機械設計深如海,每個小細節都得仔細斟酌,稍有疏忽,就會在制造、使用、維護過程中造成麻煩。
一個軸類零件,如果忽略了截面形狀發生突變處的應力集中,則會增加零件失效的概率,設計時應盡量避免。
若需要制成階梯結構,采用較大的過渡圓角,可以減小應力集中。階梯形軸相鄰軸段的直徑不宜相差太大,過渡部分要平緩,圓角半徑應盡可能取大些,必要時可采用角度過渡。
看似相差無幾的設計,實際效果有著天壤之別。在設計非標零件時,借鑒前人用血淚經驗總結的機械設計禁忌案例,可以避免很多不必要的出錯。
01
用平鍵分別固定兩個零件時,鍵槽應在同一母線上
在一根軸上,用平鍵分別固定兩個零件時,要在軸上開兩個鍵槽,為了加工方便,鍵槽應布置在同一母線上。如果兩零件要求錯開某一角度,軸上鍵槽仍應在同一母線上。
02
有幾個零件串在軸上時,不宜分別用鍵連接
如一個軸上有幾個零件,孔徑相同,與軸連接時,建議用一個連通的鍵。因為分段連接,各鍵方向不完全一致,安裝時推入軸上零件困難,甚至不可能安裝。
03
當一個軸上零件用兩個平鍵時,要求較高的加工精度
零件與軸如采用平鍵連接傳遞轉矩,當轉矩較大,必須用雙鍵時,兩鍵應位于一個直徑的兩端(即相差180°),以保證受力的對稱性。為保證兩鍵均勻受力,鍵和鍵槽的位置和尺寸都必須有較高的精度。
04
兩定位銷之間距離應盡可能遠
為了確定零件位置,常要用兩個定位銷,這兩個定位銷在零件上的位置,應盡可能采取距離較大的布置方案。這樣可以獲得較高的定位精度。
05
對稱結構的零件,定位銷不宜布置在對稱位置
對稱結構的零件,為保持與其他零件準確的相對位置,不允許反轉180°安裝。因此定位銷不宜布置在對稱位置,以保證不會反轉安裝。
06必須保證銷釘容易拔出 銷釘必須容易從銷釘孔中拔出。取出銷釘的方法有:把銷釘孔做成通孔,采用帶螺紋尾的銷釘(有內螺紋和外螺紋)等。對盲孔,為避免孔中封入空氣引起裝拆困難,應該有通氣孔。
07相配零件必須容易裝入 過盈配合件在開始裝入時比較難裝入,因此,相配的兩個零件入口處都應設計出倒角,或起引導作用的錐面。
08過盈配合的軸與輪轂,配合面要有一定長度 這樣做是為了防止軸上零件發生晃動。若配合直徑為d(mm),配合部分長度(mm)的最小值推薦為:Imin=4d?。
09過盈配合與鍵綜合運用時,應先裝鍵入槽 過盈配合的軸轂連接面上,應使鍵先插入鍵槽(如左圖減小軸端直徑),然后再裝入過盈配合。
這是因為當過盈配合壓入一段后,鍵與鍵槽有一些未對準,無法靠平鍵的圓頭使軸轉動,調整軸的位置使之插入鍵槽。在設計結構時,也可把軸端作出較大錐度以利于裝配。 10過盈配合件應該有明確的定位結構 當過盈配合在壓入或用溫差法裝配時,不易控制零件的位置,完成安裝后,又不好調整其位置。因此過盈配合件相配時,應該有軸肩、軸環、凸臺等定位結構,裝入的零件靠在定位面上即為安裝到位。
在不便于作出軸肩、軸環、凹臺時,可以用套筒,定位塊定位,甚至可在安裝到位后,再把為安裝方便設置的臨時定位結構拆除。 11錐面配合不能用軸肩定位 錐面配合表面,靠軸向壓入得到配合面間的壓緊力,實現軸向定位并靠摩擦力傳遞扭矩。對錐面配合不能在軸上用軸肩定軸上t零件,否則可能得不到軸向的壓緊力。
12鏈條卡簧的方向要與鏈條運行方向適應 使鏈條首尾相接的鏈節,要用一個卡簧鎖住。應注意止鎖零件方向與鏈條的運行方向相適應,以免沖擊、跳動、碰撞時卡簧脫落。
13帶傳動中心距要能調整 帶傳動長度尺寸誤差較大,而且工作中它的長度不斷增加(被拉長)。為保持一定的初拉力,實現帶與輪間的摩擦傳動,帶輪的中心距應該可以調整,或用其它張緊裝置(如張緊輪)。
14鏈傳動應緊邊在上 與帶傳動相反,鏈傳動應該緊邊在上。松邊在上時,由于松邊鏈下垂度較大,鏈與鏈輪不易脫開,有卷入的傾向。尤其在鏈離開小鏈輪時,這種情況更加明顯。如果鏈條在應該脫離時未及時脫離,則有將鏈條卡住或拉斷的危險。
15在同一設備中,材料及熱處理不同的軸或銷軸,其外形尺寸應有區別 同一機器或部件中,采用的軸或銷軸零件,其外形尺寸完全相同,僅材料及熱處理方式不同,在裝配時很難區分,為避免出錯,設計時應使這種零件的外形尺寸有明顯區別。
16空心軸的鍵槽下部壁厚不能太薄 在空心軸段上采用鍵連接時,要注意空心軸的壁厚。如果鍵槽下部太薄,就有可能使其過分變弱而導致軸損壞。
17高速旋轉的聯軸器不能有突出在外的凸起物 如果聯軸器連接螺栓的頭,螺母或其他凸出物等從凸緣部分突出,則由于高速旋轉而攪動空氣,增加損耗,或成為其他不良影響的根源。最好使凸出物埋入聯軸器凸緣的防護邊中。
18軸的兩端傳動件要求同步轉動時,不宜使用有彈性元件的擾動性聯軸器 當軸的兩端被驅動的是車輪類的傳動件時,要求兩端同步轉動,否則會產生動作不協調或發生卡住。
如果采用聯軸器和中間軸傳動,則聯軸器一定要使用無彈性元件的撓性聯軸器,否則會因彈性元件變形,使兩端扭轉變形不同,達不到同步轉動。 19中間軸無軸承支承時,兩端不要采用十字滑塊聯軸器 因為十字滑塊聯軸器中的十字盤是浮動的,容易造成中間軸運轉不穩,甚至掉落。在這種情況下,應改用別的類型聯軸器,例如采用具有中間軸的齒輪聯軸器。
20錐齒輪軸必須雙向固定 直齒圓錐齒輪不論轉向如何,其軸向力始終指向大端。但仍應雙向固定其軸系的軸向位置,否則將有較大的振動和噪聲。
審核編輯 :李倩
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原文標題:機械設計深如海,每個小細節都需仔細斟酌
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