一种确定锁紧盘内环与外环接触面尺寸的方法技术

一种确定锁紧盘内环与外环接触面尺寸的方法，属于机械联结件设计技术领域，锁紧盘是由内环、外环、轴套及推进螺栓构成，已知的相关尺寸有传动轴直径D0、锁紧直径D1、推进螺栓中心圆直径D2、内环与轴套的轴向接触长度L、外环的最小内径DM，均可在系列表中查得。本发明专利技术特征是设计方法为：(1)内环推进行程S＝L/10，取整数；(2)当锁紧直径D1＜600mm时，取内环短锥面水平宽度h＝(1.5～1.6)S，当D1≥600mm时，取h＝(2.0～2.3)S，h值取整数；(3)取内、外环锥面斜度角θ＝2°～3°，计算出A点处直径DA＝2(S+1)tanθ+DM，B点处直径DB＝2(S+L+10-h)tanθ+DM；(4)计算C、D点处未修正直径DC1＝2D2-DB、DD1＝2h·tanθ+2D2-DB；(5)计算E、F点处直径DE＝DC1+2(h-S)tanθ、DF＝DC1-2(S+1)tanθ；(6)计算G点处直径DG＝DM+2(L-h+9)tanθ；(7)计算C、D点处修正直径DC＝DC1-δ、DD＝DD1-δ，δ为微调值，δ＝(0.2～0.6)S·tanθ。本发明专利技术优点是设计简单、方便、快捷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机械联结件设计
，具体涉及。
技术介绍
锁紧盘，全名为锁紧联结盘，包括推进螺栓1、内环2、外环3、轴套4(如图1所示)， 是利用过盈联结产生的压力和摩擦力传递载荷，上世纪八十年代初，在发达国家才得到广泛使用。锁紧盘属于无键联结装置，适合在重载条件下使用，其特点为制造工艺简单，安装与拆卸方便，使用寿命长，如发生过载现象，机构会丧失联结作用，有效地保护了传动设备， 安全可靠。现今，锁紧盘在多个领域得到充分应用，如风力发电设备、大型传输设备、核设施等。锁紧盘的基本尺寸包括传动轴5的直径Dtl、锁紧直径(即内环2与轴套4接触面的直径)D1、螺栓中心圆直径D2、内环与轴套接触面的轴向长度L及外环3的最小内径DM，基本尺寸可以从系列表中查出。但确定内环与外环接触面尺寸的设计方法并未成熟和完善。传统确定内环与外环接触面尺寸的方法是利用过盈量的计算公式对锁紧盘的尺寸及计算参数反复调试得出，但计算参数间相互关联，计算过程复杂，计算量大，设计的尺寸也需要经过多次验算与比对。并且随所需扭矩的不同，即使在同一系列基本尺寸下，内环与外环的接触面尺寸也要进行变化，这样无明确尺寸关系的设计方法延长了产品的开发周期。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供。它可以方便、快捷地确定出内环外表面各关键点处的直径Da、Db、Dc、Dd及外环内表面各关键点处的直径De、Df、Dg,并且所得结果符合过盈量要求，明确了尺寸关系，简化锁紧盘的设计过程。本专利技术是这样实现的图1所示为锁紧盘装配示意图，图中D1为锁紧盘锁紧直径，&为螺栓中心圆直径， L为内环与轴套的轴向接触长度，均可通过传动轴的直径Dtl在系列表中查出。a处为内环与轴套接触面外边缘倒角，b处为内环与轴套接触面内边缘倒角，通常取a = 8X15°，b = 1X45°。图2所示为图1中A处的局部放大示意图，外环的最小内径Dm可从系列表中查出ο本专利技术特征在于设计步骤如下(1)选取内环推进行程S 要求与最终满足工作条件的实际推进行程的偏差值在 Imm的范围内。通过对数据的分析，并根据实践经验总结出内环推进行程S可确定为内环与轴套接触长度L的十分之一，并以毫米为单位，取整数；(2)根据锁紧盘的常用额定扭矩及各部件的屈服强度，归纳提出，当锁紧盘锁紧直 SD1 < 600mm时，内环短锥面水平宽度h可在(1. 5 1. 6) S的长度区间内选取，当锁紧盘直径D1彡600mm时，内环短锥面水平宽度h可在(2. 0 2. 3) S的长度区间内选取，h的值取整数；(3)锁紧盘内环A、B点处的直径DA、DB通过外环的最小内径Dm得出，具体方法是 暂先不考虑尺寸的公差配合，假设M、A、B点共线，即所成线段与水平方向的夹角为锥面斜度角θ，运用简单的三角函数关系，根据外环最小内径DM、内环推进行程S、内环短锥面水平宽度h、内环与轴套的轴向接触长度L、锥面斜度角θ可求出内环上Α、Β点处的直径04与1^， 锥面斜度角θ可在2° 3°间选取。求解公式为DA = 2(S+l)tane+DM，DB = 2(S+L+10-h) tan θ+Dm；(4)锁紧盘内环C、D点处的未修正直径Dc1、Dd1可通过B点处的直径A得出，具体方法是采用镜像法，以螺栓中心线为轴，镜像B点得出C点处的未修正直径Da，再作与锥面斜度相等且向上的斜直线，使其交于短锥面外轮廓线上，得到D点处的未修正直径Ddi。求解公式为DC1 = 2D2-Db，Ddi = 2h · tan θ +2D2_DB ；(5)锁紧盘外环Ε、F点处的直径De、Df是通过内环C点处的未修正直径Dci得出， 具体方法是不考虑尺寸的公差配合，假设C、E、F点共线，根据C点处的未修正直径Da、内环推进行程S、内环短锥面水平宽度h、锥面斜度角θ，求出外环E、F点处的直径De与Df为 De = Dcl+2 (h-S) tan θ，Df = DC1_2 (S+l) tan θ ；(6)锁紧盘外环G点处的直径De是通过外环的最小内径Dm得出，具体方法是根据外环的最小内径DM、内环推进行程S、内环与轴套的轴向接触长度L、内环短锥面水平宽度 h、锥面斜度角θ求出外环G点处的直径De为De = Dm+2 (L-h+9) tan θ ；(7)外环与内环的短锥面为辅助过盈，要求其产生的过盈量相对长锥面要小，所以外环与内环的长锥面接触时短锥面间还应保持有一定的间隙，提出的具体方法为使用方法(5)确定的外环短锥面Ε、F点处的直径DE、Df不变，对方法中确定的内环C、D点处的未修正直径Da、Ddi做微小下调，根据主、辅过盈关系及材料屈服强度，在直径范围内微调值δ可在(0. 2 0. 6) S · tan θ的区间内选取，得到C、D点处的修正直径为Dc = Dci- δ， Dd = Ddi- δ，式中Dc、Dd分别为C、D点处的修正直径，Dc1、Dd1分别为C、D点处的未修正直径， δ为微调值。因所要求扭矩的不同及加工精度的限制，同一系列的锁紧盘，内环与外环设计的最终尺寸也不相同。但使用上述方法得出的尺寸可以作为确定最终尺寸的源尺寸，通过源尺寸对各接触面进行过盈量的计算，根据计算结果和设计要求，修正源尺寸得到定型尺寸。 上述方法可以保证只需对其参数作微小改动即可得到较为理想的设计尺寸，达到设计要求。本专利技术的优点及积极效果使用本方法可以方便、快捷地确定出内环与外环接触面各关键点的尺寸，避免对尺寸的反复调试，简化了锁紧盘的设计过程。经过理论验证，该方法确定的尺寸符合过盈量要求。附图说明图1所示为锁紧盘的装配示意图。图2所示为图1中A处的局部放大示意图。图中1——推进螺栓；2——锁紧盘内环；3——锁紧盘外环；4——轴套；5——传动轴；D0——传动轴的直径；D1——锁紧直径(内环与轴套接触面的直径)。D2——螺栓中心圆的直径；L——锁紧盘内环与轴套的轴向接触长度；a——内环与轴套接触面外边缘倒角；b——内环与轴套接触面内边缘倒角。具体实施实例I.锁紧直SD1 = 500mm,内环与轴套的轴向接触长度L = 188mm，外环最小内径Dm =508mm，螺栓中心圆的直径D2 = 572mm，最大额定扭矩M = 1759KN · m。设计步骤如下(1)内环推进行程S确定为内环与轴套接触长度L的十分之一，并取整，取S = 19mm ；(2)锁紧直SD1 < 600mm，短锥面水平宽度h在(1. 5 1. 6) S的长度区间内选取， 取 h = 29mm ；(3)求A、B点处的直径Da、Db 取锥面斜度角θ为3°，Da = 2 (S+l) tan θ +Dm = 510. 10mm, Db = 2 (S+L+10-h) tan θ +Dm = 527. 71mm ；(4)求 C、D 点处的未修正直径 Dci、Dm =Dci = 2D2_DB = 616.四讓，Ddi = 2h · tan θ +2D2_DB = 619. 33mm ；(5)求 E、F 点处的直径 De、Df =De = Dcl+2 (h_S) tan θ = 617. 34mm, Df = DC「2(S+1) tan θ = 614. 19mm ；(6)求 G 点处的直径 Dg =Dg = Dm+2 (L-h+9) t本文档来自技高网...

【技术保护点】
ＤＥ、ＤＦ不变，对内环Ｃ、Ｄ点处的未修正直径ＤＣ１、ＤＤ１做微小下调，得到Ｃ、Ｄ点处的修正直径为：ＤＣ＝ＤＣ１－δ，ＤＤ＝ＤＤ１－δ，微调值δ在（０．２～０．６）Ｓ·ｔａｎθ的区间内选取。ｎθ，ＤＦ＝ＤＣ１－２（Ｓ＋１）ｔａｎθ；（６）根据外环的最小内径ＤＭ、内环推进行程Ｓ、内环与轴套的轴向接触长度Ｌ、内环短锥面水平宽度ｈ、锥面斜度角θ，可求出外环Ｇ点处的直径ＤＧ：ＤＧ＝ＤＭ＋２（Ｌ－ｈ＋９）ｔａｎθ；（７）Ｅ、Ｆ点处的直径正直径ＤＤ１。求解公式为：ＤＣ１＝２Ｄ２－ＤＢ，ＤＤ１＝２ｈ·ｔａｎθ＋２Ｄ２－ＤＢ；（５）根据Ｃ点处的未修正直径ＤＣ１、内环推进行程Ｓ、内环短锥面水平宽度ｈ、锥面斜度角θ可求出外环Ｅ、Ｆ点处的直径ＤＥ与ＤＦ：ＤＥ＝ＤＣ１＋２（ｈ－Ｓ）ｔａＤＢ：ＤＡ＝２（Ｓ＋１）ｔａｎθ＋ＤＭ，ＤＢ＝２（Ｓ＋Ｌ＋１０－ｈ）ｔａｎθ＋ＤＭ；（４）采用镜像法，以螺栓中心线为轴，根据镜像Ｂ点可得出Ｃ点处的未修正直径ＤＣ１，再作与锥面斜度相等且向上的斜直线，使其交于短锥面外轮廓线上，得到Ｄ点处的未修ｍｍ时，ｈ可在（２．０～２．３）Ｓ的长度区间内选取，ｈ的值取整数；（３）锥面斜度角θ可在２°～３°间选取，根据外环最小内径ＤＭ、内环推进行程Ｓ、内环短锥面水平宽度ｈ、内环与轴套的轴向接触长度Ｌ、锥面斜度角θ，求出内环上Ａ、Ｂ点处的直径ＤＡ与步骤如下：（１）选取内环推进行程Ｓ：确定内环推进行程Ｓ为内环与轴套接触长度Ｌ的十分之一，并以毫米为单位，取整数；（２）当锁紧盘锁紧直径Ｄ１＜６００ｍｍ时，内环短锥面水平宽度ｈ可在（１．５～１．６）Ｓ的长度区间内选取，当锁紧盘直径Ｄ１≥６００１．一种确定锁紧盘内环与外环接触面尺寸的方法，锁紧盘包括推进螺栓（１）、内环（２）、外环（３）、轴套（４），已知的相关尺寸有传动轴直径Ｄ０、锁紧直径Ｄ１、推进螺栓中心圆直径Ｄ２、内环与轴套的轴向接触长度Ｌ、外环的最小内径ＤＭ，其特征在于设计...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王建梅，侯成，陶德峰，康建峰，黄迅杰，
申请(专利权)人：太原科技大学，
类型：发明
国别省市：14