【正文】 各種工作機(jī)構(gòu)的零部件的制造精度越來越高，這就使得其對載荷不穩(wěn)定比較敏感，甚至載荷的輕微波動都會使得機(jī)械的整體工作性能受到較大的影響，這就對主動機(jī)的運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性要求也越來越高。但是，當(dāng)原動機(jī)在啟動時，這兩個要求是相互矛盾的，甚至是對立的。這是因為在剛剛啟動時，由于原動機(jī)要逐漸加速，慢慢達(dá)到其工作機(jī)要求的額定轉(zhuǎn)速，而啟動時間往往都比較短，瞬時加速度是很大的。而工作機(jī)（負(fù)載）的反應(yīng)又比較慢。就會對工作機(jī)產(chǎn)生較大的沖擊，難免會對其造成一定程度的損害，降低了工作機(jī)的壽命，進(jìn)而降低了企業(yè)的上產(chǎn)利潤，這對企業(yè)生產(chǎn)是不利的。機(jī)械軟啟動裝置漸漸在各行各業(yè)得到比較廣泛的應(yīng)用，因此近幾年來機(jī)械的軟啟動性能也越來越受到人們的廣泛關(guān)注。 國內(nèi)外軸向摩擦偶合器的研究現(xiàn)狀國內(nèi)外軸向摩擦偶合器的研究現(xiàn)狀概述近年來，隨著機(jī)械類偶合器行業(yè)的發(fā)展，各種偶合方式的頻頻出現(xiàn)，摩擦作為一種傳動方式也利用到了偶合器的發(fā)展行業(yè)，慢慢出現(xiàn)了徑向摩擦偶合器，軸向摩擦偶合器，這兩種摩擦偶合器相比較而言，前者相對來說是發(fā)展較快的一種偶合器。軸向摩擦偶合器的發(fā)展稱得上是剛剛起步。目前國內(nèi)真正生產(chǎn)反饋控制軸向摩擦偶合器的廠家是幾乎沒有的。只有很少的廠家生產(chǎn)無反饋式的軸向摩擦偶合器，如，上海祥樹歐茂機(jī)電設(shè)備有山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文2限公司生產(chǎn)的摩擦偶合器， 該廠家是生產(chǎn)離合器的，但現(xiàn)在為了擴(kuò)大市場，也開始生產(chǎn)摩擦偶合器的產(chǎn)品。同時與其實力相當(dāng)?shù)倪€有深圳市友盛精密機(jī)械有限公司， 該公司也生產(chǎn)偶合器，以及蘇州安固科技等。但是在國內(nèi)對于反饋控制軸向摩擦偶合器的生產(chǎn)廠家還沒有，幾乎是不存在的。不過很多有志之士，機(jī)械工業(yè)協(xié)會等研究所的很多研究人員都在致力于這種產(chǎn)品的研究，同時進(jìn)行相應(yīng)的試驗。都在爭取進(jìn)行深入的研究。就目前來說，有多處研究所都在研究這種偶合器產(chǎn)品。但是由于目前國內(nèi)的材料技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)等各種技術(shù)還不夠成熟，與發(fā)達(dá)國家相比還有相當(dāng)大的差距。目前我國的很多機(jī)械都是靠進(jìn)口，這其中的一個關(guān)鍵問題就是我們國家的制造工藝還相當(dāng)落后，尤其對材料的處理工藝還不夠成熟。這就造成了我們國家的機(jī)械產(chǎn)品絕大部分要靠進(jìn)口，包括電控行業(yè)也是如此。而國外的技術(shù)尤其是美、日、德，俄羅斯等發(fā)達(dá)國家的制造水平在世界上一直是處于先進(jìn)行列。軸向摩擦偶合器的制造廠家是相當(dāng)多的，其技術(shù)也是很成熟的，但是真正制造反饋控制摩擦偶合器的生產(chǎn)廠家還是很少的。他們也是生產(chǎn)無反饋的摩擦偶合器，如日本的安森三木產(chǎn)品專賣，美國NEXEN 公司，中美合資四機(jī)賽瓦公司全球供應(yīng)工業(yè) ATD 等。這就是說我們和外國的起步是相同的，所以說如果我們國家如果率先研制出了這種產(chǎn)品，這必將會增強(qiáng)我國的世界影響力，我國的綜合國力也會有很大的提高。這或許會給我們國家?guī)砗艽蟮慕?jīng)濟(jì)利益?？梢哉f這種利益是很大的。雖然目前國內(nèi)的軸向摩擦偶合器與國外的相比還是存在很大的差距的。我們堅信，只要我們經(jīng)過努力就一定能夠?qū)崿F(xiàn)這一超越，外國人能夠做到的我們國人也一定能夠做到。相信我們能夠在摩擦偶合器行業(yè)一定能夠處于世界先進(jìn)行列。摩擦材料的研究發(fā)展現(xiàn)狀與前景山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文320 世紀(jì) 70 年代中期以前，摩擦材料多采用石棉摩擦材料。70 年代以后，摩擦材料從傳統(tǒng)的石棉型材料過渡到半金屬型、少金屬型、無金屬型。摩擦材料成分：無石棉摩擦材料按使用條件可分為干式和濕式兩種。干式摩擦材料主要采用無石棉有機(jī)摩擦材料和燒結(jié)摩擦材料， 濕式摩擦材料主要采用紙基摩擦材料、石墨基摩擦材料和燒結(jié)摩擦材料。金屬基體可分為鐵基和銅基兩種, 實際上, 鐵基材料中又含有銅或銅合金。鐵基材料一般用于干式條件和重載條件下, 而銅基材料則多用于濕式條件, 承受較低或中等載荷。 發(fā)展趨勢和前景展望：目前, 國外摩擦材料的研究、應(yīng)用工作仍是從材料成分、制取方法、工藝路線和結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面出發(fā)進(jìn)行全面改革, 各國采用的方法雖然多種多樣, 但其目的仍是為了全面提高新型無石棉摩擦材料的性能, 以滿足汽車工業(yè)高速度發(fā)展的需求和社會對環(huán)境保護(hù)的要求。 就我國摩擦材料行業(yè)而言, 盡管已從過去依靠進(jìn)口發(fā)展到引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)和自行設(shè)計、研制、生產(chǎn)無石棉摩擦材料, 過去主要使用石棉摩擦材料的狀況也大為改觀, 但目前與國外相比仍存在較大的差距。目前, 國內(nèi)外已開發(fā)研制了多種無石棉汽車摩擦材料以及許多先進(jìn)的制造技術(shù)和設(shè)備, 但摩擦材料的綜合性能仍有待進(jìn)一步全面提高。為了適應(yīng)我國機(jī)械工業(yè)發(fā)展的要求和環(huán)保要求, 我國的摩擦材料行業(yè)應(yīng)加快改革, 改善管理, 改進(jìn)工藝, 調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu), 提高產(chǎn)品質(zhì)量,大力開發(fā)新型無石棉摩擦材料, 積極參與國際競爭。我國摩擦偶合器的發(fā)展現(xiàn)狀為了降低成本，軸向摩擦偶合器所使用的摩擦片往往是標(biāo)準(zhǔn)的摩擦片，因為這樣可以大大縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期并降低產(chǎn)品的制造成本。摩擦片大多根據(jù)使用場合的不同而被設(shè)計成各種不同式樣，但由于工作條件惡劣，磨損嚴(yán)重，因此需要量大。目前，有許多小型企業(yè)瞄準(zhǔn)了這個市場，但由于設(shè)備山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文4條件的限制，在生產(chǎn)工藝中須采取一些措施才能快速、經(jīng)濟(jì)地制造出來。目前國內(nèi)的摩擦片主要有以下幾種：總體可分為金屬型、非金屬性和半金屬性三種。金屬型又可以分為以下四種：①淬火鋼摩擦片；如 15 號等低碳鋼滲碳淬火后硬度達(dá)到 56～62HRC 和 465Mn 等中碳鋼淬火回火硬度達(dá)到35～45HRC。其性能和特點是：具有良好的耐磨性、導(dǎo)熱性和表面貼合性、強(qiáng)度高，但高溫時的耐磨性差，并易擦傷對偶表面，一般用于制造在潤滑油中工作的濕式摩擦片。與淬火鋼、青銅等材料等配對工作，用于制造摩擦盤、超越離合器的滾柱和楔塊等。②青銅摩擦片；如 ZCUSn5Pb5Zn5 等。其特點是：具有良好的耐磨性、跑合性和耐腐性，并有較高的強(qiáng)度，可制成摩擦片或摩擦盤，在有潤滑或無潤滑條件下與淬火鋼或鑄鐵配對工作。③鑄鐵摩擦片；如 HT200、HT250 等，其特點是：具有較好的耐磨性，也有一定的強(qiáng)度和抗膠合能力，但不耐沖擊，適宜于中、低速和輕載工況下，制成較厚的摩擦片或摩擦盤，在干式或濕式的條件下與淬火鋼或青銅配對使用。④粉末冶金摩擦片；包括鐵基粉末冶金和銅基粉末冶金等，其特點是：具有相當(dāng)高的摩擦系數(shù)（鐵基干式可達(dá) ～，銅基稍低，但穩(wěn)定少變，接合平穩(wěn)），并有良好的導(dǎo)熱性和耐熱性（其許用工作溫度可達(dá) 560℃），工作可靠。此外還具有相當(dāng)高的強(qiáng)度和良好的耐磨性，其許用強(qiáng)度高于其他的摩擦材料，可用作摩擦片襯片或摩擦塊，在濕式或干式條件下與鋼或鑄鐵配對使用，用于重載或高速工況。 燒結(jié)金屬摩擦材料是以金屬及其合金為基體，添加摩擦組元和潤滑組元，用粉末冶金技術(shù)制成的復(fù)合材料，是摩擦式離合器與制動器的關(guān)鍵組件。它具有足夠的強(qiáng)度，合適而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，工作平穩(wěn)可靠，耐磨及污染少等優(yōu)點，是現(xiàn)代摩擦材料家族中應(yīng)用面最大、量最大的材料。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文5 發(fā)展方向：現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的迅速發(fā)展對摩擦材料提出了越來越高的要求，為了適應(yīng)這種需要，機(jī)理研究和基礎(chǔ)試驗工作一直沒有停頓過，對新型摩擦材料的研究也將是今后摩擦材料發(fā)展的重點，主要是發(fā)展性能優(yōu)異、造價低廉的新型材料。新型摩擦材料的研究；一個值得注意的趨勢是為了適應(yīng)不同的工況，已研制和發(fā)展了一些新型摩擦材料，如紙基、半金屬、碳基等摩擦材料。雖然這些材料不屬于粉末冶金范疇，但是它們同屬于摩擦材料領(lǐng)域。因為這些材料的制造設(shè)備、制造工藝、測試方法、設(shè)計依據(jù)、所用原材料等有相通和類似之處，所以已有越來越多的粉末冶金摩擦制品企業(yè)突破了現(xiàn)有的粉末冶金行業(yè)界線，逐步地向摩擦制品，即按大產(chǎn)品分類的格局發(fā)展。 國內(nèi)外反饋控制軸向摩擦偶合器的發(fā)展趨勢由于反饋控制軸向摩擦偶合器較無反饋式軸向摩擦偶合器具有更好的軟啟動性能，因此將來反饋控制軸向摩擦偶合器結(jié)構(gòu)逐漸向著實用化的方向發(fā)展，從而必將呈現(xiàn)出新的發(fā)展趨勢。 反饋控制軸向摩擦偶合器的優(yōu)點與無反饋式軸向摩擦偶合器相比，反饋控制軸向摩擦偶合器具有以下諸多優(yōu)點：該裝置將啟動過程分成兩級，大大提高了軟啟動性能。具有更好的軟啟動效果，啟動時對工作機(jī)具有更好的保護(hù)作用，同時具有與硬啟動時相同的承載能力。 該 裝 置 具 有 緩 沖 和 隔 離 扭 振 的 性 能 ： 使 電 機(jī) 起 動 有 一 個 延 遲 時 間 ，緩 慢 加 速 ， 減 少 驟 然 起 動 而 引 起 的 零 件 間 的 相 互 沖 擊 。該裝置具 有 使 電 機(jī) 輕 載 起 動 性 能 ： 為 了 保 證 電 機(jī) 在 剛 起 動 時 為 空山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文6載 起 動 ， 偶 合 器 一 般 采 用 圓 柱 螺 旋 壓 縮 彈 簧 進(jìn) 行 離 心 塊 的 復(fù) 位 ， 從 而 使 電機(jī) 在 起 動 負(fù) 載 時 有 一 個 初 始 速 度 。 尤 其 是 偶 合 器 一 般 設(shè) 置 反 饋 機(jī) 構(gòu) ， 從而 實 現(xiàn) 軟 起 動 ， 所 以 起 動 時 間 短 ， 起 動 電 流 小 ， 起 動 平 穩(wěn) 。 具 有 過 載 保 護(hù) 性 能 ： 由 于 偶 合 器 靠 摩 擦 力 矩 進(jìn) 行 傳 動 ， 當(dāng) 負(fù) 載 超過 所 能 傳 遞 的 力 矩 后 ， 就 會 造 成 摩 擦 件 之 間 的 劇 烈 打 滑 ， 從 而 保 護(hù) 電 機(jī) 、工 作 機(jī) 不 受 損 壞 ， 延 長 了 機(jī) 器 的 使 用 壽 命 。 具 有 節(jié) 電 的 性 能 ： 與 剛 性 傳 動 相 比 具 有 起 動 電 流 小 和 對 電 網(wǎng) 沖 擊小 的 特 點 ， 這 在 起 動 大 慣 量 負(fù) 載 時 更 為 顯 著 。 且 具 有 使 用 壽 命 長 ， 故 障率 低 ， 不 需 特 殊 維 護(hù) 保 養(yǎng) 的 特 點 。 反饋控制軸向摩擦偶合器的發(fā)展趨勢隨著現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展，而這種沖擊載荷一般在啟動時才會產(chǎn)生，因此，這就需要整個工作機(jī)構(gòu)在啟動時能夠?qū)崿F(xiàn)柔和起動，即本文中所說的軟啟動。只有這樣才能在主動機(jī)構(gòu)和從動機(jī)構(gòu)之間實現(xiàn)較好的匹配。這對原動機(jī)和工作機(jī)都具有較好的保護(hù)作用。反饋控制軸向摩擦偶合器在國內(nèi)外可以稱得上是一種全新的課題，所以說這一課題的提出具有較高的研究價值和廣闊的市場發(fā)展前景，在國內(nèi)外都具有相當(dāng)?shù)挠绊懥?，無論對機(jī)械行業(yè)還是對各行各業(yè)都必將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，對人類社會的進(jìn)步也會產(chǎn)生一定的推動作用。為此本論文提出了這一課題。 本課題研究目的及意義本課題是在無反饋式軸向摩擦偶合器的基礎(chǔ)上提出的。隨著各種傳動技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的軟啟動技術(shù)雖然基本上能夠滿足要求，但各種工作機(jī)械都對原動機(jī)的軟啟動性能提出了更加嚴(yán)格的要求。因此，為了實現(xiàn)這一目的，在傳統(tǒng)的無反饋式偶合器的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，將整個起動加速過程分成兩級，山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文7分別通過主動級和反饋級來實現(xiàn)其功能。因此這一設(shè)計思想是具有獨創(chuàng)性的對偶合器的設(shè)計具有指導(dǎo)作用，同時對偶合器行業(yè)的發(fā)展也具有一定的貢獻(xiàn)。所以說這一課題是具有良好的發(fā)展前景的，它必將推動我國各行各業(yè)的發(fā)展。本次設(shè)計合理布置主動級的結(jié)構(gòu)（主動級結(jié)構(gòu)相對于從動級結(jié)構(gòu)對稱布置） ，連同反饋級的結(jié)構(gòu)共同而組成的完整而合理的結(jié)構(gòu)。本文根據(jù)使用要求選擇摩擦材料及離心塊的材料，選擇合理的摩擦半徑來使得結(jié)構(gòu)緊湊進(jìn)而具有了較為合理的外形尺寸。因此總的來說，這一課題的提出一方面是為了配合我國機(jī)械行業(yè)的發(fā)展而提出的，縮短我國機(jī)械行業(yè)同發(fā)達(dá)國家的差距，帶動我國民族行業(yè)的發(fā)展；另一方面也是為了使得企業(yè)獲得更高的利潤，為企業(yè)創(chuàng)造效益。本文所設(shè)計的摩擦偶合器具有更好的軟起動效果，根據(jù)其特定的使用條件以及功率等各方面的要求，選擇合適的摩擦材料和摩擦半徑，及離心塊的材料，經(jīng)過反復(fù)試算確定符合功率傳動條件的離心塊的質(zhì)量。并通過合理設(shè)計使各個零件具有良好的結(jié)構(gòu)及加工工藝性以降低制造成本。為了保證具有良好的傳動能力，主動級離心塊與端蓋的配合面是平面。機(jī)構(gòu)中的連接件等功能元件盡量選擇的標(biāo)準(zhǔn)件，這樣也可以大大降低機(jī)加工成本，同時，根據(jù)機(jī)械設(shè)計的質(zhì)量小的要求又使得各零件的結(jié)構(gòu)尺寸盡量小，這樣也縮小了整體外形尺寸使其更加緊湊。摩擦面的接觸面積較大，貼合較嚴(yán)密，傳動更加可靠。離心塊與機(jī)體的配合面為圓柱形配合面，這樣就具有了良好的工藝性和較好的運動性能。特別是近幾年來，隨著機(jī)械等各行業(yè)的較快發(fā)展，各個領(lǐng)域都對柔和啟動提出了較高的要求，對各種柔和啟動產(chǎn)品的研究也越來越受到人們的廣泛關(guān)注。同時，這也關(guān)系到我們國家的工業(yè)綜合實力的提高。我們堅信：它必將為機(jī)械軟啟動行業(yè)做出其應(yīng)有的貢獻(xiàn)，對機(jī)械軟啟動特別是偶合器行業(yè)的發(fā)展具有一定的指導(dǎo)意義。同時也將在一定程度上推動我國機(jī)械行業(yè)的發(fā)展。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文8因此，為了實現(xiàn)這一愿望，本文進(jìn)行了對新型反饋控制軸向摩擦偶合器這一課題的研究。以期對我國機(jī)械制造的發(fā)展做出一定的貢獻(xiàn)。2 反饋控制軸向摩擦偶合器的總體方案設(shè)計 反饋控制軸向摩擦偶合器的傳動原理方案的分析設(shè)計本方案所設(shè)計的反饋控制軸向摩擦偶合器是由主動機(jī)構(gòu)和從動機(jī)構(gòu)兩部分組成的，其外殼為主動機(jī)構(gòu)，內(nèi)部花鍵軸為從動機(jī)構(gòu)。該裝置在設(shè)計時，從動機(jī)構(gòu)相對主動機(jī)構(gòu)可實現(xiàn)極小范圍的游動，通過從動軸上的兩個向心滾針和保持架組件實現(xiàn)在低速啟動時主、從動機(jī)的相對轉(zhuǎn)動，同時為了保證能夠準(zhǔn)確可靠的接合，又要限制其軸向的相對游動。因此，向心滾針和保持架組件要通過其兩端的軸承蓋來限制主、從機(jī)構(gòu)的相對位移。該裝置由主動機(jī)殼體、從動機(jī)花鍵軸、主動級離心塊、反饋級離心塊（本設(shè)計采用軸向均勻布置的三個離心塊） 、離合器摩擦片、與離心塊的圓錐面相配合的錐面摩擦盤、安裝反饋級離心塊的帶有徑向圓柱