滑块离心式摩擦离合器的设计【优秀毕业课程设计】

一 . 设计任务书 二设计要求 三 一 . 课程设计任务书 课程设计题目： 滑块离心式摩擦离合器 离心离合器由于有固定的结合转数和过载保护功能而被广泛应用于油锯、割灌机、风力灭火机、无变速器等机具的传动中，它对保护操作者和机具过载时的安全是十分重要的。滑块离心式离合器结构简单、紧凑、它是由主动盘、摩擦块、压缩弹簧和被动盘组成的。 通过本课程设计，掌握滑块离心式摩擦离合器的设计方法、步骤，进一步了解离合器的工作状况和性能，提高机械产品的设计能力。 两个月 二设计要求 设计计算说明书（包括离合器性能曲线）； 总装配图； 弹簧零件图； 滑块和主动盘零件图。 三 原始数据： 离合器配用的发动机型号 1心块数量： 2 摩擦表面： 石棉 石棉 1发动机型号 1速 (2100 最高转速 (8000 额定功率 /转速 (kw/250 最大输出扭矩 /转速(N.m/400 输出轴直径 ( 14 输出轴连接形式 4花键 允许离合器外经 ( 80 许离合器高度 (24合器离心块与被动盘间隙 1四具体设计步骤 1） . 确定总体设计方案 2） 3） 4） 5） 四具体设计步骤 ： 1） . 确定总体设计方案 由于滑块为两块，而离合器允许外径偏小，考虑到便于布置零件，故采用压缩弹簧的形式，离心块与被动盘间隙取为 1足要求且便于计算。滑块离心式摩擦离合器主要用于草坪机械，假定以皮带轮作为输出结构。 2） 由 m， 1扭矩储备系数 这里 取 动机最大输出扭矩（ N m） 故 3） 因结合转速 21n (1 1 ) n 这里系数取 发动机怠速 1 2 1 0 0 / m ，计算得2 2 6 2 5 / m ） 由初始给定数据条件，离心块数量为 2，即 Z=2； 确定被动盘直径 D=80厚取 2合器离心块与被动盘间隙 = 1摩擦配合为石棉 石棉，石棉厚度取为 3被动盘半径R=401 由离心块质心半径选取范围 ( 0.8)，再结合初步确定的离心块结构和形状，初步选 r=20 离心块与被动盘材料均选 45号钢，由于摩擦配合为石棉 石棉，故离心块与被动盘结合面均贴一层石棉，摩擦系数 5） 离心块质量须满足两个条件： 结合转速 m r 22 式中： 合转速 簧对离心块张紧力的径向分力； 2结合转速 传递最大扭矩 （ f R Z 4 m r 42 m r 42 m r 22） f R Z m r（ 42 22） f R Z n=2625r/6） 7）验证离合器高度 8）滑块的质心验算 9）弹簧的设计计算 2 2 2 2 2 24 2 4 2. 9 0 0r . f . . . ( ) . . . r n n f R Z （ ）式中： 动机最大扭矩 4发动机最大扭矩 f离心块与被动盘内表面的摩擦系数（钢对钢： f 对石棉：f 棉对石棉： f 里取 由发动机外特性参数：4 4 4 0 0 / m 2 2 6 2 5 / m 代入其他数据： R=31Z=2， f=0.5， r=20算得m= 6） 结合转速时： 2 3 222 26250 . 0 8 4 2 0 1 0 ( 2 ) 1 2 6 . 860 m r N 。 怠速时弹簧压缩力： 321 21000 . 0 8 4 2 0 1 0 ( 2 ) 8 1 . 260 7）验证离合器高度 因离合器允许高度为 20 12） d； 选定滑块结构为扇形，包角 120 ，中间挖空一定尺寸放置弹簧与螺栓，则由 ，列方程得 2 2 2 61 1 2. . ( 7 6 ) . . 2 . 2 . ( ) . 1 8 1 0 0 . 0 8 432 材料为 45钢，故这里 337 0 /k g m 解得 ， h24离合器高度满足要求。 8）滑块的质心验算 由扇形形心计算公式： 2 =，设计滑块2 =60； 再由组合图形的形心计算公式： 1 1 2 2 1 1 2 21 2 1 2x x y A A A= ， =，计算得滑块质心约为 19 验算结合转速2 2 4 4 8 r / m inn，与理论计算值2 2 6 2 5 / m 初选质心符合要求。 9）弹簧的设计计算 计算弹簧刚度 由： 怠速时弹簧所受压力： 1 结合时弹簧最大工作压力： k x x m ， =1， 计算得 k m m= 故弹簧初始压缩量为 10 1 m x 选择与验算弹簧具体参数 弹簧材料选 65碳素钢丝，初选弹簧指数 C=5，中径2 8，查表得 K=m=P=P=h=24mm r=19 P k= 10）带轮结构的确定 估算簧丝直径 d=D/C=表得P ， ，2 5 9 0 0 簧丝直径： F C 由计算得 d= 1 1 2 6 1 4 1 8 0 0=据标准圆整为 d=作圈数1n： 由，而 = 0=1+算得1n =整为 总圈数 n：弹簧选择冷卷，则总圈数 n=2+作极限载荷： 3 0 5 P 工作极限载荷下的变形： 221 . 2 m K 余隙： =距： t=（ 径：2D=径：2 =径：12=由高度：01n t 1 =据标准圆整为 18纹升角：2ta r c t a n 5 D = ，在 5 9之间，符合使用条件 展开长度： 22n nc o L= =155算稳定性： 02b 2 = 疲劳强度校核： 2m ax =38 1 9 1 2 6 1 4 1 =653 弹簧满足条件，可用。 10）带轮结构的确定 P K P式中 计算功率， 工作情况系数，查表取为 P 所需传递的额定功率，即电动机的额定功率， 计算得 d=n=3.5 n=5.5 =t=D9 18H 155L mm b=23.7 53 =4 11）花键的选择和校核 带的带型 由计算功率表选取 V 带带型为 Y 型；设 V 带根数为4 根 ,Z=4. 故确定带轮觳各部分尺寸： 查表得 b=8 mm， =36 11）花键的选择和校核 已知发动机的额定功率 P=定转速 n=5250r/ 由初始数据，选取矩形花键，轻系列 44 5 键的输入端为发动机输出轴，输出端为离合器，花键结合长度取 l=86作齿高： hh=（ 。 材料取低碳合金钢，表面渗碳淬火，表面硬度为 5864 此矩形花键如下图： 花键联接的挤压强度和耐磨性校核公式： 2 T 输入转矩， 各齿间载荷分布不均匀系数，通常取 Z 齿数； h 齿的工作高度； l 花键的工作长度； 平均直径。 b= mm =36 花键为矩形花键轻系列 44 5 12）轴承的选取与校核 13）螺钉与垫片 由 T=9550P/n=取 Z=4， h=1l=86mm，6算得 p = 查表得此花 键联接的许用比压 p =3060 pp 。 故此花键联接安全。 12）轴承的选取与校核 由输出轴直径与轴所受的载荷，初选轴承为 292 1994 7004接触球轴承， 主要尺寸为 d=22D=44B=12于轴承所受的最大径向力 轴向力主要为轴的轴向窜动，可认为 /故 P = 由机械的工作情况查表可得 轴承在此离合器中寿命为 40008000h 而由： 610 ()60h CL n 取最高转速 8000r/ =3， P=轴承的基本额定载荷 极限动载荷. 寿命系数，由轴承要求寿命查表取得 转速系数，由输出轴最高转速查表取得 动载荷系数，由轴承工作环境情况查表取得 1.4 温度系数，由轴承估计工作温度查表取得 1 计算得jC轴承满足工作条件。 13）螺钉与垫片 根据实际使用情况，选择 65 2000 槽圆柱头螺钉 6 个， 槽圆柱头螺钉一个， 1988 角头头部带槽螺栓两个；1986 A 型 轴用弹性挡圈一个； 95 2002 C 级平垫圈七个；855 1988 双耳止动垫圈两个。 p =004接触球轴承， d=22=44=12 =14）胶粘剂的选择 五离合器性能曲线 六设计小结 14）胶粘剂的选择： 石棉与滑块，石棉与被动盘的连接均使用胶粘剂，根据离合器各项性能参数，为保证稳定持久和高强度粘接，选用热固性树脂：环氧 聚硫橡胶类胶粘剂。 五离合器性能曲线 ： 由怠速为 2100r/，离合器传递转矩为 0 结合转速 2625r/， 而 （ P f R Z 得离合器性能曲线如下： 图中当转速为 4400r/，发动机最大输出转矩m，小于此时离合器能传递的扭矩 此离合器性能符合使用要求。 六设计小结 这次关于草坪修剪机上的滑块离心式摩擦离合器 的课程设计是我们真正理论联系实际、深入了解设计概念和设计过程的实践考验，对于提高我们机械设计的综合素质大有用处。通过近三个月的设计实践，使我对机械设计的过程有了更多的了解和认识 . 大大提高了独立设计的能力，为我们以后的学习和 工作打下了坚实的基础 . 七参考资料 1这次的课程设计 ,对于培养我们理论联系实际的设计思想 ;训练综合运用机械设计和有关先修课程的理论 ,结合生产实际反系和解决工程实际问题的能力 ;巩固、加深和扩展有关机械设计方面的知识等方面有重要的作用。 2在这次的课程设计过程中 ,综合运用先修课程中所学的有关知识与技能 ,结合各个教学实践环节进行机械课程的设计 ,一方面 ,逐步提高了我们的理论水平、构思能力、工程洞察力和判断力 ,特别是提高了分析问题和解决问题的能力 ,为我们以后对专业产品和设备的设计打下了宽广而坚实的基础。 3本次设计得到了老师的细心帮助和支持。衷心的感谢老师的指导和帮助 . 4设计中还存在不少错误和缺点，还望老师多批评指正，我还需要继续努力学习和掌握有关机械设计的知识，继续培养设计习惯和思维从而提高设计实践操作能力。 七参考资料 ： 机械设计 高等教育出版社 主编 濮良贵 纪名刚 机械原理 高等教育出版社 主编 孙桓 陈作模 葛文杰 工程制图 中国林业出版社 主编 霍光青 刘洁 材料力学 高等教育出版社 主编 刘鸿文 互换性与技术测量基础 高等教育出版社 主编 胡凤兰 金属工艺学 高等教育出版社 主编 邓文英 机械设计手册 机械工业出版社 主编 王文斌 机械零件设计手册 国防工业出版社 主编 杨黎 机械零件设计计算实例 中国铁道出版社 主编 梁正强 离合器结构图册 国防工业出版社 主编 段广汉 离合器 人民交通出版社 主编 任石安