某大型球磨機的變頻電機功率P=1500kW，轉速n=200r/min，通過聯軸器與小齒輪軸聯接。小齒輪軸材質35CrMo，半聯軸器材質45#剛，結合直徑d_f=275mm，有效結合長度l_f=320mm。徑長比等于0386，故此聯接為短結合聯接。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軸器的連接方式進行設計與校核。

一、方案的確定

此聯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，故鍵聯接不能夠滿足傳遞此轉矩的需要。

考慮用過盈聯接傳遞此轉矩。球磨機小齒輪軸與半聯軸器的聯接屬重要連接，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]球磨機此聯接的重量及結構尺寸均較大，采用熱裝法，故障摩擦因數μ=0.14。則：

由計算出最小效過盈量。其中，半聯軸器的彈性模量Ea=200GPa，剛性系數

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

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，半聯軸器的屈服強度MPa。

取，則最大有效過盈量

故過盈聯接不能可靠地傳遞此轉矩。

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

二、設計計算

在此聯接中，軸與孔之間有一定的過盈量。實現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與鍵聯接共同傳遞，當過盈量接近最大值時，過盈聯接可單獨傳遞轉矩，健聯接不傳遞轉矩。

2、根據健聯接所承受的最大轉矩校核鍵的強度

擠壓強度

剪切強度