膜片聯軸器基本無損壞現象； （ 7）膜片聯軸器具有良好的減振作用。 膜片彈性聯軸器材料選擇 膜片在跟隨聯軸器轉動的過程中受到的主要是拉應力和壓應力，以及在三向位移受到的高周循環(huán)疲勞應力。為了適應各種艱難的工作環(huán)境，雙膜片彈性聯軸器有常規(guī)型、耐腐蝕型、耐熱型和耐高周疲勞型四中。他們的基本結構都一樣，主要區(qū)別在于膜片材料不一樣，常規(guī)型的照片材料采用 1H 冷軋不銹鋼帶，耐腐蝕型膜片材料采用 904L 不銹鋼帶，耐熱型膜片 材料采用 15 5淀硬化不銹鋼帶，耐高周疲勞型膜片材料采用 H 不銹綱帶。 膜片彈性聯軸器的整體設計 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 這里的設計標準 1991中 以配合機床自身的主軸和滾珠絲杠要求進行設計 6。裝配在電機和絲杠間的雙膜片彈性聯軸器，要想到電機運行的條件，裝配等要求。通常與電機高速軸聯接的左半聯軸器采用平鍵聯軸器；膜片采用膜片組，每組兩片，單個膜片厚度為 2右，中間體采用絕緣的橡膠結構，與滾珠絲桿相連接的右半聯軸器采用無 鍵聯軸器。通過上面的選型用 其進行整體的設計，設計圖形如圖 4示： 圖 4膜片彈性聯軸器 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 總結 本文主要是研究了 3 種彈性連軸器的設計，聯軸器的種類很多，按不同的方法有不同的分類，每種彈性連軸器的性能又不相同，故本次研究了 3 種，現將所做的報告做如下的回報 （ 1）首先對彈性連軸器做一個整體的簡介，讓大家了解聯軸器，并且了解聯軸器的國內外發(fā)展現狀，在這個基礎上設計 3 種彈性聯軸器； （ 2）對 性連軸器做一個簡單的概述，對這種聯軸器出現的問題進行改正和修正，并且達到很好的效果； （ 3）對梅花形 性聯軸器的的工作原理做相關介紹，對其材料進行選擇，選擇其材料和金屬的粘結方式； （ 4）對 膜片彈性連軸器進行簡單的介紹，對其進行材料的選擇和整體的結構設計。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 參 考 文 獻 1 周明衡 北京 :化學工業(yè)出版社 ,2001 2 施高義 ,周培德 ,翟東升 北京 :機械工業(yè)出版社 ,2000 3 洪慶章 ,劉清吉 ,郭嘉源 學范例 北京 :中國鐵道出版社 ,2002 4 博嘉科技 會與貫通 北京 :中國水利水電出版社 ,2002 5