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球磨机小齿轮轴与半联轴器的联接方式

日期:2013-07-19  作者:网站管理员  浏览 QQ留言1151202703 联系电话:13849116116
导读:某大型球磨机的变频电机功率P=1500kW,转速n=200r/min,通过联轴器与小齿轮轴联接。小齿轮轴材质35CrMo,半联轴器材质45#刚,结合直径d f =275mm,有效结合长度l f =320mm。径长比等于0386,故此联接为短结合联接。又因 球磨机 载荷性质属于冲击载荷,且此球磨机载荷为重载,为保证有效的传递转矩,需要对小齿轮轴输入端与联轴器的连接方式进行设计与校核。 一、方案的确定 此联接对中性要求比较高,考虑选用普通平键,根据结合直径d f =275mm,查《机械设计手册》可选

某大型球磨机的变频电机功率P=1500kW,转速n=200r/min,通过联轴器与小齿轮轴联接。小齿轮轴材质35CrMo,半联轴器材质45#刚,结合直径df=275mm,有效结合长度lf=320mm。径长比等于0386,故此联接为短结合联接。又因球磨机载荷性质属于冲击载荷,且此球磨机载荷为重载,为保证有效的传递转矩,需要对小齿轮轴输入端与联轴器的连接方式进行设计与校核。

一、方案的确定

此联接对中性要求比较高,考虑选用普通平键,根据结合直径df=275mm,查《机械设计手册》可选公称尺寸为bxh=63 mmx32mm的平键。此轴段长为332,选择L300mm的A型建可合理、最大限度地承受载荷。

根据公式p=2T/(dfkl)≤σpp和τ=2T(dfbl)≤τpp校核键的挤压强度和剪切强度。其中,所传递转矩T=9549p/n=71.62kNm,键与毂的接触高度k=0.5 h=16mm,键的工作长度l=L-b=237mm,键的需用挤压应力σpp=60MPa,需用剪切应力Tp=60MPa。则:

球磨机小齿轮轴与半联轴器的联接方式

如果选用双键,按1.5个键考虑。,则p=137.36/1.5=91.57MPa>σpp

无论是选择单键还是双键,键的挤压强度均不合格,故键联接不能够满足传递此转矩的需要。

考虑用过盈联接传递此转矩。球磨机小齿轮轴与半联轴器的联接属重要连接,在必要时需要拆卸,故选择H/r配合。考虑到加工的经理性和配合所需的精度,选择孔的精度为7级,轴为6级,即配合为H7/r6。查《机械设计手册》可得知:配合Φ275H7/r6的最小过盈量[〥min]=0.042mm最大过盈量[〥mer]=0.126mm。

1、根据传递转矩所需的最小结合压强求出最小有效过盈量。

球磨机小齿轮轴与半联轴器的联接方式计算出传递此转矩所需要的最小结合压强。考虑球磨机此联接的重量及结构尺寸均较大,采用热装法,故障摩擦因数μ=0.14。则:

球磨机小齿轮轴与半联轴器的联接方式

球磨机小齿轮轴与半联轴器的联接方式计算出最小效过盈量。其中,半联轴器的弹性模量Ea=200GPa,刚性系数

球磨机小齿轮轴与半联轴器的联接方式

外径do=450mm,泊松比Vo=0.3;小齿轮轴的弹性模量Ei=230GPa,刚性系数

球磨机小齿轮轴与半联轴器的联接方式

小齿轮轴为实心轴,其内径di=0,泊松比Vi=0.31。则

球磨机小齿轮轴与半联轴器的联接方式

2、根据联接件不产生塑性变形所允许的最大压强求出最大有效过盈量

最大压强球磨机小齿轮轴与半联轴器的联接方式取半联轴器所允许的最大压强球磨机小齿轮轴与半联轴器的联接方式与小齿轮轴所允许的最大压强球磨机小齿轮轴与半联轴器的联接方式中较小者。

球磨机小齿轮轴与半联轴器的联接方式

其中,半联轴器的屈服强度球磨机小齿轮轴与半联轴器的联接方式MPa。

球磨机小齿轮轴与半联轴器的联接方式,则最大有效过盈量

球磨机小齿轮轴与半联轴器的联接方式

故过盈联接不能可靠地传递此转矩。

因单独采用健联接或过盈联接均不能可靠地传递此转矩,故考虑用键联接与过盈联接共同传递此转矩。

二、设计计算

在此联接中,轴与孔之间有一定的过盈量。实现过盈装配后二者之间既无相互转动也无相互移动。工作时,一部分转矩由轴孔配合面间的摩擦阻力矩传递,剩余的转矩由健联接来承受。

1、计算过盈配合Φ275 H7/r6所能承受的最大、最小转矩

球磨机小齿轮轴与半联轴器的联接方式时,轴孔结合面的径向压强最小,配合所能承受的转矩最小。最小结合压强

球磨机小齿轮轴与半联轴器的联接方式

最小转矩

球磨机小齿轮轴与半联轴器的联接方式

球磨机小齿轮轴与半联轴器的联接方式时,轴孔结合面间的径向压强最大,配合所能承受的转矩最大。最大结合压强

球磨机小齿轮轴与半联轴器的联接方式

最大转矩

球磨机小齿轮轴与半联轴器的联接方式

由以上计算可知,当过盈量较小时候转矩由过盈联与键联接共同传递,当过盈量接近最大值时,过盈联接可单独传递转矩,健联接不传递转矩。

2、根据健联接所承受的最大转矩校核键的强度

球磨机小齿轮轴与半联轴器的联接方式

挤压强度球磨机小齿轮轴与半联轴器的联接方式

剪切强度球磨机小齿轮轴与半联轴器的联接方式

 

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