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泰興減速機(jī):軸的作用是支承軸上零件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),并傳遞動(dòng)力。 軸必須滿足強(qiáng)度和剛度要求,要考慮軸和軸上零件的布置和定位。要采用合理的固定形式,合理受力,軸承類型、結(jié)構(gòu)和尺寸,軸的加工和裝配工藝要求,以及節(jié)約材料、減輕重量等。對(duì)高速軸還要考慮振動(dòng)和動(dòng)平衡問題。
對(duì)于軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),應(yīng)注意的問題
1、 提高軸的疲勞強(qiáng)度
2、 加工方便的軸系設(shè)計(jì)
3、 安裝方便的軸系設(shè)計(jì)
4、 軸上零件應(yīng)靠固定
5、 保證軸的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定可靠
一、 提高軸的疲勞強(qiáng)度
1、 盡量減小軸的截面突變處的應(yīng)力集中。為了改善軸的抗疲勞強(qiáng)度,軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量避免形狀的突然變化,若需要制成階梯結(jié)構(gòu)時(shí),宜采用較大的過(guò)渡圓角,以減小應(yīng)力集中。階梯形軸相鄰軸段的直徑不宜相差太大,過(guò)渡部分要平緩,圓角半徑應(yīng)盡可能去大些,必要時(shí)可將過(guò)渡部分結(jié)構(gòu)增設(shè)一階梯
2、 盡量減小軸的截面突變處的應(yīng)力集中。軸段或錐形軸段,借以緩和軸的截面變化,如軸肩或軸環(huán)處的圓角半徑受到固定在軸上零件的限制,則可用凹切圓角或裝隔離肩環(huán)。為了磨削退出砂輪或?yàn)榱朔胖脧椥钥ㄈσ怨潭ㄝS上零件而必須設(shè)置的環(huán)形槽,由于有較大的應(yīng)力集中,則只允許在受輕載的軸段上或軸端使用
3、 要注意軸上鍵槽引起的應(yīng)力集中的影響。軸上有鍵槽部分一般是軸的較弱部分,因此對(duì)這部分的應(yīng)力集中要給予注意。必須按GB1095規(guī)定給出鍵槽圓角半徑。為了不使鍵槽的應(yīng)力集中與軸階梯部分的應(yīng)力集中相重合,要避免把鍵槽銑削至階梯部。用盤銑刀銑出鍵槽要比用端銑刀銑出的鍵槽應(yīng)力集中小。濺開線花鍵的環(huán)槽直徑不宜過(guò)小可取其等于花鍵的小徑
4、 要注意軸上鍵槽引起的應(yīng)力集中的影響。軸上有鍵槽部分一般是軸的較弱部分,因此對(duì)這部分飛應(yīng)力集中與軸階段部分的應(yīng)力集中相重合,要避免把鍵槽銑削至階梯部。用盤銑刀銑出的鍵槽要比用端刀銑洗出的鍵槽應(yīng)力集中要比矩形花鍵小
5、 要減小軸在過(guò)盈配合處的應(yīng)力集中。當(dāng)軸上零件與軸為過(guò)盈配合時(shí),軸上配合緣處為應(yīng)力集中之源,從而使局部應(yīng)力增大。為此,除應(yīng)保證傳遞載荷的前提下盡量減小過(guò)盈量外,還可以采用增大配合處直徑,軸上開減載槽和零件輪轂兩端開減載槽等結(jié)構(gòu)以減小配合邊緣的應(yīng)力集中。另外,還可以采用逐漸減少過(guò)盈配合端部的過(guò)盈量。對(duì)于階梯軸,為不使由過(guò)盈引起的端部應(yīng)力集中相疊加,也要考慮逐漸減少階梯部分附近的過(guò)盈量等減輕應(yīng)力集中的措施。將軸向?qū)挾缺容^薄的零件用過(guò)盈配合裝到軸的階梯部分上時(shí),由于應(yīng)力集中的影響會(huì)使零件產(chǎn)生變形而彎向一側(cè)。為了避免這種情況出現(xiàn),要適當(dāng)加大零件的寬度
6、 要減小過(guò)盈配合零件裝拆的困難。過(guò)盈配合零件一般要用壓入法或加熱法進(jìn)行安裝,裝拆都不甚方便,所以要特別注意減小其裝拆困難。過(guò)盈配合表面多為圓柱面,為便于裝配,在配合軸段的一端要制成錐形結(jié)構(gòu)。對(duì)于大型、重載或圓錐面過(guò)盈配合零件要考慮利用液壓裝拆,裝拆時(shí)高壓油從輪轂或軸圓錐面過(guò)盈配合零件要考慮利用液壓裝拆,裝拆時(shí)高壓油從輪轂或軸孔中油孔漲大,軸頸縮小,同時(shí)施加一定軸向力。過(guò)盈配合表面較長(zhǎng),裝拆也很困難,因此在滿足傳遞載荷的條件下,要使過(guò)盈配合的長(zhǎng)度限制在必要的最小尺寸,而使其余部分稍有間隙。在一根軸上安裝有多個(gè)過(guò)盈配合零件,要在各段逐一給予少許的階梯差,安裝部分以外不要加過(guò)盈量。同一零件在軸上有幾處過(guò)盈配合時(shí)也要符合上述要求。在不能給予自由的微小尺寸的階梯差的場(chǎng)合,應(yīng)該考慮利用帶邪毒的緊固套配合
7、 改善軸的表面品質(zhì),提高軸的疲勞強(qiáng)度。軸的表面品質(zhì)對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度有很大的影響,因此必須注意改善表面狀態(tài)。由于疲勞強(qiáng)度裂縫常發(fā)生在表面粗糙度的參數(shù)值,即使是自由表面也不應(yīng)忽視,合金鋼對(duì)應(yīng)力集中更為敏感,降低表面粗糙度尤為重要。采用碾壓。噴丸。滲碳淬火,氮化,高頻淬火等表面強(qiáng)化方法,可以顯著提高軸的疲勞強(qiáng)度
8、 軸上多鍵槽位置的設(shè)置要合理,軸轂采用兩個(gè)鍵連接時(shí),軸上鍵槽位置要保證有效的傳力和不過(guò)分消弱軸的強(qiáng)度。當(dāng)采用兩個(gè)平鍵時(shí)一般設(shè)置在通一軸段上相隔180的位置,有利于平衡和軸的截面變形均勻性。當(dāng)采用兩個(gè)楔鍵時(shí),為不使軸轂之間傳遞轉(zhuǎn)矩的摩擦力相互抵消,兩鍵槽應(yīng)相隔120左右為好。當(dāng)采用兩個(gè)圓鍵時(shí),為不過(guò)分消弱軸的強(qiáng)度,則常設(shè)置在軸的同一母線上。在長(zhǎng)軸上要避免在一側(cè)開多個(gè)鍵槽或長(zhǎng)鍵槽,因?yàn)檫@會(huì)使軸喪失全周的均勻性,易造成軸彎曲,因此要交替相反在兩側(cè)布置鍵槽,長(zhǎng)鍵槽也要相隔180對(duì)稱布置
9、 空心軸的鍵槽下部壁厚不要太薄。在空心軸段上采用鍵連接時(shí),要注意空心軸的壁厚。如果鍵槽下部太薄,就有可能使其過(guò)分變?nèi)醵鴮?dǎo)致軸的損壞
10、 傳動(dòng)軸的懸伸受力應(yīng)靠近支承點(diǎn)。具有懸伸端的傳動(dòng)軸,傳動(dòng)件的懸臂受力長(zhǎng)度應(yīng)盡可能小,而支承跨距在結(jié)構(gòu)允許情況下則宜大,這有利于改善軸的強(qiáng)度和剛度,在高速條件下懸臂端引起的變形和不平衡重量也會(huì)相應(yīng)減小,另外,還應(yīng)注意減輕傳動(dòng)件的重量
11、 合理布置軸上零件和改進(jìn)結(jié)構(gòu),以減小軸的受力。軸主要承受轉(zhuǎn)矩和彎矩,為了減小軸的直徑和提高軸的承載能力,合理布置軸上零件結(jié)構(gòu)可以減小軸所受的轉(zhuǎn)矩和彎矩。當(dāng)動(dòng)力需要兩個(gè)或兩個(gè)以上的輪輸出時(shí),將輸入輪布置在輸出輪中間,就可以減小軸的轉(zhuǎn)矩。在軸上有斜齒輪時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)軸向力,增大了軸的彎矩和變形,若改為人字齒輪時(shí)則軸向力抵消。把輪轂與軸的配合面分為兩段,不僅減小軸的彎矩,提高了軸的強(qiáng)度和剛度,而且也改善了軸孔的配合。
12、 使軸由承受對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力改為靜應(yīng)力,以提高軸的強(qiáng)度。將軸由承受對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力改為承受靜應(yīng)力,有利于改善軸的受力情況。
13、 采用載荷分流以提高軸的強(qiáng)度和剛度。轉(zhuǎn)軸都承受彎矩和轉(zhuǎn)矩的作用,采用載分荷分流方法將彎矩和轉(zhuǎn)矩分流到不同的零件和軸承受,可以達(dá)到提高軸的強(qiáng)度和剛度的目的。在卷筒軸中,如將大齒輪和卷筒裝配在一起,轉(zhuǎn)矩經(jīng)大齒輪直接傳到卷筒,卷筒軸則只承受彎曲而不傳遞轉(zhuǎn)矩,使軸的強(qiáng)度提高。某些機(jī)床主軸的懸伸端裝有帶輪,剛度低。采用卸荷結(jié)構(gòu)可以將帶傳動(dòng)的壓軸力通過(guò)軸承及軸承僅受輪所傳遞的轉(zhuǎn)矩,減小了彎曲變形
14、 采用中央等距離驅(qū)動(dòng),以防止兩端扭轉(zhuǎn)變形差。在軸的兩端上被驅(qū)動(dòng)的是車輪或杠桿一類的構(gòu)件,要求兩端的扭轉(zhuǎn)變形相同,否則會(huì)產(chǎn)生相位差,從而導(dǎo)致相互動(dòng)作失調(diào)。為了防止產(chǎn)生左右兩端的扭轉(zhuǎn)變形的差別,,要采取等距離的中央驅(qū)動(dòng),軸的直徑也應(yīng)大一些為好。
15、 軸頸表面要求有足夠硬度。通常,軸是支承在滑動(dòng)軸承或滾動(dòng)軸承上,為了保證軸頸或滾動(dòng)軸承上,為了保證軸頸的磨損壽命,軸頸表面必須具有足夠的硬度。與軸承合金配轉(zhuǎn)的軸頸,可以用軟鋼制造,軸的硬度不低于200HBW,與鋁和銅合金配轉(zhuǎn)的軸頸,則應(yīng)有300的最低硬度,如為高載荷時(shí),軸頸的硬度推薦用50HRC。與滾動(dòng)軸相配的軸頸,雖然與軸承內(nèi)圈間沒有直接的關(guān)系。
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