滑塊離心式摩擦離合器的設計【優(yōu)秀畢業(yè)課程設計】
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一 . 設計任務書 二.設計要求 三 一 . 課程設計任務書 課程設計題目: 滑塊離心式摩擦離合器 離心離合器由于有固定的結合轉數(shù)和過載保護功能而被廣泛應用于油鋸、割灌機、風力滅火機、無變速器等機具的傳動中,它對保護操作者和機具過載時的安全是十分重要的?;瑝K離心式離合器結構簡單、緊湊、它是由主動盤、摩擦塊、壓縮彈簧和被動盤組成的。 通過本課程設計,掌握滑塊離心式摩擦離合器的設計方法、步驟,進一步了解離合器的工作狀況和性能,提高機械產(chǎn)品的設計能力。 兩個月 二.設計要求 ⑴設計計算說明書(包括離合器性能曲線); ⑵總裝配圖; ⑶彈簧零件圖; ⑷滑塊和主動盤零件圖。 三 原始數(shù)據(jù): 離合器配用的發(fā)動機型號 1心塊數(shù)量: 2 摩擦表面: 石棉 —— 石棉 1發(fā)動機型號 1速 (2100 最高轉速 (8000 額定功率 /轉速 (kw/250 最大輸出扭矩 /轉速(N.m/400 輸出軸直徑 (Ф 14 輸出軸連接形式 4花鍵 允許離合器外經(jīng) (Φ 80 許離合器高度 (24合器離心塊與被動盤間隙 1四.具體設計步驟 1) . 確定總體設計方案 2) 3) 4) 5) 四.具體設計步驟 : 1) . 確定總體設計方案 由于滑塊為兩塊,而離合器允許外徑偏小,考慮到便于布置零件,故采用壓縮彈簧的形式,離心塊與被動盤間隙取為 1足要求且便于計算。滑塊離心式摩擦離合器主要用于草坪機械,假定以皮帶輪作為輸出結構。 2) 由 m, ?≥ 1─扭矩儲備系數(shù) 這里 β 取 動機最大輸出扭矩( N· m) 故 × 3) 因結合轉速 21n (1 ~ 1 ) n? 這里系數(shù)取 發(fā)動機怠速 1 2 1 0 0 / m ,計算得2 2 6 2 5 / m ) 由初始給定數(shù)據(jù)條件,離心塊數(shù)量為 2,即 Z=2; 確定被動盤直徑 D=80厚取 2合器離心塊與被動盤間隙ε = 1摩擦配合為石棉 —— 石棉,石棉厚度取為 3被動盤半徑R=401 由離心塊質(zhì)心半徑選取范圍 ( 0.8),再結合初步確定的離心塊結構和形狀,初步選 r=20 離心塊與被動盤材料均選 45號鋼,由于摩擦配合為石棉 —— 石棉,故離心塊與被動盤結合面均貼一層石棉,摩擦系數(shù) 5) 離心塊質(zhì)量須滿足兩個條件: ① 結合轉速 m· r·ω 22 式中: 合轉速 簧對離心塊張緊力的徑向分力; ω 2─結合轉速 ② 傳遞最大扭矩 ( f· R· Z= 4= m· r·ω 42 m· r·ω 42- m· r·ω 22)· f· R· Z= m· r(ω 42-ω 22)· f· R· Z n=2625r/6) 7)驗證離合器高度 8)滑塊的質(zhì)心驗算 9)彈簧的設計計算 2 2 2 2 2 24 2 4 2. 9 0 0r . f . . . ( ) . . . r n n f R Z? ? ? ?????( )式中: 動機最大扭矩 ω 4─發(fā)動機最大扭矩 f─離心塊與被動盤內(nèi)表面的摩擦系數(shù)(鋼對鋼: f= 對石棉:f= 棉對石棉: f= 里取 由發(fā)動機外特性參數(shù):4 4 4 0 0 / m 2 2 6 2 5 / m 代入其他數(shù)據(jù): R=31Z=2, f=0.5,, r=20算得m= 6) 結合轉速時: 2 3 222 26250 . 0 8 4 2 0 1 0 ( 2 ) 1 2 6 . 860 m r N?? ?? ? ? ? ? ? ??。 怠速時彈簧壓縮力: 321 21000 . 0 8 4 2 0 1 0 ( 2 ) 8 1 . 260?? ? ? ? ? ?7)驗證離合器高度 因離合器允許高度為 20 1~2) d; 選定滑塊結構為扇形,包角 120? ??,中間挖空一定尺寸放置彈簧與螺栓,則由 ? ,列方程得 2 2 2 61 1 2. [ . ( 7 6 ) . . 2 . 2 . ( ) . 1 8 ] 1 0 0 . 0 8 432? ? ? ?? ? ? ? ? ?材料為 45鋼,故這里 337 0 /k g m? ?? 解得 , h<24離合器高度滿足要求。 8)滑塊的質(zhì)心驗算 由扇形形心計算公式: 2 ?=,設計滑塊2?? ?? =60; 再由組合圖形的形心計算公式: 1 1 2 2 1 1 2 21 2 1 2x x y A A A??= , =,計算得滑塊質(zhì)心約為 19 驗算結合轉速2 2 4 4 8 r / m in?n,與理論計算值2 2 6 2 5 / m 初選質(zhì)心符合要求。 9)彈簧的設計計算 ① 計算彈簧剛度 由: 怠速時彈簧所受壓力: 1 結合時彈簧最大工作壓力: ? k x x m , =1, 計算得 k m m= 故彈簧初始壓縮量為 10 1 m x ② 選擇與驗算彈簧具體參數(shù) 彈簧材料選 65碳素鋼絲,初選彈簧指數(shù) C=5,中徑2 8,查表得 K=m=P=P=h=24mm r=19 ?P k= 10)帶輪結構的確定 估算簧絲直徑 d=D/C=表得P? ?, ? ? ? ? ,2 5 9 0 0 ??? 簧絲直徑: ? ? F C? ??由計算得 d= 1 1 2 6 1 4 1 8 0 0????=據(jù)標準圓整為 d=作圈數(shù)1n: 由,而 = 0=1+算得1n =整為 總圈數(shù) n:彈簧選擇冷卷,則總圈數(shù) n=2+作極限載荷: 3 0 5 ???P 工作極限載荷下的變形: 221 . 2 m K? ??? 余隙: ? =距: t=( 徑:2D=徑:2 =徑:12=由高度:01n t 1 ?=據(jù)標準圓整為 18紋升角:2ta r c t a n 5 D? ? ??= ,在 5 ~9??之間,符合使用條件 展開長度: 22n nc o ? ?? ?L= =155算穩(wěn)定性: ? ?02b 2 ? ? = 疲勞強度校核: 2m ax ? ?? =38 1 9 1 2 6 1 4 1 ?? =653 ? ? ?? 彈簧滿足條件,可用。 10)帶輪結構的確定 P K P?式中 計算功率, 工作情況系數(shù),查表取為 P —— 所需傳遞的額定功率,即電動機的額定功率, 計算得 d=n=3.5 n=5.5 =t=D9? 18H ??? 155L? mm b=2<3.7 53? ?=4 11)花鍵的選擇和校核 帶的帶型 由計算功率表選取 V 帶帶型為 Y 型;設 V 帶根數(shù)為4 根 ,Z=4. 故確定帶輪觳各部分尺寸: 查表得 b=8 ? mm,? =36? 11)花鍵的選擇和校核 已知發(fā)動機的額定功率 P=定轉速 n=5250r/ 由初始數(shù)據(jù),選取矩形花鍵,輕系列 ??44 5 鍵的輸入端為發(fā)動機輸出軸,輸出端為離合器,花鍵結合長度取 l=86作齒高: h?h=( 。 材料取低碳合金鋼,表面滲碳淬火,表面硬度為 58~64 此矩形花鍵如下圖: 花鍵聯(lián)接的擠壓強度和耐磨性校核公式: 2 T—— 輸入轉矩, —— 各齒間載荷分布不均勻系數(shù),通常取 Z—— 齒數(shù); h—— 齒的工作高度; l—— 花鍵的工作長度; 平均直徑。 b= ? mm =36? 花鍵為矩形花鍵輕系列 ??44 5 12)軸承的選取與校核 13)螺釘與墊片 由 T=9550P/n=取 Z=4, h=1l=86mm,6算得 p = 查表得此花 鍵聯(lián)接的許用比壓 ??p =30~60 p?p 。 故此花鍵聯(lián)接安全。 12)軸承的選取與校核 由輸出軸直徑與軸所受的載荷,初選軸承為 292— 1994 7004接觸球軸承, 主要尺寸為 d=22D=44B=12于軸承所受的最大徑向力 軸向力主要為軸的軸向竄動,可認為 /故 P = 由機械的工作情況查表可得 軸承在此離合器中壽命為 4000~8000h 而由: 610 ()60h CL n 取最高轉速 8000r/ =3, P=軸承的基本額定載荷 極限動載荷. 壽命系數(shù),由軸承要求壽命查表取得 轉速系數(shù),由輸出軸最高轉速查表取得 動載荷系數(shù),由軸承工作環(huán)境情況查表取得 1.4 溫度系數(shù),由軸承估計工作溫度查表取得 1 計算得jC<軸承滿足工作條件。 13)螺釘與墊片 根據(jù)實際使用情況,選擇 65— 2000 槽圓柱頭螺釘 6 個, 槽圓柱頭螺釘一個, 1988 角頭頭部帶槽螺栓兩個;1986 A 型 軸用彈性擋圈一個; 95— 2002 C 級平墊圈七個;855— 1988 雙耳止動墊圈兩個。 p =004接觸球軸承, d=22=44=12 =14)膠粘劑的選擇 五.離合器性能曲線 六.設計小結 14)膠粘劑的選擇: 石棉與滑塊,石棉與被動盤的連接均使用膠粘劑,根據(jù)離合器各項性能參數(shù),為保證穩(wěn)定持久和高強度粘接,選用熱固性樹脂:環(huán)氧 — 聚硫橡膠類膠粘劑。 五.離合器性能曲線 : 由怠速為 2100r/,離合器傳遞轉矩為 0 結合轉速 2625r/, 而 ( P- f· R· Z= 得離合器性能曲線如下: 圖中當轉速為 4400r/,發(fā)動機最大輸出轉矩m,小于此時離合器能傳遞的扭矩 此離合器性能符合使用要求。 六.設計小結 這次關于草坪修剪機上的滑塊離心式摩擦離合器 的課程設計是我們真正理論聯(lián)系實際、深入了解設計概念和設計過程的實踐考驗,對于提高我們機械設計的綜合素質(zhì)大有用處。通過近三個月的設計實踐,使我對機械設計的過程有了更多的了解和認識 . 大大提高了獨立設計的能力,為我們以后的學習和 工作打下了堅實的基礎 . 七.參考資料 1.這次的課程設計 ,對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設計思想 ;訓練綜合運用機械設計和有關先修課程的理論 ,結合生產(chǎn)實際反系和解決工程實際問題的能力 ;鞏固、加深和擴展有關機械設計方面的知識等方面有重要的作用。 2.在這次的課程設計過程中 ,綜合運用先修課程中所學的有關知識與技能 ,結合各個教學實踐環(huán)節(jié)進行機械課程的設計 ,一方面 ,逐步提高了我們的理論水平、構思能力、工程洞察力和判斷力 ,特別是提高了分析問題和解決問題的能力 ,為我們以后對專業(yè)產(chǎn)品和設備的設計打下了寬廣而堅實的基礎。 3.本次設計得到了老師的細心幫助和支持。衷心的感謝老師的指導和幫助 . 4.設計中還存在不少錯誤和缺點,還望老師多批評指正,我還需要繼續(xù)努力學習和掌握有關機械設計的知識,繼續(xù)培養(yǎng)設計習慣和思維從而提高設計實踐操作能力。 七.參考資料 : 《機械設計》 高等教育出版社 主編 濮良貴 紀名剛 《機械原理》 高等教育出版社 主編 孫桓 陳作模 葛文杰 《工程制圖》 中國林業(yè)出版社 主編 霍光青 劉潔 《材料力學》 高等教育出版社 主編 劉鴻文 《互換性與技術測量基礎》 高等教育出版社 主編 胡鳳蘭 《金屬工藝學》 高等教育出版社 主編 鄧文英 《機械設計手冊》 機械工業(yè)出版社 主編 王文斌 《機械零件設計手冊》 國防工業(yè)出版社 主編 楊黎 《機械零件設計計算實例》 中國鐵道出版社 主編 梁正強 《離合器結構圖冊》 國防工業(yè)出版社 主編 段廣漢 《離合器》 人民交通出版社 主編 任石安- 配套講稿:
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- 離心 摩擦 離合器 設計 優(yōu)秀 畢業(yè) 課程設計
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