【正文】 .........10 初選摩 擦半徑 .........................................................................................11 摩擦材料及摩擦片的選擇 .....................................................................11 起動過程中各傳 動件的受力分析 .........................................................12 復(fù)位彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 .............................................................................15 離心塊的設(shè) 計(jì)計(jì)算 .................................................................................203 各傳動件的強(qiáng)度 校核 .......................................................................26 輸出花鍵軸的參數(shù)計(jì)算及強(qiáng)度校核 .........................................................................26 摩擦片的強(qiáng) 度驗(yàn)算 ..........................................................................................................27 軸承的壽命校核 ...............................................................................................................31山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文V 端蓋處的連接螺栓的設(shè)計(jì)計(jì)算 ..................................................................................32 裝配尺寸鏈 的求解 ..........................................................................................................354 摩擦偶合器帶載起動 過程的動力學(xué)分析 .......................................39 摩擦偶合器帶載起動力學(xué)模型的建立 ....................................................................39 摩擦偶合器帶載起動過程分析 ..................................................................................42 摩擦偶合器軟起動精確動力微分方程的建立 ......................................................44 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性 分析 ...............................................................................................................46總 結(jié) ......................................................................................................48參考文 獻(xiàn) ..............................................................................................50致謝 ......................................................................................................51附錄 1 ...................................................................................................52附錄 2 ...................................................................................................58山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文11 緒論機(jī)械原動機(jī)（電動機(jī)或內(nèi)燃機(jī)等）和工作機(jī)之間都需要連接裝置，如聯(lián)軸器等，這一裝置一般是將原動機(jī)和工作機(jī)剛性連接在一起的，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)原動機(jī)和工作機(jī)一起轉(zhuǎn)動，其作用是連接和傳動。另外選擇摩擦性能較好的摩擦材料對本次設(shè)計(jì)來說顯得尤為重要，是關(guān)系到成敗的關(guān)鍵因素。本文的主要任務(wù)是整體結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)，包括摩擦元件的設(shè)計(jì)計(jì)算，各個傳動部件的設(shè)計(jì)等。從動軸為花鍵軸，固定反饋級離心塊的錐面圓盤可以在花鍵軸上滑動，使得其兩側(cè)的摩擦片分擔(dān)相等的負(fù)載，杜絕了兩邊承載不均勻的現(xiàn)象。 國內(nèi)外軸向摩擦偶合器的研究現(xiàn)狀國內(nèi)外軸向摩擦偶合器的研究現(xiàn)狀概述近年來，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，前者相對來說是發(fā)展較快的一種偶合器。就目前來說，有多處研究所都在研究這種偶合器產(chǎn)品。這或許會給我們國家?guī)砗艽蟮慕?jīng)濟(jì)利益。干式摩擦材料主要采用無石棉有機(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。摩擦片大多根據(jù)使用場合的不同而被設(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。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。因?yàn)檫@些材料的制造設(shè)備、制造工藝、測試方法、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。 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 。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。并通過合理設(shè)計(jì)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。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(jì)思想，這一設(shè)計(jì)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(jì)的根本宗旨所在。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。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(jì)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。當(dāng)淬火鋼和淬火鋼配1對時，其摩擦系數(shù)為 f =。則主動級離心塊的受力分析圖如下圖 所示。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(jì)算可以確定：m = Kg ，r =95 mm。1 111（3）計(jì)算彈簧的有效圈數(shù) n ，由式n = 式（）11348FfGd得：n =，取 n =。則由離心力的計(jì)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。（2）計(jì)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。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。而與彈簧座孔同軸的螺栓孔的質(zhì)量為y Kg。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 。圖 反饋級離心塊的截面尺寸計(jì)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 。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(jì)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） ?；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(jì)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。根據(jù)此條件查表知該材料的許用應(yīng)力為[σ]=54 Mpa。滿足強(qiáng)度條件。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(jì)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 =。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。lx計(jì)算每個螺栓所受的軸向載荷，由前面的計(jì)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 =。則[σ]= 1s caσ / S =900/5 Mpa=180 Mpa。同樣由式（）可求0得 F ≥ N。 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(jì)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。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。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。 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