某大型球磨機的變頻電機功率P=1500kW，轉速n=200r/min，通過聯(lián)軸器與小齒輪軸聯(lián)接。小齒輪軸材質35CrMo，半聯(lián)軸器材質45#剛，結合直徑d_f=275mm，有效結合長度l_f=320mm。徑長比等于0386，故此聯(lián)接為短結合聯(lián)接。又因球磨機載荷性質屬于沖擊載荷，且此球磨機載荷為重載，為保證有效的傳遞轉矩，需要對小齒輪軸輸入端與聯(lián)軸器的連接方式進行設計與校核。

一、方案的確定

此聯(lián)接對中性要求比較高，考慮選用普通平鍵，根據結合直徑d_f=275mm，查《機械設計手冊》可選公稱尺寸為bxh=63 mmx32mm的平鍵。此軸段長為332，選擇L300mm的A型建可合理、最大限度地承受載荷。

根據公式p=2T/(d_fkl)≤σ_pp和τ=2T(d_fbl)≤τ_pp校核鍵的擠壓強度和剪切強度。其中，所傳遞轉矩T=9549p/n=71.62kNm，鍵與轂的接觸高度k=0.5 h=16mm，鍵的工作長度l=L-b=237mm，鍵的需用擠壓應力σ_pp=60MPa，需用剪切應力T_p=60MPa。則：

如果選用雙鍵，按1.5個鍵考慮。，則p_雙=137.36/1.5=91.57MPa>σ_pp。

無論是選擇單鍵還是雙鍵，鍵的擠壓強度均不合格，故鍵聯(lián)接不能夠滿足傳遞此轉矩的需要。

考慮用過盈聯(lián)接傳遞此轉矩。球磨機小齒輪軸與半聯(lián)軸器的聯(lián)接屬重要連接，在必要時需要拆卸，故選擇H/r配合?？紤]到加工的經理性和配合所需的精度，選擇孔的精度為7級，軸為6級，即配合為H7/r6。查《機械設計手冊》可得知：配合Φ275H7/r6的最小過盈量[〥_min]=0.042mm最大過盈量[〥_mer]=0.126mm。

1、根據傳遞轉矩所需的最小結合壓強求出最小有效過盈量。

由計算出傳遞此轉矩所需要的最小結合壓強?？紤]球磨機此聯(lián)接的重量及結構尺寸均較大，采用熱裝法，故障摩擦因數(shù)μ=0.14。則：

由計算出最小效過盈量。其中，半聯(lián)軸器的彈性模量Ea=200GPa，剛性系數(shù)

外徑d_o=450mm，泊松比V_o=0.3；小齒輪軸的彈性模量E_i=230GPa，剛性系數(shù)

小齒輪軸為實心軸，其內徑d_i=0，泊松比V_i=0.31。則

2、根據聯(lián)接件不產生塑性變形所允許的最大壓強求出最大有效過盈量

最大壓強取半聯(lián)軸器所允許的最大壓強與小齒輪軸所允許的最大壓強中較小者。

其中，半聯(lián)軸器的屈服強度MPa。

取，則最大有效過盈量

故過盈聯(lián)接不能可靠地傳遞此轉矩。

因單獨采用健聯(lián)接或過盈聯(lián)接均不能可靠地傳遞此轉矩，故考慮用鍵聯(lián)接與過盈聯(lián)接共同傳遞此轉矩。

二、設計計算

在此聯(lián)接中，軸與孔之間有一定的過盈量。實現(xiàn)過盈裝配后二者之間既無相互轉動也無相互移動。工作時，一部分轉矩由軸孔配合面間的摩擦阻力矩傳遞，剩余的轉矩由健聯(lián)接來承受。

1、計算過盈配合Φ275 H7/r6所能承受的最大、最小轉矩

當時，軸孔結合面的徑向壓強最小，配合所能承受的轉矩最小。最小結合壓強

最小轉矩

當時，軸孔結合面間的徑向壓強最大，配合所能承受的轉矩最大。最大結合壓強

最大轉矩

由以上計算可知，當過盈量較小時候轉矩由過盈聯(lián)與鍵聯(lián)接共同傳遞，當過盈量接近最大值時，過盈聯(lián)接可單獨傳遞轉矩，健聯(lián)接不傳遞轉矩。

2、根據健聯(lián)接所承受的最大轉矩校核鍵的強度

擠壓強度

剪切強度