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弧面十字滑塊聯軸器的設計與研究

發布者:鑫程機械  發布日期:2021-03-02

弧面十字滑塊聯軸器的設計與研究

十字滑塊聯軸器可補償安裝及運轉時兩軸間的相對位移,但是要求主動軸與從動軸之間不能存在夾角,且在工作時,如果兩軸間發生相對位移,中間盤就會產生很大的離心力,從而變大動載荷及磨損,降低聯軸器的使用壽命。針對這個問題,利用TRIZ理論對其分析,設計出一種弧面十字滑塊聯軸器。十字滑塊聯軸器由2個在端面上開有凹槽的半聯軸器和1個兩面帶有凸牙的中間盤組成,通過兩邊呈90。相對分布的卡槽和兩側的半聯軸器聯接在一起,從而達到傳遞扭矩的目的。因凸牙可在凹槽中滑動,故可補償安裝及運轉時兩軸間的相對位移,但不能發生相對轉動,這就要求主動軸與從動軸之間不能存在夾角。且在工作時,如果兩軸間發生相對位移,中間盤就會產生很大的離心力,從而變大動載荷及磨損口,影響聯軸器的使用。針對這一問題,對十字滑塊聯軸器的結構、功能及應用場合進行分析,尋找解決問題的思路和方法。

1利用TRIZ理論分析問題,分析十字滑塊聯軸器聯接的兩軸之問能否存在夾角的問題,把實際問題轉化為技術矛盾問題,運用矛盾矩陣表,使用標準的發明原理,結合實際問題的具體情況,使問題得到解決。十字滑塊聯軸器的半聯軸器與中間盤組成移動副,這種結構是導致聯接的兩軸之間不能存在夾角的主要原因?,F在對其結構進行分析,半聯軸器與中間盤組成移動副在平面內是一種相對移動,若使十字滑塊聯軸器聯接的兩軸之間存在夾角,就需要把半聯軸器與中間盤之間的平面移動轉化為轉動,即改變聯軸器的形狀,但是形狀的變化會對聯軸器的聯接強度造成影響,這就構成了一對技術矛盾。根據TRIZ理論的矛盾矩陣表,欲改 善的通用工程參數是形狀,隨之惡化的通用工程參數是強度_4],即欲把半聯軸器與中間盤之間的平面移動轉化為曲面轉動,則聯軸器強度隨之降低。查表1所示的矛盾矩陣表¨5(部分),找到技術矛盾參數12形狀和參數14強度,得到4個發明原理:1O預先作用原理、14曲面化原理、30柔性殼體或薄膜原理、4O復合材料原理。經對十字滑塊聯軸器的結構和功能分析,結合各發明原理的可用性,發現其中對此問題有明顯幫助作用的是發明原理l4曲面化原理:不運用直線或平面部件,而運用曲線或曲面代替;將平面變成球面,將立方體變為球形結構。根據TRIZ理論的指導,利用發明原理中的14曲面化原理,對半聯軸器與中間盤之間的平面接觸運用曲線或曲面接觸代替。本文圍繞這一原理對中 心盤結構進行改進設計,得到弧面十字滑塊聯軸器],可以使得十字滑塊聯軸器聯接的兩軸之間存在夾角,同時又可以保留原有聯軸器結構的優點,可補償安裝及運轉時兩軸問的相對位移。

2弧面十字滑塊聯軸器的設計與建模依據TRIZ理論指引,對弧面十字滑塊聯軸器的結構進行具體設計。一方面,半聯軸器與中間盤之間為球面副接觸,這樣半聯軸器可以以中間盤為中 心進行擺動,補償兩軸之間存在的夾角;另一方面,為了兩軸間的位移補償,這就需要半聯軸器球面與中間盤的球面聯接有適當的位移空間;同時考慮到自由度問題,為了限定半聯軸器與中間盤球面的相對位移,參考十字滑塊聯軸器原有結構,在半聯軸器球面與中間盤球面內分別設有相對分布的凹槽和凸臺,這樣半聯軸器與中間盤就會沿著固定方向產生位移。

針對高處作業設備高處數據測量過程中,單獨使用氣壓高度計或GPS測量高度易出現精度波動大的問題,設計一種基于卡爾曼濾波算法的數據融合系統,并對實驗獲取的數據進行數據融合對比。對比結果表明,數據融合可以很好地降低氣壓高度計和GPS測量高度過程中產生的隨機噪聲誤差,使高度數據的相對誤差為平緩。同時,可以通過改變卡爾曼濾波算法中激勵噪聲協方差Q的大小,使卡爾曼濾波變益發生改變,提高了融合結果的可信程度,使系統能夠滿足高處作業設備對高度測量的要求。

針對十字滑塊聯軸器在傳遞運動和轉矩的過程中,限制主動軸與從動軸之間不能存在夾角的問題,應用TRIZ理論,找到其技術矛盾;利用曲面化原理,確定解決問題的思路和方法;根據技術方案,設計出一種新型弧面十字滑塊聯軸器。參考SL70型十字滑塊聯軸器的技術參數,對弧面十字滑塊聯軸器進行建模、靜力學分析??梢园l現在傳遞相同的公稱轉矩下,弧面十字滑塊聯軸器滿足強度、剛度方面的使用要求,同時證明了弧面十字滑塊聯軸器結構的可用性。


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