提高軸強度的常用措施

tags:    時間:2014-03-07 10:16:36
提高軸強度的常用措施簡介
合理布置軸上零件以減小軸的載荷     為了減小軸所承受的彎矩,傳動件應盡量靠近軸承,並儘可能不採用懸臂的支承形式,力求縮短支承跨距及懸臂長度等。下圖中a)方案較b)……
提高軸強度的常用措施正文

合理布置軸上零件以減小軸的載荷

    為了減小軸所承受的彎矩,傳動件應盡量靠近軸承,並儘可能不採用懸臂的支承形式,力求縮短支承跨距及懸臂長度等。下圖中a)方案較b)方案優。


當轉矩由一個傳動件輸入,再由幾個傳動件輸出時,為了減小軸上扭矩,應將輸入件放在中間,而不要置於一端。下圖中,輸入扭矩為T1=T2+T3+T4,按圖a布置時,軸所受的最大扭矩為T2+T3+T4,若改為圖b布置時,軸所受的最大扭矩減小為T3+T4。

改進軸的結構以減小應力集中的影響
    軸通常是在變應力條件下工作的,軸的截面尺寸發生突變處要產生應力集中,軸的疲勞破壞往往在此發生。為了提高軸的疲勞強度,應盡量減少應力集中源和降低應力集中程度。為此軸肩處應採用較大的過渡圓角半徑r來降低應力集中。但對定位軸肩,還必須保證零件得到可靠的定位。當靠軸肩定位的零件的圓角半徑很小時,為了增大軸肩處的圓角半徑,可採用內凹圓角或加裝隔離環。

    用盤狀銑刀加工的鍵槽比用鍵槽銑刀加工的鍵槽在過渡處對軸的截面削弱較為平緩,因而應力集中較小;漸開線花鍵比矩形花鍵在齒根處的應力集中小,在作軸的結構設計時應予以考慮;由於切制螺紋處的應力集中較大,故應盡量避免在軸上受載較大的區段切制螺紋。


當軸與輪轂為過盈配合時,配合邊緣處會產生較大的應力集中。為了減小應力集中,可在輪轂上或軸上開卸載槽;或者加大配合部分的直徑。由於配合的過盈量愈大,引起的應力集中也愈嚴重,因而在設計中應合理選擇零件與軸的配合。

改進軸上零件的結構以減小軸的載荷


通過改進軸上零件的結構也可減小軸上的載荷。下圖的兩種結構中b)方案(雙聯)均優於a)方案(分裝),因為a)方案中軸Ⅰ既受彎矩又受扭矩,而b)方案中軸Ⅰ只受扭矩。

改進軸的表面質量以提高軸的疲勞強度


軸的表面粗糙度和表面強化處理方法也會對軸的疲勞強度產生影響。軸的表面愈粗糙,疲勞強度也愈低。因此,應合理減小軸的表面及圓角處的加工粗糙度值。當採用對應力集中甚為敏感的高強度材料製作軸時,表面質量尤應予以注意。


表面強化處理的方法有:表面高頻淬火等熱處理;表面滲碳、氰化、氮化等化學熱處理;碾壓、噴丸等強化處理。通過碾壓、噴丸進行表面強化處理時可使軸的表層產生預壓應力,從而提高軸的抗疲勞能力.

 

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