关于减速机高速轴断裂
一、不同心出现的断轴问题
有的用户在设备运行一段时间后，驱动电机的输出轴断了。为什么驱动电机的输出轴会扭断？当我们仔细观查驱动电机折断的输出轴横断面，会发现横断面的外圈较明亮，而越向轴心处断面颜色越暗，最后到轴心处是折断的痕迹(点状痕)。这一现象大多是驱动电机与减速机装配时两者的不同心所致。
当驱动电机和减速机间装配同心度保证得较好时，驱动电机输出轴所承受的仅仅是转动力(扭矩)，运转时也会很平顺，没有脉动感。而在不同心时，驱动电机输出轴还要承受来自于减速机输入端的径向力(弯矩)。这个径向力的作用将会使驱动电机输出轴被迫弯曲，而且弯曲的方向会随着输出轴转动不断变化。如果同心度的误差较大时，该径向力使电机输出轴局部温度升高，其金属结构不断被破坏，最终将导致驱动电机输出轴因局部疲劳而折断。两者同心度的误差越大时，驱动电机输出轴折断的时间越短。在驱动电机输出轴折断的同时，减速机输入端同样也会承受来自于驱动电机输出轴方面的径向力，如果这个径向力超出减速机输入端所能承受的最大径向负荷的话，其结果也将导致减速机输入端产生变形甚至断裂或输入端支撑轴承损坏。因此，在装配时保证同心度至关重要！
从装配工艺上分析，如果驱动电机轴和减速机输入端同心，那么驱动电机轴面和减速机输入端孔面间就会很吻合，它们的接触面紧紧相贴，没有径向力和变形空间。而装配时如果不同心，那么接触面之间就会不吻合或有间隙，就有径向力并给变形提供了空间。
同样，减速机的输出轴也有折断或弯曲现象发生，其原因与驱动电机的断轴原因相同。但减速机的出力是驱动电机出力和减速比之积，相对于电机来讲出力更大，故减速机输出轴更易被折断。因此，用户在使用减速机时，对其输出端装配时同心度的保证更应十分注意！
二、减速机出力太小出现的断轴问题
如果不是驱动电机轴断，而是减速机的输出轴折断，除了减速机输出端装配同心度不好的原因以外，还会有以下几点可能的原因。
首先，错误的选型致使所配减速机出力不够。有些用户在选型时，误认为只要所选减速机的额定输出扭矩满足工作要求就可以了，其实不然。一是所配驱动电机额定输出扭矩乘上速比，得到的数值原则上要小于减速机产品样本提供的相应额定输出扭矩；二是同时还要考虑其驱动电机的过载能力及实际应用中所需最大工作扭矩。理论上，用户所需最大工作扭矩一定要小于减速机额定输出扭矩的2倍。尤其是有些应用场合必须严格遵守这一准则，这不仅是对减速机内部齿轮和轴系的保护，更主要的是避免减速机的输出轴被扭断。如果没有考虑到这些因素，一旦设备安装有问题，减速机的输出轴被负载卡住，这时驱动电机的过载能力依然会使其不断加大出力，直到减速机的输出轴所承受的力超过其最大输出扭矩，轴就会扭断。如果减速机额定输出扭矩有一定的裕量，那么扭断输出轴的槽糕情况就会避免。
其次，在加速和减速的过程中，减速机输出轴所承受瞬间的冲击扭矩如果超过了其额定输出扭矩的2倍，并且这种加速和减速又过于频繁，那么最终也会使减速机断轴。如果有这种情况出现，应仔细计算考虑加大扭矩裕量。
三、减速机的正确安装
正确的安装、使用和维护减速机，是保证机械设备正常运行的重要环节。因此，在您安装行星减速机时，请务必严格按照下面的安装顺序，认真地装配。
第一步：安装前应确认电机和减速机是否完好无损，并且严格检查驱动电机与减速机相连接的各部位尺寸是否匹配。这里指的是驱动电机法兰的定位凸台和轴径与减速机法兰的定位凹槽和孔径间的尺寸及配合公差；擦拭处理配合表面的污物与毛刺。
第二步：旋下减速机法兰侧面的工艺孔上的螺堵，旋动减速机的输入端，使抱紧内六角螺钉帽与工艺孔对齐，插入内六角工具旋松抱紧内六角螺钉。
第三步：手持驱动电机，使其轴上之键槽与减速机输入端孔抱紧螺钉垂直，将驱动电机轴插入减速机输入端孔。插入时必须保证两者同心度一致和二侧法兰平行。如同心度不一致或二侧法兰不平行必须查明原因。另外，在安装时，严禁用锤击，即可以防止锤击的轴向力或径向力过大损坏两者轴承，又可以通过装配手感来判断两者配合是否合适。判断两者配合同心度和法兰平行的方法为：两者相互插入后，两者法兰基本贴紧，缝隙一致。
第四步：为保证两者法兰连接受力均匀，先将驱动电机紧固螺钉任意旋上，但不要旋紧；然后按对角位置逐渐旋紧四个紧固螺钉；最后旋紧减速机输入端孔抱紧螺钉。一定要先旋紧驱动电机紧固螺钉后再旋紧减速机输入端孔抱紧螺钉。
注意：减速机与机械设备间的正确安装类同于减速机与驱动电机间的正确安装。关键是要必须保证减速机输出轴与所驱动部分输入轴同心度的一致。
机械设计大作业 设计题目：一级直齿圆柱齿轮减速器输出轴的轴系部件设计 内装： 1.设计任务书1份 2.设计计算说明书1份 3.装配工作图1张 学院机电工程及自动化 专业机械工程及自动化 学号 11121112 设计者华爆会 指导教师傅燕鸣 完成日期 2014年2月9日 成绩
机械设计大作业计算说明书 设计题目：一级直齿圆柱齿轮减速器输出轴的轴系部件设计 学院机电工程及自动化 专业机械工程及自动化 学号 11121112 设计者华爆会 指导教师傅燕鸣 完成日期 2014年2月9日
一、确定齿轮结构尺寸，计算作用在齿轮上的作用力 1.1选择齿轮的结构型式 根据《机械设计课程设计手册》第16章第5节，确定齿轮结构为齿轮轴。 1.2计算输出轴的转矩T m N 25.1871530 .39550T 2 n P 95502?=?= = 1.3计算作用在齿轮上的圆周力、径向力 N 72.1104)113003.0/(25.1872)z m /(T 2d /T 2F 2222t =??=?== N 09.40220tan 72.1104tan F F 2t 2r =?=α?= 二、选择轴的材料 因传递的功率不大，并对质量及结构尺寸无特殊要求，所以初选轴的材料为45钢，并经过调质处理。查《机械设计课程设计手册》表16-1，得：轴材料的硬度为 217~225HBW ，抗拉强度极限MPa 640B =σ，屈 服强度极限 MPa 355s =σ，弯曲疲劳极限 MPa 2751=σ-，剪切疲劳极限MPa 1551=τ-， 许用弯曲应力 MPa 60][1=σ-；查表16-2，得 103~126A 0=。 m N 25.187T 2?= N 72.1104F 2t = N 09.402F 2r = MPa 640B =σ MPa 355s =σ MPa 2751=σ- MPa 1551=τ- MPa 60][1=σ- 103~126A 0=
一级直齿圆柱齿轮减速器输入轴组合 结构 设计计算说明书
2、设计步骤 （1）根据已知条件计算传动件的作用力。 ① 选择直齿圆柱齿轮的材料： 传动无特殊要求，为便于制造采用软齿面齿轮，由表5-1，大齿轮采用45#钢正火，162~217HBS ； ② 直齿轮所受转矩n P T 6 1055.9?==9.55×106×3.3/750=42020N.mm ； ③ 计算齿轮受力： 齿轮分度圆直径：d=mz 3=3×25=75mm 齿轮作用力：圆周力F t =2T/d=2×42020/75=1121N 径向力F r =F t tan α=1120.5×tan20°=408N ； （2）选择轴的材料，写出材料的机械性能： 选择轴的材料：该轴传递中小功率，转速较低，无特殊要求，故选择45优质碳素结构钢调制处理， 其机械性能由表8-1查得：σB =637MPa,σs =353MPa, σ-1=268MPa, τ-1=155MPa 由表1-5查得：轴主要承受弯曲应力、扭转应力、表面状态为车削状态，弯曲时： 34.0=σψ，扭转时： 34.0=τψ； （3）进行轴的结构设计： ① 按扭转强度条件计算轴的最小直径d min ，然后按机械设计手册圆整成 标准值： 由式（8-2）及表8-2[τT ]=30MPa ，A 0=118 得d min =A 0=118×=19.34mm, 圆整后取d min =20.0mm 计算所得为最小轴端处直径，由于该轴段需要开一个键槽，应将此处轴径增大3%~5%，即d min =(1+5%)d=21.0,圆整后取d min =25.0mm ； ② 以圆整后的轴径为基础，考虑轴上零件的固定、装拆及加工工艺性等 要求，设计其余各轴段的直径长度如下： 1） 大带轮开始左起第一段： 带轮尺寸为：d s =25mm ，宽度L=65mm 并取第一段轴端段长为l 1=63mm ； 2） 左起第二段，轴肩段： 轴肩段起定位作用，故取第二段轴径d 2=30mm 。由l 2=s-l/2-10=57.5mm ，取l 2=57.5mm ； 3） 左起第三段， 轴承段： 初步轴承型号选择，齿轮两侧安装一对6207 型（GB297-84）深沟球轴承。其宽度为17mm ，左轴承用轴套定位，右轴承用轴肩定位。 该段轴径d 3= 35mm ； 4） 左起第四段，齿轮轴段： 取轴径d 4=38mm ，齿轮宽度B=80mm ，则取l 4=78mm ； 5） 左起第五段，轴环段： 取轴径d 5=44mm ，l 5=10mm ； 6） 左起第六段，轴肩段： 取轴径d 6=40mm ；
机械制造工艺学课程设计 --传动轴加工工艺设计 班级： 指导老师： 组员：
传动轴机械加工工艺 轴类零件是常见的典型零件之一。按轴类零件结构形式不同，一般可分为光轴、阶梯轴和异形轴三类；或分为实心轴、空心轴等。它们在机器中用来支承齿轮、带轮等传动零件，以传递转矩或运动。 台阶轴的加工工艺较为典型，反映了轴类零件加工的大部分内容与基本规律。下面就以减速箱中的传动轴为例，介绍一般台阶轴的加工工艺。 1．零件图样分析
图A-1 图A-1所示零件是减速器中的传动轴。它属于台阶轴类零件，由圆柱面、轴肩、螺纹、螺尾退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成。轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位置，各环槽的作用是使零件装配时有
一个正确的位置，并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便；键槽用于安装键，以传递转矩；螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母。 根据工作性能与条件，该传动轴图样(图A-1)规定了主要轴颈M，N，外圆P、Q以及轴肩G、H、I有较高的尺寸、位置精度和较小的表面粗糙度值，并有热处理要求。这些技术要求必须在加工中给予保证。因此，该传动轴的关键工序是轴颈M、N和外圆P、Q的加工。 毛坯图 2．确定毛坯 该传动轴材料为45钢，因其属于一般传动轴，故选45钢可满足其要求。
本例传动轴属于中、小传动轴，并且各外圆直径尺寸相差不大，故选择￠60mm的热轧圆钢作毛坯。 3．确定主要表面的加工方法 传动轴大都是回转表面，主要采用车削与外圆磨削成形。由于该传动轴的主要表面M、N、P、Q的公差等级(IT6)较高，表面粗糙度Ra值(Ra=0.8 um)较小，故车削后还需磨削。外圆表面的加工方案(参考表A-3)可为： 粗车→半精车→磨削。
轴的设计 图1传动系统的总轮廓图 一、轴的材料选择及最小直径估算 根据工作条件，小齿轮的直径较小（），采用齿轮轴结构， 选用45钢，正火，硬度HB=。 按扭转强度法进行最小直径估算，即初算轴径，若最小直径轴段开有键槽，还要考虑键槽对轴的强度影响。 值由表26—3确定：=112 1、高速轴最小直径的确定 由，因高速轴最小直径处安装联 轴器，设有一个键槽。则，由于减速器输入轴通过联轴器与电动机轴相联结，则外伸段轴径与电动机 轴径不得相差太大，否则难以选择合适的联轴器，取，为
电动机轴直径，由前以选电动机查表6-166：， ，综合考虑各因素，取。 2、中间轴最小直径的确定 ，因中间轴最小直径处安装滚动 轴承，取为标准值。 3、低速轴最小直径的确定 ，因低速轴最小直径处安装联轴 器，设有一键槽，则，参 见联轴器的选择，查表6-96，就近取联轴器孔径的标准值。 二、轴的结构设计 1、高速轴的结构设计 图2 （1）、各轴段的直径的确定 ：最小直径，安装联轴器 ：密封处轴段，根据联轴器轴向定位要求，以及密封圈的标准查表6-85（采用毡圈密封）， ：滚动轴承处轴段，，滚动轴承选取30208。 ：过渡轴段，取 ：滚动轴承处轴段
（2）、各轴段长度的确定 ：由联轴器长度查表6-96得，，取 ：由箱体结构、轴承端盖、装配关系确定 ：由滚动轴承确定 ：由装配关系及箱体结构等确定 ：由滚动轴承、挡油盘及装配关系确定 ：由小齿轮宽度确定，取 2、中间轴的结构设计 图3 （1）、各轴段的直径的确定 ：最小直径，滚动轴承处轴段，，滚动轴承选30206 ：低速级小齿轮轴段 ：轴环，根据齿轮的轴向定位要求 ：高速级大齿轮轴段 ：滚动轴承处轴段 （2）、各轴段长度的确定 ：由滚动轴承、装配关系确定 ：由低速级小齿轮的毂孔宽度确定 ：轴环宽度 ：由高速级大齿轮的毂孔宽度确定
减速机轴断裂分析 董毅,李晓玲,刘臻祥,周玉英 (内蒙古北方重工业集团有限公司,包头014033) 摘要:某减速机使用30多小时后,齿轮减速机轴发生弯曲,该轴在进行冷校直时发生断裂。通过对断裂轴的断口宏微观分析、金相检验以及硬度测定,认为该轴是在应力集中条件下承受对称旋转弯曲载荷作用,产生早期疲劳断裂。造成疲劳断裂的原因是由于热处理工艺不合理,致使材料力学性能未达到设计要求,导致轴的疲劳抗力降低,加之圆角加工较差,工作时产生应力集中,加速了轴的疲劳断裂。 关键词:减速机;轴;疲劳断裂;退刀槽 某煤矿从国外购进的减速机,安装使用30h余后,齿轮减速机轴发生弯曲,无法正常使用,在对弯曲的减速机轴进行冷校直时,轴突然发生断裂。 查阅减速机轴的有关技术资料,该轴采用17CrNiMo6钢制造,轴整体经调质处理后,表面进行中频处理,使轴表面及退刀槽根部洛氏硬度达到59～62HRC。 1 理化检验 1.1 断轴宏观分析 断裂位于减速机轴表面退刀槽根部,见图1。
图1 轴断裂位置(mm) 图2 宏观断口形貌 宏观断口见图2,断口表面有较明显的贝壳状花样,属于典型的疲劳断裂。断口由疲劳裂源区、裂纹扩展区和瞬间断裂区三个区域组成。 仔细观察断口裂纹源区,其表面较平坦,尺寸在距表面5mm范围内(图2A处)。裂纹扩展区贝纹线比较扁平。瞬间断裂区在裂源的对面,呈椭圆形,断口形貌为纤维状,表明减速机轴主要受旋转弯曲应力。断口瞬断区域较小、较圆约占整个断口面积的1/6,说明轴整体受力较小,属典型的高周疲劳断裂。由疲劳区及贝纹线的形态可知,疲劳裂纹扩展过程中两侧较快,说明退刀槽根部有应力集中现象。 1.2 断口微观分析 用AMRAY21000B型扫描电镜观察样品断口,断裂起源于轴表面退刀槽根部,该处有机加工刀痕,见图3;裂纹扩展区可见疲劳条纹,见图4;瞬断区为细小韧窝。
斜齿圆柱齿轮减速器结构设计说明 机械工程系机械工程及自动化专业 机械12-7班 设计者林键 指导教师王春华 2014年12月26日.
辽宁工程技术大学 题目二：二级展开式斜齿圆柱齿轮减速器输出轴结构简图及原始数据 b2 a ls l 轴系结构简图 项目设计方案 名称字母表示及单位4 输入功率P/kW6.1 轴转速n/(r/min)150 齿轮齿数z2107 齿轮模数m n/mm4 齿轮宽度b2/mm80 齿轮螺旋角β8°6’34” a/mm80 l/mm215 s/mm100 链节距p/mm25.4 链轮齿数z29 轴承旁螺栓直径d/mm16 二、根据已知条件计算传动件的作用力 1.计算齿轮处转矩T、圆周力F t、径向力F r、轴向力F a及链传动轴压力Q。 已知：轴输入功率P=6.1kW，转速n=150r/(min)。 转矩计算： 66 m m T9.55010P/n9.550106.1/150388366.7N 分度圆直径计算： dm n z/cos4107/cos8634432.3mm 12 圆周力计算： F t2T/d1*******.7/432.31796.7N 径向力计算： F r F t tan n/cos1796.7tan20/cos8634660.6N 轴向力计算： F a F t tan1796.7tan8634256N 轴压力计算：
.
. 计算公式为： Q 1000KP Q v npz 1000KP Q /(601000) 由于转速小，冲击不大，因此 取K Q=1.2,带入数值得 ： 10001.26.1 Q3975N 15025.429/(601000) R1z R1y R r R2z Q R a R t R2y 轴受力分析 简 图 2.计算支座反力 (1)计算垂直面（X OZ）支反力 Q(ls)R(la)3975(215100)660.6(21580) Rr N y6238.62 l215 R1y R2y QR r6238.63975660.61603N (2)计算垂直面（X OY）支反力 R(la)1796.7(21580) t R z1128.2N 2 l215 R z R t R z1796.71128.2668.5N 12 三、初选轴的材料，确定材料机械性能 初选材料及机械性能 材料牌号45号 热处理调 质 毛坯直径/mm≤200 硬度/HBS217~255 σB/MPa637 σs/MPa353 σ-1/MPa268 τ-1/MPa155 [σ+1]/MPa216 [σ0]/MPa98 [σ-1]/MPa59 四、进行轴的结构设计 1.确定最小直径 按照扭转强度条件计算轴的最小值dmin。
机械制造技术基础 课程设计 设计题目: 减速器传动轴 学校: 陕西科技大学 学院: 机电学院 专业类别: 机械设计制造及其自动化班级: 机械046 姓名: 杨孟博 学号: 51404627 指导教师: 张斌 起始日期: 2007年1月9 日 完成日期: 2007年1月25 日 成绩:
传动轴零件的加工工艺规程 1 机械制造课程设计 题目：设计“减速器传动轴”零件的机械加工工艺规程（年产量为5000件） 内容：（1）零件图 1张（A3） （2）毛坯图 1张（A3） （3）工序简图 1张（A2） （4）工序卡片 2张 （5）课程设计说明书 1份 班级：机械046 学生：杨孟博 指导教师：张斌 学号： 51404627 2007年 1月25日
陕西科技大学课程设计说明书 2 目录 1 设计说明 (4) 1.1题目所给的零件是传动轴 (4) 1.2 零件的工艺分析 (4) 1.3 其主要加工表面位置要求 (4) 1.4零件的材料 (4) 2 工艺规程的设计 (5) 2.1 零件表面加工方法的选择 (5) 2.2制定工艺路线 (6) 3 机械加工余量﹑工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (6) 3.1 确定加工余量 (6) 3.2 确定毛坯尺寸 (7) 4 确定切削用量及基本工时 (8) 4.1 车两端面 (9) 4.2 计算切削用量 (9) 5: 选择量具 (15) 5.1 选择刀具 (15) 5.2 选择量具 (15) 6：总结 (16) 7：参考文献 (17)
传动轴零件的加工工艺规程 3 机械制造基础课程设计说明书 本次设计是在基本学完大学基础课，技术基础课以及大部分专业课后进行的。是在毕业设计之前做的较全面较深入地对所学各课程进行的综合性复习及应用。为我提供了一次理论联合实际训练的机会，在我的大学生涯中占有非常重要的地位。 我希望通过本次课程设计对自己的综合性训练，从中锻炼自己的独立思考问题，解决问题的能力，为今后的自己未来生活及工作打下一个良好的基础。 但由于能力有限，此设计难免有不宜之处。恳请各位老师及同学给予指教。
一级直齿圆柱齿轮减速器输入轴 组合结构 设计计算说明书
题目1：一级直齿圆柱齿轮减速器输入轴组合结构设计（见图1） 图1 1-大带轮；2-轴承；3-齿轮；4-轴 原始数据见表1-1。 表1-1 设计方案及原始数据 项目 设计方案 3 轴输入功率KW P/ 3.3 轴转速() m in / /r n 750 齿轮齿数 3 Z25 齿轮模数mm m/ 3 齿轮宽度mm B/80 大带轮直径mm D/160 带型号 A 带根数Z 4 mm l/160 mm s/100 带传动轴压力N Q/ 950 轴承旁螺栓直径mm d/12 1、设计目标 经过完成轴系部分大作业，要求掌握： （1）轴结构设计过程； （2）轴强度计算方法； （3）轴承选型设计和寿命计算； （4）轴承组合结构设计方法和过程。 2、设计步骤 （1）依据已知条件计算传动件作用力。 ①选择直齿圆柱齿轮材料： 传动无特殊要求，为便于制造采取软齿面齿轮，由表5-1，大齿轮采取 45#钢正火，162~217HBS； P137 表5-1 P=3.3Kw n=750r/min z3=25
② 直齿轮所受转矩n P T 6 1055.9?==9.55×106×3.3/750=42020N.mm ； ③ 计算齿轮受力： 齿轮分度圆直径：d=mz 3=3×25=75mm 齿轮作用力：圆周力F t =2T/d=2×42020/75=1121N 径向力F r =F t tan α=1120.5×tan20°=408N ； （2）选择轴材料，写出材料机械性能： 选择轴材料：该轴传输中小功率，转速较低，无特殊要求，故选择45优质 碳素结构钢调制处理， 其机械性能由表8-1查得：σB =637MPa,σs =353MPa, σ-1=268MPa, τ-1=155MPa 由表1-5查得：轴关键承受弯曲应力、扭转应力、表面状态为车削状态，弯 曲时： 34.0=σψ，扭转时： 34.0=τψ； （3）进行轴结构设计： ① 按扭转强度条件计算轴最小直径d min ，然后按机械设计手册圆整成标准 值： 由式（8-2）及表8-2[τT ]=30MPa ，A 0=118 得d min =A 0=118×=19.34mm, 圆整后取d min =20.0mm 计算所得为最小轴端处直径，因为该轴段需要开一个键槽，应将此处轴径增大3%~5%，即d min =(1+5%)d=21.0,圆整后取d min =25.0mm ； ② 以圆整后轴径为基础，考虑轴上零件固定、装拆及加工工艺性等要求， 设计其它各轴段直径长度以下： 1） 大带轮开始左起第一段： 带轮尺寸为：d s =25mm ，宽度L=65mm 并取第一段轴端段长为l 1=63mm ； 2） 左起第二段，轴肩段： 轴肩段起定位作用，故取第二段轴径d 2=30mm 。由l 2=s-l/2-10=57.5mm ，取l 2=57.5mm ； 3） 左起第三段， 轴承段： 初步轴承型号选择，齿轮两侧安装一对6207 型（GB297-84）深沟球轴承。其宽度为17mm ，左轴承用轴套定位，右轴承用轴肩定位。 该段轴径d 3= 35mm ； 4） 左起第四段，齿轮轴段： 取轴径d 4=38mm ，齿轮宽度B=80mm ，则取l 4=78mm ； 5） 左起第五段，轴环段： 取轴径d 5=44mm ，l 5=10mm ； 6） 左起第六段，轴肩段： 取轴径d 6=40mm ； 7） 左起第七段，轴承段： 取轴径d 7=35mm ，l 7=20mm ； 8） 确定l 3，l 6，轴套尺寸： m=3mm α=20° d=75mm F t =1121N F r =408N P232表8-1 d min =25.0mm D=160mm 带型号为A 型 带根数z=4 l=160mm s=100mm d 1 =25.0mm l 1=63mm d 2=30mm l 2=57.5mm d 3= 35mm l 3=52mm d 4=38mm l 4=78mm d 5=44mm l 5=10mm d 6=40mm l 6=21.5mm d 7=35mm l 7=20mm
减速机高速齿轮轴断裂失效分析靳璇 摘要：随着社会科学技术的不断发展，减速机在工业生产当中具有较为广泛的 应用，但是减速机在使用过程当中高速齿轮轴经常发生断轴现象，甚至带来一定 的安全隐患。为了解决减速机高速齿轮轴断轴问题，首先从材料、装配工艺以及 运行维护四个方面对导致减速机高速齿轮轴断裂的因素进行了分析，最后从选择 合适的产品、进一步完善减速机的装配工艺以及加强日常管理与维护三个方面论 述了具体的解决对策。 关键词：减速机；高速齿轮轴；断裂失效 引言 某生产企业所用减速机高速轴突然产生早期断裂现象，通过现场查看可知， 电机和减速机间的联轴器已完全脱离，且壳体破碎，其它和这一高速轴一同参与 运转的齿轮轴，均在事故产生之后发生不同程度的弯曲变形。此高速轴属于典型 的齿轮轴，发生断裂后齿面依然保持完好，未发生变形与断齿。现围绕这一减速 机高速轴实际情况，对其断裂失效作如下深入分析。 1减速机轴失效概况 某公司生产的矿用带式输送机在运行90天后，其配套使用的减速机高速轴发生断裂，如图1所示。该减速机齿轮轴发生断裂属于早期失效事故，远低于设计 寿命；为了分析事故原因，避免类似事故再次发生，从材料成分、力学性能、硬度、金相组织、断口形貌等多个方面对断裂轴进行了分析，找到了疲劳源，得出 了失效原因，这对类似工况的断裂轴类的分析提供了有益的借鉴。 图1断裂的减速机齿轮轴 2减速机高速齿轮轴断裂检测 2.1基础资料收集 基础资料的收集是进行减速机高速齿轮轴断裂检测工作的重要基础，对后续 检测工作的正常开展，以及得到准确的检测结果均有重要作用和意义，应引起相 关人员的重视。此次研究的主要对象为3C710NE型减速机，其速比、输入功率和 输入转速分别为2.034、710kW和741r/min。根据生产单位提交的相关工艺图纸，其硬度需要达到59-62HRC的要求。 2.2主要成分检测 对于该减速机，其高速齿轮轴材料为17CrNiMo6，在取样后，用光谱测定仪 与碳硫仪进行成分含量测定，测定结果为：碳含量0.18%、锰含量0.57%、硅含 量0.27%、磷含量0.011%、硫含量0.003%、铬含量1.73%、镍含量1.55%、钼含 量0.28%。通过对相关资料的查证可知，该原材料为德国牌号，成分方面的技术 要求为：碳含量在0.15~0.19%范围内、锰含量在0.50-0.60%范围内、硅含量在不 大于0.4%范围内、磷含量不得大于0.012%、硫含量不得大于0.006%、铬含量在1.50~1.80%范围内、镍含量在1.40~1.70%范围内、钼含量在0.25~0.35%范围内。 通过对比可知，该件硫、磷等元素含量满足技术要求。 2.3主要力学性能检测 为对该件原材料各项力学性能进行检测，通过线切割制得拉伸试样与冲击试样。其中，拉伸试样属于非标准形式的板状试样，其截面面积为4mm×10mm； 而冲击试样则属于U型缺口形式的试样。1#拉伸试样的σs为575.6MPa，σb为1072.5MPa，δ为24%，ψK为46.089%；2#拉伸试样的σs为427.2MPa，σb为
- 报告题目： 减速器传动轴加工工艺 学 院： 职业技术学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 年 级： 2011级 学 号： 1120020285 学生姓名： 韩 俊 指导教师： 陈 慧 2013 年 12 月 24 日机械制造工艺学 课程设计
【摘要】：随着步入21世纪，科技的不断发展，数控技术在大多行业当中发挥着越来越重要的作用。我们通过对数控加工的工艺特点、加工零件工艺性等进行分析，选择正确的加工方法，设计合理的加工工艺过程，根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用合适的机床，制定优化加工方案，确定零件的加工顺序，各工序所用刀具，夹具和切削用量等，编写加工零件的工序，得出最优的合理方案。 【关键词】：减速器传动轴加工工艺工艺路线尺寸链换算
一、实训题目 (1) 二、实训目的 (1) 三、实训过程 (1) 1.零件工艺分析 (1) （1）零件的结构及其工艺性分析 (1) （2）零件技术要求分析 (1) 2.毛坯的选择 (2) （1）毛坯的选择 (2) （2）毛坯形状及尺寸的确定 (2) 3.定位基准的选择 (3) （1）粗基准的选择： (3) （2）精基准的选择： (3) 4.工艺路线的拟定 (3) （1）加工方法的选择和加工阶段的划分 (3) （2）工艺路线的拟定 (3) 5.工序余量和工序尺寸的确定 (3) 6.零件表面加工方法的选择 (6) （1）粗加工阶段 (6) （2）半精加工阶段 (6) （3）精加工阶段 (6) 7.加工顺序的确定 (6) （1）基面先行原则 (6)
（2）先粗后精 (7) （3）先面后孔 (7) （4）工序划分的确定 (7) 8.设备选择 (8) 9.刀具选择 (8) 10.量具选择 (8) 四、课程设计总结 (9) 五、参考文献 (10)
输入轴设计及校核 高速级：，，, ?z 1121?z 1263?b 1150mm ?b 1242mm 低速级：，, , ?z 2131?z 2285?b 2170mm ?b 2262mm ，?m 2.0mm ?α20deg 1.求输入轴上的功率、转速和转矩P 1n 1T 1 ,?P 1 2.16kW ,?n 1940rpm ?T 121.94N·m 2.求作用在齿轮上的力 由已知高速级小齿轮的分度圆直经为 ?d 11=?m z 1142mm ?F t =――2T 1d 11???1.045103 ??N ?F r =?F t tan (α)380.262N 圆周力，径向力的方向如图15-24所示。 F t F r 3.初步确定轴的最小直径 按P366式15-2初步计算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据P366表15-3,，取，于是得 ≥≥25MPa τT 45MPa ?τT 30MPa ? d min =￣￣￣￣￣￣￣￣3 ―――― P 1 ?0.2τT n 1 15.407mm ?A 0120? d min =?￣￣￣￣3 ――2.16 940 A 015.835输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直经（图15-26）。为d 1_2了使所选直经与联轴器的孔经适应，故需同时选取联轴器的型号。 d 1_2查P347表14-1，考虑到转矩变化很小，故取，则：?K A 1.5?T ca =?K A T 1???3.291104 ???N mm 根据计算转矩应小于公称转矩的条件，查标准GB/T5014-2003或手册，选用LT4型弹性套柱销联轴器，其公称转矩为。半联轴?63000N mm 器的孔径，故取，半联轴器长度?d 120mm ?d 1_220mm ，半联轴器与轴配合的毂孔长度?L 52mm ?L 138mm 4.轴的结构
减速机轴断裂分析 摘要：本文较客观地分析了在日常设备维修工作中常见的轴断裂原因，从根本上解决处理轴断裂问题，确保设备安全，经济、稳定运行，创造较好的经济效益。 关键词：轴；断裂；原因；分析 Abstract: This paper objectively analyzed the causes of shaft fracture is common in daily equipment repair work, handle shaft fracture problem fundamentally, ensure the equipment safety, economy, stability, and create good economic benefit. Keywords: shaft; fracture; reason analysis 中国分类号：TGll5.2文献标识码：A文章编号： 在水泥生产工作中，经常会遇到轴的断裂情况:如减速机齿轮轴、大型风机轴、斗式提升机轴等。能正确地分析断轴的原因，对新轴的加工制作、材质选择、热处理方法及轴的安装、调整、使用、日常维护至关重要。现对一例断轴原因进行分析。 亚泰水泥公司制成车间2#水泥磨于1999年12月投人使用，于2007年5月29日发现二段轴轴向串动严重，后经修复进行使用，使用效果不理想，只能少投料，影响生产。决定更换新轴后运行十余天该轴与齿轮配合处断裂。 经过分析判断，这次故障的原因主要是生产厂家在生产过程中加工装配及热处理方法上存在一定的问题，主要表现在：1、加工出现误差，齿轮轴及齿轮配合不达标，而导致装配过松，经过长时间运行，齿轮轴及齿轮配合出现松动。使齿轮磨损后产生轴向推力，造成高速齿轴向串动。2、热处理不当是造成齿轮轴断裂的主要原因。 查阅减速机轴的有关技术资料为：该轴采用17CrNiMo6钢制造，轴整体经调质处理后，表面进行中频处理，使轴表面及根部洛氏硬度达到59～62HRC。1理化检验1.1断轴宏观分析断裂位于减速机轴表面退刀槽根部，见图1。 图1轴断裂位置(mm) 宏观断口见图2，断口表面有较明显的贝壳状花样，属于典型的疲劳断裂。断口由疲劳裂源区、裂纹扩展区和瞬间断裂区三个区域组成。
J20型减速器低速轴的设计及加工工艺 1 设计要求 原始资料：根据成都卡帕特科技有限公司要求，设计一减速器低速轴,传递的功率P=3.42kW，主动轮转速n=60r/min，载荷平稳，单向运转，预期寿命10年（每天按300天计），单班制工作，原动机为电动机。 设计应完成的任务：设计出一个符合上述要求的轴，画出零件图，根据轴的工作条件及性能要求确定轴的加工步骤，并写出轴的加工工艺。 2 轴的结构设计 2.1最小轴径的设计 按扭矩初算最小轴径本轴是属于中、小轴，在减数器重工作时要承受各种负荷和冲击载荷并且要具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，因此该轴材料选用45钢即可满足其要求。所以选用45#调质，硬度217-255HBS.根据文献P26514.4表，取c=118, 又因为设计要求P=3.42,n=60 所以, d≥(P/N)1/3118 =(3.42/60)1/3mm=46mm考虑有键槽，将直径增大5%，则d=46(1+5%)mm=48.3 mm∴选d=50mm 2.2 轴的结构设计 2.2.1轴上零件的定位，固定和装配 单级减速器中可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，联接以平键作过渡配合固定，两轴承分别以轴肩和套筒定位，则采用过渡配合固定。 2.2.2 确定轴各段直径和长度 为了使计算方便、易懂，现画草图如下（图上的阶梯轴从左到右依次是I段、II段、III段、Ⅳ段、Ⅴ段、Ⅵ段）
2.1 轴的草图 I段：d 1=50mm 长度取L 1 =47mm∵h=2c c=1.5mm II段:取轴肩高3.5mm，作定位用，∴d 2 =57mm 初选用一对6213型角滚动轴承，其内径为65mm,宽度为23mm. 考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为50mm，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定，为此，取该段长为55mm，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm, 故II段长：L 2 =85mm III段直径d 3=65mm， L 3 =55mm 根据轴承安装要求，轴肩高h=2.5 mm Ⅳ段直径d 4=70mm， L 4 =80mm Ⅴ段直径d 5=82mm. 长度L 5 =9mm Ⅵ段直径d 6=65 mm，长度L 6 =23 mm 由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=299mm 2.2.3 按弯矩复合强度计算 1.求分度圆直径：已知d=3×Z 1 =27mm 2.求转矩：已知T 1 =544350N·mm 3.求圆周力：Ft 根据参考文献P267得 Ft=2T 1/d 1 =2×544350/324=3360N 4.求径向力Fr 根据参考文献P267得Fr=Ft·tanα=3360×tan200=1220N
轴工艺过程卡 第三小组 班级：机制16-1班 组长：彭志伟 成员：彭志伟明健伟邓佳辉邓尧刘磊刘含新 时间：2017.9.29 - 2017.10.10
机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称传动轴零件名称 材料牌 号45钢毛坯外形尺寸 199.3m m× ?55.4mm 每件毛坯可制件数 1 每台 件数 1 工序号工序名称工序内容车间附图设备工艺装备 加工示意图 1 下料Φ55.4mm x 199.3mm，45钢金工 2 铣端面右铣端面3.3mm，钻中心孔； 金工C6140 90°外圆车刀、游标卡尺、顶 尖、中心钻 3 粗车 车φ55.4mm→φ43.8mm； 车Φ43.8mm→φ41.8mm； 车φ41.8mm→φ37.8mm； 车φ37.8mm→φ31.8mm 金工C6140 90°外圆车刀、游标卡尺、顶 尖 4 半精车 车φ43.8mm→φ42.4mm； 车φ41.8mm→φ40.4mm； 车φ37.8mm→φ36.4mm； 车φ31.8mm→φ30.4mm 金工C6140 90°外圆车刀、游标卡尺、顶 尖 粗车调头，车φ55.4mm→φ53.4mm； 车φ45.8mm→φ41.8mm 金工C6140 90°外圆车刀、游标卡尺、顶 尖 半精车车φ41.8mm→φ40.4mm； 车φ53.4mm→φ52mm 金工C6140 90°外圆车刀、游标卡尺、顶 尖 8 倒角倒两端及φ52mm上左端的角1.5x45°，其余圆 角使用滚压方法倒角 金工C6140 45°左偏刀、顶尖 铣键槽沟槽2x0.3mm 金工X6132 直柄键槽铣刀、游标卡尺热处理正火金工 粗磨磨φ42.4mm→φ42.15mm； 磨φ40.4mm→φ40.15mm； 磨φ36.4mm→φ36.15mm； 磨φ30.4mm→φ30.15mm 金工M1432 砂轮、顶尖、千分尺 精磨磨Φ42.15mm→φ42mm； 磨Φ40.15mm→φ40mm； 磨φ36.15mm→φ36mm； 磨φ30.15mm→φ30mm 金工M1432 砂轮、顶尖、千分尺 11 热处理调质处理，硬度为217-225HBS金工
课程设计说明书 设计题目：减速箱输出轴机械加工工艺规程设计 班级 设计者 学号 指导教师 机械制造工艺学课程设计任务书
题目：减速箱输出轴机械加工工艺规程设计 生产纲领： 20000件 生产类型：大批量生产 内容： 1.产品零件图 1张 2.产品毛坯图 1张 3.夹具图 1张 4.零件装配图 1张 5.机械加工工艺过程卡片 1套 6.机械加工工序卡片 1套 7．课程设计说明书 1份 机械加工工艺规程设计 图1、2 分别为输出轴的零件图。已知零件的材料为45号刚，年产量4000件/年。试为该输出轴零件编制工艺规程。 图1-1 输出轴零件图 第一节减速器输出轴的工艺分析及生产类型的确定1.减速器输出轴的用途和工作原理
此轴用于输出转矩、传递动力。 轴安装在单列圆锥磙子轴承上，轴承盖凸缘挡住轴承外圈，因此轴得到轴向定位。齿轮和半联轴器用轴肩、轴套和挡圈轴向定位，用平键作周向定位，以传递运动和转距。该轴套上两个齿轮，一端置于减速箱内，一端置于输出终端。作用是输出转矩、传递动力。 全部技术要求列于表1-1中 加工表面尺寸及偏差公差/mm及精表面粗糙度形位公差/mm A0.017，IT7Ra0.8 L0.017，IT7Ra12.5无 BΦ48无Ra12.5无 GΦ48无Ra1.6 HΦ48无Ra3.2无 C0.016，IT6Ra1.6无 D0.017，IT7Ra0.8 E0.16，IT11Ra3.2无 J0.16，IT11Ra2.3无 F0.013，IT6Ra1.6无 K0.013，IT6Ra12.5无 键槽 12P90.036Ra1.6 12P9侧
表1-1 3. 审查减速器输出轴的工艺性 分析零件图可知，传动轴的所有表面都要求切屑加工，并在轴向方向上产生台阶表面, 并且粗糙程度都不同 ,这样有利于主轴高速旋转时的各表面的应力条件,主要工作表面虽然加工精度要求相对较高，但也可以在正常的生产条件下，采用较经济的方法保质保量地加工出来。所以该零件的工艺性好。 (1)45号钢具有良好的可锻性。 (2)结构力求简单、对称、横截面尺寸不应有突然变化。 (3)为了装卸轴承和齿轮方便、去除毛刺，轴两端应该有倒角。 (4)为了减少应力集中，各轴肩过渡处应有合理的圆角。 (5)轴上有两个键槽，可用铣刀加工，而且效率高。 一． 确定输出轴的生产类型 依设计题目知：Q=2000件/年，结合生产实际，备品率a%和废品率 键 槽12P9底 无 无 Ra3.2 无 键槽8P6 侧面 8P6 0.043 Ra1.6 键槽8P6 底面 无 无 Ra3.2 无
承德石油高等专科学校机械工程系 机械加工工艺规程编制工程实践报告 姓名：高武梁 专业班级：机械制造与自动化1005 学号： 35 机械工程系 2012年5月10日
绪论 所谓机械加工工艺规程，是指规定产品或零部件机械加工工艺过程和操作方法等的工艺文件。生产规模的大小、工艺水平的高低以及解决各种工艺问题的方法和手段都要通过机械加工工艺规程来体现。因此，机械加工工艺规程的设计是一项十分重要而又非常严肃的工作。 制订机械加工工艺规程的原则是：在一定的生产条件下，在保证质量和生产进度的前提下，能获得最好的经济效益。制订工艺规程时，应注意以下三方面的问题： 1、技术上的先进性 2、经济上的合理性3、有良的劳动条件，避免环境污染 本机械加工工艺规程的编制通过传动轴零件图的分析，确定 了该零件的毛坯材料及尺寸规格；通过对零件的加工工艺分析， 确定了该零件的加工工艺路线，编写了详细的机械加工工艺文件： 工艺过程卡片和工序卡片。 关键字：传动轴、零件、刚度、强度、表面法兰
ABSTRACT The so-called mechanical processing procedure, it is to point to provisions products or components in machining technology process and operation method of process documents. The size of the production, process of level and process problems to solve all the methods and means of the machining process planning to reflect. Therefore, the machining process planning design is a very important and very serious work. Make the machining process planning principle is: in certain production conditions, the quantity and the guarantee production progress, under the premise of the best economic benefit. Develop technical process, we should pay attention to the following three problems: 1, technical advanced 2, economic rationality 3, have good working conditions, and avoid the pollution of the environment This mechanical processing procedure of transmission shaft parts through the analysis of the graph, determine the components of the blank material and size; Through the analysis of the technology of parts processing, to determine the parts processing process route, write detailed machining process documents: process card and process card. Key word: drive shaft, parts, stiffness, strength, surface flange
减速器传动轴加工工艺分析 减速器主动轴齿轮传统加工工艺分析报告单姓名工号组别 主动齿轮轴、圆柱齿轮工艺课程名称任务编号 SK-CL-0402 分析 撰写目的了解主动齿轮轴、圆柱齿轮传统加工工艺 附图(要求:用铅笔按比例绘制，图纸工整、清晰) 主动齿轮轴如下图: 一、零件图样分析 上图所示为减速器的传动轴。它属于台阶轴类零件，由齿轮、圆柱面、圆锥面、轴肩、螺纹、螺尾退刀槽和键槽等组成。轴肩一般用来确定安装在轴上零件的轴向位置，并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便;键槽用于安装键，以传递转矩;螺纹用于安装各种锁紧螺母和调整螺母。 根据工作性能与条件，该传动轴图样规定了主要轴颈,12?0.0055两处、外 圆,10、轴肩,14两处有较高的尺寸、位置精度和较小的表面粗糙度值，并有热处理要求。这些技术要求必须在加工中给予保证。因此，该传动轴的关键工序是两处轴颈,12?0.005。 二、毛坯选择
该传动轴材料为45钢，因其属于一般传动轴，故选45钢可满足其要求。本例传动轴属于中、小传动轴，并且各外圆直径尺寸相差不大，故选择,35mm的热轧圆钢作毛坯。 三、选定设备 根据被加工零件的外形和材料等条件，选定数控车床为CK6140;根据机床说明书，其数控系统为FANUC，加工齿轮需用通用的滚齿机。四、确定表面加工方法传动轴大都是回转表面，主要采用车削与外圆磨削成形。由于该传动轴的主要表面,12?0.005的公差等级(IT6)较高，表面粗糙度Ra值(Ra=0.8 um)较小，故车削后还需磨削。外表面加工方案可为:粗车—半精车—磨削五、确定零件的定位基准和装夹方式 合理选择定位基准，对于保证零件的尺寸和位置精度有着决定性的作用。由于该传动轴的几个主要配合表面,12?0.005、,10及轴肩,14面对基准轴线A-B均有径向圆跳动和端面圆跳动的要求，它又是实心轴，所以应选择坯件轴线和外圆为定位基准。左端采用三爪自定心卡盘加紧，以保证零件的技术要求。 粗基准采用热轨圆钢的毛坯外圆，先加工一个端面，车出一端外圆;然后以已车过的外圆作为精基准，车另一端面。注意齿轮需用滚齿机加工，故车齿轮外圆至尺寸要求,30mm。 六、划分阶段 对精度要求较高的零件，其粗、精加工应分开，以保证零件的质量。该传动轴加工划分为三个阶段:粗车(粗车外圆)，半精车(半精车各处外圆、台阶和及次要表面等)，粗、精磨(粗、精磨各处外圆)。各阶段划分大致以热处理为界。 七、热处理工艺安排 轴的热处理要根据其材料和使用要求确定。对于传动轴，正火、调质和表面淬火用得较多。该轴要求调质处理，并安排在粗车各外圆之后，半精车各外圆之前。
五．轴的设计 5.1轴的材料选择及最小直径估算 根据工作条件，小齿轮的直径较小（1d =77.4mm ），采用齿轮轴结构，选用45钢，正火。 按扭转强度法进行最小直径估算，即 min d A =若最小直径轴段开有键槽，还要考虑键槽对轴的强度影响。 0A 值由表26—3确定： 0A =120 1、高速轴最小直径的确定 由mm n P A d o 77.25720 128.71201133 min ===，因高速轴最小直径处安装联轴器，设有一个键槽。则()()' 1min 1min 17%25.7717%27.57d d mm =+=?+=， 由于减速器输入轴通过联轴器与电动机轴相联结，则外伸段轴径与电动机轴径不得相差太大，否则难以选择合适的联轴器，取 1min 0.8m d d =，m d 为电动机轴直径，由前以选电动机查表：38m d mm =， 1min 0.83830.4d mm =?=，综合考虑各因素，取1min 35d mm =。 2、中间轴最小直径的确定 '2min 12041.5d A mm ===，因中间轴最小直径处安装滚动轴承，取为标准值 2min 45d mm =。 3、低速轴最小直径的确定 '3min 10352.7d A mm ===，因低速轴最小直径处安装联轴器，设有一键槽，则()()' 3min 3min 17%17%52.756.4d d mm =+=+?=，参见 联轴器的选择，查表，就近取联轴器孔径的标准值 3min 60d mm =。 5.2轴的结构设计 1、高速轴的结构设计
图2 （1）、各轴段的直径的确定 11d ：最小直径，安装联轴器 111min 35d d mm == 12d ：密封处轴段，根据联轴器轴向定位要求，以及密封圈的标准查表 （采用毡圈密封），1245d mm = 13d ：滚动轴承处轴段，1355d mm =，滚动轴承选取7211C 。 14d ：14d =齿顶圆直径，取 1482.4d mm = 15d ：滚动轴承处轴段 151245d d mm == （2）、各轴段长度的确定 11l ：由联轴器长度查表得，取 1145l mm = 12l ：由箱体结构、轴承端盖、装配关系确定 1280l mm = 13l ：由滚动轴承确定 1339l mm = 14l ：由装配关系及箱体结构等确定 14209l mm = 15l ：由滚动轴承、挡油盘及装配关系确定 1539l mm = 2、中间轴的结构设计 图3