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      機械式聯軸器選用計算(JB/T 7511-94) 
        詳細介紹:
      發布時間:2007-5-26 9:58:39 
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      4 聯軸器選用計算
      4.1 聯軸器的轉矩
      聯軸器的主參數是公稱轉矩Tn,聯軸器其他轉矩按GB 3931的規定。選用時各轉矩間符合以下關系:
      T<Tc≤Tn≤[T]<[ Tmax]<Tmax       ………………………………(1)
      式中:T—理論轉矩,N·m;
      Tc—計算轉矩,N·m;
      Tn—公稱轉矩,N·m;
      [T]—許用轉矩,N·m;
      [ Tmax]—許用最大轉矩,N·m;
      Tmax—最大轉矩,N·m;
      4.2 聯軸器的理率轉矩計算
      聯軸器的理論轉矩是由功率和工作轉速計算而得,即:

      式中:Pw—驅動功率,Kw;
      N—工作轉速,r/min。
      4.3 聯軸器的計算轉矩計算
      聯軸器的計算轉矩是由理轉矩和動和機系數、工況系數及其他有關系數計算而得,即:
      Tc=TKwKKzKt        ………………………………(3)
       
      式中:Kw—動動力機系數(見表1);
      K—工況系數(見表3);
      Kz—起動系數(見表4);
      Kt—溫度系數(見表5);
      4.4 撓性或彈性聯軸器計算
      當需要減振、緩沖、改善傳動系統對中性能時,應選用撓性或彈性聯軸器,且機組系統中聯國器為唯一彈性部件,主、從動機可簡化為兩個質量系統,此時可采用以下計算,其他情況則需引入振動計算。
      4.4.1 均勻載荷時
      由式(2)計算得理論轉矩T,在各種不同工作溫度情況下,動力機計算轉矩TAC(主動端)不得小理工作機計算轉矩TLC(從動端),即:
      TAC≥TLCK      ………………………………(4)
      式中:TAC—動力機計算轉矩,N·m;
      TLC—工作機計算轉矩,N·m;
      Kt—溫度系數(見表5)。
      4.4.2 沖擊載荷時
      在各種不同工作溫度和頻繁的沖擊載荷情況下,彈性聯軸器的最大轉矩Tmax不得小于工作中的沖擊轉矩Ts,即
      a. 主動端的沖擊
      TAmax≥TASKAJKASKtKZ           ………………………………(5)
      b. 從動端的沖擊
      TLmax≥TLSKLJKLSKtKZ        ………………………………(6)
      c. 兩端的沖擊  
      Tmax≥(TASKAJKAS+TLSKLJKLS)KtKZ        ………………………………(7)
      式中:TAS—主動端沖擊轉矩,N·m;
      TLS—從動端沖擊轉矩,N·m;
      KAS—主動端沖擊系數(一般取1.8);
      KLS­—從動端沖擊系數(一般取1.8);
      K­—溫度系數(見表5);
      KZ—起動系數(見表4)。
      以上計算適用于各種無扭轉間際聯軸器。對于存在扭轉間隙的聯軸器,還需考慮由于振動、沖擊而產生的過載因素。
      4.4.3 周期性交變載荷時
      4.4.3.1 迅速通過共振區
      在工作轉速內很快通過共振區時,僅出現較小的共振峰值.因此,在共振時的交變轉矩可與聯軸器的最大轉矩相比較。
      a. 主動端激振
      TAmax≥TAiKAKVRKZKt        ………………………………(8)
      b. 從動端激振
      TLmax≥TLiKLKVRKZKt        ………………………………(9)
      式中:TAi—主動端激振轉矩,N·m;
      TLi—從動端激振轉矩,N·m;
      AD—一個振動周期內的阻尼功;
      A—一個振動周期內的彈性變形功。
      4.4.3.2 有持續交變轉矩
      在工作頻率以內,該交變轉矩必須與聯軸器的交變疲勞轉矩TK相比較。
      a. 主動端的激振
      TAK≥TAiKAJKVKtKf             ………………………………(10)
      b. 從動端的激振 
      TLK≥TLiKLJKVKtKf             ………………………………(11)
      式中:TAK—主動端交變疲勞轉矩,N·m;
      TLK—從動端交變疲勞轉矩,N·m;
      TAi—主動端交變疲勞轉矩,N·m;
      TLi—從動端交變疲勞轉矩,N·m;
      式中:C—聯軸器動態扭轉剛度。
      4.4.4 軸偏移引起的載荷
      當軸向偏移在聯軸器上僅產生靜載荷時,徑向和角向位移產生交變載荷,此交變載荷與頻率系數有關,為此交變轉矩應按下列條件:
      △X≥△XmaxKt           ………………………………(12)
       △Y≥△YmaxKtKt           ………………………………(13)
      △a≥△amaxKtKf           ………………………………(14)
      式中:△X—聯軸器許用軸向補償量;
      △Y—聯軸器許用徑向補償量;
      △a—聯軸器許用角向補償量;
      △Xmax—軸系最大軸向補償量;
      △Ymax—軸系最大徑向補償量;
      △amax—軸系最大角向補償量;
      軸偏移而產生的恢復力和轉矩,是聯軸器軸向剛度CX、徑向剛度CY和扭轉剛度C的函數。這些力和轉矩增加了鄰近部件(軸、軸承)的載荷。
      軸向恢復力                    FX=△XmaxCX         ………………………………(15)
      徑向恢復力                    FY=△YmaxCY         ………………………………(16)
      角度方向恢復力矩                Fa=△amaxC         ………………………………(17)
      式中:CY—徑向動態剛度;
      CX—軸向動態剛度;
      C—角向動態剛度。
      4.4.5 選用示例
      例1:動力機為電動機,均勻載荷情況下彈性聯軸器選用示例。
      1.已知動力機參數
      a. 160M型三相交流電動機,功率PW=11kW,轉速n=1450r/min;
      c. 轉子轉動慣量JA=0.0736kg·m2
      d. 起動次數Z=150次/h;
      e. 環境溫度t=40℃
      f.主動端沖擊轉矩即起動轉矩TAS=2TA=145N·m。
      2. 已知工作機參數
      a. 負載平均轉矩TL=68N·m。
      b. 負載轉動慣量JL=0.0883kg·m2
      3.選用帶天然橡膠彈性元件聯軸器,載荷均勻時,計算轉矩TA應滿足式(4)的要求:
      TA≥TLKt=68×1.1=75N·m
      4.初選GB 4323中TL5型Ta=125N·m彈性套柱銷聯軸器,彈性套為天然橡膠。
      最大轉矩Tmax=2Tn=250N·m;
      半聯軸器轉動慣量J1=J2=0.015kg·m2
      起動系數KZ(由表4查得)=1.3;
      溫度系數Kt(同表5查得)=1.1;
      沖擊系數KAS=1.8;
      沖擊載荷時主動端的沖擊轉矩應滿足式(5)的要求:TAmax≥TASKAJKASKtKZ
                                                        =14.5×0.54×1.8×1.3×1.1
      =202N·m<250 N·m
      主動端沖擊轉矩小于彈性性聯軸器的最大轉矩,故安全,可以選用。
      選定聯軸器時,還應校核在給定況條件下許用偏移量。
      例2:動力機為柴油機,周期性交變載荷情況下彈性聯軸器選用示例。
      1.已知動力機參數
      a. 4缸四沖程直列式柴油相,功率PW=28kW,轉速n=1500r/min;
      c. 第二諧周期性交變轉矩TA2=±536N·m;
      d. 起動次數Z≤60次/h;
      e. 環境溫度t=40℃;
      f. 發動機轉動慣量JA=2.36kg·m2
      2.已知工作機參數
      a. 負載平均轉矩TL=148N·m;
      b. 負載轉動慣量J=1.01kg·m2
      3.選用帶天然橡膠彈性元件聯軸器,載荷均勻時,計算轉矩TA應滿足式(4)的要求:
      TA≥TLKt=148×1.1=162N·m。
      4.初選GB 4323中TL6型Tn=250N·m彈性套柱銷聯軸器,彈性套為天然橡膠。
      最大轉矩Tmax=2Tn=500N·m;
      交變疲勞轉矩TK=±100N·m;
      動態扭轉剛度C=2900N·m/rad;
      放大系數KV=6;
      轉動慣量J1=0.0294kg·m2
      J2=0.00785kg·m2
      起動系數(由表4查得)KZ=1;
      溫度系數(由表5查得)Kt=1.1;
      考慮共振轉速時應滿足式(8)的要求:TAmax≥TA2KAJKVKKt
                                            =536×0.298×6×1×1.1
                                            =1055N·m
      由以上計算可見,初選TL6型聯軸器偏小,應選取大兩規格的TL8型,Tn=710N·m,其主要參數:
      最大轉矩Tmax=2Tn=1420N·m;
      交變疲勞轉矩TK=±150N·m;
      動態扭轉剛度C=5500N·m/rad;
      放大系數KV=6;
      轉動慣量J1=0.053kg·m2
      J2=0.0236kg·m2
      以上所有計算得轉矩值均在聯軸器允許轉矩值范圍內,故安全,可以選用。對選定的彈性聯軸器應按給工況校核其許用偏移量。
       
       
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