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针对十字滑块联轴器的设计改进

2021-03-26 15:15:03

针对十字滑块联轴器的设计改进

1.设计改进

针对上文所讲述的问题,对十字滑块联轴器进行如下设计改进。1)从零件的形状角度考虑,变加其刚度。对半联轴器的形状改进。凸榫部分宽度由3mm变加至6mm,减小了长宽比;凸榫形成一个整体,不被中间圆孔打断;凸榫与底座的连接面积由10.26mm2变加至32.72mm2(此值为线切割割槽后的较终值)。这些措施都优良地变加了凸榫的刚度,减小了变形。

2)从选择的材料角度考虑,滑动摩擦副选择具有减摩性、性能的材料。滑动摩擦副的中间圆盘材料由不锈钢改为减摩性高的锡青铜,半联轴器选择调质处理的合金钢40Cr。半联轴器表面做QPQ处理,维氏硬度≥650HV。QPQ处理的高硬度显著变加了性能,同时也提高了零件的性能稳定性能。滑动摩擦接触面的表面粗糙度要求由<Ra1.6μm改为<Ra08μm。3)从保护螺纹预紧力角度考虑,螺钉选用拧紧力矩大的品种。将十字头盘头螺钉改为内六角圆柱头螺钉,以变大拧紧力的作用半径,从而变大拧紧力矩,有利于动载荷下的防松。

2.试验验证

中间圆盘和半联轴器的材料、形状按上述改进并完成加工后,不带螺钉做凸榫和凹槽间的相互滑动,与改进前的结构比较,能明显感到摩擦力的减小,滑动非常轻松、灵活。但安装内六角圆柱头螺钉后,随着螺钉的拧紧滑动灵活 性在逐渐减弱。将中间圆盘凹槽与半联轴器的凸榫配合在一起,拧紧半联轴器上的螺钉。通过测量缝隙的大小来量化内六角圆柱头螺钉拧的松紧程度,同时对应地观察滑动灵活 性的变化情况。结果发现,缝隙越小,螺钉拧得越紧,滑动越不灵活。对应测试情况进行理论计算分析发现,计算结果与测试过程吻合。半联轴器上的螺钉拧紧时,夹紧片绕转动中 心转动,与其关联的凸榫的A、B两端转动同样的角度,由于凸榫A、B两端距离转动中 心远,因转动引起的切向位移相对较大,即凸榫发生确定的弯曲,导致滑动灵活 性减弱。为了将底座两端的旋转变形与凸榫部分隔离,采取线切割方式在凸榫A、B两端向中 心方向分别割一个宽度为0.13mm、深 度为8mm的槽。再做上述滑动试验,结果发现,滑动灵活 性基本恢复到了拧紧螺钉前的水平。

3.滑动灵活 性是十字滑块联轴器正常工作所须保护的。本文针对一种十字滑块联轴器的工作环境和使用情况,在初始设计的基础上,对其关键零件的形状、材料和螺钉品种等方面进行了设计改进,使在不降低传动精度的前提下,滑动灵活 性深受了提高,取得了良好的实际使用效果