一、軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
合理的軸系結(jié)構(gòu)必須滿足下列基本要求
軸和軸承在預(yù)期壽命內(nèi)不失效;
軸上零件在軸上準(zhǔn)確定位與固定,以及軸系在箱體上的可靠固定;
軸系結(jié)構(gòu)有良好的工藝性
好的經(jīng)濟(jì)性
二、軸上零件的裝配方案
軸向零件的軸向定位和固定
軸上零件的軸向定位方法取決于零件所承受的軸向載荷大小。常用的軸向定位方法有以下幾種。
1、軸肩與軸環(huán)定位
優(yōu)點(diǎn):方便可靠、不需要附加零件,能承受的軸向力大;
缺點(diǎn):會(huì)使軸徑增大,階梯處形成應(yīng)力集中,階梯過(guò)多將不利于加工。
用途:這種方法廣泛用于各種軸上零件的定位。
注意要點(diǎn):為了保證零件與定位面靠緊,軸上過(guò)渡圓角半徑應(yīng)小于零件圓角半徑或倒角,一般定位高度取為(0.07~0.1)d ,軸環(huán)寬度b = 1.4h 。
2套筒定位
簡(jiǎn)化軸的結(jié)構(gòu),減小應(yīng)力集中,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、定位可靠。多用于軸上零件間距離較小的場(chǎng)合。
3圓螺母定位
固定可靠,可以承受較大的軸向力,能實(shí)現(xiàn)軸上零件的間隙調(diào)整。
4、彈性擋圈定位
緊定螺釘多用于光軸上零件的固定,并兼有周向固定的作用。適用于軸向力小,轉(zhuǎn)速低的場(chǎng)合
三、軸上零件的周向定位
運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),為了傳遞轉(zhuǎn)矩或避免與軸發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),零件在軸上必須周向固定。
軸上零件的周向定位方法主要有鍵聯(lián)接(平鍵、半圓鍵、楔鍵等)、花鍵聯(lián)接、彈性環(huán)聯(lián)接、過(guò)盈配合聯(lián)接、銷(xiāo)聯(lián)接、成型聯(lián)接等等。
1、平鍵
制造簡(jiǎn)單、裝拆方便。用于傳遞轉(zhuǎn)矩較大,對(duì)中性要求一般的場(chǎng)合
、
2、花鍵
承載能力高,定心好、導(dǎo)向性好。
適用于傳遞轉(zhuǎn)矩較大,要求導(dǎo)向性良好的場(chǎng)合。
3、過(guò)盈配合
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、定心好、承載能力高。常與平鍵聯(lián)合使用,以承受大的交變、振動(dòng)和沖擊載荷。
4、銷(xiāo)聯(lián)接
用于固定不太重要、受力不大,但同時(shí)需要周向或軸向固定的零件。
機(jī)器中的軸的位置是靠軸承來(lái)定位的,當(dāng)軸工作時(shí),既要防止軸向竄動(dòng),又要保證軸承工作受熱膨脹時(shí)的影響(不致受熱膨脹而卡死),軸承必須有適當(dāng)?shù)妮S向固定措施。
四、軸系的軸向固定
常用的軸向固定措施有兩種:
雙支撐固定式
這種方法是利用軸肩和端蓋的擋肩單向固定內(nèi)、外圈,每一個(gè)支撐只能限制單方向移動(dòng),兩個(gè)支撐共同防止軸的雙向移動(dòng)。
這種安裝主要用在兩個(gè)對(duì)成布置的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承的情況,同時(shí)考慮溫度升高后軸的伸長(zhǎng),為使軸的伸長(zhǎng)不致引起附加應(yīng)力,在軸承蓋與外圈端面之間留出熱補(bǔ)償間隙c=0.2~0.4mm(如圖b)。
游隙的大小是靠端蓋和外殼之間的調(diào)整墊片增減來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
這種支撐方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于安裝,適用于工作溫度不高變化的短軸。
單支撐雙向固定式(一端固定、一端游動(dòng))
對(duì)于工作溫度較高的長(zhǎng)軸,受熱后伸長(zhǎng)量比較大,應(yīng)該采用一端固定,而另一端游動(dòng)的支撐結(jié)構(gòu)
作為固定支撐的軸承,應(yīng)能承受雙向載荷,故此內(nèi)、外圈都要固定(如左端圖)。作為游動(dòng)支撐的軸承,則其內(nèi)圈應(yīng)固定(如右端圖)。若使用的是可分離型的圓柱滾子軸承等,則其內(nèi)、外圈都應(yīng)固定
五、軸系的調(diào)整
1.軸承游隙的調(diào)整和軸承的預(yù)緊
恰當(dāng)?shù)妮S承游隙是維持良好潤(rùn)滑的必要條件。一些軸承在制造時(shí)已確定了游隙;一些軸承裝配時(shí)通過(guò)移動(dòng)軸承套圈位置來(lái)調(diào)整游隙。
移動(dòng)軸承套圈,調(diào)整軸承游隙的方法有以下四種:
1、用增減軸承蓋與機(jī)座間墊片厚度進(jìn)行調(diào)整;
2、用調(diào)整螺釘壓緊或放松壓蓋使軸承外圈移動(dòng)進(jìn)行調(diào)整;
3、用帶螺紋的端蓋調(diào)整;
4、用圓螺母調(diào)整軸承
預(yù)緊的定義:
對(duì)某些可調(diào)游隙的軸承,為提高旋轉(zhuǎn)精度和剛度,常在安裝時(shí)施加一定的軸向作用力(預(yù)緊力)消除軸承游隙,并使內(nèi)、外圈和滾動(dòng)體接觸處產(chǎn)生微小彈性變形。
預(yù)緊的方法有:
一般采用移動(dòng)軸承套圈的方法;對(duì)一些支承的軸承組合,還可用金屬墊片或磨窄外圈等方法獲得預(yù)緊。
2、軸系位置的調(diào)整
在初始安裝或工作一段時(shí)間后,軸系的位置和預(yù)定位置可能會(huì)出現(xiàn)一些偏差,為使軸上零件具有準(zhǔn)確的工作位置,必須對(duì)軸系位置進(jìn)行調(diào)整。
圖示錐齒輪軸系的兩軸承均安裝在套杯3中,增減1處墊片可使套杯相對(duì)箱體移動(dòng),從而調(diào)整軸向位置;
增減2處墊片則可用來(lái)調(diào)整軸承游隙。
六、軸系結(jié)構(gòu)的工藝性
1、軸的結(jié)構(gòu)工藝性
保證工作條件下,滿足下列要求:
1)形狀簡(jiǎn)單、減少階梯數(shù);
2)同軸的過(guò)渡圓角保持一致;
3)同軸多單鍵,鍵寬相同、并在同一母線上。
2、軸系結(jié)構(gòu)的裝配工藝性
為了便于裝配,軸端應(yīng)加工出倒角(一般為45o),以免裝配時(shí)把軸上零件的孔壁擦傷
七、提高軸的疲勞強(qiáng)度和軸系剛度的措施
減少應(yīng)力集中和提高軸的質(zhì)量是提高軸的疲勞強(qiáng)度的主要措施。常見(jiàn)方法有:
避免軸截面尺寸發(fā)生急劇變化
直徑突變處應(yīng)平滑過(guò)渡、制圓角
提高表面質(zhì)量的方法:
1)降低表面粗造度
2)表面強(qiáng)化處理
a)碾壓
b)噴丸
c)滲碳淬火
d)滲氮
e)高頻感應(yīng)加熱淬火、
軸系的剛度主要取決于軸的剛度和支承剛度。
提高軸的剛度:合理設(shè)計(jì)各軸段截面尺寸、采用空心軸。
提高軸的支承剛度:選用剛性較大的軸承、支承出的箱座采用加強(qiáng)肋、合理布置軸承。
八、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例找錯(cuò)
審核編輯 :李倩
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