第2章 轴类零件种类及功能.
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轴类零件加工一、概述(一)、轴类零件的功用与结构特点1、功用:为支承传动零件(齿轮、皮带轮等)、传动扭矩、承受载荷,以及保证装在主轴上的工件或刀具具有一定的回转精度。
2、2、分类:轴类零件按其结构形状的特点,可分为光轴、阶梯轴、空心轴和异形轴(包括曲轴、凸轮轴和偏心轴等)四类。
图轴的种类a)光轴b)空心轴c)半轴d)阶梯轴e)花键轴f)十字轴g)偏心轴h)曲轴i) 凸轮轴若按轴的长度和直径的比例来分,又可分为刚性轴(L/d<12=和挠性轴(L/d>12)两类。
3、表面特点:外圆、内孔、圆锥、螺纹、花键、横向孔(二)主要技术要求:1、尺寸精度轴颈是轴类零件的主要表面,它影响轴的回转精度及工作状态。
轴颈的直径精度根据其使用要求通常为IT6~9,精密轴颈可达IT5。
2、几何形状精度轴颈的几何形状精度(圆度、圆柱度),一般应限制在直径公差点范围内。
对几何形状精度要求较高时,可在零件图上另行规定其允许的公差。
3、位置精度主要是指装配传动件的配合轴颈相对于装配轴承的支承轴颈的同轴度,通常是用配合轴颈对支承轴颈的径向圆跳动来表示的;根据使用要求,规定高精度轴为0.001~0.005mm,而一般精度轴为0.01~0.03mm。
此外还有内外圆柱面的同轴度和轴向定位端面与轴心线的垂直度要求等。
4.表面粗糙度根据零件的表面工作部位的不同,可有不同的表面粗糙度值,例如普通机床主轴支承轴颈的表面粗糙度为Ra0.16~0.63um,配合轴颈的表面粗糙度为Ra0.63~2.5um,随着机器运转速度的增大和精密程度的提高,轴类零件表面粗糙度值要求也将越来越小。
(三)、轴类零件的材料和毛坯合理选用材料和规定热处理的技术要求,对提高轴类零件的强度和使用寿命有重要意义,同时,对轴的加工过程有极大的影响。
1、轴类零件的材料一般轴类零件常用45钢,根据不同的工作条件采用不同的热处理规范(如正火、调质、淬火等),以获得一定的强度、韧性和耐磨性。
轴承种类及应用轴承是机械设备中常见的一种零部件,具有支撑和减少摩擦的功能。
根据不同的载荷和工作条件,轴承被分为多种类型,适用于不同的机械设备和工业领域。
1. 深沟球轴承深沟球轴承是一种常见的轴承类型,具有高速转动和承载能力强的特点。
它们适用于机床、汽车、摩托车等高速旋转设备,也广泛应用于电动工具和家用电器等领域。
2. 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承是一种能够承受径向和轴向载荷的轴承。
它们常常应用于汽车前轮或大型机械设备中,如重型机械和冶金设备。
3. 推力球轴承推力球轴承主要用于承受轴向载荷的场合,具有高承载能力和刚性要求的特点。
它们常被广泛应用于液压机械、船舶螺旋桨、轴承钢和冶金设备等。
4. 调心滚子轴承调心滚子轴承是一种受到较大径向载荷和轴向载荷的轴承,既能吸收轴和壳的偏转或倾斜,又能承受高速旋转和冲击负载。
它们常应用于纺织机械、冶金设备、矿山机械和重型机械等。
5. 自润滑轴承自润滑轴承是一种能够通过添加润滑剂来减少摩擦的轴承。
它们通常应用于高温、高速、高精度和无尘环境下的设备,如航天器、核电站和高速机床。
6. 手推车轴承手推车轴承主要是指用于手推车或手推车上的运动部件的轴承。
这些轴承多采用螺旋滚珠轴承或深沟球轴承,以实现手推车的平稳运行。
7. 滑动轴承滑动轴承主要依靠润滑油或润滑脂在轴和轴承之间形成一层薄膜,以减少摩擦。
它们广泛应用于大型机械设备、液压设备、发电机组和船舶等。
8. 直线轴承直线轴承是一种能够沿直线运动的轴承,主要用于数控机床、齿轮机床和线性模组等设备。
除以上常见的轴承类型外,还有许多特殊的轴承类型。
如:陶瓷球轴承、圆珠丝杠轴承、水轴承等。
不同类型的轴承在不同的领域和设备中有着广泛的应用。
它们通过减少摩擦和支撑载荷,提高机械设备的运行效率和可靠性。
例如,深沟球轴承用于汽车和电动工具中,可以支撑高速旋转并减少摩擦,提高设备的寿命。
圆锥滚子轴承可用于大型机械设备,如矿山机械和重型机械,以支撑较大的径向和轴向载荷。
一轴类零件的分类、技术要求轴是机械加工中常见的典型零件之一。
它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件,以传递扭矩。
按结构形式不同,轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等其中阶梯传动轴应用较广,其加工工艺能较全面地反映轴类零件的加工规律和共性。
根据轴类零件的功用和工作条件,其技术要求主要在以下方面:⑴尺寸精度轴类零件的要紧表面常为两类:一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈,即支承轴颈,用于确信轴的位置并支承轴,尺寸精度要求较高,一样为IT 5~IT7;另一类为与各类传动件配合的轴颈,即配合轴颈,其精度稍低,常为IT6~IT9。
⑵几何形状精度要紧指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。
其误差一样应限制在尺寸公差范围内,关于周密轴,需在零件图上另行规定其几何形状精度。
⑶彼此位置精度包括内、外表面、重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。
⑷表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求,一样依照加工的可能性和经济性来确信。
支承轴颈常为~μm,传动件配合轴颈为~μm。
⑸其他热处置、倒角、倒棱及外观修饰等要求。
二、轴类零件的材料、毛坯及热处理1.轴类零件的材料⑴轴类零件材料经常使用45钢,精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr1五、弹簧钢65Mn,也可选用球墨铸铁;对高速、重载的轴,选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。
⑵轴类毛坯经常使用圆棒料和锻件;大型轴或结构复杂的轴采纳铸件。
毛坯通过加热锻造后,可使金属内部纤维组织沿表面均匀散布,取得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。
2.轴类零件的热处理锻造毛坯在加工前,均需安排正火或退火处理,使钢材内部晶粒细化,消除锻造应力,降低材料硬度,改善切削加工性能。
调质一般安排在粗车之后、半精车之前,以获得良好的物理力学性能。
表面淬火一般安排在精加工之前,这样可以纠正因淬火引起的局部变形。
一、轴的功能和分类轴是组成机器的重要零件之一,其主要功能是支持作回转运动的传动零件(如齿轮、蜗轮等),并传递运动和动力。
1、按受载情况分根据轴的受载情况的不同轴可分为转轴、传动轴和心轴三类。
a_1 a_2转轴 b传动轴 c 心轴轴的分类转轴:既受弯矩又受转矩的轴(图a_1、图a_2);传动轴:主要受转矩,不受弯矩或弯矩很小的轴;心轴:只受弯矩而不受转矩的轴;根据轴工作时是否转动,心轴又可分为转动心轴和固定心轴。
转动心轴:工作时轴承受弯矩,且轴转动;固定心轴:工作时轴承受弯矩,且轴固定2、按轴线形状分根据轴线形状的不同轴又可分为曲轴、直轴和钢丝软轴。
曲轴曲轴:各轴段轴线不在同一直线上,主要用于有往复式运动的机械中,如内燃机中的曲轴(图7-2)。
直轴直轴:各轴段轴线为同一直线。
直轴按外形不同又可分为:光轴:形状简单,应力集中少,易加工,但轴上零件不易装配和定位。
常用于心轴和传动轴(左图)。
阶梯轴:特点与光轴相反,常用于转轴(右图)。
钢丝软轴:由多组钢丝分层卷绕而成,具有良好挠性,可将回转运动灵活地传到不开敞的空间位置。
钢丝软轴二、轴设计的主要内容轴的设计包括结构设计和工作能力验算两方面的内容。
(1)根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求,合理地确定轴的结构形式和尺寸。
(2)轴的承载能力验算指的是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的验算。
三、轴的材料及选择轴的材料种类很多,选择时应主要考虑如下因素:1、轴的强度、刚度及耐磨性要求;2、轴的热处理方法及机加工工艺性的要求;3、轴的材料来源和经济性等。
轴的常用材料是碳钢和合金钢。
碳钢比合金钢价格低廉,对应力集中的敏感性低,可通过热处理改善其综合性能,加工工艺性好,故应用最广,一般用途的轴,多用含碳量为0.25~0.5%的中碳钢。
尤其是45号钢,对于不重要或受力较小的轴也可用Q235A等普通碳素钢。
合金钢具有比碳钢更好的机械性能和淬火性能,但对应力集中比较敏感,且价格较贵,多用于对强度和耐磨性有特殊要求的轴。
轴系零部件介绍1 概述在FA设备当中,传动不可避免会通过传动轴,用到的传动轴种类繁多,但其工作原理及设计又不径相同,良好的轴系零件的稳定性直接关系到生产。
2 原理介绍在此我们主要介绍N-Flow线体的传动主轴及轴上零部件,如图1。
图1 传动轴1.挡圈:内孔为6mm,与轴上螺纹用M5 螺丝连接,目的是防止4分链轮向左侧偏出。
2.4分链轮:主要带动4分链条运动,从而通过4分链条再次带动N-Flow轮运动,导致栈板能在线体上运行。
链轮上分别有90度方向M8自负螺丝两颗。
目的同样是防止链轮产生轴向偏移。
3.套管:使得链轮在主轴上无法做左右方向的移动。
线体机身:材料为铝型材。
4.带座轴承:作用是连接主轴,它固定在机台固定板上。
平时我们说的“培林”是英文“Bearing”的音译词,指的就是轴承,而不是包括轴承座在内的一整体。
大家要注意这一点,因为这与我们准备备品有关。
5.5分链轮:作用是通过5分链条传动马达动力,90度方向M8自负螺丝两颗,锁紧于主轴上,同样是用来防止链轮作轴向偏移。
6. 传动主轴:连接所有轴系零部件,材料为45号钢,表面调质发黑处理。
根据上面介绍的轴系零部件的名称和用途,我们可以看出安装在轴上的零部件要牢靠而可靠的相对固定(轴向固定或径向固定),结构应便于加工、应力集中相对减小,光轴的应力集中最小。
轴上的零部件要便于拆卸和安装。
其中,挡圈、套管、自负螺丝,均是为了防止轴上零部件产生轴向偏移,其结构简单,易加工,成本低,功能强。
轴系零件的平时要注意的主要是:螺丝固定件牢固度。
如果带座轴承的螺丝松,很容易造成轴的磨损。
其它的固定螺丝都要锁紧,防止轴横向发生偏移,很容易造成重大的生产事故。
另外,润滑也很重要,减少磨损。
当链轮磨损严重后,容易造成链轮与链条的啮合故障,跳齿等现象就是啮合不良造成的。
当链轮磨损严重后,需要更换链轮。
若要更换轴上的对象,有些机头需要拆除侧板,拆卸时需要注意,应对侧板的固定螺丝在拆卸前做好位置的表示,以免安装时出现大的偏差而浪费时间。
轴类零件的加工工艺一、概述1. 轴类零件的功用、结构特点⑴功用轴类零件是机械加工中经常遇到的零件之一,在机器中,主要用来支承传动零件如齿轮、带轮,传递运动与扭矩,如机床主轴;有的用来装卡工件,如心轴。
⑵结构特点轴类零件是旋转体零件,其长度大于直径,通常由外圆柱面、圆锥面、螺纹、花键、键槽、横向孔、沟槽等表面构成。
按其结构特点分类有:光轴、图5-1 轴的种类(a) 光轴(b) 空心轴(c) 半轴(d) 阶梯轴(e) 花键轴(f) 十字轴(g) 偏心轴(h) 曲轴(i) 凸轮轴阶梯轴、空心轴和异形轴(包括曲轴、半轴、凸轮轴、偏心轴、十字轴和花键轴等)四类。
如图5-1所示。
若按轴的长度和直径的比例来分,又可分为刚性轴(L/d≤12)和挠性轴(L/d>12)两类。
2. 轴类零件的主要技术要求⑴加工精度①尺寸精度轴类零件的主要表面常为两类:一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈,即支承轴颈,用于确定轴的位置并支承轴,尺寸精度要求较高,通常为IT 5~IT7;另一类为与各类传动件配合的轴颈,即配合轴颈,其精度稍低,常为IT6~IT9。
②形状精度主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。
其误差一般应限制在尺寸公差范围内,对于精密轴,需在零件图上另行规定其几何形状精度。
③相互位置精度包括内、外表面、重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。
⑵表面粗糙度轴的加工表面都有粗糙度的要求,一般根据加工的可能性和经济性来确定。
支承轴颈常为0.2~1.6μm,传动件配合轴颈为0.4~3.2μm。
3. 轴类零件的材料、毛坯及热处理⑴轴类零件材料常用45钢,精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr15、弹簧钢65Mn,也可选用球墨铸铁;对高速、重载的轴,选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr 等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。
⑵轴类毛坯常用圆棒料和锻件;大型轴或结构复杂的轴采用铸件。
1.2 轴类零件的分类根据承受载荷的不同分为:1)转轴:定义:既能承受弯矩又承受扭矩的轴2)心轴:定义:只承受弯矩而不承受扭矩的轴3)传送轴:定义:只承受扭矩而不承受弯矩的轴4)根据轴的外形,可以将直轴分为光轴和阶梯轴;5)根据轴内部状况,又可以将直轴分为实心轴和空。
1.3轴类零件的设计要求1.3。
1、轴的设计概要⑴轴的工作能力设计。
主要进行轴的强度设计、刚度设计,对于转速较高的轴还要进行振动稳定性的计算。
⑵轴的结构设计.根据轴的功能,轴必须保证轴上零件的安装固定和保证轴系在机器中的支撑要求,同时应具有良好的工艺性。
一般的设计步骤为:选择材料,初估轴径,结构设计,强度校核,必要时要进行刚度校核和稳定性计算。
1.3。
2、轴的材料轴是主要的支承件,常采用机械性能较好的材料。
常用材料包括:碳素钢:该类材料对应力集中的敏感性较小,价格较低,是轴类零件最常用的材料。
常用牌号有:30、35、40、45、50。
采用优质碳素钢时应进行热处理以改善其性能。
受力较小或不重要的轴,也可以选用Q235、Q255等普通碳钢。
45钢价格相对比较便宜,经过调质(或正火)后,可得到较好的切削性能,而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能,淬火后表面硬度可达45-52HRC,是轴类零件的常用材料。
合金钢具有更好的机械性能和热处理性能,可以适用于要求重载、高温、结构尺寸小、重量轻等使用场合的轴,但对应力集中较敏感,价格也较高。
设计中尤其要注意从结构上减小应力集中,并提高其表面质量。
40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件,这类钢经调质和淬火后,具有较好的综合机械性能。
轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn,经调质和表面高频淬火后,表面硬度可达50—58HRC,并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能,可制造较高精度的轴。
精密机床的主轴(例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴)可选用38CrMoAIA氮化钢。
这种钢经调质和表面氮化后,由于此钢氮化层硬度高,耐磨性好,而且能保持较软的芯部,因此耐冲击韧性好,还具备一定的耐热性和耐蚀性。