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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,，請問：計(jì)算是蝸輪的外徑應(yīng)該怎么�,。课抑爸苯尤〉膬�(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,！
' p7 c2 r1 k  }2 y% r6 G$ ~, m
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
; l- `+ I: k' D' M9 r7 E/ c  Y沒必要計(jì)算。
: S0 o+ F; v: |- l/ X3 Y
不計(jì)算如何得出過盈量,？公差怎么選,？9 Y' }9 O9 k% J  a& B  P
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 11:124 q1 w% X; U8 k$ u# u( z
你是想用尼龍卡在外軸上面嗎,？
; k# N4 j' j+ [0 u: Q" U
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,。
" s& ~$ O. z+ h8 u" z6 |
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 11:06
8 J5 \8 R2 c* d; b' [一般要用鍵。

' ]& {7 p7 T! U' q2 K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。
3 U+ Q1 R. l0 f0 H) O& z
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 11:41
2 C  l  C" P, r1 F: Y4 F分析看負(fù)載不大，單邊0.2-0.4mm即可,。
0 C1 W7 V8 E; [7 ]& n; [
要求傳遞300N.M扭矩,，實(shí)測需要16KN的壓入力，現(xiàn)在是+0.034——+0.068的過盈量,，普遍達(dá)不到,。# r( ]* @# {  {* ~
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
  [8 `* ?2 k9 K% T0 q$ }' F3 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,。
2 h% p& |5 z2 d9 I- u
找了好幾本機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（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
4 u4 x. R7 H; R: b0 U4 r
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?br />   t) l" _1 k1 S7 [% h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,。8 A4 K7 b) V. B
[attach]423718[/attach]
* v3 v" v6 s5 b5 n
作者: 十年磨劍    時(shí)間: 2017-6-1 13:45
myfunction 發(fā)表于 2017-6-1 11:37
/ p) k, w2 m3 ~& ~. s" ~/ N# M  w樓主把要求的參數(shù)提出來，我?guī)湍闼阋幌隆?br /> + _8 x3 ?/ s  n+ 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 ...

# D3 N1 M" o: j9 X包容件與尼龍連接處類似于花鍵,，大徑55,，小徑50。
  P7 j6 N. R' X/ A2 s
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,。7 c  {) H. D; }/ S2 a2 j9 v+ ]
以下按樓主提供的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,。$ Z& a% h! V7 [/ v# p  u, |% n- \' d
[attach]423745[/attach][attach]423746[/attach]( G; U; V) W* J4 ~7 d! k" _
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,。; F; i% X- n2 N2 X" {
所以，樓主的結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇不對,。
. I& A# o7 r3 [. c( P& J3 ?, X9 K解決方案：1,、加大配合長度；2,、增加包容件外徑,；3、對包容件和被包容件進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚�,，或者采用低碳合金鋼滲碳淬火等,，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
" a: G8 C# P* }- D: K/ [$ s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 ...

2 o" H! O7 j0 u0 @# n$ h; H. Q所以我納悶啊,，我這邊產(chǎn)品實(shí)際做出來就是這尺寸,。
- l& E* V' D% {3 q8 D4 ^
作者: 十年磨劍    時(shí)間: 2017-6-1 15:47
myfunction 發(fā)表于 2017-6-1 15:33& M0 |: t2 V! Z0 w
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 ...

6 [% D/ ]% C& ], 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,？
3 {0 U8 ~4 B. R* F6 c' B; h
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,？! A& g, ]) ^6 N) G
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。
* A# W7 z; D6 U! V! N3,、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,。. M, D8 m! m+ |. S$ F
-----圓柱面過盈聯(lián)接計(jì)算結(jié)果-----2017年06月01日- h. k$ Y+ G  t) E8 I* [' v
9 n& j$ g! G3 N- X1 c1 U
(一) 基本參數(shù):
$ m6 k8 t4 k5 M0 Z& V, K' ? 1 聯(lián)接類型              壓入法          5 傳遞扭矩(N.m)          300.000: C: V" g" P' R# a; O- M* _1 _
2 結(jié)合圓直徑          25.200          6 軸向力(N)                 0.000- g1 D& z. D  ^  M* t; b# }+ E
3 結(jié)合長度              14.000          7 環(huán)境溫度(℃)            20.0' `+ ~: c# e8 y* X7 N! s
4 摩擦因數(shù)              0.110           8 溫差法裝配最小間隙   0.030' S: M# L. o2 J: F& @7 V

. R; Z3 M8 r7 I(二) 包容件:                             (三) 被包容件
+ X( s$ p7 S$ Z 1 材料類型            塑性材料        1 材料類型               塑性材料
: x: Z1 u. n7 M1 H6 W 2 外徑                   50.000           2 內(nèi)徑                      0.000
1 j" m% x3 C/ g 3 彈性模量(MPa)   210000.0       3 彈性模量(MPa)      210000.0" }0 [. h+ G* `
4 泊松比                0.300            4 泊松比                  0.3001 I* q( p" Q5 X2 G% l" N
5 屈服點(diǎn)(MPa)       785.0            5 屈服點(diǎn)(MPa)          785.0) J: P( X; ?0 B: U( m
6 抗拉強(qiáng)度(MPa)    980.0           6 抗拉強(qiáng)度(MPa)       980.0
' {9 N1 t( d% O- k- M' e 7 表面粗糙度         Ra 1.6000    7 表面粗糙度            Ra 0.8000
  m1 d2 U) |' x8 Y1 S& `5 t4 | 8 線膨脹系數(shù)(加熱) 11.000       8 線膨脹系數(shù)(冷卻)   -8.500
( Y9 Y3 k3 L( m 9 內(nèi)徑上偏差          0.01300      9 外徑上偏差            0.097004 I/ w% p1 d- V. k1 p
10 內(nèi)徑下偏差         0.00000     10 外徑下偏差           0.08400
  F" I7 |5 M1 R6 w$ X% r6 Z
0 p! H& k# c3 M, w' d8 }' J(四) 計(jì)算結(jié)果:
! t& s) f6 B7 h7 h" X2 G 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
; v% K: N3 v, K4 T! k9 M1 l 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& [4 I6 `: {- z! o$ ?
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   0.031915 e, K8 u- J/ [% @: |. g" z9 `
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   0.048897 B+ M, i- @( ]( h7 \5 F6 f: b
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+ r% |2 |0 u. a
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* q8 y# v' n9 o" B" H" ?2 ~& L
7 給定的最大過盈量         0.09700          18 過盈裝配壓入力(N)         36758.784- S; }  |; F$ e
8 最小結(jié)合應(yīng)力(MPa)      196.81544       19 壓出力(N)                      55138.177
5 F6 i) Y4 ?5 X 9 最大結(jié)合應(yīng)力(MPa)      301.50186       20 包容件加熱后溫度(℃)    0.0; l, n3 v1 ?# w, Q6 G5 K; o
10 所需傳遞力(N)             23809.523      21 被包容件冷卻后溫度(℃) 0.0
" o  c& x9 b1 q: C9 J! M11 最小傳遞力(N)             23995.529      22 安全系數(shù)                        1.007816 }% g3 Q7 K, z  m

( |4 q: ~& s7 F( A/ @(五) 校核結(jié)論:$ c' i6 v( B4 ]7 b- b8 v5 |& \
1 所選配合能傳遞所需扭矩及軸向力,聯(lián)接強(qiáng)度足夠,。
) j/ r+ u& j  ]2 包容件最大結(jié)合壓力小于許用結(jié)合壓力,強(qiáng)度足夠。' S4 _# d( [) W. U( M
3 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,。
; X" U+ S3 F2 O& h' l+ @0 [  p/ O& k. V7 c4 p, o* F+ x9 J
(六) 參考資料: 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》(第2版,第3卷) 機(jī)械工業(yè)出版社 2000- W* M' o6 Y4 u" ^# U7 m3 X! _7 ?
! L7 L4 s) ]: s, ?# ?+ [) I
----------結(jié)束----------
! W1 S8 r- h+ [, n
+ d; k3 p7 i1 t& S" m6 g( U8 m8 B+ P) {! t5 Q; O/ ~+ i
作者: 十年磨劍    時(shí)間: 2017-6-1 17:11
myfunction 發(fā)表于 2017-6-1 16:21
' Q4 N- L$ M0 E" y4 ]' a+ q# Q1,、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,？- P! `/ b+ t9 t/ z; I, I
2,、如果結(jié)構(gòu)尺寸不能 ...
# ^' g4 H. |: K6 _! U
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；0 G) g8 A) H5 \" G8 M$ J+ D  `2 L# f
2,、這個(gè)產(chǎn)品我們公司做了3年了,，一直是45#調(diào)質(zhì)。, E7 f, N! c7 _6 K# e& H+ U' l
3,、裝配方式為壓入法,。
/ z0 C: s5 Q- 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）,。
' ^5 j) F9 Q1 k: D; a: q* l, v現(xiàn)在情況：
8 E3 s/ Y2 p# ^3 E1、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,；# L$ H2 g1 x. ?* i: G1 j$ {, l
2,、軸孔配合公差為H7/v6，加工時(shí)軸走上差,，孔走下差,；
' Y  ~( _' x( ?1 T遇到的問題：% t& O1 s: E5 s3 l0 `- Z
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。
2 H  B' n' c  |1 `6 A- C: L改正措施：
; q3 R- ~2 X! T" [* I/ Z/ `- k1,、調(diào)整公差帶,，這是我本次求助的目的；/ f* L: K: E' p  s
2,、驗(yàn)證是否與硬度有關(guān),？是否是軸或孔硬度一致性差。
+ W. }* e/ }. c9 S4 q6 Y0 {( U/ U! u$ s
" c5 M( V3 y0 `8 \5 B
5 [' e) O1 q& P- F
! y0 y  C' R, G! F/ k) [. a3 f/ c
作者: myfunction    時(shí)間: 2017-6-1 17:50
1,、本人對你所述“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)該是很大才對呀,，否則就是實(shí)際使用扭矩遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒達(dá)到300N.m,。
( M* i5 k& X$ p2 D9 X" U7 h9 d& w- a2、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,。$ W, S/ f. Z9 m8 |
3,、跟硬度有關(guān)系。熱處理改進(jìn)是對的,，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 17:501 ^: V5 ?" F% U2 g- v
1,、本人對你所述“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 ...
" M, x0 M- @6 ]
1,、我對“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,。
) r( a* `3 Z7 T: s& _  v2,、加工時(shí)走極限差也是權(quán)宜之計(jì)。
& f& ?' a1 Y1 E9 H3,、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）
7 |5 ~- O) V# T: X' j; P4、多謝解答。* u, m/ }* |1 v8 n. B0 c




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