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合理的軸系結(jié)構(gòu)必須滿足的基本要求

機(jī)械自動(dòng)化前沿 ? 來(lái)源:機(jī)械自動(dòng)化前沿 ? 作者:機(jī)械自動(dòng)化前沿 ? 2022-04-26 10:02 ? 次閱讀

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

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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 。

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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。

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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。

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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

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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

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、

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。

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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。

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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。

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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)。

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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)

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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

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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

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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。

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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。

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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

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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)

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審核編輯 :李倩

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