【正文】 EI + EI + EI +EI )]/2312456789102=[(+0)]/2=；式（）協(xié)調(diào)環(huán)的上偏差：ES = T + EI =（+）mm=式（）因此協(xié)調(diào)環(huán)的尺寸為：A = A = mm；?差為：A = ，A = A = ，A = A = A =A =5 ，A = 105.?.??6A =8 ，A = 。裝配尺寸鏈如圖 所示，尺寸鏈總環(huán)數(shù)為 13 個(gè)，其中 A 為增環(huán)，A 1A 、A 、A 、A 、A 、A 、A 、A 、A 、A 為減環(huán)，封閉環(huán)的基本34567891012尺寸為：A =A （A +A +A +A +A +A +A +A +A +A +A ）=[（++5+5+8++8+5+5++）]=0。又因?yàn)榉答伡?jí)離心塊為對(duì)稱式結(jié)構(gòu)，所以它可以消除的軸向間隙為 2 mm = mm。經(jīng)過綜合考慮并計(jì)算后得知，主動(dòng)級(jí)離心塊在開始工作時(shí)從克服彈簧的恢復(fù)力外移時(shí)開始，離心塊移動(dòng)的徑向距離為 時(shí)可以獲得更佳的軟啟動(dòng)效果和承載能力，因此主動(dòng)級(jí)離心塊在其錐面（工作面）處可以消除的軸向間隙為 tan12176。2除此之外，還有兩端的軸承蓋的螺栓，又由于軸承幾乎不受到軸向載荷，山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文37所以軸承蓋用螺栓可以選用一般的螺釘即可滿足要求。2估算螺栓的直徑，由式（）求得 d ≥ mm。初選螺栓的個(gè)數(shù)為 z =6，每個(gè)螺栓所受的軸向載NH 2荷 F= F / z = N。代入得 d ≥ mm。2估算螺栓的直徑，考慮到螺栓在總拉力 F 作用下需要補(bǔ)充擰緊，故將總2拉力增加 30%以考慮扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的影響，于是螺栓危險(xiǎn)截面的拉伸強(qiáng)度條件山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文36為d ≥ 式（）1?????其中：[σ]——螺栓的許用應(yīng)力，螺栓的材料為 40Cr。N1每個(gè)螺栓所受到的摩擦轉(zhuǎn)矩的計(jì)算，根據(jù)在圓周上均勻分布的螺栓所傳山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文35遞的轉(zhuǎn)矩的據(jù)算公式f F r + f F r +………f F r ≥K T01020zs式（）由于端蓋是圓盤，所以各摩擦力的作用半徑相同，根據(jù)各尺寸之間的，同時(shí)保證合理性，取 r= mm，則原式簡(jiǎn)化為z F f r≥K T 式（）1s其中：K ——防滑系數(shù)，取 K =；s s r——摩擦力作用半徑，r= mm； F ——受軸向載荷作用之后的螺栓的參與預(yù)緊力，待求；1 f——摩擦系數(shù)，由于接合面的材料為鑄鐵和鋼摩擦，查表取f=。其計(jì)算如下lxT = F cosβf r z 式（）lxC1f式中：F ——一個(gè)離心塊與錐面摩擦盤的總作用力，由前面的計(jì)算知cfF = N；cfβ——當(dāng)量摩擦角，β=176。左端蓋連接螺栓的設(shè)計(jì)計(jì)算由于端蓋的材料一般為鑄鐵在此選擇 HT200，與端蓋連接的帶有內(nèi)花鍵的的殼體的材料為 40Cr,選擇螺栓的材料為 40Cr。 端蓋處的連接螺栓的設(shè)計(jì)計(jì)算通過分析可知，偶合器的左端蓋和右端蓋處采用螺栓連接的話，其螺栓所收到的載荷是不同的。0計(jì)算軸承的當(dāng)量靜載荷，軸承的靜載荷受力圖如下圖 所示。軸承的規(guī)格即軸承的代號(hào)為 K758120。代入計(jì)算得：σ= Mpa＜[σ]=54 Mpa，因此符合強(qiáng)度條件。2經(jīng)過計(jì)算得：T =92600 。2計(jì)算與主動(dòng)級(jí)離心塊相配合的錐面圓盤的尺寸通過分析可以計(jì)算其所傳遞的轉(zhuǎn)矩，又由于該轉(zhuǎn)矩由兩部分組成，即與主動(dòng)級(jí)離心塊的配合面所傳遞的轉(zhuǎn)矩和與外摩擦片的配合面所傳遞的轉(zhuǎn)矩，并且這兩個(gè)面得摩擦系數(shù)不相同，下面分別計(jì)算這兩個(gè)面上的轉(zhuǎn)矩。滿足1強(qiáng)度條件。由外摩擦片所傳遞的轉(zhuǎn)矩為山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文29T = z F f r 式（）w2f其中：z——接合面數(shù)，顯然 z=2； F ——摩擦片的軸向正壓力，F(xiàn) =4210 N；2 2 f ——摩擦片間的摩擦系數(shù)，f =；r ——摩擦片的摩擦半徑，r =110 mm。 摩擦片的強(qiáng)度驗(yàn)算摩擦面上的壓強(qiáng)計(jì)算查表知摩擦片上的許用比壓為[p]=39 N/cm ,則由公式2P= 式（）)(421DF??式中：F ——摩擦片的軸向正壓力，F(xiàn) =4210 N；2 2 D ——摩擦副的外徑，即內(nèi)片的外徑，D =250 mm；1 1 D ——摩擦副的內(nèi)徑，即外片的內(nèi)徑，D =154 mm。將以上數(shù)據(jù)代入到式（）中并整理得 W = mm 。而將小端的參數(shù)定為：大經(jīng) D=75 mm，小徑 d=69 mm，花鍵槽的深度為 3 mm。由以上條件代入數(shù)據(jù)并整理得：σ= Mpa＜ [σ]= 240 Mpa，符合強(qiáng)度要求。3再由式Z= 式（）321VZ?代入數(shù)據(jù)得：質(zhì)心坐標(biāo)為 Z= mm，式中 Z 、 V 的值應(yīng)取負(fù)值。3山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文25（3）兩邊的兩個(gè)去除的楔形塊，由于其對(duì)稱性，很顯然 X =0，Y =0，下面3來計(jì)算 Z 。那么楔塊的質(zhì)量X 3m =ρV，得到 m = Kg，則兩側(cè)共需去掉的楔塊的質(zhì)量為xx2m =2 Kg = Kg 式（）x而圓柱體的總質(zhì)量為m =ρV=8500π Kg= Kgz 2式（）則需要從圓柱體上去掉的質(zhì)量為山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文24△m= m m =（）Kg = Kg 式（）z2那么中間需去掉的圓柱體的質(zhì)量為m =△m2m =() Kg= Kg 式（）qx由于中間要安裝彈簧，經(jīng)過計(jì)算確定要在中間挖出半徑為 mm，深度為 45 mm 圓柱孔作為復(fù)位彈簧的座孔，再在下面挖出半徑為 9mm，深度為 9 mm 的圓柱孔作為螺栓孔。33 3則由質(zhì)心的疊加公式Z= 式（）321VZ?代入數(shù)據(jù)得：Z= mm。在圖中將其分成三部分，并建立如圖所示的坐標(biāo)系。那么右邊用圓錐面截取的質(zhì)量為：由于用錐面截得的質(zhì)量和用于垂直方向夾角為 12176。（1）主動(dòng)級(jí)離心塊的截面尺寸的計(jì)算經(jīng)過反復(fù)計(jì)算選的原料的尺寸為 454550（單位為毫米） 。1山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文21 離心塊的設(shè)計(jì)計(jì)算為了使偶合器的傳動(dòng)更加平穩(wěn)，同時(shí)為了使結(jié)構(gòu)更加緊湊，本設(shè)計(jì)主動(dòng)級(jí)采用三個(gè)離心塊均勻布置在主動(dòng)機(jī)的圓周上，且反饋級(jí)也采用三個(gè)離心塊均勻布置在套裝在從動(dòng)機(jī)花鍵軸上的帶有徑向槽（其余離心塊的配合面是圓柱面）的錐面圓盤上。2（5）計(jì)算自由高度 H ，由式2 H = n p + d =（+）mm= mm 2式（）取標(biāo)準(zhǔn)值 H =30 mm。2山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文20（3）計(jì)算極限載荷和極限變形量極限載荷：N = Q =500 N。則同樣由式 d ≥ 可以估CECE2???2KCFE算彈簧的簧絲直徑為：d ≥ mm，取標(biāo)準(zhǔn)值 d = mm。c22代入數(shù)據(jù)得反饋級(jí)離心塊在剛被甩出時(shí)所需彈簧的回復(fù)力：Q = N，圓2整后取 Q =500 N。則極限變形量為j1F = = mm= mm 式（）jijP640取支撐處的圈數(shù)為 2，則總?cè)?shù) n = n +2=+2=。11式中：f ——彈簧的變形量，取 f =6 mm。取其旋繞比 C = =5，其中：D 是彈簧的中經(jīng)，d 是簧絲的直徑。則 Q = 2 2cN，F(xiàn) = N。zZE當(dāng)主動(dòng)級(jí)和反饋級(jí)的轉(zhuǎn)速都達(dá)到了額定轉(zhuǎn)速時(shí) 這時(shí)從動(dòng)級(jí)離心塊也開始工作，對(duì)從動(dòng)級(jí)離心塊的受力分析如下圖 所示。由于右邊和從動(dòng)機(jī)的錐面摩擦盤相接觸，并且楔角都相同，所以右邊的受力和左邊的相同。而反饋級(jí)的起始工作轉(zhuǎn)速 n =650rpm。由 β=176。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。對(duì)于主、從動(dòng)機(jī)的摩擦片盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)的摩擦片，且強(qiáng)度高的摩擦片。c 初選摩擦半徑考慮到主動(dòng)級(jí)和反饋級(jí)離心塊的擠壓力的作用中心在一條直線上可以使得摩擦偶合器具有的更好的性能和使用壽命，因?yàn)檫@樣可以使得摩擦片只受到正壓力的作用而不受其他的彎曲附加載荷的影響，同時(shí)要達(dá)到與硬啟動(dòng)相同的承載能力。計(jì)算電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩：T =9550 =9550 =484 式（）NnP148075其中：P—— 電機(jī)的額定功率； n——電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。z c其特定使用條件為礦井下使用，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮電機(jī)的防爆問題。本裝置的軟啟動(dòng)原理為：電機(jī)在低速時(shí)起動(dòng)，主動(dòng)機(jī)和從動(dòng)機(jī)處于斷開狀態(tài)，這是主動(dòng)級(jí)和反饋級(jí)離心塊均不與摩擦盤接觸，電機(jī)相當(dāng)于空載起動(dòng)；山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文9當(dāng)轉(zhuǎn)速（該轉(zhuǎn)速根據(jù)偶合器的設(shè)計(jì)要求同時(shí)為了獲得較好的軟啟動(dòng)效果，一般在 750～800rpm 范圍內(nèi)選取）達(dá)到一定范圍時(shí)主動(dòng)級(jí)離心塊克服彈簧的彈力開始外移，通過錐面推動(dòng)錐面壓盤將摩擦片壓緊，帶動(dòng)從動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)機(jī)開始起動(dòng)。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(duì)位移。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。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(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)品的研究也越來越受到人們的廣泛關(guān)注。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。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，為了實(shí)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(gè)起動(dòng)加速過程分成兩級(jí)，山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文7分別通過主動(dòng)級(jí)和反饋級(jí)來實(shí)現(xiàn)其功能。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。 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) 。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 。 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)。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)工作一直沒有停頓過，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。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。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。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。目前, 國(guó)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。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。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?？梢哉f這種利益是很大的。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。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。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)廠家還沒有，幾乎是不存在的。軸向摩擦偶合器的發(fā)展稱得上是剛剛起步。而工作機(jī)（負(fù)載）的反應(yīng)又比較慢。關(guān)鍵詞：摩擦偶合器；離心塊；摩擦片；錐面摩擦盤；復(fù)位彈簧山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文IIAbstract This design topic, feedback control axial frictional couplers, is a brandnew topic at home and abroad, is one of the more advanced product, the design is in no feedback axial frictional couplers, on the basis of the soft start to get better effect and design of a kind of new products. At the same time, it is the same with the tradition of hard start bearing capacity. Therefore, this scheme h