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廈門元航機械有限公司-黎 T:173 0601 8800
?碳素鋼35、45、50等優質碳素結構鋼因具有較高的綜合力學性能,應用較多,其中以45鋼用得廣泛。為了改善其力學性能,應進行正火或調質處理。不重要或受力較小的軸,則可采用Q235、Q275等碳素結構鋼。2、合金鋼合金鋼具有較高的力學性能,但價格較貴,多用于有特殊要求的軸。例如采用滑動軸承的高速軸,常用20Cr、20CrMnTi等低碳合金結構鋼,經滲碳淬火后可提高軸頸耐磨性;機轉子軸在高溫、高速和重載條件下工作,必須具有良好的高溫力學性能,常采用40CrNi、38CrMoAlA等合金結構鋼。軸的毛坯以鍛件優先、其次是鋼;尺寸較大或結構復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,對應力集中的敏感性較低、強度較好等優點。軸的力學模型是梁、多數要轉動,因此其應力通常是對稱循環。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帶輪轂的零件,因此大多數軸應作成階梯軸,切削加工量大。軸的結構設計是確定軸的合理外形和全部結構尺寸,為軸設計的重要步驟。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、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、安裝及運輸,對軸的變形等因素有關。設計者可根據軸的具體要求進行設計,必要時可做幾個方案進行比較,以便選出設計方案,以下是一般軸結構設計原則:1、節約材料,減輕重量,盡量采用等強度外形尺寸或大的截面系數的截面形狀;2、易于軸上零件精確定位、穩固、裝配、拆卸和調整;3、采用各種減少應力集中和提高強度的結構措施;4、便于加工制造和保證精度。
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常見的軸根據軸的結構形狀可分為曲軸、直軸、軟軸、實心軸、空心軸、剛性軸、撓性軸(軟軸)。直軸又可分為:①轉軸,工作時既承受彎矩又承受扭矩,是機械中見的軸,如各種減速器中的軸等。②心軸,用來支承轉動零件只承受彎矩而不傳遞扭矩,有些心軸轉動,如鐵路車輛的軸等,有些心軸則不轉動,如支承滑輪的軸等。③傳動軸,主要用來傳遞扭矩而不承受彎矩,如起重機移動機構中的長光軸、汽車的驅動軸等。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度和剛度,轉速高時還取決于振動穩定性。
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軸的扭轉剛度校核是計算的軸的工作時扭轉變形量,是用每米軸長的扭角 度量的。軸的扭轉變形要影響機器的性能和工作精度,如內燃機凸輪軸的扭轉角過大,會影響氣門的正確啟閉時間;龍門式起重機運動機構傳動軸的扭轉角會影響驅動輪的同步性;對有發生扭轉振動危險的軸以及操縱系統中的軸,都需要有較大的扭轉剛度
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軸類零件材料的選取,主要根據軸的強度、剛度、耐磨性以及制造工藝性而決定,力求經濟合理。常用的軸類零件材料有 35、45、50優質碳素鋼,以45鋼應用廣泛。對于受載荷較小或不太重要的軸也可用Q235、Q255等普通碳素鋼。對于受力較大,軸向尺寸、重量受限制或者某些有特殊要求的可采用合金鋼。如40Cr合金鋼可用于中等精度,轉速較高的工作場合,該材料經調質處理后具有較好的綜合力學性能;選用Cr15、65Mn等合金鋼可用于精度較高,工作條件較差的情況,這些材料經調質和表面淬火后其耐磨性、耐疲勞強度性能都較好;若是在高速、重載條件下工作的軸類零件,選用20Cr、20CrMnTi、20Mn2B等低碳鋼或38CrMoA1A滲碳鋼,這些鋼經滲碳淬火或滲氮處理后,不僅有很高的表面硬度,而且其心部強度也大大提高,因此具有良好的耐磨性、抗沖擊韌性和耐疲勞強度的性能。球墨鑄鐵、高強度鑄鐵由于鑄造性能好,且具有減振性能,常在制造外形結構復雜的軸中采用。特別是我國研制的稀土——鎂球墨鑄鐵,抗沖擊韌性好,同時還具有減摩、吸振,對應力集中敏感性小等優點,已被應用于制造汽車、拖拉機、機床上的重要軸類零件。
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軸類零件的毛坯常見的有型材(圓棒料)和鍛件。大型的,外形結構復雜的軸也可采用鑄件。內燃機中的曲軸一般均采用鑄件毛坯。型材毛坯分熱軋或冷拉棒料,均適合于光滑軸或直徑相差不大的階梯軸。鍛件毛坯經加熱鍛打后,金屬內部纖維組織沿表面分布,因而有較高的抗拉、抗彎及抗扭轉強度,一般用于重要的軸軸類、套類和盤類零件是具有外圓表面的典型零件。外圓表面常用的機械加工方法有車削、磨削和各種光整加工方法。車削加工是外圓表面有效的加工方法,但就其經濟精度來說,一般適于作為外圓表面粗加工和半精加工方法;磨削加工是外圓表面主要精加工方法,特別適用于各種高硬度和淬火后的零件精加工;光整加工是精加工后進行的超精密加工方法(如滾壓、拋光、研磨等),適用于某些精度和表面質量要求很高的零件。由于各種加工方法所能達到的經濟加工精度、表面粗糙度、生產率和生產成本各不相同,因此必須根據具體情況,選用合理的加工方法,從而加工出滿足零件圖紙上要求的合格零件。
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軸類磨損是軸使用過程中常見的設備問題。軸類出現磨損的原因有很多,但是主要的原因就是用來制造軸的金屬特性決定的,金屬雖然硬度高,但是退讓性差(變形后無法復原),抗沖擊性能較差,抗疲勞性能差,因此容易造成粘著磨損、磨料磨損、疲勞磨損、微動磨損等,大部分的軸類磨損不易察覺,只有出現機器高溫、跳動幅度大、異響等情況時,才會引起人們的察覺,但是到人們發覺時,大部分軸都已磨損,從而造成機器停機
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聯軸器屬于機械通用零部件范疇,用來聯接不同機構中的兩根軸(主動軸和從動軸)使之共同旋轉以傳遞扭矩的機械零件。在高速重載的動力傳動中,有些聯軸器還有緩沖、減振和提高軸系動態性能的作用。聯軸器由兩半部分組成,分別與主動軸和從動軸聯接。一般動力機大都借助于聯軸器與工作機相聯接,是機械產品軸系傳動的聯接部件。20世紀后期國內外聯軸器產品發展很快,在產品設計時如何從品種甚多、性能各異的各種聯軸器中選用能滿足機器要求的聯軸器,對多數設計人員來講,始終是一個困擾的問題。常用聯軸器有膜片聯軸器 ,鼓形齒式聯軸器,萬向聯軸器,安全聯軸器,彈性聯軸器及蛇形彈簧聯軸器
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