鼓型齒式離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

鼓型齒式離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),鼓型齒式,離合器,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),說(shuō)明書(shū) 任 務(wù) 書(shū)Ⅰ、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 鼓型齒式離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （從專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用、論文框架的設(shè)計(jì)、文獻(xiàn)資料的收集和應(yīng)用、觀點(diǎn)創(chuàng)新等方面詳細(xì)說(shuō)明）： 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生對(duì)所學(xué)課程能融會(huì)貫通，能靈活運(yùn)用各類知識(shí)；并 使得到深化、鞏固和提高。全面系統(tǒng)地進(jìn)行一次有關(guān)機(jī)械工程設(shè)計(jì)的基本訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的工程能力。培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析、解決問(wèn)題的能力。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)所學(xué)課程的掌握程度及對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力，以此作為評(píng)定學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)的主要依據(jù)之一。 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)與基本要求：中，英文摘要（300 字）；外文翻譯（近期文獻(xiàn)或?qū)Ｖ?000 字）；研究鼓型齒式離合器的意義、用途。 1．論文要求：1.1 內(nèi)容依次為：封面、畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，中文摘要（300 字以內(nèi)），英文摘要（300 實(shí)詞以內(nèi)）；目錄、正文（1，1.1，1.1.1）、結(jié)論、致謝 Ⅱ、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作內(nèi)容:1.1 參考文獻(xiàn)。1.2 正文頁(yè)以上，全部為 打印稿，小四號(hào)字,內(nèi)容包括： 1） 課題概述離合器類型的分類與選擇、工作情況系數(shù)，2）對(duì)鼓型齒式離合器零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，3）對(duì)鼓型齒式離合器關(guān)鍵零件進(jìn)行強(qiáng)度校核,4）對(duì)鼓型齒式離合器液壓缸的選型及螺栓校核。1.3 設(shè)計(jì)總結(jié) 2、圖紙要求：折合 2 張 A0。手畫(huà)不少于 A1 的裝配圖和 1 張零件圖。其余為CAD 圖。 如：鼓型齒式離合器的裝配圖 (A1)等。 3、工作日志：要求寫(xiě)草稿??！包括老師的指導(dǎo)記錄，并要求老師檢查簽字。 Ⅲ、進(jìn)度安排： 2014 年 11 月 3 日～2014 年 11 月 23 日（3 周）：選擇題目，收集文獻(xiàn)資料； 2014 年 11 月 24 日～2014 年 12 月 14 日（3 周）：布置任務(wù)，英文文獻(xiàn)翻譯； 2014 年 12 月 15 日～2015 年 1 月 4 日（3 周）：生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，熟悉課題內(nèi)容； 2015 年 1 月 5 日～2015 年 2 月 1 日（4 周）：課題概述離合器類型的分類與選擇、工作情況系數(shù) ；對(duì)鼓型齒式離合器零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2015 年 2 月 2 日～2015 年 3 月 15 日（5 周）：對(duì)鼓型齒式離合器關(guān)鍵零件進(jìn)行強(qiáng)度校核，準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)中期院內(nèi)檢查。 2015 年 3 月 16 日～2015 年 4 月 5 日（3 周）：繪制零件圖和裝配圖，撰寫(xiě)畢業(yè)論文； 2015 年 4 月 6 日～2015 年 4 月 19 日（2 周）：整理打印、裝訂論文； 2015 年 4 月 20 日～2015 年 5 月 31 日（6 周）：預(yù)提交畢業(yè)論文、修改、評(píng)閱、答辯。 Ⅳ、主要參考資料： 1. Auto CAD 基礎(chǔ)教程 2. 齒式聯(lián)軸器設(shè)計(jì)手冊(cè) 3. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本（離合器、離合器與制動(dòng)器） 4.電子圖書(shū)（http://211.70.148.23/bookhtm/） 5.中國(guó)學(xué)術(shù)期刊全文檢索（http://211.70.148.19/） 6.萬(wàn)方數(shù)據(jù)_數(shù)字化期刊（http://211.70.148.18:85/szhqk/index.html） 指導(dǎo)教師： ， 年 月 日 學(xué)生姓名： ，專業(yè)年級(jí)： 系負(fù)責(zé)人審核意見(jiàn)（從選題是否符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、是否結(jié)合科研或工程實(shí)際、綜合訓(xùn)練程度、內(nèi)容難度及工作量等方面加以審核）： 專業(yè)負(fù)責(zé)人簽字： ； 年 月 日 鼓型齒式離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘 要 鼓型齒離合器是近 30 年來(lái)為滿足機(jī)器在高速條件下快速換輥的要求發(fā)展起來(lái)的一種齒輪離合器。它具有補(bǔ)償軸線之間相對(duì)于徑向、軸向和角的位移的能力， 其中，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是十分緊密，傳遞運(yùn)動(dòng)過(guò)程中既快速，又準(zhǔn)確和可靠，能夠十分有效的避免齒尖角的應(yīng)力集中，具有較大的承載能力。 本課題的主要內(nèi)容是根據(jù)給定的條件以及工作狀況，可知該鼓型齒式離合器是通過(guò)液壓缸對(duì)鼓型齒式聯(lián)軸器的自動(dòng)伸縮，從而達(dá)到快速換輥的目的。本文對(duì)鼓型齒式離合器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，鼓形齒聯(lián)軸器的關(guān)鍵進(jìn)行零件校核。如：鼓形齒齒面強(qiáng)度、接觸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、花鍵軸的強(qiáng)度校核、花鍵副強(qiáng)度校核、平鍵強(qiáng)度校核以及連接螺栓剪切強(qiáng)度校核。液壓缸關(guān)鍵零件的校核如液壓缸的選型、液壓缸螺栓組強(qiáng)度校核。 關(guān)鍵詞：鼓形齒式聯(lián)軸器；液壓缸；強(qiáng)度校核。 IV ABSTRACT Tooth clutch drum is nearly 30 years developed to meet the machine at high speed rapid roll change requires a gear clutch. It has the ability to compensate for axial relative displacement between the radial, axial and angular, wherein, its internal structure is very close, during the transfer movement is fast, accurate and reliable and can be very effective to avoid sharp corners teeth stress concentration, with greater carrying capacity. The main contents of this issue is based on the given conditions and working conditions, it was found that the drum-type dog clutch is automatic retractable by a hydraulic cylinder for drum gear coupling, so as to achieve the purpose of quick roll change. In this paper, the dog clutch drum for structural design, key drum gear coupling were parts checked. Such as: drum-shaped tooth surface strength, contact strength, bending strength, spline shaft strength check, Spline strength check, key strength check and bolts shear strength check. The key components of the hydraulic cylinder such as a hydraulic cylinder selection checked, the hydraulic cylinder bolt group strength check. Key words: Drum gear coupling; cylinder; strength check. 目 錄 摘要 I ABSTRACT II 第 1 章 緒論 1 1.1 闡述設(shè)計(jì)鼓型齒式離合器的內(nèi)容 1 1.2 研究鼓形齒離合器的目的及意義 1 1.3 齒輪離合器國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀概述 2 第 2 章 聯(lián)軸器選擇及其分類 7 2.1 選擇聯(lián)軸器的因素 7 2.2 聯(lián)軸器的分類 10 2.2.1 剛性聯(lián)軸器 10 2.2.2 撓性聯(lián)軸器 13 2.2.3 安全聯(lián)軸器 21 第 3 章 鼓型齒離合器方案設(shè)計(jì) 22 第 4 章 聯(lián)軸器強(qiáng)度校核 24 4.1 原始數(shù)據(jù) 24 4.2 鼓形齒聯(lián)軸器關(guān)鍵零件的校核 27 4.2.1 對(duì)于鼓型齒式聯(lián)軸器中的鼓形齒齒面強(qiáng)度的校核 27 4.2.2 對(duì)鼓形齒式聯(lián)軸器中的鼓型齒齒面接觸應(yīng)力強(qiáng)度校核 29 4.2.3 鼓形齒式聯(lián)軸器齒輪的彎曲強(qiáng)度校核 31 4.2.4 對(duì)鼓形齒聯(lián)軸器花鍵軸的強(qiáng)度校核 33 4.2.5 漸開(kāi)線花鍵副連接強(qiáng)度校核 34 4.2.6 對(duì)鼓型齒式聯(lián)軸器的平鍵校核 35 4.2.7 鼓形齒式聯(lián)軸器螺栓強(qiáng)度校核 36 第 5 章 液壓缸選型及螺栓校核 38 5.1 液壓缸的選型 38 5.2 液壓缸螺栓校核 42 結(jié)論與展望 45 致謝 46 參考文獻(xiàn) 47 第 1 章 緒論 1.1 闡述設(shè)計(jì)鼓型齒式離合器的內(nèi)容 鼓型齒式離合器是由鼓型齒式聯(lián)軸器在液壓缸快速幫助換輥的條件下運(yùn)行的系統(tǒng)。鼓型齒式聯(lián)軸器是用鼓形齒的齒厚為外齒和內(nèi)齒組成的嚙合副來(lái)相互聯(lián)接兩軸的，合適的裝置在兩個(gè)都有徑向位移和傾斜的軸線上來(lái)回傳遞兩軸之間的運(yùn)動(dòng)和扭矩。[1] 在各種不同的因素影響下發(fā)生偏移位移是不可避免的，因此兩軸不 會(huì)時(shí)刻的保持同心運(yùn)轉(zhuǎn)。 1.2 研究鼓型齒離合器的目的及意義 伴隨著近、現(xiàn)代工業(yè)科學(xué)生產(chǎn)技術(shù)的迅速的發(fā)展，齒輪離合器所面臨的承受的載荷、可靠的性能、體積大小、重量高低、圓周速度快慢和工作效率等技術(shù)層面上和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上的要求是越來(lái)越高了。離合器就是在聯(lián)軸器的基礎(chǔ)上，切換不同的齒輪從而達(dá)到改變速率提高機(jī)器的效率等技術(shù)層面的要求下發(fā)展起來(lái)的。從結(jié)構(gòu)上看，鼓型齒聯(lián)軸器基本都是對(duì)稱的；從齒頂方向看，向外齒軸套上的齒的形狀均為鼓形齒，并且齒的厚度都是由中心向兩邊方向逐漸的減小，與外齒軸套相嚙合的齒均為直齒。由于外齒軸套的齒面和它的齒頂都是弧形的，因而這種聯(lián)軸器是一個(gè)雙活結(jié)的聯(lián)軸器，并且是撓性的。[2] 因此，鼓型齒式聯(lián)軸器是適合兩 個(gè)軸線間有較大偏角的一種聯(lián)軸器。 在高速度和重載荷的動(dòng)力傳動(dòng)情況下，部分聯(lián)軸器具有減振緩沖的性能。聯(lián)軸器是一般都是由兩半部分共同組成的，同時(shí)都和主動(dòng)軸和從動(dòng)軸分別相聯(lián)接的。 聯(lián)軸器一般可以分為：i、固定聯(lián)軸器。常用于要求兩軸對(duì)中，同時(shí)在工作中不發(fā)生相對(duì)位移，并且它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，并且在工作時(shí)兩軸能夠瞬時(shí)達(dá)到轉(zhuǎn)速相同的聯(lián)軸器。ii、可移式聯(lián)軸器。主要用于主動(dòng)軸和從動(dòng)軸之間有偏斜或者在運(yùn)動(dòng)中發(fā)生有相對(duì)位移的位置。 鼓型齒式離合器是由液壓缸為鼓型齒式聯(lián)軸器提供快速換輥的一種裝置。鼓 第 9 頁(yè) 型齒式離合器是一種由液壓缸快速換輥的性能優(yōu)越的可移式剛性鼓型齒式聯(lián)器。根據(jù)鼓型齒式聯(lián)軸器的不同特性，能夠在近代工業(yè)中的各種機(jī)械設(shè)備里有很廣泛的應(yīng)用。在設(shè)計(jì)鼓型齒式離合器時(shí)應(yīng)立足于兩軸偏斜角度和需求來(lái)選擇聯(lián)軸器。 1.3 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀概述 伴隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，現(xiàn)代工業(yè)中的機(jī)械化應(yīng)用并且在逐步擴(kuò)大，這就會(huì)使得鼓型齒式聯(lián)軸器的種類也不斷增加，對(duì)它功能的要求也會(huì)越來(lái)越高。保證機(jī)械裝置的零部件品質(zhì)，尤其是聯(lián)軸器的種類要多，同時(shí)也要具有高質(zhì)量是很重要的，因?yàn)槁?lián)軸器的質(zhì)量會(huì)直接影響機(jī)械裝置的品質(zhì)。因此，盡管目前世界上有很多系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的聯(lián)軸器，但由于機(jī)械裝置的繁多，并且在不同的載荷、不同的轉(zhuǎn)速、不同的工作環(huán)境下都會(huì)各不相同，故還需要性能不同的聯(lián)軸器種類， 以適應(yīng)機(jī)械在不同的情況下工作。 近現(xiàn)代國(guó)內(nèi)外的聯(lián)軸器品類越來(lái)越多和質(zhì)量越來(lái)越高。主動(dòng)軸與從動(dòng)軸是可以用一只聯(lián)軸器直接進(jìn)行相聯(lián)接的，也可以用兩個(gè)齒輪聯(lián)軸器同時(shí)經(jīng)過(guò)一個(gè)中間軸來(lái)過(guò)度實(shí)現(xiàn)聯(lián)接的。 如圖 1-1 所示。鼓形齒式聯(lián)軸器的內(nèi)齒輪是直齒形狀的齒輪，外齒輪是為球面形狀的齒輪。 圖 1-1 鼓形齒聯(lián)軸器傳動(dòng)原理圖 當(dāng)今在國(guó)內(nèi)寶鋼集團(tuán)八一鋼鐵股份有限公司中齒式聯(lián)軸器已廣泛應(yīng)用。圖 1-1、1-2 為齒式聯(lián)軸器示意圖。寶鋼集團(tuán)鋼鐵股份有限公司廠中精軋傳動(dòng)軸的齒式聯(lián)軸器在生產(chǎn)過(guò)程中，一旦發(fā)生突發(fā)故障，更換一個(gè)傳動(dòng)軸至少需要 3h。因此， 針對(duì)上面所說(shuō)的弊端，我們對(duì)齒式聯(lián)軸器進(jìn)行了改進(jìn)。經(jīng)改進(jìn)后，在不影響齒式聯(lián)軸器各種技術(shù)性功能的前提下，檢查齒式聯(lián)軸器的時(shí)間由改進(jìn)前的 30min/個(gè)， 縮短為現(xiàn)在的 5min/個(gè)。 齒式聯(lián)軸器改進(jìn)的要求有：（1）齒式聯(lián)軸器在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，齒磨損的程度基本上是相同的。（2）在改進(jìn)措施實(shí)施后，保證了齒式聯(lián)軸器的各項(xiàng)技術(shù)性能能夠不變。（3）對(duì)于齒式聯(lián)軸器改進(jìn)后，拆裝更加方便、既省時(shí)又省力，檢查齒的磨損量更容易了。（4）油脂的密封要求能夠保證。 圖 1-2 1、蓋 2、密封圈 3、外齒圈 4、內(nèi)齒圈 圖 1-3 1、蓋 2、密封圈 3、外齒圈 4、內(nèi)齒圈 5、蓋板 6、壓板 齒式聯(lián)軸器的改變：如圖 1-3 所示，在原有齒式聯(lián)軸器的基礎(chǔ)上加裝蓋板 5 和壓板 6（圖 1-3），其中，壓板嵌在蓋板里。因?yàn)樯w板、蓋的弧形槽形狀相同， 故用圖 1-3 都有所表示，故將蓋板、蓋（圖 1-4）與內(nèi)外齒分度圓相對(duì)應(yīng)的位置各加工出 2 個(gè)弧形通槽并以 3600 均勻分布，蓋板的弧形通槽比蓋的大。在內(nèi)齒圈上加工 4 個(gè)螺紋孔（每 2 個(gè)為 1 組，組與組呈 1800 對(duì)稱）。壓板（圖 1-5）嵌在蓋板內(nèi)與蓋通過(guò)螺栓相連。 改進(jìn)后每次的檢查機(jī)器，只需要拆下壓板上的 4 個(gè)小螺栓，既省時(shí)間又省力氣。為了提高精度和效率，我們制作了 δ=0.5，δ=1，δ=1.5,δ=2,δ=2.5,δ =3,δ=3.5,δ=4,δ=4.5 幾種規(guī)格的專用“塞尺”，在檢查中，通過(guò)檢測(cè)齒側(cè)隙的大小來(lái)掌握齒的磨損情況，從而使之運(yùn)行處于受控狀態(tài)。 齒式聯(lián)軸器在機(jī)械設(shè)備中工作時(shí)，由于兩軸之間會(huì)產(chǎn)生相對(duì)位移，從而使得齒面的磨損嚴(yán)重程度會(huì)增加和功率損耗也會(huì)增加。因而，該類聯(lián)軸器要完全封閉的狀況并在良好的潤(rùn)滑條件下工作，才能降低磨損程度和損耗功率。 圖 1-4 蓋板、蓋的簡(jiǎn)化左視圖 圖 1-5 壓板 如圖 1-6、1-7 所示,由于齒式聯(lián)軸器的徑向尺寸小，但是它所能夠承受的載荷能力很大，一般用于低速重載荷情況下的軸系傳動(dòng)。由于在鼓型齒式聯(lián)軸器的角向位移補(bǔ)充大于直齒式聯(lián)軸器才使得齒式聯(lián)軸器在國(guó)際上運(yùn)用的范圍很廣。 圖 1-6 齒式聯(lián)軸器 圖 1-7 齒式聯(lián)軸器的效果圖 第 2 章 聯(lián)軸器選擇及其分類 2.1 選擇聯(lián)軸器的因素 不同規(guī)格尺寸、不同擺動(dòng)角度的聯(lián)軸器縱然模數(shù)相同，所要求的齒側(cè)間隙也不同。[3] 由于機(jī)械在工作是的狀況各不相同，因而對(duì)聯(lián)軸器提出了各種不同的性 能要求，如兩軸之間的相對(duì)位移、聯(lián)軸器的長(zhǎng)短和安裝及對(duì)設(shè)備的保障、工作環(huán)境、經(jīng)濟(jì)特性等等。 （1） 動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性 在機(jī)械傳動(dòng)運(yùn)輸過(guò)程中，由于動(dòng)力機(jī)的工作原理和機(jī)器結(jié)構(gòu)的不同，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)所形成的影響不一樣。因此我們會(huì)根據(jù)動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性，一般將動(dòng)力機(jī)可以分為四種類別。見(jiàn)表 2-1。 表 2-1 動(dòng)力機(jī)系數(shù) Kw 動(dòng)力機(jī)類別代號(hào) 動(dòng)力機(jī)名稱 動(dòng)力機(jī)系數(shù) Kw Ⅰ 電動(dòng)機(jī)、透平 1.0 Ⅱ 四缸及四缸以上電動(dòng)機(jī) 1.2 Ⅲ 二缸內(nèi)燃機(jī) 1.4 Ⅳ 單缸內(nèi)燃機(jī) 1.6 選擇聯(lián)軸器品種的基本因素是動(dòng)力機(jī)的種類。 （2） 聯(lián)軸器的載荷類別 由于聯(lián)軸器制造材料的不同和聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)的不同，各種聯(lián)軸器對(duì)載荷的承受能力也不是都相同。為了方便選擇符合自身機(jī)械條件的聯(lián)軸器，將動(dòng)力系統(tǒng)的載荷分為了四類，詳細(xì)見(jiàn)表 2-2。 表 2-2 載荷類別 載荷類別 載荷狀況 工況系數(shù) K Ⅰ 均勻載荷，工作平穩(wěn) 1～1.5 Ⅱ 中等沖擊載荷 1.5～2.5 Ⅲ 重沖擊載荷，頻繁正反轉(zhuǎn) 2.5～2.75 Ⅳ 特重沖擊載荷，頻繁正反轉(zhuǎn) >2.75 （3） 聯(lián)軸器許用轉(zhuǎn)速 根據(jù)不同材料所生產(chǎn)的不同規(guī)格、不同型號(hào)的聯(lián)軸器，它們都會(huì)有一個(gè)轉(zhuǎn)速極限，就是該聯(lián)軸器所允許的最大線速度和最大外緣尺寸。在許用轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)， 機(jī)械的損耗是最低的，我們要根據(jù)其許用轉(zhuǎn)速來(lái)選擇聯(lián)軸器，使得聯(lián)軸器得到最大的運(yùn)用。 （4） 聯(lián)軸器的傳動(dòng)精度 對(duì)于精度很高的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和伺服傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，要求聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸能具有同步轉(zhuǎn)動(dòng)的功能，不能有滯后反應(yīng)，包括瞬間停止和起動(dòng)時(shí)均需要同步進(jìn)行。對(duì)于無(wú)彈性元件和彈性元件撓性聯(lián)軸器，由于零件之間存在著間隙或因彈性元件扭 轉(zhuǎn)，而導(dǎo)致的剛度降低。顯然，這種形式的聯(lián)軸器降低了傳動(dòng)精度，從而影響了機(jī)械的使用性能。因此，對(duì)于傳動(dòng)精度要求較高的傳動(dòng)裝置應(yīng)選用剛性聯(lián)軸器。 （5） 兩軸之間的相對(duì)位移 因?yàn)楦鞣N不同的誤差而產(chǎn)生不同的變形，使得各個(gè)零件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩軸而產(chǎn)生相對(duì)位移。但是兩軸之間的相對(duì)位移是很難避免的，但在不同工作情況條件下軸系間傳動(dòng)所產(chǎn)生的位移方向，并在不同的位移方向產(chǎn)生的位移大小也不同。 （6） 聯(lián)軸器的尺寸和安裝及維護(hù) 聯(lián)軸器的尺寸就是包括聯(lián)軸器的最大徑向和其最長(zhǎng)的軸向尺寸。在設(shè)計(jì)安裝時(shí)，必須要能夠考慮到在機(jī)器設(shè)備所允許的安裝空間以內(nèi)安裝。故在選擇聯(lián)軸器時(shí)，應(yīng)該選擇安裝與拆卸方便、維護(hù)方便的聯(lián)軸器。 在大型工業(yè)機(jī)械設(shè)備中，要想調(diào)整兩軸相互對(duì)中是十分困難的，因此，我們?cè)谶x擇聯(lián)軸器時(shí)，故應(yīng)選擇使用經(jīng)久耐用與更換易損件方便的聯(lián)軸器。 （7） 工作環(huán)境 聯(lián)軸器在一般情況下，是與各種不同型號(hào)的主軸機(jī)產(chǎn)品配套使用，周圍的工作環(huán)境也會(huì)十分復(fù)雜，如溫度、濕度、蒸汽、粉塵、砂子、油、酸、堿、腐蝕介質(zhì)、輻射等各種不同的狀況下工作，因此這些因素也是選擇聯(lián)軸器時(shí)必須所要考慮的。 （8） 經(jīng)濟(jì)性 根據(jù)本課題鼓型齒式離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，我選用的是無(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器中的鼓形齒式聯(lián)軸器。鼓型齒式聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，彈性元件的聯(lián)接沒(méi)有間隙， 不需潤(rùn)滑，維護(hù)方便，平衡容易滿足，質(zhì)量小，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，主要用于載荷比較平穩(wěn)的高速傳動(dòng)。不同的聯(lián)軸器，其價(jià)格也會(huì)不同，故設(shè)計(jì)者在選擇聯(lián)軸器時(shí)，也既要考慮它的實(shí)用性，又要考慮它的經(jīng)濟(jì)性。 2.2 聯(lián)軸器的分類 就目前而言，聯(lián)軸器的類型十分的繁多，根據(jù)它所傳遞的扭矩大小、軸系的轉(zhuǎn)速大小、被聯(lián)接兩部件的安裝精度高低等因素，可分為機(jī)械式、液壓式、電磁式三類聯(lián)軸器。 2.2.1 剛性聯(lián)軸器 剛性固定式聯(lián)軸器一般包括凸緣聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器、平行軸聯(lián)軸器等。 （1） 夾殼聯(lián)軸器 如圖 2-1 和圖 2-2 所示，夾殼聯(lián)軸器是由縱向部分的兩半筒形夾殼和連接兩半筒形夾殼的螺栓組成。夾殼聯(lián)軸器只能適用于低速和載荷平穩(wěn)的場(chǎng)合中。一般情況下最大外緣的線速度不大于 5m/s，當(dāng)線速度超過(guò) 5m/s 時(shí)需要進(jìn)行平衡校檢。 為了改善平衡狀況，故螺栓應(yīng)該正、倒相間安裝。夾殼聯(lián)軸器是不具備軸向、徑向和角向補(bǔ)償功能的。 圖 2-1 夾殼聯(lián)軸器 第 47 頁(yè) 圖 2-2 夾殼聯(lián)軸器效果圖 （2） 套筒式聯(lián)軸器 如圖 2-3 與 2-4 所示，在采用鍵連接時(shí)，軸向的固定用緊定螺釘來(lái)實(shí)現(xiàn)。鍵的型式分為半圓鍵和普通平鍵。在采用銷連接時(shí)，銷既起傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，又起軸向固定的作用。 套筒式聯(lián)軸器的特點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單、使用方便、制造容易、傳遞的扭矩不大、徑向尺寸小、成本較低，但不能緩沖減振。如小泵普通車床、龍門刨床等。 （a) 普通平鍵套筒聯(lián)軸器 （b）半圓鍵套筒聯(lián)軸器 圖 2-3 套筒聯(lián)軸器 圖 2-4 套筒聯(lián)軸器效果圖 （3)凸緣聯(lián)軸器 如圖 2-5（a)所示的凸緣聯(lián)軸器，是靠鉸制孔用螺栓來(lái)實(shí)現(xiàn)兩軸對(duì)中。圖 2-5 （b)是有對(duì)中榫的凸緣聯(lián)軸器。圖 2-6 是凸緣聯(lián)軸器效果圖及實(shí)物圖。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可傳遞較大轉(zhuǎn)矩，故當(dāng)轉(zhuǎn)速低、無(wú)沖擊、軸的剛性大、對(duì)中性較好。 （a) (b) 圖 2-5 凸緣聯(lián)軸器 圖 2-6 凸緣聯(lián)軸器 2.2.2 撓性聯(lián)軸器 撓性聯(lián)軸器的共同點(diǎn)是對(duì)兩軸線的軸向、徑向、角向相對(duì)偏移進(jìn)行補(bǔ)償位移的能力。 1. 無(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器 十字滑塊聯(lián)軸器、滑塊聯(lián)軸器、鏈條聯(lián)軸器、齒式聯(lián)軸器、鏈條式聯(lián)軸器、萬(wàn)向聯(lián)軸器等都屬于無(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器中的一類。 （1）十字滑塊聯(lián)軸器 如圖 2-7、2-8 所示，十字滑塊聯(lián)軸器的工作原理是當(dāng)兩軸存在不對(duì)中和偏斜時(shí)，滑塊將在凹槽內(nèi)滑動(dòng)。如圖 2-7 所示。 圖 2-7 十字滑塊聯(lián)軸器 圖 2-8 十字滑塊聯(lián)軸器效果圖 （2） 滑塊聯(lián)軸器 如圖 2-9、2-10 所示,由兩個(gè)半聯(lián)軸器與中間的方形滑塊構(gòu)成的聯(lián)軸器叫滑塊聯(lián)軸器。 圖 2-9 滑塊聯(lián)軸器 圖 2-10 滑塊聯(lián)軸器效果圖 （3） 齒式聯(lián)軸器 如圖 2-11、2-12 所示，外齒套和內(nèi)齒圈的齒廓都為漸開(kāi)線型，壓力角通常為 20°~ 30o ，齒數(shù)和模數(shù)都相等的齒式聯(lián)軸器。因全部輪齒都進(jìn)行嚙合，所以具 有結(jié)構(gòu)緊湊，傳遞扭矩大的特點(diǎn)。齒式聯(lián)軸器分為直齒式和鼓形齒式?？梢圆捎脴?biāo)準(zhǔn)模數(shù)刀具，加工簡(jiǎn)單。 為了降低齒面磨損程度和相對(duì)位移的阻力，需使?jié)櫥湍艿竭_(dá)齒輪嚙合處， 避免齒輪咬住，要求相接觸的輪齒齒側(cè)應(yīng)比一般齒輪傳動(dòng)具有較大的間隙，外齒套的齒頂要加工成球面鼓形，并且球面的中心一定要位于齒輪的軸線上。 圖 2-11 齒式聯(lián)軸器 圖 2-12 齒式聯(lián)軸器效果圖 （4） 鏈條式聯(lián)軸器 如圖 2-13、2-14 所示，鏈條聯(lián)軸器的特性主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，質(zhì)量較輕，裝拆方便，維修容易、銷售價(jià)便宜。 圖 2-13 鏈條式聯(lián)軸器 圖 2-14 鏈條式聯(lián)軸器效果圖 2、有彈性元件撓性聯(lián)軸器 制造彈性元件的材料一般有非金屬和金屬。非金屬有橡膠，特點(diǎn)是質(zhì)量輕、銷售的價(jià)格便宜，又有良好的彈性性能，故減緩抗振性能較強(qiáng)。各種不同型號(hào)的彈簧一般都是金屬材料制成的彈性元件，一般它們的強(qiáng)度高，工作壽命比較長(zhǎng)。 有彈性元件撓性聯(lián)軸器包括有彈性套筒銷聯(lián)軸器、梅花形彈性聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器、膜片聯(lián)軸器等。 (1) 彈性套柱銷聯(lián)軸器 如圖 2-15 所示，彈性套筒銷聯(lián)軸器是通過(guò)裝在兩個(gè)半聯(lián)軸器的凸緣孔中的柱銷和套在它上面的梯形截面環(huán)狀的整體彈性套，實(shí)現(xiàn)兩軸的聯(lián)接。彈性套的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易。 圖 2-15 彈性套柱銷聯(lián)軸器效果圖 （2）彈性柱銷聯(lián)軸器 如圖 2-16、2-17 所示，彈性柱銷聯(lián)軸器補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移的能力主要靠非金屬材料的彈性以及柱銷與柱銷孔配合的間隙。若配合間隙過(guò)大，會(huì)造成接觸條件惡化，加速柱銷磨損。例如離心泵、鼓風(fēng)機(jī)等。 圖 2-16 彈性柱銷聯(lián)軸器 圖 2-17 彈性柱銷聯(lián)軸器實(shí)物圖 (3)梅花形彈性聯(lián)軸器 如圖 2-18、2-19 所示，梅花形彈性聯(lián)軸器的工作原理是利用梅花形狀的彈性元件放在兩半聯(lián)軸器的凸爪中間，并對(duì)兩半聯(lián)軸器進(jìn)行聯(lián)接。 圖 2-18 梅花形彈性聯(lián)軸器 圖 2-19 梅花形彈性聯(lián)軸器實(shí)物圖 （4）膜片聯(lián)軸器 膜片聯(lián)軸器不僅提高了經(jīng)濟(jì)效益，還可凈化工作環(huán)境。[4] 如圖 2-20、2-21 所示，由幾組薄板與兩半聯(lián)軸器聯(lián)接稱之為膜片聯(lián)軸器。如直升機(jī)尾翼軸等。 1，6-半聯(lián)軸器；2-襯套；3-墊圈；4 中間軸；5-膜片組 圖 2-20 膜片聯(lián)軸器 圖 2-21 膜片聯(lián)軸器實(shí)物圖 2.2.3 安全聯(lián)軸器 如圖 2-22 所示，在機(jī)械設(shè)備中，安全聯(lián)軸器是一種新型的扭矩限制器。它適用于高速、高精度的驅(qū)動(dòng)裝置。安全聯(lián)軸器類型有很多，主要有鋼球式安全聯(lián)軸器、鋼砂式安全聯(lián)軸器、鏈輪摩擦式安全聯(lián)軸器、液壓式安全聯(lián)軸器等。 圖 2-22 安全聯(lián)軸器 第 3 章 鼓型齒離合器方案設(shè)計(jì) 鼓型齒式離合器（圖 3-1）是由鼓型齒式聯(lián)軸器經(jīng)過(guò)移動(dòng)機(jī)架總成（圖 3-3） 相連接液壓缸及底座總成（圖 3-2）共同組成的。該離合器是由液壓缸裝置對(duì)鼓型齒式聯(lián)軸器的自動(dòng)伸縮，從而達(dá)到快速換輥的目的。因此，我們需要對(duì)鼓型齒式聯(lián)軸器的關(guān)鍵零件進(jìn)行強(qiáng)度校核，以及對(duì)液壓缸的選型與其螺栓的校核。 主視圖 左視圖 俯視圖 圖 3-1 鼓型齒式離合器三視圖 圖 3-2 底座總成 圖 3-3 移動(dòng)機(jī)架總成 第 4 章 聯(lián)軸器強(qiáng)度校核 4.1 原始數(shù)據(jù) 圖 4-1 鼓形齒花鍵套[5] 表 4-1 鼓形齒原始數(shù)據(jù) 參數(shù)名稱 代號(hào) 數(shù)值 模數(shù) m 3.5 齒數(shù) Z 92 齒形角 α 20o 齒頂高系數(shù) h* 0.8 全齒高 h 5.775mm 公稱扭矩 Tn 160kN·m 許用轉(zhuǎn)速 n 1500r/min 鼓形齒嚙合半徑 R 350mm 圖 4-2 花鍵軸 表 4-2 花鍵參數(shù)表 參數(shù)名稱 代號(hào) 數(shù)值 齒數(shù) Z 33 模數(shù) m 4 壓力角 α 30o 有效長(zhǎng)度 l 180 4.2 鼓形齒聯(lián)軸器關(guān)鍵零件的校核 圖 4-3 鼓型齒式聯(lián)軸器 圖 4-4 鼓形齒 4.2.1 對(duì)于鼓型齒式聯(lián)軸器中的鼓形齒齒面強(qiáng)度的校核 圖 4-5 齒端內(nèi)齒圈 齒式聯(lián)軸器所受到的承重載荷與使用壽命長(zhǎng)短是會(huì)受到齒面磨損的影響，為了更好的避免齒面之間的過(guò)度磨損，故在選定鼓形齒式聯(lián)軸器（如圖 4-3）的尺寸后， 我們一般都會(huì)對(duì)鼓形齒（如圖 4-4、圖 4-5）齒面的壓強(qiáng)進(jìn)行驗(yàn)算。 要滿足鼓形齒齒面壓強(qiáng)條件為： p = ?2Tc ￡ [p] Z · h · b · D  (N / mm2 )  （4-1） 式中 Tc ——計(jì)算轉(zhuǎn)矩， N / mm b ——外齒軸套的齒寬， mm D ——齒輪分度圓直徑, mm Z ——齒數(shù)； p ——齒面壓強(qiáng)， N mm2 h ——齒輪的工作高度， mm [p]——許用壓強(qiáng)， N 代入原始的數(shù)據(jù)，可得： mm2 p = 2Tc = Z · h · b · D 2Tc Z · h · b · Z · m = 2 ′1.6 ′108 92 ′ 55′ 5.775′ 92 ′ 3.5 = 34 N mm2 齒面之間的許用壓強(qiáng)[p]，其數(shù)值與材料、速度等有關(guān)。鼓形齒的內(nèi)齒圈和外 齒軸套所使用材料都為 42CrMo，其許用壓強(qiáng)為 42 N mm2 ，故齒面壓強(qiáng)滿足要求。 4.2.2 對(duì)鼓形齒式聯(lián)軸器中的鼓型齒齒面接觸應(yīng)力強(qiáng)度校核 圖 4-6 齒端聯(lián)軸器總成 如圖 4-5、圖 4-6 所示，在設(shè)計(jì)鼓型齒式離合器時(shí)，對(duì)圓弧面進(jìn)行接觸應(yīng)力的校核。鼓型齒式離合器與齒輪傳動(dòng)不同，齒輪傳動(dòng)載荷集中作用在一對(duì)或有限對(duì)齒上，齒面承載不僅要考慮到接觸強(qiáng)度，還要考慮到齒根彎曲強(qiáng)度，剪切強(qiáng)度等， 而鼓型齒離合器，一般情況下由于內(nèi)齒圈壁厚較薄，承載能力主要體現(xiàn)在齒輪接觸強(qiáng)度上，可按下式計(jì)算： sH =0.418 ( MPa ) （4-2） 式中 h ——接觸時(shí)的有效齒高，取h* =（ 0.65 ~ 0.75 ） h mm ； e e e ，單位 Rt ——鼓形齒工作圓切面上曲率半徑，單位mm ； E——材料彈性模量，E=210000MPa,單位MPa ； Fn ——齒輪法向力，單位 N 。 輪齒承受的平均法向力 F = ?2Tn = n kmz2 cosa 2 ′160 ′106 0.75′ 3.5′ 922 ′cos 20。  N = 15327.07N 式中 k 是承載齒數(shù)與齒數(shù)的比值，取 K=0.75。鼓形齒工作圓切面上曲率半徑 Rt =fc · R 式中，R-位移圓半徑 fc -曲率系數(shù)查表得，fc =3.9 Rt = 3.9 ′ 700mm = 2730mm 接觸面的高度為 h =2 h* m=2×0.8×3.5=5.6mm e a e 接觸時(shí)的有效齒高h(yuǎn)* 為 h* =0.65 h =0.65×5.6=3.64mm e e 根據(jù)式（4-2）得 sH = 0.418 = 0.418 = 237.89MPa 因?yàn)楣男妄X式離合器的內(nèi)齒圈和外齒軸套材料都為 42CrMo，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)調(diào)質(zhì)硬度為 HB302～341 時(shí)，許用強(qiáng)度為 400MPa 大于計(jì)算值。因此滿足要求。 4.2.3 鼓形齒式聯(lián)軸器齒輪的彎曲強(qiáng)度校核 圖 4-7 鼓形齒內(nèi)齒圈 如圖 4-7 所示，鼓形齒式聯(lián)軸器在傳遞載荷的過(guò)程中,其傳動(dòng)齒輪的輪齒一直處于懸臂受彎工作狀態(tài)下。為了保證傳動(dòng)齒輪在運(yùn)動(dòng)時(shí)不致于發(fā)生斷齒的現(xiàn)象， 齒根處的最大應(yīng)力必須低于其許用值，因此，必須對(duì)鼓形齒聯(lián)軸器齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度的計(jì)算。 彎曲應(yīng)力：  o = Mt w W (N / mm2 )  （4-3) Mt = Ft · h = Fn · h · cosa （4-4） = bs2 W 6  （4-5） s = mz sin 90o z cosa  （4-6） Fn = 2Tn kmz2 cosa  （4-7） 式中 Mt ---彎矩，單位 N · mm Ft ——一個(gè)輪齒所受的切向應(yīng)力，單位 N W ——抗彎模量，單位mm3 Fn ---個(gè)輪齒所受的法向應(yīng)力，單位 N h ---齒輪的工作高度，單位mm s ---根圓處齒厚，單位mm m ---模數(shù)； z ---齒數(shù)； k ---承載系數(shù)，此處選擇 k=1。代入數(shù)據(jù)得： s = mz sin = 90o z cosa 90o o 3.5′ 92 ′sin = 5.165mm cos 20 92 = bs2 W 6 = 55′ 5.1652 6 = 244.5mm3 Fn = = 2Tn kmz2 cosa 2 ′1.6 ′108 = 1′ 3.5′ 922 ′cos 20o 11495.3N n t M = F h cosa= 11495.3′ 5.775′cos 20o = 62381.8N o = Mt w W = 62381.8 = 255.14N / mm 244.5 由于鼓形齒的內(nèi)齒圈和外齒軸套所使用的材料均為 42CrMo,故當(dāng)其調(diào)質(zhì)度為 HB302～342 時(shí)，其許用強(qiáng)度[sb ]不小于 340 N mm2 ，計(jì)算值大于s 的值。所以該 w 齒輪齒面彎曲強(qiáng)度是符合要求的。 4.2.4 對(duì)鼓形齒聯(lián)軸器花鍵軸的強(qiáng)度校核 圖 4-8 花鍵軸 鼓型齒式聯(lián)軸器花鍵軸具體數(shù)值，如圖 4-8 所示花鍵的強(qiáng)度條件為： m o = 2T ′103 ￡ [s ] p yzhld p （4-8） 式中 y---載荷分配不均時(shí)的系數(shù)值，一般取y= 0.7～0.8，此處取y= 0.8； z ---花鍵的齒數(shù)； l ---齒的工作長(zhǎng)度，單位mm h ---花鍵齒側(cè)面的工作高度 h = D - d - 2C 2 D---為外花鍵的大徑，單位為mm ； D 為內(nèi)花鍵的小徑，單位為mm ； C 為倒角尺寸，單位為mm ； d = D + d ； d = d m 2 m i dm ---花鍵的平均直徑，單位 mm； di ---為分度圓直徑， mm ； p [s ]---花鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力， MPa 代入數(shù)據(jù)得： p o = 2T ′103 = yzhldm 2 ′1.6 ′105 ′103 0.8′ 33′ 4 ′180 ′ 33′ 4 = 127.5 N mm2 花鍵軸許用擠壓應(yīng)力[s ]為 120～200 N mm2 ，計(jì)算所得s 在[s ]許用范圍 p p p 內(nèi)，故花鍵軸的強(qiáng)度滿足要求。 4.2.5 漸開(kāi)線花鍵副連接強(qiáng)度校核 如圖 4-8 所示，花鍵連接主要失效形式是靜聯(lián)接和動(dòng)連接。因此，靜聯(lián)接按擠壓應(yīng)力的強(qiáng)度計(jì)算，對(duì)動(dòng)連接則是進(jìn)行耐磨性的強(qiáng)度計(jì)算。 假如載荷沿鍵的工作長(zhǎng)度分布均勻，鍵連接的強(qiáng)度校核條件為: 3 s = 2T ′10 p yzhld ￡ é?sp ù?  (4-9) m 式中：ψ———載荷分配不均系數(shù)，一般取 0.7 : 0.8， z———花鍵的齒數(shù)； l———齒的工作長(zhǎng)度，單位 mm； h———花鍵齒側(cè)面的工作高度，a=45°時(shí)，h=m，m 為模數(shù)； dm ——花鍵的平均直徑， dm = di ， di 是分度圓直徑，單位 mm。由式（4-9）得 sp = 2 ′160 ′106 MPa = 88.80MPa 0.7 ′ 33′ 4 ′ 300 ′130 查表得齒面經(jīng)過(guò)熱處理后許用擠壓應(yīng)力é?sp ù? =120 ? 200MPa，計(jì)算值小于許用擠壓應(yīng)力，因此花鍵副的強(qiáng)度滿足要求。 4.2.6 對(duì)鼓型齒式聯(lián)軸器的平鍵校核 在平鍵連接中，一般主要包括以下失效方式：工作面的壓潰、磨損以及鍵的剪斷。如圖 4-8 所示，假設(shè)載荷均勻分布在鍵的工作平面上。 普通平鍵連接強(qiáng)度條件為： o 2T ′103 ￡ és ù  (4-10) p = kld ? p ? 其中 T———傳遞的轉(zhuǎn)矩 160，單位 KN·m； K———鍵與鍵槽之間的連接高度，單位 mm； l ———鍵的工作長(zhǎng)度，單位 mm； d———軸的直徑，單位 mm； é?sp ù? ——最弱的材料的許用擠壓應(yīng)力，單位 MPa 。 K=0.5h，h 為鍵的高度由式（4-10）可得 sp = 2 ′160 ′105 MPa = 53.33MPa 20 ′ 200 ′150 查表得許用擠壓應(yīng)力é?sp ù? =100 ? 120MPa，計(jì)算值小于許用擠壓應(yīng)力，故鍵的強(qiáng)度是足夠強(qiáng)的，滿足需求。 4.2.7 鼓形齒式聯(lián)軸器螺栓強(qiáng)度校核 圖 4-9 螺栓 如圖 4-9 所示，螺栓桿的剪切強(qiáng)度條件為： t= F ￡ [t] (N / mm2 )  （4-11） 2 n p d 4 F = （4-12) 式中 F ——螺栓所受的工作的剪力，單位 N ； D ——螺栓孔分布圓直徑，單位mm ； d ——螺栓孔的直徑，單位mm ； n ——螺栓數(shù)目，單位個(gè) [t]——螺栓材料的許用剪切應(yīng)力，單位 N / mm2 。代入數(shù)據(jù)得： F = = = 8′105 N 2 F t= p = d n 4 8′105 3.14 ′172 ′18 4 = 195.9N / mm 所選螺栓的的許用剪切應(yīng)力[t]不小于200 N  mm2 ，且安全系數(shù)選3.4 ～5 之間， 故聯(lián)軸器的螺栓選擇是滿足要求的。 第 5 章 液壓缸選型及螺栓校核 在同等輸出功條件下，液壓缸的優(yōu)點(diǎn)有重量輕、慣性小、集成度高且力矩大， 方便過(guò)載保護(hù)設(shè)計(jì)，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)能自行潤(rùn)滑。[6] 在鼓型齒式離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中， 液壓缸起著至關(guān)重要的作用。 5.1 液壓缸的選型 圖 5-1 液壓缸圖示 如圖 5-1 所示的液壓缸裝置[7] 是拉桿型液壓缸，由兩個(gè)黑色箭頭進(jìn)油口進(jìn)油， 通過(guò)液壓缸，從而達(dá)到快速換輥的作用。 根據(jù)公式 p = F (Pa)[8] A  (5-1) F --作用在活塞上的載荷， N ; A--活塞工作的有效面積， m2 ; p --液壓缸工作壓力， MPa .規(guī)定 pmax ￡ 1.5PN (MPa) 。 F = 1154KN , 根據(jù)資料，公稱注射量 250~ 500g 的注射缸，工作壓力范圍 7 ~ 25MPa。故本課題中的液壓缸的工作壓力采用的是 25MPa。故 p = 25MPa 根據(jù)公式 d = D （j一般取 1.46~2），j= 2 ； 根據(jù)該液壓缸是注射缸，故 D = (5-2) 所以 液壓缸缸筒內(nèi)徑 D： D = ，D=0.24m，d=0.17m 該液壓裝置是有桿腔作用的面積 Ai1 ，故由公式 功率 P:  P = T · n 9.55  (5-3) T--公稱扭矩，單位， KN · m ； n--轉(zhuǎn)速，單位， r · min-1 ； P--功率，單位，w. P = T · n 9.55 = 160 ′103 ′1500 9.55 = 2.5′107 w 由公式  P = F · v  (5-4) v--液壓缸活塞桿外伸速度， m · s-1 = = · 所以 v = P F 2.5′107 -1 1154 ′103 ′ 60 0.361m s 液壓缸最大需用流量 Q Q = 6 · v · Ai1 ′104 = 6′ 0.045′ 0.361′104 = 975L · min-1 伸出時(shí)流量: Q1 = Q ′ 80 ％=975×0.8=780 L · min-1 ； 縮回時(shí)流量: 2 Q = Q ′ 20 ％=975×0.2=195 L · min-1 ； 伸出時(shí)排量: q = Q1 ′103 = 1 n 780 ′103 = 520mL · r -1 ； 1500 縮回時(shí)排量: q = Q2 ′103 = 2 n 195 1500  ′103 = 130mL · r -1 。 根據(jù) p 、 D 、d ，查表 5-1， 表 5-1 液壓缸選型表 類別 型號(hào) 缸徑/mm 速度比 工作壓力 / MPa 工程用液壓缸 HSG 40 ~ 250 2、1.46、1.33 16 車輛用液壓缸 DG 40 ~ 200 1.46 16 冶金設(shè)備用液壓缸 UY (JB/ZQ 4181) 40 ~ 400 2 10 ~ 25 重載液壓缸 CD/CG 250 40 ~ 320 2、1.6、1.4 25 CD/CG 350 35 C25 D25 40 ~ 400 25 CDH2/CGH2 (RD/E/C 17334) 50 ~ 500 2、1.6 輕型拉桿式液壓缸 WYX 01 32 ~ 250 1.4、1.25 7、14 根據(jù)表 5-1 中的數(shù)據(jù)，故選擇重載液壓缸，型號(hào)為 CD/CG 250 如圖 5-2。 圖 5-2 型號(hào)為 CD/CG 250 重載液壓缸實(shí)物圖 5.2 液壓缸螺栓校核 圖 5-3 鼓型齒式離合器俯視圖 如圖 5-3 所示，假設(shè)液壓缸螺栓 z=4,根據(jù)各螺栓所需的預(yù)緊力為 0 z F 3 KST f ? ri i=1 [9]  (5-5) 式中： f  ?接合面之間的摩擦系數(shù)， f  = 0.1； ri ? 第 i 個(gè)螺栓的軸線到螺栓組對(duì)稱中心 O 的距離，mm； z ? 螺栓數(shù)目； T ? 公稱扭矩； KS ? 防滑系數(shù)， KS = 1.1 ~ 1.3 。所以預(yù)緊力 0 z F 3 KST f ? ri i=1 1.3′160 ′103 = = 0.1′ 4 ′ 90 5.78′103 N 根據(jù)公式 F0 = 1.8FE (5-6) FE ? 螺栓工作載荷 F0 ? 預(yù)緊力 故螺栓總拉伸載荷 Fa Fa = F0 + F0 1.8 = 2.8F0 = 8.99′ 103 N (5-7) 1.8 按表 10-5 選螺栓材料性能等級(jí)為 8.8 級(jí)，ss = 640MPa ，按表 10-7 暫取安全系數(shù)S=4，螺栓許用應(yīng)力為[10] [s] = ss = 640 MPa = 160MPa  (5-8) S 4 由式（10-12）得螺紋的小徑為 d1 3 = = 9.646mm (5-9) 查表 10-1，取 M12 螺栓（小徑 d1 =10.106mm)。按照表 10-7 可知，所取安全系數(shù)S=4 是正確的。 結(jié)論與展望 根據(jù)本人對(duì)鼓型齒式離合器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究，該結(jié)構(gòu)是由鼓型齒式聯(lián)軸器與液壓缸共同組成的。該課題的原理是當(dāng)機(jī)械中鼓型齒式聯(lián)軸器高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)液壓缸在機(jī)械中的協(xié)助，以至達(dá)到鼓型齒式聯(lián)軸器自動(dòng)伸縮快速換輥的工作原理。從而形成等同于離合器的工作原理。通過(guò)對(duì)鼓型齒式離合器國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀的研究， 對(duì)影響鼓型齒式聯(lián)軸器的選擇因素有了一定的理解和對(duì)聯(lián)軸器的分類有了一些了解。根據(jù)鼓型齒式離合器的設(shè)計(jì)方案中所示圖并進(jìn)行分析，對(duì)其關(guān)鍵的零構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度校核、選型并驗(yàn)證。 本課題中新穎之處就是在于運(yùn)用了液壓缸來(lái)?yè)Q輥，因?yàn)橛靡簤焊讕?dòng)鼓型齒式聯(lián)軸器自動(dòng)伸縮達(dá)到快速換輥的目的。用液壓缸來(lái)協(xié)助，可以不用減速裝置， 同時(shí)，它工作時(shí)很穩(wěn)定。因此，本課題設(shè)計(jì)的鼓型齒式離合器可以在重載荷、高速等比較苛刻的工作環(huán)境下工作，在很多大型的工業(yè)行業(yè)中能夠有很大的用處。 通過(guò)我對(duì)聯(lián)軸器的探究，我知道了聯(lián)軸器的類型很多，優(yōu)點(diǎn)也有很多。對(duì)于聯(lián)軸器的各個(gè)零部件的強(qiáng)度校核，從而我們選擇最適用于機(jī)械裝置的聯(lián)軸器，可以充分的運(yùn)用其性能。不過(guò)現(xiàn)代的機(jī)械化越來(lái)越明顯，那么所要用到的聯(lián)軸器種類越來(lái)越多和要求品質(zhì)會(huì)越來(lái)越高，但是我相信我們的設(shè)計(jì)者們會(huì)不斷的拓新和發(fā)現(xiàn)新性能的聯(lián)軸器，將會(huì)為我國(guó)的工業(yè)化提到一個(gè)新高度。 致謝 通過(guò)幾個(gè)月的努力，終于將本次畢業(yè)論文課題做完了。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文撰寫(xiě)中，最需感謝的是我的指導(dǎo)老師仝基斌教授和各位同組的同學(xué)對(duì)我的幫助! 因?yàn)樵谒麄兊膸椭椭С窒?，使得我能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 仝教授每周都會(huì)對(duì)我們進(jìn)行孜孜不倦的指導(dǎo)，對(duì)我們?cè)谡n題設(shè)計(jì)的過(guò)程中所遇到的問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)且耐心的解答，同時(shí)給我們提出來(lái)很多寶貴的建議，對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作有很大幫助。我要衷心感謝仝教授的細(xì)心指導(dǎo)，感謝您對(duì)我們的付出，感謝您的認(rèn)真負(fù)責(zé)的教誨。 同時(shí)，我要感謝我的家人，在我這四年的大學(xué)生活中，他們默默的支持我， 鼓勵(lì)我，使我的學(xué)習(xí)生涯得以順利完成。 最后，向參加我論文評(píng)審和答辯的老師和專家們表示感謝。 參考文獻(xiàn) 【1】 袁風(fēng)娣.上海船用柴油機(jī)研究所.鼓形齒齒式聯(lián)軸器的研究和應(yīng)用[J]. 【2】 孟百剛.鼓形齒聯(lián)軸器的應(yīng)用與設(shè)計(jì)[J]. 【3】 趙甲男.設(shè)計(jì)研究院工程師，鼓形齒聯(lián)軸器設(shè)計(jì)計(jì)算[J]. 【4】 闞鋼.南京揚(yáng)子石化金浦橡膠有限公司，乳聚丁苯橡膠脫水?dāng)D壓機(jī)鼓型齒式聯(lián)軸器改型[J]. 【5】 仝基斌，晏群.機(jī)械工業(yè)出版社，機(jī)械制圖[M]. 【6】 劉曉明，葉 瑋.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)電氣工程學(xué)院,液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及運(yùn)行特性分析[J]. 【7】 姜繼海，宋錦春，高常識(shí).高等教育出版社，液壓與氣壓傳動(dòng)[M]. 【8】 成大先.化學(xué)工業(yè)出版社，第五版，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)液壓傳動(dòng)單行本[M]. 【9】 濮良貴，陳國(guó)定，吳立言.高等教育出版社，機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 【10】 楊可楨，程光蘊(yùn)，李仲生.高等教育出版社，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].