第2章 保护轻载传动设计方案的分析与确定
2.1 工作原理的分析与选择
保护轻载传动的转矩限制器有八种。 现在选四种作为方案对比.。臂支撑滚子结构离合器、锥型离合器结构、带和销轴结构离合器、圆环滚子结构离合器。
2.1.1臂支撑滚子结构离合器的工作原理：
臂支撑槽内的滚子，该槽横跨安装在对接轴两端的两个圆盘（前盘和后盘），弹簧使滚子保持在槽内，但是过大的转矩迫使它们出来。利用弹簧的拉力使滚子保持在滚子槽里面，当传动遭遇大扭矩的时候，滚子的离心力就大，拉动弹簧，慢慢脱落滚子槽，当滚子完全脱落滚子槽的时候，滚子随着弹簧掉落，离合器的前盘和后盘的传动被切断。起到保护轻载的作用。
2.1.2锥型离合器结构的工作原理：
锥形离合器是通过锥形轴和齿轮上的锥形中心孔相配合而成。通过拧紧螺母压缩弹簧来增加传动转矩的能力。“圆锥离合器”是离合器一种，作用与“圆盘离合器”相同，是以构件的形状区分命名。圆锥离合器是以圆锥代替圆盘，当两个锥面通过摩擦来转递扭矩。由于楔作用和作用面积增大的原因，圆锥离合器传递的扭矩比圆盘离合器更大。靠轴向小推力能产生锥面大接触压力，从而产生大摩擦力，形成足够的扭矩的原理。主要依靠圆锥轴1与锥套2之间的锥面产生摩擦力，轴带动带锥套的齿轮或带轮旋转。当出现大的扭矩的时候，锥面会产生摩擦打滑，传动逐渐中断，使用调整螺母4可以压紧弹簧3，从而控制锥面之间的摩擦大小。如图2-2.。
1.圆锥轴 2.齿轮或带轮本体 3.弹簧 4.锁紧螺母
图2-2锥型离合器结构的工作原理
2.1.3带和销轴结构离合器的工作原理：
缠绕在四个销轴的柔性带只传递最轻的载荷，为了确保带和每一个销轴接触，外面的销轴比里面的销轴要小一些。工作原理是前轴和后轴依靠滚子（销子）传动扭矩，销子在前轴和后轴的槽子里，一共有4到5个销子，它们都通过柔性带，当做保持架，保持销子不脱落，当当传动遭遇大扭矩的时候，滚子的离心力就大，拉动柔性带，慢慢脱落滚子槽，当滚子完全脱落滚子槽的时候，滚子随着柔性带掉落，离合器的前轴和后轴的传动被切断。起到保护轻载的作用。如图2-3.。
图2-3 带和销轴结构离合器结构的工作原理
第3章 螺旋输送机总体设计方案的分析与确定
3.1输送物料的运动分析
物料在旋转输送机中的运动，不随螺旋体转动，而只在旋转的螺旋叶片推动下沿螺旋向前移动。物料颗粒在输送过程中，物料的运动由于受旋转螺旋的影响，物料的运动并非是单纯的沿轴线作直线运动，而是在一直复合运动中沿螺旋轴运动，是一个空间运动。
当螺旋面的升角a在展开的状态时，螺旋线用一条斜直线来表示，则旋转螺旋面作用于半径为r(离螺旋轴线的距离)处的物料颗粒A上的力为乓。由于磨擦的原因，凡的方向与螺旋线的法线方向偏离了OP角。此力可分解为切向分力P,j和法向分力P,6。如图2.1所示。
图3—1 物料颗粒受力分析图
图中φ角是由物料对螺旋面的摩擦角P及螺旋表面粗糙程度决定的。对于一般冲压而成或经过很好加工的螺旋面，可以不考虑螺旋表面粗糙程度对v角的影响，此时可取φ≈α。
物料颗粒A在合力P合的作用下，在料槽中进行复杂的运动，即具有圆周速度和轴向速度，其合成速度V合，图2.2表示了其速度的分解。
图3—2 物料颗粒速度分解图第5章 锥形离合器零部件设计
5.1锥形离合器弹簧的设计
在锥形离合器结构的转矩限制器中,弹簧起的作用是依靠螺母的锁紧,提供弹簧力压紧齿轮或带轮本体,进而改变齿轮或带轮本体的锥面与圆锥轴的锥面之间的摩擦力,从而起到调整锥形离合器的扭矩的作用。如图（5-1）。
第6章 锥形离合器零部件工艺设计
工艺是生产过程中的程序,方法和技巧,它体现了生产活动中的技术水平，我们所谓的工艺流程就是是在同时顾及安全和经济两种因素的同时，结合我们的设计思想，作出的一个更合理性的，更符合现状和未来发展的生产方法的一系列顺序操作。
锥形离合器的零部件在设计出来之后，需要加工制造将这些零件制作出来，然后安装在螺旋输送器上面。要制造这些零件，就必然涉及到编制这些零件的工艺，并跟踪零件的工艺制造出零件，装配并试验。工艺的编制方法是根据零件图上的精度和表面粗糙度的要求编制的。
6.1锥形离合器弹簧的设计
弹簧生产工艺
弹簧的生产工艺就是根据弹簧的使用要求制定的满足产品所必需的特性的一系列生产方法。 一般的工艺流程为：
绕制成型——热处理——端面处理（可选）——强化处理（可选）－热处理（可选）——表面处理（可选）。
一、成型
普通压缩弹簧的加工制造分冷成型和热成型两种加工工艺。 首先介绍弹簧冷卷工艺：一般弹簧钢丝线径小于16mm的时候，考虑成本及加工的批量性，采用冷成型工艺。加工设备有进口、国产各种绕簧机，像台湾的自如行，洛阳的机床厂以及一些自制设备。 当材料大于一定的规格，冷成型加工设备无法满足要求时，或者材料的加工特性要求，比如耐热弹簧钢，采用热成型工艺，即将弹簧材料加热到一定温度后在进行成型加工。该设备一般采用进口设备，较好的是德国、英国企业制造的，造价很高。国内一些小规模的企业采用普通车床改制。
二、热处理
弹簧的热处理一种是去应力退火，对于冷拔碳素弹簧钢丝、油淬火回火钢丝，具备了弹簧加工所需要的强度，，但需要消除绕制产生的残余应力，稳定弹簧尺寸，提高钢丝的抗拉强度和弹性极限。。 还有一种钢丝强度很低，需要对绕制的弹簧进行淬火、回火处理。
三、端面处理
为了保证压缩弹簧的垂直度，使两支承圈的端面与其他零件保持接触，减少挠度，保障主机特性，一般压缩弹簧的两端面均要进行磨削加工。一般均采动磨削处理。
四、强化处理
为了使弹簧表层产生与工作应力相反的残余应力，提高弹簧的承载能力、使用寿命，在加工制造过程中采取的一些强化措施，比如强压、立定处理、喷丸处理
五、表面处理：电泳漆、喷塑、电镀等
为了提高弹簧的耐腐蚀能力，或者美观性，对加工后的弹簧表面进行处理。常用的表面处理有电泳漆、喷塑、电镀等
综上所述，本文弹簧的工艺为：绕制成型（冷成型）——热处理——端面处理——强化处理－热处理——表面处理。
6.2锥形离合器锥形轴的工艺设计
6.1.1锥形离合器锥形轴毛坯的选择
因为离合器的锥形轴是非标零件，而且又是单件小批量生产，所以毛坯的材料为45钢的圆棒料，棒料直径要比轴的最大直径51mm要大，取直径为55mm。
6.1.2锥形离合器锥形轴粗精加工的划分
由图可知，其余表面粗糙度为12.5um，这些表面就是毛坯面，不需要加工。而表面粗糙度为6.3um的表面就需要粗加工，即粗车，而锥面的表面粗糙度为1.6um，配合精度比价高，所以，需要采用精车，或者是粗磨。
6.1.3锥形离合器锥形轴工艺方案的设计
根据以上所述，制定了加工方案如下：
1毛坯检查→2 粗车直径为51的外圆及端面→3粗车直径为30的外圆及端面→4粗车圆锥面→5粗车直径为6螺纹杆→6 攻丝M6的螺纹→7精车圆锥面→8倒角→9去毛刺→10检查零件尺寸和精度是否合格
1.圆锥轴 2.齿轮或带轮本体 3.弹簧 4.锁紧螺母
图5-1锥型离合器结构的工作原理
