万向联轴器的选择和校核资料.docx

万向联轴器的选择和校核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；T = TK K K K < Tc n h a a n式中T ——K —— h ——K ——aK——nK—— a——（6.5）联轴器的理论转矩轴承寿命系数，由［10］表 41.4-25， K h =1.2联轴器轴间角系数，由［10］表 41.4-26； Ka=1.4 联轴器转速系数，由［10］表 41.4-24； K n =1.1 载荷性质系数，由［10］表 41.4-9； Ka=1联轴器的计算转矩T —— n ——联轴器的许用转矩T 二9550空n(6.6)P —— 电机的额定功率，“ —— 电机到减速器的输出轴的效率，n =0.850减速器输出轴的转速，n =型=19.650由式（6.6 得： 错误!未找到引用源。

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SWP250D2506331.5< 10°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42CrMo、40CT ；或如^CrMoTi、20CrMo 20MnVB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 ，错误味找到引用源 =15mm表6-3 18CrMoTi的机械性能钢号强度极限（MPa）屈服极限（MPa）表面硬度（HRC）18CrMoTi100080058~63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;错误!未找到引用源。

6.7)式中联轴器计算转矩,轴颈中部到轴肩的距离，s 25d、d0轴颈的直径和内径d 50 d0 15R —— 十字轴的中心到轴颈中部距离，R =100错误!未找到引用源一一十字轴材料的许用弯曲应力，常取错误!未找到引用源/（3〜3.5）MPa错误!未找到引用源J ――十字轴材料屈服极限由式(6.7)得：25 X 16X22.042 X X 50 _% = = 226.35MPa/7 X 100 X (SO4- 154)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 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f = (d + d 'in180」-d(6.8)式中：z —— 滚针的数目，由式（6.8）, Z=48f —— 滚针的平均间隙，通常取 0.005WfW0.025滚针或滚子和轴颈之间的接触应力旳验算=270：bdr丿式中：b —— 滚针或滚子的有效接触长度,b=40mm滚颈的直径滚针或滚子的直径, 取错误!未找到引用源。

滚针或滚子的最大径向力，轴承的径向载荷，F =t 2 x R x cosF =t 2 x100 x cosl0°L ］H——=60.56 KN许用的接触应力，常用材料的轴承钢可取：L ]= 2000 〜2240 MPaH由式（6.9）得：错误!未找到引用源错误!未找到引用源在 2000~2240 范围内，因此满足设计要求3）中间轴的结构及计算6.10)6.11)中间轴通常采用空心轴来减轻重量，是因为该轴的长度很大在轴间角的制造和安装的过程中存在着一定的误差，所以，中间轴采用可动的联接型式来避免轴向的移动引起的轴向力通常在中间轴上加设平衡块来平衡中间轴产生的不平衡的惯性力，这样还可以消除噪声和振动，对转速较高的联轴器，还需要进行平行校正万向联轴器临界转速：参考［10］表 41.4-7D = 168 mm d = 100 mm0，n = 1.2 x 108 * D0 + d?c A2式中 D0中间轴的外径中间轴的内经A —— 中间轴的长度，即中间轴两端的十字轴中心之间的距离取.A = 690 mm由式（6.12）得：1682 +1002n = 1.2 x108-c 6902 = 49278 r/mm为避免共振的产生，联轴器工作时的最高转速 n 要小于临界转速的（0.65~0.7） nc 倍。

中间轴以传递转矩为主，通常按下式校核其扭转强度16T(d ]、3ID J丿兀D31 -6.13)式中许用扭转的剪应力L ]T—中间轴的外径d —— 中间轴的内经联轴器的计算转矩16 x 22.042 x 109兀 x 16831 （100丫 〔而丿L = 36.93 MPaTL ]=(0.14~0.15)I1000+800]= 270 MPaT所以中间轴满足设计的要求组成联接支承的两部分为十字轴和轴叉，支承反力会在工作中产生，受到弯 曲和剪切的轴叉，通常在截面NN上即十字轴轴孔的中心线处所产生的应力最大.图6-2万向接轴轴叉示意图(6.14)(6.15)输出轴上负载转矩；T2 — T1 F联轴器M TC— — 2F W 2RqcosaWMT — —F W 2RqcosaWT T式中:卜字轴联轴器的效率;W — 2 ^bh危险截面的抗弯截面系数， 32C――轴叉孔的力作用点到危险截面的距离;W -兀血危险截面的抗扭截面系数，T 16 ；轴间角;由式的：11809 x 103 x 40b ——F 2 X100 x 0.99 x COS10x 3.14 x 40 x 吋b — 61.6MPaF11809xl03 x402 x100 x 0.99 x cos10° x3.14 x 40 x 10021^TF 二 30 8 MPa所以，轴叉符合要求。