【正文】 ，但由于工作條件惡劣，磨損嚴(yán)重，因此需要量大。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。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使用。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。因?yàn)檫@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。 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 。 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(diǎn) ， 這 在 起 動 大 慣 量 負(fù) 載 時 更 為 顯 著 。這對原動機(jī)和工作機(jī)都具有較好的保護(hù)作用。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。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)。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。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)動性能。同時也將在一定程度上推動我國機(jī)械行業(yè)的發(fā)展。該裝置在設(shè)計時，從動機(jī)構(gòu)相對主動機(jī)構(gòu)可實(shí)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(shí)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。該方案的采用離心式接合楔緊以實(shí)現(xiàn)傳動，且采用主動級的離心結(jié)合機(jī)構(gòu)關(guān)于反饋級對稱布置的設(shè)計思想，這一設(shè)計思想實(shí)際上是為了能夠獲得更好的軟啟動效果，這是本次設(shè)計的根本宗旨所在。 反饋控制軸向摩擦偶合器的設(shè)計計算山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文10從動軸 螺釘 軸承蓋 滾針和保持架組件 右端蓋 主動級離心塊 主動級殼體 1帶錐面摩擦盤 1外摩擦片 1反饋級離心塊 1復(fù)位彈簧 1內(nèi)摩擦片 1端蓋螺釘圖 反饋控制軸向摩擦偶合器的組成示意圖設(shè)計一臺反饋控制新型軸向摩擦偶合器，要求所傳遞的功率為 75KW，額定轉(zhuǎn)速為 1480rpm，并帶有彈簧復(fù)位功能，其綜合過載系數(shù)為K =～（一般不超過電機(jī)的過載系數(shù)） ，主動級過載系數(shù)為zhK =～ ，反饋級過載系數(shù)為 K =～，其原理示意圖如圖 所示。電機(jī)的主要參數(shù)為：轉(zhuǎn)子的中心高為 280mm，即轉(zhuǎn)子中心距離底座的 280mm。c c則該偶合器所能傳遞的總轉(zhuǎn)矩為：T = K T =484 = 式（）ZHzhN式中：K ——傳動機(jī)構(gòu)的綜合過載系數(shù)，一般取 ～，由于 K = K + zh zhzK =+=。12 摩擦材料及摩擦片的選擇根據(jù)其使用條件和煤礦的有關(guān)規(guī)定，由于摩擦盤一般是片狀，其厚度是相當(dāng)小的，一般的材料是不能滿足本次設(shè)計所要求的強(qiáng)度的，并且一般的摩擦材料的擠壓強(qiáng)度也是不夠的，為此經(jīng)過多方面的考慮應(yīng)選擇綜合力學(xué)性能好的摩擦材料。在此選擇銅基粉末冶金，其性能為：具有相當(dāng)高的摩擦系數(shù)，且摩擦系數(shù)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。當(dāng)淬火鋼和淬火鋼配1對時，其摩擦系數(shù)為 f =。 起動過程中各傳動件的受力分析為了保證偶合器在剛啟動時為空載起動，本設(shè)計采用了圓柱螺旋彈簧進(jìn)行離心塊的復(fù)位，從而使電機(jī)在啟動負(fù)載時有一個初速度 n =750～800rpm，z在此取 n =750 rpm。則主動級離心塊的受力分析圖如下圖 所示。通過反復(fù)計算可以確定：取 m = Kg, r =95mm(考慮到避免使摩擦片受到11多余附加彎曲載荷而取了此值),則 Q = N，F(xiàn) = N。所以由以上三式可以解得：F =4210 N，F(xiàn) = N，以及關(guān)系式2cfQ F = N 式（）cCE通過反復(fù)計算可以確定：m = Kg ，r =95 mm。1根據(jù)使用條件，查彈簧手冊選擇彈簧的材料為 50CrVA（Ⅲ類壓縮彈簧） ，許用切應(yīng)力：[τ]=750Mpa，其彈性模量 E=202200 Mpa，切變模量 G=80000 Mpa，其熱處理工藝為：用油淬火并回火，具有較高的疲勞強(qiáng)度。1 111（3）計算彈簧的有效圈數(shù) n ，由式n = 式（）11348FfGd得：n =，取 n =。0?（5）計算彈簧的極限載荷和極限變形量極限載荷為：N = F =400 N。則由離心力的計c算公式 Q = 式（）c9021　rm?山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文19式中：n=n =650 rpm，m = Kg, r =95mm。由前面的計算知，彈簧的最大載荷為：2F = N，圓整為 F =980 N。（2）計算彈簧的實(shí)際剛度 P ，由式2P = 式（）?fQ將數(shù)據(jù)代入并整理得：P = N/ mm。2（4）計算節(jié)距 p ,由式2p = d + 式（）22nFj得：p = mm。反饋1級彈簧：d = mm，D = mm，H =30 mm，反饋級的初始壓縮量 S = 222 0mm，當(dāng)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時需增加的彈簧壓縮量為：S = mm。主動級離心塊參數(shù)的設(shè)計計算為了使得主動級離心塊能夠傳遞轉(zhuǎn)矩，本設(shè)計選擇主動級離心塊的形狀為長方體，由于選出的原材料要去掉一部分質(zhì)量，所以其質(zhì)量要比計算的離心塊的質(zhì)量稍微大一些。而與彈簧座孔同軸的螺栓孔的質(zhì)量為y Kg。圖 主動級離心塊的截面尺寸圖（2）尋找離心塊的質(zhì)心由力學(xué)中計算質(zhì)心的方法知，可以用疊加的方法將一個復(fù)雜截面形狀的物體分成幾個部分后，分別計算其質(zhì)心后疊加即可得到整體的質(zhì)心。222 3③去掉的斜體其質(zhì)心坐標(biāo)為 X =0， Z =45/2= mm，其體積為10125 mm 。由于兩側(cè)是對稱的所以只計算單側(cè)的體積即可，計算單側(cè)楔塊的體積（采用近似計算的方法）V =X? ?????540 222 )]154()154(.3)(.3[ dxxx式（）經(jīng)過計算得：V == mm 。圖 反饋級離心塊的截面尺寸計算該離心塊的質(zhì)心，根據(jù)該離心塊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以將該離心塊分成以下四部分：（1）大空心圓柱體，X =0,Y =0,Z =54/2=27 mm （根據(jù)其對稱性） ，其體積11為 V = = mm = mm)(42dDh??)367(452???33式（）（2）中間的空心小圓柱體，同理有，X =0，Y =0，Z =9/2 mm= mm，體222積為 V = mm 。代入數(shù)據(jù)可得：Z = mm。s校核螺栓的強(qiáng)度，有公式σ= 式（）214dFKs?式中：K ——安全系數(shù)，在此取 K =；ss山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文26 F——螺栓所受的載荷； d ——螺紋的小徑， （由螺紋手冊可以這樣計算螺紋的小徑，即 d =d1 1 P=（）mm= mm，其中 P 是螺紋的螺距，P= mm；d 是螺紋的公稱直徑，即 d=12 mm） 。將花鍵軸s ca大端的參數(shù)初步定為：大經(jīng) D=88 mm，小徑 d=78 mm，花鍵槽的深度為 5 mm?；ㄦI軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩為T=K T =484 = 式（）zN其中：K ——為綜合過載系數(shù)，K =；zz T ——電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，T =484 ；NN計算花鍵的抗扭截面系數(shù) W ,由公式：TW = 式（）??Dzbdd16))(24???式中：D——花鍵的大經(jīng)，D=75 mm； d——花鍵的內(nèi)經(jīng)，d=69 mm； z——花鍵的齒數(shù)，z=6； b——花鍵的寬度，取標(biāo)準(zhǔn)的花鍵齒，在此取 b=10 mm。將數(shù)據(jù)代入式casS?（）計算得：τ= Mpa＜[τ]=120 Mpa，符合強(qiáng)度要求。根據(jù)此條件查表知該材料的許用應(yīng)力為[σ]=54 Mpa。將以上各數(shù)據(jù)代入式（）計算得：σ = Mpa＜[σ]=54 Mpa。滿足強(qiáng)度條件。q（2）與外摩擦片的配合面所傳遞的轉(zhuǎn)矩的計算由式T = F f r 式（）h2f式中：F ——摩擦片的軸向正壓力，F(xiàn) =4210 N；2f ——摩擦片之間的摩擦系數(shù)，f =。由式≤[σ] 式（）hldzTm2?式中：T——摩擦盤所傳遞的轉(zhuǎn)矩，T=T =247520 ψ——載荷分配不均勻系數(shù)，在此取 ψ=； z——摩擦盤的齒數(shù)，與內(nèi)摩擦片的齒數(shù)相同，z=6； d ——摩擦盤花鍵齒接觸處的平均直徑，易知該摩擦盤的平均直徑與m內(nèi)摩擦片與花鍵軸接合處的直徑相同，有前面的計算知都 d =83 mm ；m h——花鍵齒的接觸高度， h=3 mm； l——花鍵的接觸長度，其值等于摩擦盤的厚度，即 l=10 mm。 軸承的壽命校核為了使該裝置的整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，本次設(shè)計所使用的滾動軸承為滾針軸承，但經(jīng)過多方面的考慮后又將滾針軸承的內(nèi)外圈也去掉而只使用了向心滾針和保持架組件。軸承的靜強(qiáng)度應(yīng)滿足下式C ≥S P 式（）00式中：C ——軸承的基本額定靜載荷，查軸承手冊知 C =102 KN；0 0 P ——軸承的當(dāng)量靜載荷 S ——軸承的安全系數(shù)，可以有以下方法確定：對于轉(zhuǎn)速較低的場合，0經(jīng)過綜合考慮并查手冊可以確定 S =。所以按照式（）的強(qiáng)度條件可得S P = N= N＜＜C =102 KN 式（）0 0很明顯滿足強(qiáng)度要求。N= N 式（）N因此，端蓋所受到的合正壓力為F = F z=3 N= N 式（）NH式中：z——主動機(jī)離心塊的個數(shù)，z=3。經(jīng)過分析可知，螺栓連接的摩擦力所傳遞的轉(zhuǎn)矩為T = T T =（1161600151700）=1009900 式（）式中：T ——左端蓋螺栓所傳遞的轉(zhuǎn)矩；ZGT ——偶合器所傳遞的總轉(zhuǎn)矩；HT ——一側(cè)主動級離心塊所傳遞的轉(zhuǎn)矩。lx計算每個螺栓所受的軸向載荷，由前面的計算結(jié)果知螺栓所收到的總軸向載荷為 F = N，那么每個螺栓所受的軸向載荷為 F= NHF /z =。那么螺栓的總1 0拉力F = F +λF 式（）20代入數(shù)據(jù)得：F ≥ N。則[σ]= 1s caσ / S =900/5 Mpa=180 Mpa。2右端蓋連接螺栓的設(shè)計計算通過分析，右端蓋的螺栓同樣受到拉扭組合載荷，其拉伸軸向載荷同前，由總載荷為 F =。同樣由式（）可求0得 F ≥ N。螺栓的中經(jīng) d = P= mm。 裝配尺寸鏈的求解由于偶合器在工作過程中難免有磨損，使得零件的尺寸發(fā)生變化，這樣就影響了摩擦偶合器的傳動能力，使得偶合器不能正常工作，為此需要根據(jù)其磨損量定期調(diào)整偶合器右端蓋處的調(diào)整墊圈，以使偶合器重新獲得原有的傳動能力，這就要求計算其許用磨損量，因此需要解裝配尺寸鏈以求得此調(diào)整值。mm= mm。畫裝配尺寸鏈，判斷增、減環(huán)，校驗(yàn)各環(huán)基本尺寸根據(jù)題意，軸向間隙為 ，則封閉環(huán)尺寸 A =0 mm,公差 T = 06.?0山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文38mm。確定協(xié)調(diào)環(huán)公差 23456789102圖 裝配尺寸鏈按照等公差法分配各組成環(huán)公差= = mm= mm 式（）?T10n26.參照《公差與配合》國家標(biāo)準(zhǔn)，并考慮各零件加工的難易程度，在各組成環(huán)平均極值公差的基礎(chǔ)上，對各組成環(huán)的公差進(jìn)行合理的調(diào)整。實(shí)踐證明，傳動裝置在整臺機(jī)器的質(zhì)量和成本中都占有很大的比例。 摩擦偶合器帶載起動力學(xué)模型的建立傳動系統(tǒng)簡圖的構(gòu)建山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文41機(jī)械傳動的傳動系統(tǒng)簡圖如圖 所示。 ABNCMMAMnnn0nn圖 交流異步電動機(jī)機(jī)械特性曲線山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文42M ——堵轉(zhuǎn)力矩； M ——額定力矩； M 最大力矩； n ——同步轉(zhuǎn)速； n ——額AnB0定轉(zhuǎn)速電機(jī)起動階段可用直線 AN 近似代替；正常運(yùn)行階段可用直線 NC 近似代替，兩直線的方程可近似表示為：AN 直線：M= M + 式（）nnA?)(?NC 直線：M= 式（）n?0)(執(zhí)行工作機(jī)構(gòu)等效力學(xué)模型的建立不同的工作機(jī)構(gòu)，根據(jù)機(jī)械原理的有關(guān)知識，可簡化為等效構(gòu)件 E，其等效轉(zhuǎn)動慣量時 J ；等效的阻力矩時 M 。er在圖 的系統(tǒng)模型中，真正傳遞到工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)的力矩是摩擦偶合器的摩擦驅(qū)動力矩 M ,實(shí)際傳動中，只有當(dāng) M ≥M 時，工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)才開始fq fqer