【正文】 ，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)定性要求也越來越高。離心塊采用圓柱螺旋壓縮彈簧復(fù)位。還要對(duì)各個(gè)傳動(dòng)和鏈接元件進(jìn)行強(qiáng)度校核。同時(shí)，它具有與傳統(tǒng)的硬啟動(dòng)相同的承載能力。因此本方案具有很好的發(fā)展前景。從而使得該方案具有較好的可行性和實(shí)用性。個(gè)摩擦片和摩擦盤上帶有花鍵槽。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。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，因此近幾年來機(jī)械的軟啟動(dòng)性能也越來越受到人們的廣泛關(guān)注。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(chǎng)，也開始生產(chǎn)摩擦偶合器的產(chǎn)品。都在爭(zhēng)取進(jìn)行深入的研究。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。這就是說我們和外國(guó)的起步是相同的，所以說如果我們國(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。我們堅(jiān)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(guó)人能夠做到的我們國(guó)人也一定能夠做到。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。 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。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。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)滑或無潤(rùn)滑條件下與淬火鋼或鑄鐵配對(duì)工作。 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。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。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。 具 有 過 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 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 。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。 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。所以說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)過反復(fù)試算確定符合功率傳動(dòng)條件的離心塊的質(zhì)量。摩擦面的接觸面積較大，貼合較嚴(yán)密，傳動(dòng)更加可靠。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。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)。其中主動(dòng)機(jī)殼體由兩端蓋和帶有內(nèi)花鍵槽的圓筒組成。這是其實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)的原理及過程。查電機(jī)手冊(cè)可確定其型號(hào)為 YB280M—4，其輸出軸直徑為 d=75mm。z山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文11反饋級(jí)所需傳遞的轉(zhuǎn)矩為：T = K T =484 = 式（）2cN式中：K ——從動(dòng)級(jí)在系數(shù)，一般取 ～，在此取 K =。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，由電機(jī)輸出軸直徑可確定偶合器的摩擦半徑，即根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 D≥（3～5）d，d 為電機(jī)輸出軸直徑，可以初步確定主動(dòng)級(jí)和反饋級(jí)的摩擦直徑 D =D =D=220mm。而主動(dòng)級(jí)和反饋級(jí)離心塊要選擇密度稍微大一點(diǎn)的材料，并且具有優(yōu)良的性能。由手冊(cè)可知：當(dāng)銅基粉末冶金和淬火鋼配對(duì)時(shí)，其摩擦系數(shù)為 f =，1其當(dāng)量摩擦角為 β=arctan f ==176。內(nèi)外摩擦片的參數(shù)確定，根據(jù)所選擇的摩擦半徑 r =110mm，查手冊(cè)選擇f內(nèi)外摩擦片的參數(shù)為：內(nèi)片為：外徑 250mm，內(nèi)徑 150mm；外片為：外徑256mm，內(nèi)徑 154mm。當(dāng)主動(dòng)級(jí)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速而反饋級(jí)離心塊還沒有達(dá)到起始工作轉(zhuǎn)速時(shí)，這時(shí)山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文13只有主動(dòng)級(jí)工作，而反饋離心塊還沒有被甩出。ZE由以上四式可以解得 F =, F =881N，和關(guān)系式1zfQ F = N 式（）zZE以及離心力的計(jì)算公式Q = 式（）z9021　nrm?式中：m ——主動(dòng)級(jí)離心塊的質(zhì)量；1 r ——主動(dòng)級(jí)離心塊的質(zhì)心半徑； n——電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，n=1480 rpm。CE由反饋級(jí)離心力的計(jì)算公式山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文16Q = 式（）c902　nrm?式中：m ——反饋級(jí)離心塊的質(zhì)量；2 r ——反饋級(jí)離心塊的質(zhì)心半徑； n——電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，n=1480 rpm。z11代入數(shù)據(jù)得主動(dòng)級(jí)離心塊在剛被甩出時(shí)所需彈簧的回復(fù)力：Q = N。1而彈簧的最大工作載荷可由前面的計(jì)算中知：F = N，圓整為 F =720 ZEZEN（2）估算簧絲的直徑 d ，由式1d ≥ 式（）1???ZEFCK1得：d ≥ mm，取標(biāo)準(zhǔn)值：d =4 mm，所以 D = C d =54 mm=20 mm。（4）計(jì)算彈簧的剛度，由式P = 式（）?f山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文18得：P = =66 N/ mm。1則節(jié)距p = =（ ）mm= mm 式（）???反饋級(jí)復(fù)位彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 由前面的分析知，反饋級(jí)的起始工作轉(zhuǎn)速 n =650rpm。2那么彈簧的曲度系數(shù) K =。2（1）計(jì)算彈簧的有效圈數(shù) n ，由式2n = 式（）22348QDfGd式中：f ——反饋級(jí)彈簧的變形量：取 f =5 mm，代入數(shù)據(jù)得：n =，取2 2n =。同樣取支撐圈數(shù)為 2，則總?cè)?shù)為：n= n +2=+2=。當(dāng)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)需增加的彈簧壓縮量為：S = mm。并且主動(dòng)級(jí)離心塊與端蓋徑向槽的配合面是平面，這樣可以保證離心塊能夠傳遞一部分扭矩。3那么材料的質(zhì)量為 m =ρV,代入數(shù)據(jù)得：m = Kg，那么需要去掉部z z分的質(zhì)量為△m= m m =（）Kg= Kg 式（）z1中間挖出半徑為 26 mm，深度為 35 mm 的圓柱孔作為復(fù)位彈簧的座孔，經(jīng)過計(jì)算其質(zhì)量為 m = Kg。該離心塊的截面圖形如圖 所示。11 3②下邊的外徑為 26 mm 的空心小圓柱山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文23其質(zhì)心坐標(biāo)為 X =0，Y =0，Z =10/2=5 mm，其體積為 mm 。圓柱體的原材料尺寸為：底面半徑是 67 mm，高 54 mm 的圓柱。該離心塊的截面圖形如圖 所示，并建立如圖所示的坐標(biāo)系。(y32)，即 Z= y+。計(jì)算固定反饋級(jí)復(fù)位彈簧的螺栓的參數(shù)由前面的計(jì)算知：螺栓所受到的最大拉力（彈簧所受載荷）F=，根據(jù)其使用條件，螺桿直徑不能比彈簧內(nèi)徑小太多，經(jīng)過綜合考慮選擇M12 規(guī)格的細(xì)牙螺栓（非全螺紋） ，性能等級(jí)為 級(jí)，材料為中碳鋼，查表知：其屈服強(qiáng)度極限為 σ =480 Mpa，取安全系數(shù)為 S=2,則許用應(yīng)力為：s[σ]= σ /S=240 Mpa。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文273 各傳動(dòng)件的強(qiáng)度校核 輸出花鍵軸的參數(shù)計(jì)算及強(qiáng)度校核選擇輸出花鍵軸的材料為 40MnB 的合金鋼，調(diào)質(zhì)處理，查手冊(cè)知其屈服極限為 σ =500 Mpa，根據(jù)使用條件確定其安全系數(shù)為 S =。很明顯該花鍵軸的小端為危險(xiǎn)截面，因此應(yīng)校核其小端的強(qiáng)度。故許用應(yīng)力為 [τ]= = Mpa=120 Mpa。525計(jì)算外摩擦片與外殼接合處的擠壓應(yīng)力 σ 1由于該連接的移動(dòng)距離很小，且齒面經(jīng)過熱處理。由式wσ = 式（）1hldzTmw2?式中：ψ——載荷分配不均勻系數(shù)，在此取 ψ=； z ——外片的齒數(shù)，z =4；11 T ——一片外摩擦片所傳遞的轉(zhuǎn)矩，T =185240 ；w w d ——摩擦片花鍵齒接觸處的平均直徑，易知外徑 D=268 mm，內(nèi)徑md=258 mm，所以 d = = mm=263 mm；2D?586 h——花鍵齒的接觸高度，由于花鍵齒上有倒角，經(jīng)計(jì)算 h=3 mm； l——花鍵的接觸長(zhǎng)度，其值等于摩擦片的厚度，即 l=5 mm。將數(shù)據(jù)代入得：σ = Mpa＜[σ]=54 Mpa。f f經(jīng)過計(jì)算得：T =154900 。在此取Hqh摩擦盤的寬度為 l=10 mm，下面校核其強(qiáng)度。因此經(jīng)過多方面的綜合考慮后，取外摩擦盤的厚度為 l=20 mm，顯然也一定能夠滿足強(qiáng)度要求，所以外摩擦盤的強(qiáng)度在此不用校核就滿足要求。鑒于以上特點(diǎn)，可以很明確的得知該軸承只需要進(jìn)行靜強(qiáng)度的校核，所以為了防止軸承組件的接觸表面產(chǎn)生過大的塑性變形，要對(duì)軸承進(jìn)行靜強(qiáng)度校核，下面是進(jìn)行軸承的靜強(qiáng)度校核。其作用點(diǎn)在總中間處，所以兩端的每個(gè)軸承所受的載荷等于 G/2=（）N= N。計(jì)算主動(dòng)級(jí)離心塊對(duì)端蓋的作用力由前面的計(jì)算以及圖 、 中的受力分析可明顯的計(jì)算出單個(gè)主動(dòng)級(jí)離心塊對(duì)于端蓋的作用力的合力（正壓力和摩擦力的合力）F = N，F(xiàn)那么二者作用的正壓力為F = F cosβ=176。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文34初選螺栓的個(gè)數(shù)為 z =8，對(duì)于左端蓋來說，其受載情況為，除了受到軸1向載荷之外還受到扭轉(zhuǎn)載荷，即靠螺栓的預(yù)緊力產(chǎn)生的連接面處的摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩。f f將數(shù)據(jù)代入式（）中得：T =151700 。1接下來求螺栓的預(yù)緊力 F ，在接合面處采用金屬墊片，所以取螺栓的相0對(duì)剛度 λ=，則F = F +（1λ）F 式（）01其中：F ≥ N，F(xiàn)= N，代入得：F ≥ N。σ =900 Mpa，查表知，安全系數(shù)為 S =5。螺栓的中經(jīng) d = P=。同樣取連接的相對(duì)剛1s 1度 λ=，則由式（）可求得 F ≥ N。螺栓的參數(shù)為：小徑 d = P=＞ mm，符合要求。還有與電機(jī)相連的聯(lián)軸器的選擇，可以根據(jù)傳遞的轉(zhuǎn)矩及功率的大小選擇聯(lián)軸器的型號(hào)為 GY7，器外徑為 D=160mm。同理反饋級(jí)離心塊也是在從剛剛開始工作到與摩擦面接觸離心塊所移動(dòng)的徑向距離為 mm 是的工作能力最好，同樣在其工作面處可以消除的軸向間隙為tan12176。具體計(jì)算過程如下。確定協(xié)調(diào)環(huán)A 是錐面摩擦盤，易于加工，而且其尺寸也易于確定，因此選它作為3協(xié)調(diào)環(huán)。并且傳動(dòng)裝置是大多數(shù)機(jī)器或機(jī)組的主要組成部分。下面進(jìn)行摩擦偶合器的呆在啟動(dòng)過程的動(dòng)力學(xué)分析。原動(dòng)機(jī)機(jī)械特性函數(shù)的建立以交流異步電動(dòng)機(jī)為例進(jìn)行機(jī)械特性函數(shù)的建立，機(jī)械特性曲線通常是如下圖 的形狀。J 的大小影響到起動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短，Jer越大則起動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)。 r 式（）fq902grmn?hm（2）摩擦偶合器物理參數(shù)和幾何尺寸選擇的約束條件設(shè)電動(dòng)機(jī)或原動(dòng)機(jī)的過載系數(shù)為 K ，額定轉(zhuǎn)速為 n ，額定扭矩為 M ，d n堵轉(zhuǎn)力矩為 。（1）摩擦偶合器驅(qū)動(dòng)力矩 M 與電機(jī)（原動(dòng)機(jī)）轉(zhuǎn)速的關(guān)系fq設(shè)慣性塊質(zhì)量是 m ,開始摩擦偶合器起動(dòng)時(shí) m 的質(zhì)心所在半徑是 r ，g gg摩擦半徑是 r ，電機(jī)轉(zhuǎn)速是 n，產(chǎn)生的摩擦驅(qū)動(dòng)力矩是 M ，慣性塊的彈性fq山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文43回復(fù)力為 F ，摩擦的摩擦系數(shù)是 181。設(shè)系統(tǒng)中的變速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比是er eri；為使機(jī)械系統(tǒng)能正常起動(dòng)并正常運(yùn)行。電機(jī)（或內(nèi)燃機(jī)、馬達(dá)等其他動(dòng)圖 傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 電機(jī) 摩擦偶合器 變速機(jī)構(gòu) 執(zhí)行工作機(jī)構(gòu)等效構(gòu)件力源裝置）帶動(dòng)摩擦偶合器主動(dòng)端轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使慣性質(zhì)量塊因慣性力而產(chǎn)生摩擦驅(qū)動(dòng)力矩，帶動(dòng)從動(dòng)端轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)變速機(jī)構(gòu) 3 帶動(dòng)工作機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)。機(jī)器的工作性能和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用也在很大程度上取決于傳動(dòng)裝置的優(yōu)劣。由于外摩擦片山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文39是標(biāo)準(zhǔn)件，其尺寸為 A =5 ；其余各組成環(huán)的公差按加工難易程度調(diào)整如4025.??下：A = ，A = A = ，A = A =A =5 ，A = 105.??591025.??6A =8 ，A = ，802.?705.??計(jì)算協(xié)調(diào)環(huán)公差和極限偏差計(jì)算協(xié)調(diào)環(huán)公差：T = [T (T + T + T + T + T + T + T + T + T + T )]/23012456789102=[(+++++++++)]/2=；式（）計(jì)算協(xié)調(diào)環(huán)的下偏差：EI =[ES (EI + EI +EI +EI + EI +