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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 軸孔過盈量確定 [打印本頁]
作者: 十年磨劍    時(shí)間: 2017-5-24 08:50
標(biāo)題: 軸孔過盈量確定
       小生在計(jì)算EPS上面的蝸輪和軸的過盈量，軸是45鋼，蝸輪內(nèi)圈和軸配合部位是45鋼，外圈是尼龍，請(qǐng)問：計(jì)算是蝸輪的外徑應(yīng)該怎么取？我之前直接取的內(nèi)圈直徑，算出來最大過盈量居然小于最小過盈量，明顯錯(cuò)誤。求教！
( e0 ~# t6 x6 r
作者: 鑫森淼炎垚    時(shí)間: 2017-5-24 10:48
沒必要計(jì)算。
作者: 十年磨劍    時(shí)間: 2017-5-24 11:00
鑫森淼炎垚 發(fā)表于 2017-5-24 10:48  ^# f4 k' m' t0 A! o) @1 f
沒必要計(jì)算。
5 C/ ?! n* h" J: t
不計(jì)算如何得出過盈量？公差怎么選？% a: j# t8 W. \' W) r8 [
作者: 鑫森淼炎垚    時(shí)間: 2017-5-24 11:06
一般要用鍵。
作者: xiaobing86203    時(shí)間: 2017-5-24 11:12
你是想用尼龍卡在外軸上面嗎？
作者: 十年磨劍    時(shí)間: 2017-5-24 11:32
xiaobing86203 發(fā)表于 2017-5-24 11:12
7 z, }' X8 M* q4 {! n7 ]7 t* z4 K. x3 E你是想用尼龍卡在外軸上面嗎？
' _- V- ~, r0 K1 {
蝸輪外圈是尼龍，內(nèi)圈鐵芯是45鋼的，是45-45配合的。我意思是：做過盈計(jì)算，蝸輪的外徑怎么選？我現(xiàn)在取的鐵芯外徑作為計(jì)算尺寸是錯(cuò)誤的。1 ~) {2 u, A* f& Q: j
作者: 十年磨劍    時(shí)間: 2017-5-24 11:33
鑫森淼炎垚 發(fā)表于 2017-5-24 11:068 O5 S+ }* o& T( t9 [' a, I
一般要用鍵。
# [* `9 A/ X3 g9 Z) y" `+ q
實(shí)際我這行業(yè)內(nèi)沒用鍵，都是過盈配合，軸徑在25mm左右。
+ `. K9 [6 f7 `3 t+ L- g& s
作者: 鑫森淼炎垚    時(shí)間: 2017-5-24 11:41
分析看負(fù)載不大，單邊0.2-0.4mm即可。
作者: 十年磨劍    時(shí)間: 2017-5-24 12:34
鑫森淼炎垚 發(fā)表于 2017-5-24 11:418 s7 o5 S$ l% N: g- B
分析看負(fù)載不大，單邊0.2-0.4mm即可。
+ b  N9 o+ W1 t( l2 A7 l
要求傳遞300N.M扭矩，實(shí)測(cè)需要16KN的壓入力，現(xiàn)在是+0.034——+0.068的過盈量，普遍達(dá)不到。2 I/ c: \9 e  u, E. ^' k
作者: 十年磨劍    時(shí)間: 2017-5-25 16:07
作者: xdfrank2    時(shí)間: 2017-5-25 18:34
個(gè)人覺得如果尼龍厚度不厚的話，可以忽略尼龍的影響，就當(dāng)沒有尼龍。
作者: xdfrank2    時(shí)間: 2017-5-25 18:44
個(gè)人認(rèn)為不考慮尼龍，就當(dāng)它沒有，至于你算錯(cuò)，和尼龍沒關(guān)系，是你計(jì)算的問題。
作者: 十年磨劍    時(shí)間: 2017-5-26 07:25
xdfrank2 發(fā)表于 2017-5-25 18:44
7 _! k% @! [( a) n2 @& m個(gè)人認(rèn)為不考慮尼龍，就當(dāng)它沒有，至于你算錯(cuò)，和尼龍沒關(guān)系，是你計(jì)算的問題。
& g: a  r: f/ h5 ]+ g) B9 V
找了好幾本機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（化工和機(jī)械的都有，按他的示意一步步算的），這點(diǎn)把握我還是有的# m) g* }5 T8 f- ]/ |" s  R( f
作者: 十年磨劍    時(shí)間: 2017-5-31 09:49
作者: 十年磨劍    時(shí)間: 2017-6-1 07:14
作者: myfunction    時(shí)間: 2017-6-1 11:37
樓主把要求的參數(shù)提出來，我?guī)湍闼阋幌隆?font class="jammer">5 F+ M8 i( }; ]6 t
需傳遞的扭矩、配合直徑、包容件的外徑（就是不考慮尼龍）、配合長度、配合面的粗糙度等。
" @+ \, v' g/ ?) \8 a: d& T6 `3 V[attach]423718[/attach]
; [; {% P( E5 j
作者: 十年磨劍    時(shí)間: 2017-6-1 13:45
myfunction 發(fā)表于 2017-6-1 11:37
5 f& M9 `. c' b. i6 o# b/ F樓主把要求的參數(shù)提出來，我?guī)湍闼阋幌隆?font class="jammer"># p- ~, M. B3 W& S; B+ k
需傳遞的扭矩、配合直徑、包容件的外徑（就是不考慮尼龍）、配合 ...
3 E6 @1 J; i0 J5 Z
包容件與尼龍連接處類似于花鍵，大徑55，小徑50。/ Y/ e8 O1 t, q6 `
作者: myfunction    時(shí)間: 2017-6-1 15:25
包容件與尼龍連接處類似花鍵，大徑55，小徑50，那么過盈連接計(jì)算是只能取包容件外徑為50。
1 U3 W; P) E5 P4 X* }' q以下按樓主提供的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。7 @+ M3 p, ~% Q# {) M. I
[attach]423745[/attach][attach]423746[/attach]9 y5 H/ x4 ^/ D0 s, l1 U
作者: myfunction    時(shí)間: 2017-6-1 15:33
傳遞300N.m扭矩，所需的過盈量要達(dá)到0.071，所選過盈0.034-0.068肯定是不夠的，但是過盈超過0.0487時(shí)，包容件會(huì)產(chǎn)生塑性變形，也是行不通的。
8 R2 u, _" h) ^$ F1 a6 m所以，樓主的結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇不對(duì)。: V3 B1 B4 v& }2 H
解決方案：1、加大配合長度；2、增加包容件外徑；3、對(duì)包容件和被包容件進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚恚蛘卟捎玫吞己辖痄摑B碳淬火等，以提高其機(jī)械性能。
作者: 十年磨劍    時(shí)間: 2017-6-1 15:45
myfunction 發(fā)表于 2017-6-1 15:33% d: m0 d6 v& [0 F( b2 I
傳遞300N.m扭矩，所需的過盈量要達(dá)到0.071，所選過盈0.034-0.068肯定是不夠的，但是過盈超過0.0487時(shí)，包容 ...

" \1 W5 v5 T# Z3 R& |( |所以我納悶啊，我這邊產(chǎn)品實(shí)際做出來就是這尺寸。; @: k& G3 i: y. M% U% m
作者: 十年磨劍    時(shí)間: 2017-6-1 15:47
myfunction 發(fā)表于 2017-6-1 15:33: ~, j# n3 p! J
傳遞300N.m扭矩，所需的過盈量要達(dá)到0.071，所選過盈0.034-0.068肯定是不夠的，但是過盈超過0.0487時(shí)，包容 ...
% u* l) a. C- ]+ n" i$ n9 B
軸調(diào)質(zhì)280-320HBW，孔調(diào)質(zhì)160-210HBW，看來是這個(gè)影響了，如何把這個(gè)計(jì)算進(jìn)去呢？
' y+ Z" M( M* I5 d7 X
作者: myfunction    時(shí)間: 2017-6-1 16:21
1、樓主確定別人也是45鋼調(diào)質(zhì)硬度嗎？有沒有研究過國外或同行業(yè)標(biāo)桿企業(yè)的產(chǎn)品原件？7 D8 Z. ~$ L' |! l
2、如果結(jié)構(gòu)尺寸不能改變，就必須在材料和熱處理上想辦法了，說白了就是提高機(jī)械性能，提高其屈服極限和抗拉強(qiáng)度。
3 W# Z# s" M0 V( z3、不管怎樣提高材料機(jī)械性能，過盈量是必須加大到0.071以上的。有沒有可能采用溫差法裝配，這樣可以降低最小過盈量，孔不能加溫的話，可以將軸冷凍呀。
作者: myfunction    時(shí)間: 2017-6-1 16:37
用40Cr淬火吧，HRC45以上應(yīng)該可以了，屈服極限達(dá)到785MPa。
* S0 t0 B, O9 |7 H( z) v-----圓柱面過盈聯(lián)接計(jì)算結(jié)果-----2017年06月01日& t/ M6 {, \! X0 p& d' I1 q

  S  `. V, Y2 q7 K* H(一) 基本參數(shù):. z/ Q3 U& a' {- \# d0 S: j- J
1 聯(lián)接類型              壓入法          5 傳遞扭矩(N.m)          300.000
- E; d/ `! f7 T2 {  K+ H 2 結(jié)合圓直徑          25.200          6 軸向力(N)                 0.000
) u* _+ K! r  X6 s. C/ l$ C% Z 3 結(jié)合長度              14.000          7 環(huán)境溫度(℃)            20.0! B& `/ O3 X! t
4 摩擦因數(shù)              0.110           8 溫差法裝配最小間隙   0.0301 r5 ]1 v! d/ }! r  c; V

5 f, K) ~8 h" Q" Q" u  E+ e(二) 包容件:                             (三) 被包容件
; f1 ?+ k. Q$ T! ~ 1 材料類型            塑性材料        1 材料類型               塑性材料* @6 Z) ?1 V. [) O
2 外徑                   50.000           2 內(nèi)徑                      0.000
9 w4 t+ z) B2 q7 ^, S" A; ?& d3 l9 M 3 彈性模量(MPa)   210000.0       3 彈性模量(MPa)      210000.0
- c. g& j1 H9 \5 s3 \: j 4 泊松比                0.300            4 泊松比                  0.300% V: H9 p9 A2 A; q, r  |, z
5 屈服點(diǎn)(MPa)       785.0            5 屈服點(diǎn)(MPa)          785.0
' f8 e7 r3 y9 l; t) Q 6 抗拉強(qiáng)度(MPa)    980.0           6 抗拉強(qiáng)度(MPa)       980.0& d' I& E) |$ s1 q- a
7 表面粗糙度         Ra 1.6000    7 表面粗糙度            Ra 0.8000
! H& Y# S& ?; m; x! [4 Z 8 線膨脹系數(shù)(加熱) 11.000       8 線膨脹系數(shù)(冷卻)   -8.500
! _. R0 j5 i, ^4 ^+ ~, I# O) j 9 內(nèi)徑上偏差          0.01300      9 外徑上偏差            0.09700
$ ^5 F/ P/ c7 w6 r  l10 內(nèi)徑下偏差         0.00000     10 外徑下偏差           0.08400+ H- F5 N( a1 |  r' j; z+ h2 r3 p

6 |6 v% u8 w5 _3 H; m: g(四) 計(jì)算結(jié)果:/ J! h. h$ t! N! x
1 所需最小結(jié)合應(yīng)力(MPa) 195.28980      12 包容件最大應(yīng)力(MPa)      707.52534. [8 r- j4 j2 _; a  u& T  o9 a
2 所需最小有效過盈量      0.07051          13 被包容件最大應(yīng)力(MPa)  603.00372: P0 V9 _$ D  M: U* W: Y
3 不變形最大結(jié)合應(yīng)力      334.51657      14 包容件外徑最小擴(kuò)大量   0.03191
2 T7 T) U. l  h6 t3 N5 I 4 不變形最大有效過盈量  0.10762          15 包容件外徑最大擴(kuò)大量   0.048892 W5 o, A+ y# J2 n+ ?
5 不變形的最大傳遞力(N) 40783.903      16 被包容件內(nèi)徑最小縮小量 0.00000
5 z: @7 u# f! R/ K- }1 w& J 6 給定的最小過盈量         0.07100          17 被包容件內(nèi)徑最大縮小量 0.00000
. J3 Y. g) n+ Z* r) r0 ~1 F; X 7 給定的最大過盈量         0.09700          18 過盈裝配壓入力(N)         36758.784& j1 S. r9 f3 z" ~
8 最小結(jié)合應(yīng)力(MPa)      196.81544       19 壓出力(N)                      55138.177
4 e4 m; {3 o4 n( P+ f 9 最大結(jié)合應(yīng)力(MPa)      301.50186       20 包容件加熱后溫度(℃)    0.03 s! G# }3 J8 x! u% }+ Y% E. [, d
10 所需傳遞力(N)             23809.523      21 被包容件冷卻后溫度(℃) 0.03 U8 S( w6 O! t; G: ~
11 最小傳遞力(N)             23995.529      22 安全系數(shù)                        1.00781
0 }0 x6 ~& O; i# t* J
' w5 g. _# x4 d& ^0 |% u' {(五) 校核結(jié)論:0 v. z' T9 f. K8 T6 s; ~3 S* }# R
1 所選配合能傳遞所需扭矩及軸向力,聯(lián)接強(qiáng)度足夠。
, L% R' d: g: R+ v4 P3 V7 c2 包容件最大結(jié)合壓力小于許用結(jié)合壓力,強(qiáng)度足夠。
) w9 |' ]9 c9 s3 被包容件最大結(jié)合壓力小于許用結(jié)合壓力,強(qiáng)度足夠。* |- o. m% C' L8 I5 P$ p

% }1 R3 Z2 b0 U' ?1 R6 j* @- G(六) 參考資料: 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第2版,第3卷) 機(jī)械工業(yè)出版社 2000# J6 B- Y8 \2 n) I

% ^. b1 n3 D  j- C' R9 n----------結(jié)束----------
9 q+ r: o! b# G  Y2 A6 {/ K- M
0 {) m, T. v) i( a6 c! |* D+ t: _& q. R! m0 u; ^6 _. d% Z
作者: 十年磨劍    時(shí)間: 2017-6-1 17:11
myfunction 發(fā)表于 2017-6-1 16:21' c9 d1 |0 w# v  O
1、樓主確定別人也是45鋼調(diào)質(zhì)硬度嗎？有沒有研究過國外或同行業(yè)標(biāo)桿企業(yè)的產(chǎn)品原件？% ^" h. P) y7 z3 g
2、如果結(jié)構(gòu)尺寸不能 ...
2 ]5 g, z( f* L0 j2 f. O
首先，多謝耐心解答！就這個(gè)問題作出幾點(diǎn)說明：1、標(biāo)桿企業(yè)我不確定，但我接觸到的同行大多是45#或者40CR；
' z+ C- @& C  J( p% Q; u- V2、這個(gè)產(chǎn)品我們公司做了3年了，一直是45#調(diào)質(zhì)。
4 e2 w' B: w' a! ~3、裝配方式為壓入法。; W8 a' l/ k0 D8 v! L
以上是我們公司一直以來做的（設(shè)計(jì)者是國內(nèi)標(biāo)桿企業(yè)的資深產(chǎn)品工程師，被我們公司挖過來的）。
  U( m3 t) i  z0 p( T現(xiàn)在情況：
* I& g3 u2 X% K( \1 ]/ g6 F6 `7 Q1、行業(yè)內(nèi)要求抗扭距300N.m，我用壓力試驗(yàn)機(jī)記錄壓裝力，然后用靜扭試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行驗(yàn)證：配合時(shí)，壓裝力在16KN以上可以滿足；1 _- J. |, V- t/ ?6 U% U+ k
2、軸孔配合公差為H7/v6，加工時(shí)軸走上差，孔走下差；& A0 y7 y8 Y2 s# v8 b5 Y
遇到的問題：
6 \8 K2 K, l* x' Y壓裝力不穩(wěn)定，在10KN-20KN，集中在10KN-15KN，偶爾會(huì)會(huì)超過20KN或者低于10KN。
6 B' r% c- f4 C/ k8 p( t5 t改正措施：9 I' e+ V- Y2 V& G8 ?8 \
1、調(diào)整公差帶，這是我本次求助的目的；
) b; Z  t) [0 Y2 q& v9 q6 C% i2、驗(yàn)證是否與硬度有關(guān)？是否是軸或孔硬度一致性差。
6 Z/ l- b7 h# z. ?9 m" f- S
) T6 L2 R; M, L. s  V( {/ }; ]9 ?1 E" h* c
+ b* r( v6 D. b; ]  C9 r# C4 L" \
3 v5 Y7 O" `4 a2 C0 m# j; C
( C& U8 {% _/ w0 D% N
作者: myfunction    時(shí)間: 2017-6-1 17:50
1、本人對(duì)你所述“壓裝力在16KN以上可以滿足300N.m扭矩傳遞”持保留意見。盡管你可能驗(yàn)證過，但是根據(jù)計(jì)算，壓入力16KN時(shí)，過盈量大約是0.045左右，所能傳遞的計(jì)算扭矩也只有180N.m左右，所以我覺得這樣設(shè)計(jì)上就可靠性不高。實(shí)際使用的這三年中，該處失效的故障率大嗎？應(yīng)該是很大才對(duì)呀，否則就是實(shí)際使用扭矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒達(dá)到300N.m。  z2 \! S/ q* ~- e1 P
2、你說加工時(shí)軸走上差，孔走下差。這是及不負(fù)責(zé)的，也不符合正態(tài)分布規(guī)律。所以，必須要調(diào)整公差帶，建議把孔做成H6，軸做成非標(biāo)準(zhǔn)公差，根據(jù)實(shí)際加工情況，5-6級(jí)之間。9 z2 X* J2 P" h9 W2 G
3、跟硬度有關(guān)系。熱處理改進(jìn)是對(duì)的，包容件的硬度至少提高到280以上，軸的硬度也可以再提高一點(diǎn)。還有采用40Cr材料，比45肯定要好些，淬透性好得多。
作者: 十年磨劍    時(shí)間: 2017-6-2 07:24
myfunction 發(fā)表于 2017-6-1 17:503 m9 [) |% {& P. [/ C0 C' V, ?
1、本人對(duì)你所述“壓裝力在16KN以上可以滿足300N.m扭矩傳遞”持保留意見。盡管你可能驗(yàn)證過，但是根據(jù)計(jì)算 ...

8 U$ \5 L! j8 _0 n" f1、我對(duì)“16KN”也持保留意見，但實(shí)際操作做下來，我就以這個(gè)為標(biāo)準(zhǔn)了，理論計(jì)算確實(shí)無法滿足使用要求。實(shí)際使用時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到300N.M，這是極限工況下的要求。
7 ^0 Q% L: Y! D, m1 q7 p9 t2、加工時(shí)走極限差也是權(quán)宜之計(jì)。
! a( I) D7 \; Y- i; s3、公差帶和硬度調(diào)整我會(huì)爭取做驗(yàn)證。（雖然我做出來領(lǐng)導(dǎo)也不會(huì)改）
' [; z; x: V: q0 y& m0 V9 }5 O' O4、多謝解答。
7 B- t( V: b% o. e: m



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