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新疆非標自動化軸系零件結構設計
1.軸的分類
按所受載荷特點分三種:
心 軸: 只接受彎矩;
傳動軸:只接受轉矩;
轉 軸:一起接受彎矩和轉矩;
按軸的結構形狀分:
直軸,曲軸,光軸,階梯軸,撓性軸。
2.軸的資料
碳素鋼比合金鋼價格低廉,對應力會集的敏感性低,可通過熱處理改進其綜合功能,加工工藝性好,故使用最廣;一般用處的軸,多用含碳量為0.25~0.5%的優質碳素鋼,尤其是45號鋼。
合金鋼具有比碳鋼更好的機械功能和淬火功能,但對應力會集比較敏感,且價格較貴;
多用于對強度和耐磨性有特殊要求的軸。如20Cr、20CrMnTi等低碳合金鋼,經滲碳淬火處理后可提高耐磨性;20CrMoV、38CrMoAl等合金鋼,有杰出的高溫機械功能,常用于在高溫、高速和重載條件下作業的軸。
球墨鑄鐵吸振性和耐磨性好,對應力會集敏感低,價格低廉,使用鑄造制成外形雜亂的軸。例如:內燃機中的曲軸。對于形狀雜亂的軸,如曲軸、凸輪軸等,也選用球墨鑄鐵或高強度鑄造資料來進行鑄造加工,易于得到所需形狀,并且具有較好的吸振功能和洽的耐磨性,對應力會集的敏感性也較低。
3.軸的結構設計
合理的軸系結構有必要滿足下列基本要求:
1)軸和軸承在預期壽命內不失效;
2)軸上零件在軸上準確定位與固定,以及軸系在箱體上的牢靠固定;
3)軸系結構有杰出的工藝性;
4)好的經濟性。
軸肩與軸環定位
優點:便利牢靠、不需求附加零件,能接受的軸向力大;
缺陷:會使軸徑增大,階梯處形成應力會集,階梯過多將不利于加工。
用處:這種辦法廣泛用于各種軸上零件的定位。
留意要點:
為了確保零件與定位面靠緊,軸上過渡圓角半徑應小于零件圓角半徑或倒角,一般軸肩定位高度取為(0.07~0.1)d ,軸環寬度b = 1.4h 。
套筒定位
簡化軸的結構,減小應力會集,結構簡略、定位牢靠。
多用于軸上零件間距離較小的場合。
螺母定位
固定牢靠,能夠接受較大的軸向力,能實現軸上零件的空隙調整。
彈性擋圈定位
結構緊湊、簡略、裝拆便利,但受力較小,且軸上切槽會引起應力會集,常用于軸承的定位。
張緊套定位
張緊套定位便利與調試
緊定螺釘固定
緊定螺釘多用于光軸上零件的固定,并兼有周向固定的效果。適用于軸向力小,轉速低的場合。
軸上零件的周向定位
運轉時,為了傳遞轉矩或避免與軸發生相對滾動,零件在軸上有必要周向固定。軸上零件的周向定位辦法主要有鍵聯接(平鍵、半圓鍵、楔鍵等)、花鍵聯接、彈性環聯接、過盈合作聯接、銷聯接、成型聯接等等。
平鍵制作簡略、裝拆便利。用于傳遞轉矩較大,對中性要求一般的場合。
花鍵承載能力高,定心好、導向性好。適用于傳遞轉矩較大,要求導向性杰出的場合。
銷鏈接用于固定不太重要、受力不大,但一起需求周向或軸向固定的零件。
軸的軸向定位
機器中的軸的方位是靠軸承來定位的。當軸作業時,既要防止軸向竄動,又要確保軸承作業受熱脹大時的影響(不致受熱脹大而卡死),軸承有必要有適當的軸向固定辦法。
1)雙支撐單向固定(兩頭固定式)
這種辦法是使用軸肩和端蓋的擋肩單向固定內、外圈,每一個支撐只能限制單方向移動,兩個支撐一起防止軸的雙向移動。
2)單支撐雙向固定式(一端固定、一端游動)
對于作業溫度較高的長軸,受熱后伸長量比較大,應該選用一端固定,而另一端游動的支撐結構。