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六耳对称式法兰连接盘结构设计

项目分类:通用机械零部件 发布时间:2023-07-31 ID:703364
  • 六耳对称式法兰连接盘结构设计
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  该盘类连接件主要应用于多工位同步传动机构的动力转接场景,常见于轻工自动化生产线的旋转工位、包装设备的分度转盘基座、小型输送线的动力分流节点,承担中心轴与周边多组执行构件的动力传递、位置定位以及载荷分散作用,相比常规三耳、四耳连接盘,六组均布的连接耳结构可实现更小单耳载荷分配,适配需要多点位同步固定的传动场景,在承受周期性交变扭矩时,各连接点的应力分布更均匀,可有效降低单组连接螺栓的疲劳载荷,提升机构长期运行的稳定性。

  从结构设计逻辑来看,该零件采用中心回转对称布局,中心区域设置阶梯式轴孔结构,中心主孔直径为28mm,外层设置直径153.5mm的定位止口,可直接与配套的轴承座或者输出轴端的定位台阶配合,保证回转过程中的同轴度要求,止口与中心孔之间设置R30mm的过渡圆弧,避免应力集中在轴孔根部,降低长期受扭时的开裂风险。六组连接耳沿中心360度圆周均布,相邻连接耳的中心夹角为60度,每个连接耳端部设置直径10mm的光孔安装位,用于穿装固定螺栓,安装孔中心距离零件中心的回转半径为72.7mm,该尺寸经过载荷校核,可保证在传递额定扭矩时,单根螺栓承受的剪切力处于常用8.8级螺栓的许用载荷范围内。连接耳与中心基体的过渡位置设置R10mm的圆弧过渡,避免直角结构带来的应力集中问题,同时在相邻两个连接耳之间的基体边缘,设置直径20mm的减重凹坑,在不降低整体结构强度的前提下,有效减少零件的整体重量,降低回转过程中的转动惯量,适配高速分度旋转的工况需求。

  零件的整体外轮廓直径为102mm,整体厚度可根据实际传递扭矩的需求在5-15mm区间调整,安装时需保证中心止口与配合轴端的同轴度公差控制在0.02mm以内,各连接耳的安装孔与配套构件的安装孔位置度公差不大于0.05mm,避免安装时出现螺栓别劲的问题。从实际使用场景来看,该结构既可以作为独立的传动转接盘使用,也可以作为端盖、分度盘的基体结构进行二次拓展,比如在各连接耳上加装拨杆、吸盘安装座等执行构件,即可直接作为小型旋转工作台的转盘使用,适配多工位的上料、检测、装配工序。

  在结构强度设计上,该零件的基体厚度与连接耳厚度保持一致,若采用45号钢材质加工,调质处理后硬度达到HB220-250时,可传递的额定扭矩可达120N·m,满足大部分小型自动化设备的动力传递需求;若采用铝合金材质加工,可进一步降低零件自重,适配对转动惯量要求更高的高速旋转场景,此时需要适当增加连接耳的厚度来补偿材质强度的下降,保证连接位置的结构刚性。零件的两个端面均需要进行车削加工,保证端面的平面度以及与中心孔的垂直度要求,避免安装后出现盘面偏摆,影响配套执行构件的位置精度。各连接耳上的安装孔可根据实际安装需求加工为螺纹孔或者光孔,加工光孔时需要在孔口位置设置C1倒角,方便螺栓穿装,同时去除孔口的毛刺,避免安装时毛刺夹在结合面之间影响连接精度。

  从安装边界来看,该零件安装后,相邻连接耳之间的空隙宽度为20mm,可允许直径不超过18mm的杆件或者管线从空隙位置穿过,方便布置工位上的气路、电路管线,无需额外在盘面上开孔走管,简化整体机构的管线布局。中心孔位置可根据配套轴的形式加工键槽或者顶丝孔,实现与传动轴的周向固定,若用于需要经常拆卸的场景,可在中心孔位置加装涨紧套,实现无键连接,避免键槽加工带来的应力集中问题,同时方便调整盘体的周向安装位置,适配不同的工位角度调整需求。

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