【正文】 足：M i M ，否則電機(jī)ner不能正常起動(dòng)且系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。因此，不斷提高傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)和制造水平就具有機(jī)器重大的意義。式（）由計(jì)算可知，各組成環(huán)基本尺寸的已定數(shù)值是正確的。mm=,此間隙時(shí)有多個(gè)摩擦面之間的間隙之和，為了解尺寸鏈的方便，將此值折合到尺寸鏈中的其中一個(gè)組成環(huán)中。則選擇螺栓的規(guī)格1為 M6。選擇螺栓的規(guī)格為sca 1M10，則螺栓的參數(shù)為：小徑 d = P= mm＞ mm，符合強(qiáng)度要求。解式（）得：F ≥ N。而螺栓連接的形式為普通螺栓連接。對(duì)滾針軸山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文33圖 滾針軸承的受力圖承進(jìn)行受力分析知，兩滾針主要受到離心塊和摩擦盤(pán)以及摩擦片的靜載荷作用，計(jì)算得知：其所受到的總載荷 G=m g=10 N= N。同理當(dāng)取外摩擦盤(pán)的厚度與內(nèi)摩擦盤(pán)的厚度相同時(shí)，由于外摩擦盤(pán)的作山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文32用力的半徑比內(nèi)摩擦盤(pán)的作用力的半徑大，并且在傳遞相同的轉(zhuǎn)矩時(shí)，作用在花鍵齒上的力要小一些，現(xiàn)在既然內(nèi)摩擦盤(pán)的擠壓強(qiáng)度可以滿足要求。（1）與主動(dòng)級(jí)離心塊的配合面所傳遞的轉(zhuǎn)矩的計(jì)算T = F cosβf r z 式（）qcf1f式中：F ——一個(gè)離心塊與錐面的總作用力，由前面的計(jì)算知 F = cf cfN；f ——離心塊與錐面摩擦盤(pán)之間的接觸面的摩擦系數(shù)，f =；1 1 z——離心塊的個(gè)數(shù)，z=3；山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文31 r ——摩擦片的摩擦半徑，r =110 mm。f f因此，代入數(shù)據(jù)得：T =185240 。所以由最大剪應(yīng)T3山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文28力的計(jì)算公式τ = 式（）maxTW其許用剪切應(yīng)力[τ]可由以下方法來(lái)確定因?yàn)樵摬牧系那O限 σ =500 Mpa，由使用條件可得其安全系數(shù)為 Ss=，并且 τ =（～）σ ，取 τ = 即 τ =500 cas ssssMpa=300 Mpa。主動(dòng)級(jí)離心塊的螺栓選擇與反饋級(jí)的相同，由前面的計(jì)算知，主動(dòng)級(jí)螺栓的載荷使 F= N＜ N，即小于反饋級(jí)的螺栓的載荷，又采用相同規(guī)格的螺栓，并且螺栓的材料也相同，因此不用校核該螺栓的強(qiáng)度也滿足要求。由前面的計(jì)算結(jié)果知 V =2 mm = mm ，則由3 3 3質(zhì)心的計(jì)算公式 Z =2 式（）332zdv?和邊界條件：Z=tan78176。即質(zhì)心位于在 Z 軸方向上距原點(diǎn) mm 處反饋級(jí)離心塊參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算為了獲得較好的配合，選擇反饋級(jí)離心塊的形狀為圓柱體，從其上面切去一部分從而得到錐面。的斜面所截得的體積非常接近，所以采用近似計(jì)算的方法求得截去的楔塊的質(zhì)量為山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文22m =△m m Kg=() Kg= Kgqy式（）而如果從底邊的端點(diǎn)處開(kāi)始截得話，所截去的質(zhì)量為ρV=[8500（）] Kg = Kg式（） 因此還需要再截去一部分質(zhì)量，其質(zhì)量為（） Kg = Kg經(jīng)過(guò)計(jì)算解得需要再在原來(lái)的斜面處以相同的傾角再往里切去 mm 質(zhì)量。這種布置方式大大地減少了工作過(guò)程中離心塊與機(jī)芯的相對(duì)震動(dòng)，提高了偶合器的使用壽命。j2極限變形量：F = = mm = mm。2選擇與主動(dòng)級(jí)材料相同的彈簧，且材料的個(gè)參數(shù)與主動(dòng)級(jí)彈簧的相同，即彈簧的材料為 50CrVA（Ⅲ類(lèi)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，并取其旋繞比 C =5。1 F ——彈簧的工作載荷，顯然 F = Q = N，將 F 圓整為 F =400 1 111N。CE 復(fù)位彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算主動(dòng)級(jí)復(fù)位彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知主動(dòng)級(jí)的起始工作轉(zhuǎn)速為 n =750 rpm，則由離心力的計(jì)算公式z Q = 式（）z9021　rm?式中：n=n =750 rpm，m = Kg, r =95mm。則由正弦定理得，= 式（）)2sin(????ZEzFQ)90sin(?zfF cosβ=F 式（）zfNzF cos(α+β)= F 式（）zf 31并且由于本結(jié)構(gòu)是對(duì)稱(chēng)式的，所以一側(cè)所能傳遞的轉(zhuǎn)矩等于全部轉(zhuǎn)矩的一半， βFzefα β fβ βα ze圖 主動(dòng)級(jí)離心塊的受力分析有=z F f r + F cosβf r z+F f r 式（）21T2fzf1f2N1f以上各式中：Q ——主動(dòng)級(jí)離心塊在額定轉(zhuǎn)速下的所受到的離心力；z F ——主動(dòng)級(jí)離心塊的工作錐面上受到的正壓力和摩擦力的合zf山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文14力； F ——主動(dòng)級(jí)離心塊左端面上受到的正壓力和摩擦力的合力；Nz F ——主動(dòng)級(jí)單獨(dú)工作時(shí)摩擦片上受到的正壓力；1 F ——額定轉(zhuǎn)速下主動(dòng)級(jí)復(fù)位彈簧的彈力。知，摩擦塊的楔角應(yīng)小于摩擦2面的當(dāng)量摩擦角，因此選擇摩擦塊和錐面摩擦盤(pán)的楔角為：α=12176。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文12因此主、從動(dòng)機(jī)的摩擦片選擇淬火鋼在此選擇 65Mn，其性能為：具有良好的耐磨性、導(dǎo)熱性和表面貼合性、強(qiáng)度高，且淬火后其硬度可達(dá)35～45HRC。那么主動(dòng)級(jí)所需傳遞的轉(zhuǎn)矩為：T = K T =484 = 式（）1zN式中：K ——主動(dòng)級(jí)的過(guò)載系數(shù)，一般取 ～，經(jīng)過(guò)綜合考慮在此取 Kz=。這時(shí)主動(dòng)機(jī)在電機(jī)帶動(dòng)下繼續(xù)加速，當(dāng)從動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一轉(zhuǎn)速時(shí)，反饋級(jí)離心塊開(kāi)始克服彈簧的彈力外移（反饋級(jí)離心塊裝在從動(dòng)機(jī)軸的徑向槽中） ，這樣就推動(dòng)摩擦盤(pán)將摩擦片壓得更緊，達(dá)到硬啟動(dòng)時(shí)的承載能力。以期對(duì)我國(guó)機(jī)械制造的發(fā)展做出一定的貢獻(xiàn)。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。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)。 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)。 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。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。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。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。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。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。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。但是，隨著現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展，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。還要對(duì)各個(gè)傳動(dòng)和鏈接元件進(jìn)行強(qiáng)度校核。因此本方案具有很好的發(fā)展前景。個(gè)摩擦片和摩擦盤(pán)上帶有花鍵槽。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。都在爭(zhēng)取進(jìn)行深入的研究。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。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。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。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(pán)，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。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 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 。 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。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。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。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。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。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。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。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(méi)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(méi)有被甩出。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。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。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（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 =。當(dāng)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)需增加的彈簧壓縮量為：S = mm。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(guò)計(jì)算其質(zhì)量為 m = Kg。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 。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。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(guò)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。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。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(guò)熱處理。將數(shù)據(jù)代入得：σ = Mpa＜[σ]=54 Mpa。在此取Hqh摩擦盤(pán)的寬度為 l=10 mm，下面校核其強(qiáng)度。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(guò)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。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。f f將數(shù)據(jù)代入式（）中得：T =151700 。σ =900 Mpa，查表知，安全系數(shù)為 S =5。同樣取連接的相對(duì)剛1s 1度 λ=，則由式（）可求得 F ≥ N。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。具體計(jì)算過(guò)程如下。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。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。 r 式（）fq902grmn?hm（2）摩擦偶合