6.2.1选择万向联轴器
万向联轴器可以用于传递两轴不在同一轴线上、两轴线存在较大夹角的情况。它能实现两轴连续回转,可靠的传递转矩,结构较紧凑,传动效率很高。 为保证传动精度及可靠性,减速器和轧辊之间用万向联轴器连接。十字轴式万向联轴器、滑块式万向联轴器为两种常用的万向联轴器。
1、十字轴式万向联轴器的优点:
(1)联轴器用滚针轴承,传动效率较高,传动效率可达98.7%~99%,摩擦系数小,。 (2)由于滚动轴承的间隙较小,传动平稳,冲击和振动减小。
(3)在回转半径相同时,可传动大扭矩。
(4)耗油量少,可改善生产环境,维修保养费用减少。
(5)在空行程时,十字轴万向联轴器可减低到30~40dB,比滑块万向联轴器低很多,满足低噪声要求。
(6)联轴器寿命为2年左右,减少了更换设备的费用。
2、计算转矩:
十字轴万向联轴器应满足强度条件如下;
(6.5)
式中
—— 联轴器的理论转矩
—— 轴承寿命系数,由[10]表41.4-25, =1.2
—— 联轴器轴间角系数,由[10]表41.4-26; =1.4
—— 联轴器转速系数,由[10]表41.4-24; =1.1
—— 载荷性质系数,由[10]表41.4-9; =1
—— 联轴器的计算转矩
—— 联轴器的许用转矩
(6.6)
—— 电机的额定功率,
—— 电机到减速器的输出轴的效率,η=0.850
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零点在线 —— 减速器输出轴的转速,
由式(6.6得:
由文献[10]表41.4-10选择十字轴万向联轴器型号为SWP250D型,其主要参数
如下表,
表6.2 万向联轴器的参数
型号 | 回转直径 | 公称转矩 | 疲劳转矩 | 轴间角 | 伸缩量 |
SWP250D | 250 | 63 | 31.5 | | 80 |
| | | | | |
考虑到联轴器中轴承易损,所以选择十字轴的轴承为剖分式,为方便更改轴承,将轴承压盖进行剖分,。要用高强度的螺栓(力学性能能按GB3098.1中规定的10、9级)还有螺母(力学性能能按GB3098.2中规定的10级),用于联轴器各配件的连接);用预紧螺栓将两端法兰联接配件上,依靠法兰端面键来传递转矩。
联接螺栓从相配件的法兰那侧装入,而螺母由另一侧进行旋紧,满足标准。
6.2.2校核万向联轴器
(1)十字轴的结构及计算
十字轴的材料常用中碳合金钢,如、;或如、等的低碳合金钢,本设计选用18CrMoTi, 其机械性能如表6-3所示
图6-1 十字轴示意图
R=100mm, s=25mm, d==50mm ,=15mm
表6-3 18CrMoTi 的机械性能
钢号 | 强度极限(MPa) | 前继屈服极限(MPa) | 表面硬度(HRC) |
18CrMoTi | 1000 | 800 | 58~63 |
| | | |
轴颈在轴肩处的弯曲强度不够是十字轴轴颈的主要失效形式,弯曲强度条件如下; (6.7)
式中
—— 联轴器计算转矩,
—— 轴颈中部到轴肩的距离,
—— 轴颈的直径和内径
—— 十字轴的中心到轴颈中部距离,
—— 十字轴材料的许用弯曲应力,常取
∕(3~3.5)MPa
—— 十字轴材料屈服极限
远程压力表由式(6.7)得:
所以,十字轴的设计满足强度设计要求。
(2)十字轴轴承尺寸的确定及校核
十字轴所用的滚动轴承几乎都没有内、外圈,内圈滚道及轴颈表面,外滚道为轴承套圈的内表面。
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滚针长度不能超过轴颈的长度,滚针在轴向的游隙x应小于0.2~0.4 mm。
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套圈壁厚和滚动元件的直径,在轴承的套圈外径尺寸确定时,有着一定关系。
沿周向,滚针之间也有适量的间隙,以为是在摆动状态下工作,所以允许有很小的间隙,沿周向滚针的平均间隙和滚针的直径关系如下
(6.8)
式中:
—— 滚针的数目,由式(6.8),Z=48
—— 滚针的平均间隙,通常取 0.005≤f≤0.025
滚针或滚子和轴颈之间的接触应力旳验算