軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):
軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是確定軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸,為軸設(shè)計(jì)的重要步驟。它由軸上安裝零件類型、尺寸及其位置、零件的固定方式,載荷的性質(zhì)、方向、大小及分布情況,軸承的類型與尺寸,軸的毛坯、制造和裝配工藝、安裝及運(yùn)輸,對(duì)軸的變形等因素有關(guān)。設(shè)計(jì)者可根據(jù)軸的具體要求進(jìn)行設(shè)計(jì),必要時(shí)可做幾個(gè)方案進(jìn)行比較,以便選出設(shè)計(jì)方案,以下是一般軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則:1、節(jié)約材料,減輕重量,盡量采用等強(qiáng)度外形尺寸或大的截面系數(shù)的截面形狀;2、易于軸上零件精確定位、穩(wěn)固、裝配、拆卸和調(diào)整;3、采用各種減少應(yīng)力集中和提高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施;4、便于加工制造和保證精度。
軸的分類:
常見的軸根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)形狀可分為曲軸、直軸、軟軸、實(shí)心軸、空心軸、剛性軸、撓性軸(軟軸)。直軸又可分為:①轉(zhuǎn)軸,工作時(shí)既承受彎矩又承受扭矩,是機(jī)械中較常見的軸,如各種減速器中的軸等。②心軸,用來支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件只承受彎矩而不傳遞扭矩,有些心軸轉(zhuǎn)動(dòng),如鐵路車輛的軸等,有些心軸則不轉(zhuǎn)動(dòng),如支承滑輪的軸等。③傳動(dòng)軸,主要用來傳遞扭矩而不承受彎矩,如起重機(jī)移動(dòng)機(jī)構(gòu)中的長(zhǎng)光軸、汽車的驅(qū)動(dòng)軸等。軸的材料主要采用碳素鋼或合金鋼,也可采用球墨鑄鐵或合金鑄鐵等。軸的工作能力一般取決于強(qiáng)度和剛度,轉(zhuǎn)速高時(shí)還取決于振動(dòng)穩(wěn)定性。
細(xì)長(zhǎng)軸加工
車削細(xì)長(zhǎng)軸的關(guān)鍵技術(shù)是防止加工中的彎曲變形,為此必須從夾具、機(jī)床輔具、工藝方法、操作技術(shù)、刀具和切削用量等方面采取措施。 1、改進(jìn)工裝夾方法在車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí),一般均采用一頭夾和一頭頂?shù)难b夾方法。用卡盤裝夾工件時(shí),在卡爪與工件之間套入一開口的風(fēng)絲圈,以減少工件與卡爪軸向接角長(zhǎng)度。在尾座上采用彈性頂尖,這樣當(dāng)工件受切削熱而伸長(zhǎng)時(shí),頂針能軸向伸縮,以補(bǔ)償工作的亭臺(tái)形,減少工件的彎曲。 2、采用跟刀架跟刀架為車床的通用除件,它用來在刀具切削點(diǎn)附近支承工件并與刀架溜板一起作縱向移動(dòng)。跟刀架與工件接觸處的支承一塊一般用耐磨的球墨鑄鐵或青銅制成,支承爪的圓弧,應(yīng)在粗車后與外圓研配,以免擦傷工件,采用跟刀架能抵消加工時(shí)徑向切削分力和工件自重的影響,從而減少切削振動(dòng)和工件變形,但必須注意仔細(xì)調(diào)整,使跟刀架的中心與機(jī)床頂針中心保持一致。 3、合理選擇車刀的角度為減少?gòu)较蚯邢髁?,宜選用較大主偏角;前刀面應(yīng)磨出R=1.5-3mm的斷屑槽,前角一般取γ0=150-300;;刃傾角λs取正值,使切屑流向待加工表面;車刀表面粗糙度值要小,并經(jīng)常保持切削刃鋒利。 4、合理選擇切削用量車削細(xì)長(zhǎng)軸時(shí),切削用量應(yīng)比普通軸類零件適當(dāng)減小,用硬質(zhì)合金車刀粗車,可按下表切削用量。 精車時(shí),用硬質(zhì)合金金車刀車削φ20φ40mm,長(zhǎng)1000-1500mm細(xì)長(zhǎng)軸時(shí),可選用f=0.15-0.25mm/r,ap=0.2-0.5mm,v=60-100m/s
模型車軸 齒輪軸 傳動(dòng)軸 鐵軸 DIY玩具配件 金屬傳動(dòng)軸
軸是穿在軸承中間或車輪中間或齒輪中間的圓柱形物件,但也有少部分是方型的。軸是支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件并與之一起回轉(zhuǎn)以傳遞運(yùn)動(dòng)、扭矩或彎矩的機(jī)械零件。一般為金屬圓桿狀,各段可以有不同的直徑。機(jī)器中作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件就裝在軸上。
軸類零件的材料:
1、碳素鋼35、45、50等優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼因具有較高的綜合力學(xué)性能,應(yīng)用較多,其中以45鋼用得較為廣泛。為了改善其力學(xué)性能,應(yīng)進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理。不重要或受力較小的軸,則可采用Q235、Q275等碳素結(jié)構(gòu)鋼。
2、合金鋼合金鋼具有較高的力學(xué)性能,但價(jià)格較貴,多用于有特殊要求的軸。例如采用滑動(dòng)軸承的高速軸,常用20Cr、20CrMnTi等低碳合金結(jié)構(gòu)鋼,經(jīng)滲碳淬火后可提高軸頸耐磨性;機(jī)轉(zhuǎn)子軸在高溫、高速和重載條件下工作,必須具有良好的高溫力學(xué)性能,常采用40CrNi、38CrMoAlA等合金結(jié)構(gòu)鋼。軸的毛坯以鍛件優(yōu)先、其次是鋼;尺寸較大或結(jié)構(gòu)復(fù)雜者可考慮鑄鋼或球墨鑄鐵。
例如,用球墨鑄鐵制造曲軸、凸輪軸,具有成本低廉、吸振性較好,對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低、強(qiáng)度較好等優(yōu)點(diǎn)。軸的力學(xué)模型是梁、多數(shù)要轉(zhuǎn)動(dòng),因此其應(yīng)力通常是對(duì)稱循環(huán)。其可能的失效形式有:疲勞斷裂、過載斷裂、彈性變形過大等。軸上通常要安裝一些
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