联轴器的设计[1]
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１３３ ４
文献标志码：Ｂ
文章编号：１００２—２３３３（２０１４）０７—０２４５—０２
１联轴器类型
栓回转直径处法兰厚度的近似值（保守的）。若ｆ＋＞ｆ…则
必须确定所要求的ｚ；若两螺栓孔问实际的ｚ小于所要 求的ｚ，则必须适当增加法兰的厚度。 有放螺母的沉孔。各参数为：Ｄ。。＝Ｄ。＋２Ｒ＋ｄ；ｔ。ｎ＝０．６５Ｄ。Ｋ・
●工艺，工装，模具，ｉ呈断，ｉ硷ｉｌｌ，维修，改造目墨Ｅ圆
解决方案
联轴器的设计
王雪梅 （哈尔滨汽轮机厂有限责任公司研究院，哈尔滨１５００４６
摘要：联轴器是汽轮机的主要部件，汽轮机转子与发电机转子之间均用联轴器连接，以传递扭矩和轴向力。文中介绍 了联轴器设计的步骤和相关公式。 关键词：联轴器；扭矩；螺栓；键 中图分类号：ＴＨ
不小于４５ ｍｍ，从而保证车钩组装防跳问隙不超差。但随
按照铁路货车运输高速重载的要求，保证运用安全 是铁路工作者的首要任务。作为货车重要组成部分的车 钩缓冲装置，它的检修质量直接影响着铁路的安全运输， 而车钩组装中的防跳间隙控制，是防止车钩分离的一个 重要环节。在实际工作中，当１３号、１３Ａ型、１３Ｂ型的作 用车钩更换新品钩舌时，防跳间隙超出上差１０ ｍｍ较为 普遍。虽然采取了配件选配、组装调整等措施，但选配成 功率不高。如何高效率地保证车钩防跳间隙符合要求，防 止可能产生的车钩分离，确保铁路货车运输行车安全，是 需要我们立即研究并及以解决的问题。
Ｄ蜘。＝Ｄ１＋２Ｒ＋ｄ；ｔ“ｎ＝０．４３Ｄ１Ｋ（ＤＪＤｌ）１ ５；ｆ＋＝０．４３Ｄ１Ｋ｛Ｄ；‘ Ｐ／ＩＤ；Ｄ２（ｐ—ｄ）］｝”；ｚ＝０．０３Ｄ；Ｋ２爿Ｄ２；￡。ｎ—ｆ；Ｒ’＝０．１ｄ；Ｄ５一＝ ０．８Ｄ１；Ｒ＝０．１Ｄ１；ｒ＝０．１Ｄ５；Ｄ４一＝０．８Ｄ１。
注意：台阶或锥形都可以。 ２．２对螺栓联接以及轴的要求 标准试验正式规定使用受剪力载荷的紧配合螺栓来 进行扭矩传递。对于某些低参数的机组，规定用摩擦力来 传递扭矩。 １）对于通过剪力来传递扭矩的螺栓，下面给出联轴 器螺栓的剪应力ｒ＝１．９ｌｘｌ０４ｘＫ。Ｉ（ｎＤ２ＮＡ’）。 式中：丁为螺栓剪应力，ＭＰａ；Ｋ。为所传递的负荷，ｋＷ；ｎ 为联轴器螺栓的总数目；Ｄ：为联轴器螺栓回转直径，ｃｍ； Ⅳ为转速，ｒ／ｍｉｎ；Ａ’为螺栓受剪面的横截面面积，ＣＩｌｌ２。 ２）靠摩擦驱动的联轴器，要求其抗拉剪应力
ｔｒｙ＝７．６４ｘ１０４ｘＫｗＩ（ｎＤ２ＮＡ）。
２整锻联轴器设计
２．Ｊ几何图形 根据法兰的弯曲 应力等于轴的弯曲应
力，便可得到所需的 法兰厚度。结果如图 １～图２所示。 Ｄ。为转子直径，ｃｍ；Ｄ：为螺栓回转直径，ｃｍ；Ｄ，为内 孔直径，ｃｍ；Ｄ。为凸肩直径，ＣＩｌｌ；Ｄ；为减小的转子直径， ｃｍ；Ｒ为圆角半径，ＣＩｌｌ；ｒ为圆角半径，ｃｍ；Ｒ’为沉孔圆角 半径，ｃｍ；ｄ。为螺栓孔直径，ｃｍ；ｄ为沉孔直径，ｃｍ；ｐ为螺 栓螺距，ｃｍ；ｔ为法兰厚度，ＣＩｌｌ；ｚ为截面模数，ＣＩｌｌ３；ｔ＋为螺
（编辑黄荻）
这种尺寸比例的联轴器，其轴套上的扭转剪切应力 小于联轴器下面的轴的扭转剪切应力之半，其法兰的剪
作者简介：王雪梅（１９６１一），女，工程师，从事汽轮机主机研发工作。 收稿日期：２０１４—０４～１１
２４６
机械工程师２０１４年第７期
万方数据
１问题的提出
着质量责任意识的提高，意识到新品钩舌作为寿命管理 的配件，质量责任有明确的要求，装用单位应保证新品钩 舌的原有状态不被改变。自此，在装用新品钩舌时，车钩 防跳间隙超差的问题随之突出显现出来。
２原因分析
自２００６年下半年以来，按照运装货车电［２００６］１３５９ 号电报的要求，１３号上作用车钩装用了新型上锁销组
针对上述问题，对影响上作用车钩防跳间隙的各要 素进行了分析（车钩组成后各部件的连接状态见图１）。
切应力大约是轴上扭转剪切应力的四分之一，法兰的弯 曲应力大约是轴弯曲应力之半。 套装式联轴器的扭矩是通过键传递到轴的。 ３．２键与轴的应力 １）联轴器键的剪切应力。
ｒｋ＝１．９ｌｘｌ０４ｘＫｗ／（ＮＤｌｍｆ如。）。
式中：叽为键的剪切应力，ＭＰａ；Ｋｗ为联轴器所传递的负 荷，ｋＷ；Ⅳ为转速，ｒ／ｍｉｎ；ｍ为键的总数；ｆ，为键长，ＣＩｌｌ；矗一 为键的平均直径，ＣＩｌｌ。 式中：Ｏ－。为齿根所要求的装配应力，ＭＰａ；Ａ为螺栓齿根 的横截面面积，ＣＩｌｌ２；４’为装配直径处的横截面面积，ｃｍｚ； ∑鬈。为在￡范围内螺栓凹进部分的总长度，包括法兰外 侧两端各半个齿的直径，ＣＩｌｌ；Ｅ为室温下螺栓材料的弹性 模量，ＭＰａ；∑鬈：为在￡范围内螺栓在４’面积处的总长
式中：Ｏ－。为所要求的抗拉应力，ＭＰａ；Ａ为每个螺栓的最 小横截面面积，ＩＩｌＩｌｌｚ；式中假定其摩擦因数为０．２５。 ３）既然联轴器法兰的面积大约是螺栓面积的５倍，故 法兰的压缩可以忽略。螺栓伸长量
６＝矿ｓａ’∑鬈Ｉ／（ＡＥ）＋矿４’∑ｅＪ（ＡＥ）。
的制作都是一样的。
［参考文献］ ［１］上官同英，熊娟．机械设计基础［Ｍ］．上海：复旦大学出版社，２０１０． ［２］成大先．机械设计手册［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００８． （编辑启迪） 作者简介：李昌达（１９８１一），男，教师，工程师，高级技师，主要从事夹 具类设计加工、数控类实训、ＣＡＤ／ＣＡＭ教学等。 收稿日期：２０１４—０４—０３
Baidu Nhomakorabea
机械工程师２０１４年第７期
２４５
万方数据
解决方案
囊量Ｉ蔓ｊ！奠工艺／工装，模具，ｉ－－＂断，ｉ硷ｉｌｌ，维修／改造
检修车钩防跳间隙调整及测量方式
高永发 （驻哈尔滨车辆验收室，哈尔滨１５００５６）
摘要：在对１３号、１３Ａ型、１３Ｂ型车钩组成进行检修时，经常需更换新品钩舌。由于钩体上防跳台、钩锁上锁销转轴、 上锁销杆等部位在使用过程中存在磨耗，虽然各部件磨耗并未超过磨耗限度，但由于累积磨耗仍会导致防跳间隙超差。 针对上述问题进行了原因分析，并提出了相应的解决方案。 关键词：钩舌；上防跳台；防跳间隙；检测 中图分类号：Ｕ
度，ＣＩｌｌ。 ３套装联轴器设计 ３．Ｊ几何图形
２）根据键的投影面积，计算联轴器键的承载应力。
ｉｒｋ＝３．７７ｘ１０４ｘＫｗ／［Ｎ（Ｄ１一ｈ．ｗ／２）１３ｍｈ。ｇ］。
式中，ｏ－。为键的承载应力，ＭＰａ。
４结语
本设计在开发完善以及新的设计理念后，满足机组 的功率增加后的要求，提高了机械性能和经济效益，现广 泛应用与公司大型机组和新型机组的开发设计，最终满 足机组的安全运行要求。
的。
、／面葡万姐万；Ｋ：、／Ｉ（Ｄ—ＩＤｌ）２－１ｌ／—Ｉ（ＤＩＤｌ）２＋１
＝０．１ｄ；Ｄ４一＝０．８Ｄ１。
１）情况Ｉ：空心转子（中心孔小于转子直径之半）且备
、／（Ｄ；一０４）爿［Ｄ；Ｄ：（Ｐ—ｄ）］；Ｚ＝０．０３Ｋ２（Ｄ；一０４）Ｐ／（Ｄ。Ｄ：）；Ｒ’
２）情况Ⅱ：实心转子（中心孔大于转子直径之半）且 除法兰外，转子直径进一步减小且备有放置螺母的沉孔。
１∥＝０．４３Ｄ。Ｋ・
我公司在大型机组和新型机组的开发设计中，机组 功率增加，为此需要重新设计联轴器。 汽轮机与发电机转子之间的联轴器的主要作用是传 递扭矩。该联轴器类型包括整锻联轴器和套装刚性联轴 器。整锻联轴器就是将一个联轴器锻成转子的组成部分， 并认为此部分是刚性的，此种类型的联轴器要比所有其 它类型的联轴器稍好 一点。套装刚性联轴 器仅次于整锻联轴 器，它是一个锻件（与 转子分离），其轴向孔 径比转子外径（联轴 器套在转子上的这部 分外径）略小，这样一 来，我们就可将这种 联轴器看成是刚性
２７０ ３４
文献标志码：Ｂ
文章编号：１００２—２３３３（２０１４）０７—０２４６—０２
０引
言
成。在对１３号、１３Ａ型、１３Ｂ型上作用车钩进行组装时， 发现检修的钩体在使用新品钩舌进行组装时，普遍存在 防跳间隙超１０ ＩｎＩｉｌ上限的情况。采取正常的配件选配、组 装调整等工艺措施后，防跳间隙达到标准尺寸范围仍非 常困难。针对此问题，以往采取的方法是对新品钩舌钩锁 承台进行补焊，补焊的高度按厂修要求保证锁铁坐入量
文献标志码：Ｂ
文章编号：１００２—２３３３（２０１４）０７—０２４５—０２
１联轴器类型
栓回转直径处法兰厚度的近似值（保守的）。若ｆ＋＞ｆ…则
必须确定所要求的ｚ；若两螺栓孔问实际的ｚ小于所要 求的ｚ，则必须适当增加法兰的厚度。 有放螺母的沉孔。各参数为：Ｄ。。＝Ｄ。＋２Ｒ＋ｄ；ｔ。ｎ＝０．６５Ｄ。Ｋ・
●工艺，工装，模具，ｉ呈断，ｉ硷ｉｌｌ，维修，改造目墨Ｅ圆
解决方案
联轴器的设计
王雪梅 （哈尔滨汽轮机厂有限责任公司研究院，哈尔滨１５００４６
摘要：联轴器是汽轮机的主要部件，汽轮机转子与发电机转子之间均用联轴器连接，以传递扭矩和轴向力。文中介绍 了联轴器设计的步骤和相关公式。 关键词：联轴器；扭矩；螺栓；键 中图分类号：ＴＨ
不小于４５ ｍｍ，从而保证车钩组装防跳问隙不超差。但随
按照铁路货车运输高速重载的要求，保证运用安全 是铁路工作者的首要任务。作为货车重要组成部分的车 钩缓冲装置，它的检修质量直接影响着铁路的安全运输， 而车钩组装中的防跳间隙控制，是防止车钩分离的一个 重要环节。在实际工作中，当１３号、１３Ａ型、１３Ｂ型的作 用车钩更换新品钩舌时，防跳间隙超出上差１０ ｍｍ较为 普遍。虽然采取了配件选配、组装调整等措施，但选配成 功率不高。如何高效率地保证车钩防跳间隙符合要求，防 止可能产生的车钩分离，确保铁路货车运输行车安全，是 需要我们立即研究并及以解决的问题。
Ｄ蜘。＝Ｄ１＋２Ｒ＋ｄ；ｔ“ｎ＝０．４３Ｄ１Ｋ（ＤＪＤｌ）１ ５；ｆ＋＝０．４３Ｄ１Ｋ｛Ｄ；‘ Ｐ／ＩＤ；Ｄ２（ｐ—ｄ）］｝”；ｚ＝０．０３Ｄ；Ｋ２爿Ｄ２；￡。ｎ—ｆ；Ｒ’＝０．１ｄ；Ｄ５一＝ ０．８Ｄ１；Ｒ＝０．１Ｄ１；ｒ＝０．１Ｄ５；Ｄ４一＝０．８Ｄ１。
注意：台阶或锥形都可以。 ２．２对螺栓联接以及轴的要求 标准试验正式规定使用受剪力载荷的紧配合螺栓来 进行扭矩传递。对于某些低参数的机组，规定用摩擦力来 传递扭矩。 １）对于通过剪力来传递扭矩的螺栓，下面给出联轴 器螺栓的剪应力ｒ＝１．９ｌｘｌ０４ｘＫ。Ｉ（ｎＤ２ＮＡ’）。 式中：丁为螺栓剪应力，ＭＰａ；Ｋ。为所传递的负荷，ｋＷ；ｎ 为联轴器螺栓的总数目；Ｄ：为联轴器螺栓回转直径，ｃｍ； Ⅳ为转速，ｒ／ｍｉｎ；Ａ’为螺栓受剪面的横截面面积，ＣＩｌｌ２。 ２）靠摩擦驱动的联轴器，要求其抗拉剪应力
ｔｒｙ＝７．６４ｘ１０４ｘＫｗＩ（ｎＤ２ＮＡ）。
２整锻联轴器设计
２．Ｊ几何图形 根据法兰的弯曲 应力等于轴的弯曲应
力，便可得到所需的 法兰厚度。结果如图 １～图２所示。 Ｄ。为转子直径，ｃｍ；Ｄ：为螺栓回转直径，ｃｍ；Ｄ，为内 孔直径，ｃｍ；Ｄ。为凸肩直径，ＣＩｌｌ；Ｄ；为减小的转子直径， ｃｍ；Ｒ为圆角半径，ＣＩｌｌ；ｒ为圆角半径，ｃｍ；Ｒ’为沉孔圆角 半径，ｃｍ；ｄ。为螺栓孔直径，ｃｍ；ｄ为沉孔直径，ｃｍ；ｐ为螺 栓螺距，ｃｍ；ｔ为法兰厚度，ＣＩｌｌ；ｚ为截面模数，ＣＩｌｌ３；ｔ＋为螺
（编辑黄荻）
这种尺寸比例的联轴器，其轴套上的扭转剪切应力 小于联轴器下面的轴的扭转剪切应力之半，其法兰的剪
作者简介：王雪梅（１９６１一），女，工程师，从事汽轮机主机研发工作。 收稿日期：２０１４—０４～１１
２４６
机械工程师２０１４年第７期
万方数据
１问题的提出
着质量责任意识的提高，意识到新品钩舌作为寿命管理 的配件，质量责任有明确的要求，装用单位应保证新品钩 舌的原有状态不被改变。自此，在装用新品钩舌时，车钩 防跳间隙超差的问题随之突出显现出来。
２原因分析
自２００６年下半年以来，按照运装货车电［２００６］１３５９ 号电报的要求，１３号上作用车钩装用了新型上锁销组
针对上述问题，对影响上作用车钩防跳间隙的各要 素进行了分析（车钩组成后各部件的连接状态见图１）。
切应力大约是轴上扭转剪切应力的四分之一，法兰的弯 曲应力大约是轴弯曲应力之半。 套装式联轴器的扭矩是通过键传递到轴的。 ３．２键与轴的应力 １）联轴器键的剪切应力。
ｒｋ＝１．９ｌｘｌ０４ｘＫｗ／（ＮＤｌｍｆ如。）。
式中：叽为键的剪切应力，ＭＰａ；Ｋｗ为联轴器所传递的负 荷，ｋＷ；Ⅳ为转速，ｒ／ｍｉｎ；ｍ为键的总数；ｆ，为键长，ＣＩｌｌ；矗一 为键的平均直径，ＣＩｌｌ。 式中：Ｏ－。为齿根所要求的装配应力，ＭＰａ；Ａ为螺栓齿根 的横截面面积，ＣＩｌｌ２；４’为装配直径处的横截面面积，ｃｍｚ； ∑鬈。为在￡范围内螺栓凹进部分的总长度，包括法兰外 侧两端各半个齿的直径，ＣＩｌｌ；Ｅ为室温下螺栓材料的弹性 模量，ＭＰａ；∑鬈：为在￡范围内螺栓在４’面积处的总长
式中：Ｏ－。为所要求的抗拉应力，ＭＰａ；Ａ为每个螺栓的最 小横截面面积，ＩＩｌＩｌｌｚ；式中假定其摩擦因数为０．２５。 ３）既然联轴器法兰的面积大约是螺栓面积的５倍，故 法兰的压缩可以忽略。螺栓伸长量
６＝矿ｓａ’∑鬈Ｉ／（ＡＥ）＋矿４’∑ｅＪ（ＡＥ）。
的制作都是一样的。
［参考文献］ ［１］上官同英，熊娟．机械设计基础［Ｍ］．上海：复旦大学出版社，２０１０． ［２］成大先．机械设计手册［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００８． （编辑启迪） 作者简介：李昌达（１９８１一），男，教师，工程师，高级技师，主要从事夹 具类设计加工、数控类实训、ＣＡＤ／ＣＡＭ教学等。 收稿日期：２０１４—０４—０３
Baidu Nhomakorabea
机械工程师２０１４年第７期
２４５
万方数据
解决方案
囊量Ｉ蔓ｊ！奠工艺／工装，模具，ｉ－－＂断，ｉ硷ｉｌｌ，维修／改造
检修车钩防跳间隙调整及测量方式
高永发 （驻哈尔滨车辆验收室，哈尔滨１５００５６）
摘要：在对１３号、１３Ａ型、１３Ｂ型车钩组成进行检修时，经常需更换新品钩舌。由于钩体上防跳台、钩锁上锁销转轴、 上锁销杆等部位在使用过程中存在磨耗，虽然各部件磨耗并未超过磨耗限度，但由于累积磨耗仍会导致防跳间隙超差。 针对上述问题进行了原因分析，并提出了相应的解决方案。 关键词：钩舌；上防跳台；防跳间隙；检测 中图分类号：Ｕ
度，ＣＩｌｌ。 ３套装联轴器设计 ３．Ｊ几何图形
２）根据键的投影面积，计算联轴器键的承载应力。
ｉｒｋ＝３．７７ｘ１０４ｘＫｗ／［Ｎ（Ｄ１一ｈ．ｗ／２）１３ｍｈ。ｇ］。
式中，ｏ－。为键的承载应力，ＭＰａ。
４结语
本设计在开发完善以及新的设计理念后，满足机组 的功率增加后的要求，提高了机械性能和经济效益，现广 泛应用与公司大型机组和新型机组的开发设计，最终满 足机组的安全运行要求。
的。
、／面葡万姐万；Ｋ：、／Ｉ（Ｄ—ＩＤｌ）２－１ｌ／—Ｉ（ＤＩＤｌ）２＋１
＝０．１ｄ；Ｄ４一＝０．８Ｄ１。
１）情况Ｉ：空心转子（中心孔小于转子直径之半）且备
、／（Ｄ；一０４）爿［Ｄ；Ｄ：（Ｐ—ｄ）］；Ｚ＝０．０３Ｋ２（Ｄ；一０４）Ｐ／（Ｄ。Ｄ：）；Ｒ’
２）情况Ⅱ：实心转子（中心孔大于转子直径之半）且 除法兰外，转子直径进一步减小且备有放置螺母的沉孔。
１∥＝０．４３Ｄ。Ｋ・
我公司在大型机组和新型机组的开发设计中，机组 功率增加，为此需要重新设计联轴器。 汽轮机与发电机转子之间的联轴器的主要作用是传 递扭矩。该联轴器类型包括整锻联轴器和套装刚性联轴 器。整锻联轴器就是将一个联轴器锻成转子的组成部分， 并认为此部分是刚性的，此种类型的联轴器要比所有其 它类型的联轴器稍好 一点。套装刚性联轴 器仅次于整锻联轴 器，它是一个锻件（与 转子分离），其轴向孔 径比转子外径（联轴 器套在转子上的这部 分外径）略小，这样一 来，我们就可将这种 联轴器看成是刚性
２７０ ３４
文献标志码：Ｂ
文章编号：１００２—２３３３（２０１４）０７—０２４６—０２
０引
言
成。在对１３号、１３Ａ型、１３Ｂ型上作用车钩进行组装时， 发现检修的钩体在使用新品钩舌进行组装时，普遍存在 防跳间隙超１０ ＩｎＩｉｌ上限的情况。采取正常的配件选配、组 装调整等工艺措施后，防跳间隙达到标准尺寸范围仍非 常困难。针对此问题，以往采取的方法是对新品钩舌钩锁 承台进行补焊，补焊的高度按厂修要求保证锁铁坐入量