【正文】 各種工作機(jī)構(gòu)的零部件的制造精度越來(lái)越高，這就使得其對(duì)載荷不穩(wěn)定比較敏感，甚至載荷的輕微波動(dòng)都會(huì)使得機(jī)械的整體工作性能受到較大的影響，這就對(duì)主動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性要求也越來(lái)越高。但是，當(dāng)原動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，這兩個(gè)要求是相互矛盾的，甚至是對(duì)立的。這是因?yàn)樵趧倓倖?dòng)時(shí)，由于原動(dòng)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(dòng)時(shí)間往往都比較短，瞬時(shí)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(huì)對(duì)工作機(jī)產(chǎn)生較大的沖擊，難免會(huì)對(duì)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(rùn)，這對(duì)企業(yè)生產(chǎn)是不利的。機(jī)械軟啟動(dòng)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(lái)機(jī)械的軟啟動(dòng)性能也越來(lái)越受到人們的廣泛關(guān)注。 國(guó)內(nèi)外軸向摩擦偶合器的研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外軸向摩擦偶合器的研究現(xiàn)狀概述近年來(lái)，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(dòng)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(duì)來(lái)說(shuō)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(guó)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(méi)有的。只有很少的廠家生產(chǎn)無(wú)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(chǎng)，也開(kāi)始生產(chǎn)摩擦偶合器的產(chǎn)品。同時(shí)與其實(shí)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(guó)內(nèi)對(duì)于反饋控制軸向摩擦偶合器的生產(chǎn)廠家還沒(méi)有，幾乎是不存在的。不過(guò)很多有志之士，機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)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(shí)進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)。都在爭(zhēng)取進(jìn)行深入的研究。就目前來(lái)說(shuō)，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(guó)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(guó)家相比還有相當(dāng)大的差距。目前我國(guó)的很多機(jī)械都是靠進(jìn)口，這其中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題就是我們國(guó)家的制造工藝還相當(dāng)落后，尤其對(duì)材料的處理工藝還不夠成熟。這就造成了我們國(guó)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(guó)外的技術(shù)尤其是美、日、德，俄羅斯等發(fā)達(dá)國(guó)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(wú)反饋的摩擦偶合器，如日本的安森三木產(chǎn)品專賣，美國(guó)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(shuō)我們和外國(guó)的起步是相同的，所以說(shuō)如果我們國(guó)家如果率先研制出了這種產(chǎn)品，這必將會(huì)增強(qiáng)我國(guó)的世界影響力，我國(guó)的綜合國(guó)力也會(huì)有很大的提高。這或許會(huì)給我們國(guó)家?guī)?lái)很大的經(jīng)濟(jì)利益?？梢哉f(shuō)這種利益是很大的。雖然目前國(guó)內(nèi)的軸向摩擦偶合器與國(guó)外的相比還是存在很大的差距的。我們堅(jiān)信，只要我們經(jīng)過(guò)努力就一定能夠?qū)崿F(xiàn)這一超越，外國(guó)人能夠做到的我們國(guó)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(guò)渡到半金屬型、少金屬型、無(wú)金屬型。摩擦材料成分：無(wú)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(wú)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(shí)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(shì)和前景展望：目前, 國(guó)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(jì)等方面出發(fā)進(jìn)行全面改革, 各國(guó)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(wú)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(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求。 就我國(guó)摩擦材料行業(yè)而言, 盡管已從過(guò)去依靠進(jìn)口發(fā)展到引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和自行設(shè)計(jì)、研制、生產(chǎn)無(wú)石棉摩擦材料, 過(guò)去主要使用石棉摩擦材料的狀況也大為改觀, 但目前與國(guó)外相比仍存在較大的差距。目前, 國(guó)內(nèi)外已開(kāi)發(fā)研制了多種無(wú)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(guó)機(jī)械工業(yè)發(fā)展的要求和環(huán)保要求, 我國(guó)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(kāi)發(fā)新型無(wú)石棉摩擦材料, 積極參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。我國(guó)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?yàn)檫@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(chǎng)合的不同而被設(shè)計(jì)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(gè)市場(chǎng)，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(lái)。目前國(guó)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(hào)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(diǎn)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(shí)的耐磨性差，并易擦傷對(duì)偶表面，一般用于制造在潤(rùn)滑油中工作的濕式摩擦片。與淬火鋼、青銅等材料等配對(duì)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(diǎn)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(rùn)滑或無(wú)潤(rùn)滑條件下與淬火鋼或鑄鐵配對(duì)工作。③鑄鐵摩擦片；如 HT200、HT250 等，其特點(diǎn)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(duì)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(diǎn)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(duì)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(rùn)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(dòng)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(diǎn)，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(duì)摩擦材料提出了越來(lái)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(yàn)工作一直沒(méi)有停頓過(guò)，對(duì)新型摩擦材料的研究也將是今后摩擦材料發(fā)展的重點(diǎn)，主要是發(fā)展性能優(yōu)異、造價(jià)低廉的新型材料。新型摩擦材料的研究；一個(gè)值得注意的趨勢(shì)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?yàn)檫@些材料的制造設(shè)備、制造工藝、測(cè)試方法、設(shè)計(jì)依據(jù)、所用原材料等有相通和類似之處，所以已有越來(lái)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(guó)內(nèi)外反饋控制軸向摩擦偶合器的發(fā)展趨勢(shì)由于反饋控制軸向摩擦偶合器較無(wú)反饋式軸向摩擦偶合器具有更好的軟啟動(dòng)性能，因此將來(lái)反饋控制軸向摩擦偶合器結(jié)構(gòu)逐漸向著實(shí)用化的方向發(fā)展，從而必將呈現(xiàn)出新的發(fā)展趨勢(shì)。 反饋控制軸向摩擦偶合器的優(yōu)點(diǎn)與無(wú)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(diǎn)：該裝置將啟動(dòng)過(guò)程分成兩級(jí)，大大提高了軟啟動(dòng)性能。具有更好的軟啟動(dòng)效果，啟動(dòng)時(shí)對(duì)工作機(jī)具有更好的保護(hù)作用，同時(shí)具有與硬啟動(dòng)時(shí)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(dòng) 有 一 個(gè) 延 遲 時(shí) 間 ，緩 慢 加 速 ， 減 少 驟 然 起 動(dòng) 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(dòng) 性 能 ： 為 了 保 證 電 機(jī) 在 剛 起 動(dòng) 時(shí) 為 空山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文6載 起 動(dòng) ， 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(dòng) 負(fù) 載 時(shí) 有 一 個(gè) 初 始 速 度 。 尤 其 是 偶 合 器 一 般 設(shè) 置 反 饋 機(jī) 構(gòu) ， 從而 實(shí) 現(xiàn) 軟 起 動(dòng) ， 所 以 起 動(dòng) 時(shí) 間 短 ， 起 動(dòng) 電 流 小 ， 起 動(dòng) 平 穩(wěn) 。 具 有 過(guò) 載 保 護(hù) 性 能 ： 由 于 偶 合 器 靠 摩 擦 力 矩 進(jìn) 行 傳 動(dòng) ， 當(dāng) 負(fù) 載 超過(guò) 所 能 傳 遞 的 力 矩 后 ， 就 會(huì) 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(zhǎng) 了 機(jī) 器 的 使 用 壽 命 。 具 有 節(jié) 電 的 性 能 ： 與 剛 性 傳 動(dòng) 相 比 具 有 起 動(dòng) 電 流 小 和 對(duì) 電 網(wǎng) 沖 擊小 的 特 點(diǎn) ， 這 在 起 動(dòng) 大 慣 量 負(fù) 載 時(shí) 更 為 顯 著 。 且 具 有 使 用 壽 命 長(zhǎng) ， 故 障率 低 ， 不 需 特 殊 維 護(hù) 保 養(yǎng) 的 特 點(diǎn) 。 反饋控制軸向摩擦偶合器的發(fā)展趨勢(shì)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(dòng)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生，因此，這就需要整個(gè)工作機(jī)構(gòu)在啟動(dòng)時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)柔和起動(dòng)，即本文中所說(shuō)的軟啟動(dòng)。只有這樣才能在主動(dòng)機(jī)構(gòu)和從動(dòng)機(jī)構(gòu)之間實(shí)現(xiàn)較好的匹配。這對(duì)原動(dòng)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(guó)內(nèi)外可以稱得上是一種全新的課題，所以說(shuō)這一課題的提出具有較高的研究?jī)r(jià)值和廣闊的市場(chǎng)發(fā)展前景，在國(guó)內(nèi)外都具有相當(dāng)?shù)挠绊懥?，無(wú)論對(duì)機(jī)械行業(yè)還是對(duì)各行各業(yè)都必將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，對(duì)人類社會(huì)的進(jìn)步也會(huì)產(chǎn)生一定的推動(dòng)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(wú)反饋式軸向摩擦偶合器的基礎(chǔ)上提出的。隨著各種傳動(dòng)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的軟啟動(dòng)技術(shù)雖然基本上能夠滿足要求，但各種工作機(jī)械都對(duì)原動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)性能提出了更加嚴(yán)格的要求。因此，為了實(shí)現(xiàn)這一目的，在傳統(tǒng)的無(wú)反饋式偶合器的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，將整個(gè)起動(dòng)加速過(guò)程分成兩級(jí)，山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文7分別通過(guò)主動(dòng)級(jí)和反饋級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。因此這一設(shè)計(jì)思想是具有獨(dú)創(chuàng)性的對(duì)偶合器的設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)作用，同時(shí)對(duì)偶合器行業(yè)的發(fā)展也具有一定的貢獻(xiàn)。所以說(shuō)這一課題是具有良好的發(fā)展前景的，它必將推動(dòng)我國(guó)各行各業(yè)的發(fā)展。本次設(shè)計(jì)合理布置主動(dòng)級(jí)的結(jié)構(gòu)（主動(dòng)級(jí)結(jié)構(gòu)相對(duì)于從動(dòng)級(jí)結(jié)構(gòu)對(duì)稱布置） ，連同反饋級(jí)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(lái)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(lái)說(shuō)，這一課題的提出一方面是為了配合我國(guó)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展而提出的，縮短我國(guó)機(jī)械行業(yè)同發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，帶動(dòng)我國(guó)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(rùn)，為企業(yè)創(chuàng)造效益。本文所設(shè)計(jì)的摩擦偶合器具有更好的軟起動(dòng)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(guò)反復(fù)試算確定符合功率傳動(dòng)條件的離心塊的質(zhì)量。并通過(guò)合理設(shè)計(jì)使各個(gè)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(dòng)能力，主動(dòng)級(jí)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(shí)，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)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(dòng)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(yùn)動(dòng)性能。特別是近幾年來(lái)，隨著機(jī)械等各行業(yè)的較快發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域都對(duì)柔和啟動(dòng)提出了較高的要求，對(duì)各種柔和啟動(dòng)產(chǎn)品的研究也越來(lái)越受到人們的廣泛關(guān)注。同時(shí)，這也關(guān)系到我們國(guó)家的工業(yè)綜合實(shí)力的提高。我們堅(jiān)信：它必將為機(jī)械軟啟動(dòng)行業(yè)做出其應(yīng)有的貢獻(xiàn)，對(duì)機(jī)械軟啟動(dòng)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(shí)也將在一定程度上推動(dòng)我國(guó)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(shí)現(xiàn)這一愿望，本文進(jìn)行了對(duì)新型反饋控制軸向摩擦偶合器這一課題的研究。以期對(duì)我國(guó)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(jì) 反饋控制軸向摩擦偶合器的傳動(dòng)原理方案的分析設(shè)計(jì)本方案所設(shè)計(jì)的反饋控制軸向摩擦偶合器是由主動(dòng)機(jī)構(gòu)和從動(dòng)機(jī)構(gòu)兩部分組成的，其外殼為主動(dòng)機(jī)構(gòu)，內(nèi)部花鍵軸為從動(dòng)機(jī)構(gòu)。該裝置在設(shè)計(jì)時(shí)，從動(dòng)機(jī)構(gòu)相對(duì)主動(dòng)機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)極小范圍的游動(dòng)，通過(guò)從動(dòng)軸上的兩個(gè)向心滾針和保持架組件實(shí)現(xiàn)在低速啟動(dòng)時(shí)主、從動(dòng)機(jī)的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)為了保證能夠準(zhǔn)確可靠的接合，又要限制其軸向的相對(duì)游動(dòng)。因此，向心滾針和保持架組件要通過(guò)其兩端的軸承蓋來(lái)限制主、從機(jī)構(gòu)的相對(duì)位移。該裝置由主動(dòng)機(jī)殼體、從動(dòng)機(jī)花鍵軸、主動(dòng)級(jí)離心塊、反饋級(jí)離心塊（本設(shè)計(jì)采用軸向均勻布置的三個(gè)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(jí)離心塊的帶有徑向圓柱