弧面十字滑块联轴器的设计与研究
弧面十字滑块联轴器的设计与研究
十字滑块联轴器可补偿安装及运转时两轴间的相对位移，但是要求主动轴与从动轴之间不能存在夹角，且在工作时，如果两轴间发生相对位移，中间盘就会产生很大的离心力，从而变大动载荷及磨损，降低联轴器的使用寿命。针对这个问题，利用TRIZ理论对其分析，设计出一种弧面十字滑块联轴器。十字滑块联轴器由2个在端面上开有凹槽的半联轴器和1个两面带有凸牙的中间盘组成，通过两边呈90。相对分布的卡槽和两侧的半联轴器联接在一起，从而达到传递扭矩的目的。因凸牙可在凹槽中滑动，故可补偿安装及运转时两轴间的相对位移，但不能发生相对转动，这就要求主动轴与从动轴之间不能存在夹角。且在工作时，如果两轴间发生相对位移，中间盘就会产生很大的离心力，从而变大动载荷及磨损口，影响联轴器的使用。针对这一问题，对十字滑块联轴器的结构、功能及应用场合进行分析，寻找解决问题的思路和方法。
1利用TRIZ理论分析问题，分析十字滑块联轴器联接的两轴之问能否存在夹角的问题，把实际问题转化为技术矛盾问题，运用矛盾矩阵表，使用标准的发明原理，结合实际问题的具体情况，使问题解决。十字滑块联轴器的半联轴器与中间盘组成移动副，这种结构是导致联接的两轴之间不能存在夹角的主要原因。现在对其结构进行分析，半联轴器与中间盘组成移动副在平面内是一种相对移动，若使十字滑块联轴器联接的两轴之间存在夹角，就需要把半联轴器与中间盘之间的平面移动转化为转动，即改变联轴器的形状，但是形状的变化会对联轴器的联接强度造成影响，这就构成了一对技术矛盾。根据TRIZ理论的矛盾矩阵表，欲改 善的通用工程参数是形状，随之恶化的通用工程参数是强度_4]，即欲把半联轴器与中间盘之间的平面移动转化为曲面转动，则联轴器强度随之降低。查表1所示的矛盾矩阵表¨5(部分)，找到技术矛盾参数12形状和参数14强度，4个发明原理：1O预先作用原理、14曲面化原理、30柔性壳体或薄膜原理、4O复合材料原理。经对十字滑块联轴器的结构和功能分析，结合各发明原理的可用性，发现其中对此问题有明显帮助作用的是发明原理l4曲面化原理：不运用直线或平面部件，而运用曲线或曲面代替；将平面变成球面，将立方体变为球形结构。根据TRIZ理论的指导，利用发明原理中的14曲面化原理，对半联轴器与中间盘之间的平面接触运用曲线或曲面接触代替。本文围绕这一原理对中 心盘结构进行改进设计，弧面十字滑块联轴器]，可以使得十字滑块联轴器联接的两轴之间存在夹角，同时又可以保留原有联轴器结构的优点，可补偿安装及运转时两轴问的相对位移。
2弧面十字滑块联轴器的设计与建模依据TRIZ理论指引，对弧面十字滑块联轴器的结构进行具体设计。一方面，半联轴器与中间盘之间为球面副接触，这样半联轴器可以以中间盘为中 心进行摆动，补偿两轴之间存在的夹角；另一方面，为了两轴间的位移补偿，这就需要半联轴器球面与中间盘的球面联接有适当的位移空间；同时考虑到自由度问题，为了限定半联轴器与中间盘球面的相对位移，参考十字滑块联轴器原有结构，在半联轴器球面与中间盘球面内分别设有相对分布的凹槽和凸台，这样半联轴器与中间盘就会沿着固定方向产生位移。
针对高处作业设备高处数据测量过程中，单独使用气压高度计或GPS测量高度易出现精度波动大的问题，设计一种基于卡尔曼滤波算法的数据融合系统，并对实验获取的数据进行数据融合对比。对比结果表明，数据融合可以很好地降低气压高度计和GPS测量高度过程中产生的随机噪声误差，使高度数据的相对误差为平缓。同时，可以通过改变卡尔曼滤波算法中激励噪声协方差Q的大小，使卡尔曼滤波变益发生改变，提高了融合结果的可信程度，使系统能够满足高处作业设备对高度测量的要求。
针对十字滑块联轴器在传递运动和转矩的过程中，限制主动轴与从动轴之间不能存在夹角的问题，应用TRIZ理论，找到其技术矛盾；利用曲面化原理，确定解决问题的思路和方法；根据技术方案，设计出一种新型弧面十字滑块联轴器。参考SL70型十字滑块联轴器的技术参数，对弧面十字滑块联轴器进行建模、静力学分析。可以发现在传递相同的公称转矩下，弧面十字滑块联轴器满足强度、刚度方面的使用要求，同时证明了弧面十字滑块联轴器结构的可用性。
