4.7 片式4.7 片式摩擦离合器的选择和计算 摩擦离合片式摩擦离合器目前在机床中应用广泛，因为它可以在运转中 器的选择接通或脱开，具有结合平稳、没有冲击、结构紧凑的特点，部分零 和计算 4.7.1 摩擦片的径向尺寸 4.7.2 按扭矩选择摩擦片结合面的数目 4.7.3 离合器的轴向拉紧力 件已经标准化，多用于机床主传动。 4.7.1 摩擦片的径向尺寸 摩擦片的外径尺寸受到轮廓空间的限制，且受制于轴径d，而摩擦片的内外径又决定着内外摩擦片的环形接触面积的大小，直接影响离合器的结构和性能。 一般外摩擦片的外径可取：D1?d?(2~6)mm d为轴的直径，取d=55，所以 Z=9 第 21 页 共 41 页 D1?55+5=60mm 特性系数?是外片内径D1与内片外径D2之比 60取?=0.7，则内摩擦片外径D2??85.7mm ?0.74.7.2 按扭矩选择摩擦片结合面的数目 一般应使选用和设计的离合器的额定静扭矩Mj和额定动扭矩Md满足工作要求，由于普通机床是在空载下启动反向的，故只需按离合器结合后的静负载扭矩来计算。即： D1Z??2MnK?1000?fD02b?p?7.03?1.4?10000 3.14?0.06?75?75?36.4?1.0?8.89取Z=9 4.7.3 离合器的轴向拉紧力 由Q?S[p]?K?，得： Q?2939.4?1.1?0.94 ?3315.6N查《机床零件手册》，摩擦片的型号如下： 内片：Dp=72.85，查表取：D=85mm，d=55mm 4.7.4 反转摩擦片数 b=1.5mm,B=9.7mm H=23.5mm,?=0.5mm 外片：Dp=72.85，查表取：D=87mm，d=56mm b=1.5mm,B=20mm H=48mm,H1=42mm Z=4 ?=0.5mm 内外片的最小间隙为：0.2～0.4mm 4.7.4 反转摩擦片数 Mj?KMn?K?9550?1.3?9550N??N?mnj7.5?0.96?0.96?0.98 800?2.8?104N?m2MnK?1000Z??fD02b?p?2.8??10000 3.14?0.06?75?75?36.4?1.0?3.55?取Z=4 5. 动力设计 5. 动力设计 5.1 传动5.1 传动轴的验算 轴的验算 由于变速箱各轴的应力都比较小，验算时，通常都是 用复合应力公式进行计算： 第 22 页 共 41 页
?b?M2?0.572?[?b] （MPa） W——?b为复合应力（MPa） ——[?b]为许用应力（MPa） ——W为轴危险断面的抗弯断面模数 实心轴：W??d332(mm) 3 第 23 页 共 41 页
d[1?(0)4](mm3) 空心轴：W?32D?d3?d4Zb(D?d)(D?d)2?(mm3) 花键轴：W?32?D32?——d为空心轴直径，花键轴内径 ——D为空心轴外径，花键轴外径 ——d0为空心轴内径 ——b为花键轴的键宽 ——Z为花键轴的键数 M为在危险断面的最大弯矩 22M?Mx?My N·mm T为在危险断面的最大扭矩 T?955?104?N Nj——N为该轴传递的最大功率 ——Nj为该轴的计算转速 2T齿轮的圆周力：Pt? D 齿轮的径向力：Pr?0.5Pt 5.1.1 Ⅰ5.1.1 Ⅰ轴的强度计算 轴的强度Ⅰ轴：P?7.5?0.872?0.96?6.26 I计算 nI?9.55?104?NNj ?9.55?104?6.26 800?74728.75N?m 5.1.2 作用在齿轮上的力的 5.1.2 作用在齿轮上的力的计算 已知大齿轮的分度圆直径： 计算 d=mz=2.5×39=97.5mm 2?2?74728.75圆角力：Ft???1532.9N D297.5 第 24 页 共 41 页
径向力：Fr?0.5Ft?0.5?1532.9?766.45N 轴向力：Fa?Ft?1532.9N 方向如图所示： 由受力平衡：F拉?F2?F1?Fr?0 F拉=1759.2N Fr=766.45N 所以F2?F1=－（1759.2+766.45）=－2525.65N 以a点为参考点，由弯矩平衡得： 105F1+Fr（105+40）－F2（300+40+105）=0 所以：F1=2245.5N F2=280.1N 5.1.3 主轴抗震性的验算 在V面内的受力情况如下： 受力平衡：FE?Ft?F1?F2?0 即：1759.2+1532.9?F1?F2?0 以a点为参考点，由弯矩平衡： 第 25 页 共 41 页
F1×105－Ft×（105+40）+F2（300＋105＋40）=0 所以F1=－3629N F2=3653N 在V面的弯矩图如下： 5.1.3 主轴抗震性的验算 （1）支撑刚度，包括轴承的弹性变形和坐圈接触变形。 向心推力球轴承：??=（0.7~0.002）d 圆锥孔双列向力短圆柱滚子轴承： ???=0.4?10?3R?（mm） d?kgf 前轴承处d=100，d??100，R=5400kgf，R??12500所以：