例15-1 电动机经减速器驱动链式输送机工作。已知电动机的功率P=15 kW,电动机的转速n=1 460 r/min,电动机的直径和减速器输入轴的直径均为42 mm。两轴同轴度好,输送机工作时启动频繁并有轻微冲击。试选择联轴器的类型和型号。
解:由于联轴器连接的电动机轴和减速器的输入轴同轴度好,且启动频繁并有轻微冲击,故选择有弹性元件的挠性联轴器可以缓冲减振,如弹性套柱销联轴器和弹性柱销联轴器等。
(1)类型选择。
为了隔离振动与冲击,选用弹性套柱销联轴器。
(2)载荷计算。
取工况系数K=1.5,计算转矩为
(3)型号选择。
从国标GB/T 4323—2002中查得,LT6型弹性套柱销联轴器的许用转矩为250 N·m,许用最大转速为3 800 r/min,钢制联轴器轴孔直径为42 mm,主动端选用有沉孔的短圆柱形轴孔(J形)、A型键槽,从动端选择无沉孔的短圆柱形轴孔(J1形)、B型键槽,两键槽沿圆周相隔120°。本题选用的弹性套柱销联轴器标记为
注意:联轴器的轴孔类型、长度以及键槽类型的选择,可根据使用场合和机器的结构要求确定。
例15-2 试设计一圆柱螺旋压缩弹簧。已知该弹簧在一般载荷条件下工作,要求中径D2=18 mm,外径D≤22 mm。已知当初始安装载荷F1=220 N时,其相应的变形量λ1=8 mm;当最大工作载荷F2=500 N时,其相应的变形量λ2=20 mm。
解:
(1)根据工作条件选择材料并确定其许用应力。
因弹簧在一般载荷条件下工作,故可按Ⅲ类弹簧来考虑,选用价格较低的C级碳素弹簧钢丝。根据d=D-D2≤(22-18)=4 mm,试取d=3 mm。
由教材中表15-4查得σb=1 570 MPa,根据教材中表15-3可知:
(2)选择旋绕比。试取旋绕比C=5,并由下面公式来计算弹簧的曲度系数K。
(3)弹簧丝直径d的计算。
故取弹簧丝直径d=3.5 mm才能满足强度要求。(www.xing528.com)
弹簧中径:
弹簧外径:
计算所得尺寸符合题中限制的尺寸,满足要求。
(4)弹簧工作圈数n的计算。
弹簧的刚度:
根据刚度的计算,由教材中表15-3查得G=80×103MPa,则弹簧有效圈数n为
故取n=12圈。
选YI型支承结构,取支承圈数n2=2.5圈,则弹簧的总圈数为
(5)计算弹簧有关尺寸。弹簧内径:
自由高度:
此处t为弹簧节距——相邻两圈轴向距离,一般取t=(0.3~0.5)D2,这里取t=8 mm。
其他尺寸计算略。
(6)绘制弹簧工作图。
略。
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