典型案例解析：深度剖析

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。