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弧面十字滑块联轴器的设计与研究

发布者:鑫程机械  发布日期:2021-03-02

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,使问题得到解决。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,得到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,得到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。


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