Οι άξονες έχουν σχεδιαστεί για να προσαρμόζουν εξαρτήματα σε αυτούς (γρανάζι, σκουλήκια, γρανάζια, τροχαλίες, μισά ζεύξης, κ.λπ.) και να μεταδίδουν ροπή. Οι άξονες χρησιμεύουν μόνο για τη στήριξη περιστρεφόμενων τμημάτων μηχανισμών και, σε αντίθεση με τους άξονες, δεν μεταδίδουν ροπή. Οι άξονες μπορεί να είναι περιστρεφόμενοι ή ακίνητοι.

Ανάλογα με τον τύπο του γεωμετρικού άξονα, οι άξονες χωρίζονται σε ευθύγραμμους, στροφαλοφόρους και εύκαμπτους. Οι ευθείες άξονες χρησιμοποιούνται ευρέως (Εικ. 4.68, ΕΝΑ – V).Οι στροφαλοφόροι άξονες (Εικ. 4.68, δ) χρησιμοποιούνται μόνο σε μηχανές εμβόλων για τη μετατροπή της περιστροφικής κίνησης σε γραμμική κίνηση και αντίστροφα (κινητήρες εσωτερικής καύσης, αντλίες, συμπιεστές). Εύκαμπτοι άξονες με αυθαίρετο σχήμα του γεωμετρικού άξονα χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση περιστροφής σε μηχανισμούς των οποίων τα εξαρτήματα αλλάζουν θέση κατά τη λειτουργία, για παράδειγμα, συσκευές τηλεχειρισμού, οδοντικά τρυπάνια κ.λπ. Οι στροφαλοφόροι άξονες και οι εύκαμπτοι άξονες ταξινομούνται ως εξαρτήματα ειδικής χρήσης και είναι που δεν καλύπτονται στο μάθημα «Ανταλλακτικά Μηχανής» εξετάζονται.

Οι ευθείες άξονες χωρίζονται σε λείες ανάλογα με το σχήμα της εξωτερικής επιφάνειας (βλ. Εικ. 4.68, ΕΝΑ)και βαθμιδωτή ή διαμορφωμένη (βλ. Εικ. 4.68, σι,Ο). Οι λείοι άξονες σε όλο το μήκος έχουν το ίδιο αναμνηστικό μέγεθος, και τις αντίστοιχες προσγειώσεις διάφορα μέρηπαρέχονται από τις μέγιστες αποκλίσεις. Στους μηχανισμούς ισχύος, οι λείες άξονες έχουν περιορισμένη χρήση. Χρησιμοποιούνται κυρίως στα κιβώτια ταχυτήτων για μετάδοση ροπής μόνο. Μεγαλύτερη χρήση

Ρύζι. 4.68

Παρέλαβα όμι σε άφορτους μικρού μεγέθους κινηματικούς μηχανισμούς.

Οι βαθμιδωτοί άξονες είναι λιγότερο προηγμένοι τεχνολογικά στην κατασκευή, αλλά πιο βολικοί στη συναρμολόγηση, ειδικά πολύπλοκοι μηχανισμοί πολλαπλών σταδίων. Κάθε τμήμα περνά ελεύθερα στη θέση του και από τη μία πλευρά εξασφαλίζεται η αξονική του στερέωση. Επιπλέον, ο κλιμακωτός άξονας έχει μικρότερη μάζα, αφού το σχήμα του είναι κοντά σε αυτό μιας δοκού ίσης αντίστασης κάμψης. Κοίλοι άξονες (βλ. Εικ. 4.68, V)πιο ακριβά στην κατασκευή από τα συμπαγή και χρησιμοποιούνται με αυστηρές απαιτήσεις για τη μάζα της δομής (για παράδειγμα, μηχανισμοί αεροπορίας και διαστημικής τεχνολογίας). Όταν η αναλογία της εσωτερικής διαμέτρου του άξονα προς την εξωτερική δ/Δ= 0,6÷0,7 η μάζα του μειώνεται κατά 40–50%, και η ροπή κάμψης της τομής W -μόνο κατά 15–25%, το οποίο δεν προκαλεί απότομη πτώσηδύναμη. Συνήθως λαμβάνονται δ/Δ < 0,75, что связано с необходимостью выполнения шпоночных пазов, шлицев, резьбы. Применяют полые валы также тогда, когда через вал пропускают другую деталь, подводят смазочный материал и пр.

Ο σχεδιασμός του βαθμιδωτού άξονα καθορίζεται από τον αριθμό και το σχέδιο των εξαρτημάτων που τοποθετούνται σε αυτόν, τη θέση των στηριγμάτων και τις συνθήκες συναρμολόγησης. Στον άξονα διακρίνονται μεμονωμένα στοιχεία: ακραία τμήματα. μεταβατικές περιοχές μεταξύ γειτονικών βημάτων διαφορετικών διαμέτρων. θέσεις καθισμάτων για ρουλεμάν, τσιμούχες και εξαρτήματα που μεταδίδουν ροπή.

Οι άξονες εισόδου και εξόδου των μηχανισμών μετάδοσης πρέπει να έχουν τμήματα προβόλου για την τοποθέτηση τροχαλιών, γραναζιών, γραναζιών και μισών ζεύξης. Τα ακραία τμήματα κατασκευάζονται κυλινδρικά, λιγότερο συχνά κωνικά, το σχήμα και οι διαστάσεις των οποίων καθορίζονται από τα πρότυπα. Τα κυλινδρικά είναι ευκολότερα στην κατασκευή, ενώ τα κωνικά (με κωνικότητα 1:10) παρέχουν υψηλή ακρίβεια στη βάση και στο κεντράρισμα των εξαρτημάτων ζευγαρώματος, ευκολία συναρμολόγησης και αποσυναρμολόγησης.

Σε μέρη όπου αλλάζει η διάμετρος του άξονα, γίνεται μια ομαλή μετάβαση - ένα φιλέτο σταθερής ακτίνας (Εικ. 4.69, ΕΝΑ).Για να μειωθεί η συγκέντρωση τάσης, η διαφορά μεταξύ των διαμέτρων των βημάτων του άξονα πρέπει να είναι ελάχιστη και η ακτίνα φιλέτου πρέπει να είναι μέγιστη. Στάση r/dπάρτε τουλάχιστον 0,1. Προκειμένου να διασφαλιστεί ότι το τμήμα που συνδέεται με τον άξονα στηρίζεται κατά μήκος του επιπέδου του ώμου, η ακτίνα του φιλέτου πρέπει να είναι μικρότερη από το πόδι της λοξοτομής του τμήματος / και το ύψος του ώμου t> 2/. Κατά τη μετάδοση μεγάλων αξονικών δυνάμεων, το ύψος της προεξοχής επιλέγεται από την κατάσταση της αντοχής σύνθλιψης της ακραίας επιφάνειας και το πάχος του ώμου επιλέγεται από την προϋπόθεση εξασφάλισης αντοχής διάτμησης. Το ύψος του ώμου (ή του ώμου) για τη στήριξη του εσωτερικού δακτυλίου του ρουλεμάν πρέπει να επιτρέπει την αφαίρεση του ρουλεμάν κατά την αποσυναρμολόγηση. Εάν στο ακραίο τμήμα του άξονα το κλειδί έχει μια σφιχτή σύνδεση με τον άξονα, το ύψος του ώμου tπρέπει να είναι μεγαλύτερο από το ύψος του κλειδιού που προεξέχει από τον άξονα, ώστε το ρουλεμάν να μπορεί να τοποθετηθεί στη θέση του χωρίς να αφαιρεθεί το κλειδί. Οι ανοχές για τη διαρροή των κολάρων ώθησης των αξόνων εκχωρούνται στην περιοχή από 0,01–0,06 mm.

Ένας από τους τρόπους αύξησης της αντοχής σε κόπωση του άξονα είναι η επικάλυψη του φιλέτου (Εικ. 4.69, σι),που χρησιμοποιείται κατά την τοποθέτηση εξαρτημάτων που έχουν μικρή ακτίνα καμπυλότητας ή λοξοτομής στην είσοδο. Η αξονική στερέωση του εξαρτήματος πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας έναν ενδιάμεσο δακτύλιο 1, που σας επιτρέπει να αυξήσετε την ακτίνα του φιλέτου r.Μερικές φορές, για να αυξηθεί η ακτίνα, χρησιμοποιείται ένα φιλέτο με υποκοπή (Εικ. 4.69, γ), ενώ το μήκος του κυλινδρικού τμήματος του άξονα μειώνεται.

Εάν είναι απαραίτητο να τρίψετε τα καθίσματα στον άξονα δίπλα στον ώμο, δώστε αυλακώσεις για την έξοδο του τροχού λείανσης (Εικ. 4.69, ΣΟΛ).Για άξονες μικρής διαμέτρου, τέτοιες αυλακώσεις μειώνουν την αντίσταση στην κάμψη και τη στρέψη, επομένως η λείανση των επιφανειών έδρασης τέτοιων αξόνων είναι δυνατή μόνο με υψηλές αξίεςπεριθώρια ασφαλείας Π> 2,0÷2,5.

Ρύζι. 4.69

Οι επιφάνειες έδρασης των αξόνων και των αξόνων είναι κυρίως κυλινδρικές. Ο σχεδιασμός αυτών των τμημάτων των οπών εξαρτάται από τον τύπο του εξαρτήματος που τοποθετείται και τη μέθοδο μετάδοσης της ροπής. Το μήκος των τμημάτων θεωρείται ότι είναι mm μικρότερο από το μήκος της πλήμνης για να εξασφαλιστεί η αξονική στερέωση του εξαρτήματος. Η τραχύτητα επιφάνειας () εκχωρείται ανάλογα με τη φύση του ζευγαρώματος, την ποιότητα, τον τύπο του τοποθετημένου εξαρτήματος κ.λπ.

Οι λοξοτομές εισόδου είναι κατασκευασμένες στα άκρα των αξόνων ή των ενδιάμεσων τμημάτων για να διευκολύνουν τη συναρμολόγηση και να αποτρέψουν το θρυμματισμό των άκρων και το κόψιμο των χεριών του συναρμολογητή. Οι διαστάσεις της λοξοτομής c αντιστοιχίζονται ανάλογα με τη διάμετρο του άξονα mm σε mm. mm σε mm και mm σε mm.

Οι επιφάνειες στήριξης του άξονα κάτω από τα ρουλεμάν όταν δέχονται ακτινικό φορτίο ονομάζονται τρουκςή λαιμούςγια ενδιάμεσα στηρίγματα. Αυτά τα τμήματα είναι κυλινδρικά για ρουλεμάν κύλισης, αλλά μπορεί να έχουν κωνικούς ή σφαιρικούς κρίκους για απλά ρουλεμάν. Οι διάμετροι προσγείωσης για ρουλεμάν κύλισης επιλέγονται από την τυπική σειρά διαμέτρων για τις οπές των ρουλεμάν κύλισης. Κατά την αντίληψη αξονικών φορτίων, αυτά τα τμήματα των αξόνων καλούνται τακούνια. Η τραχύτητα των επιφανειών στήριξης για τα ρουλεμάν καθορίζεται ανάλογα με τη φύση της διεπαφής μεταξύ του ρουλεμάν και του άξονα, τη διάμετρο του κορμού και την κατηγορία ακρίβειας του ρουλεμάν. Για ρουλεμάν κατηγορίας μηδενικής ακρίβειας, η τραχύτητα των καθισμάτων είναι μικρά, τα άκρα των ώμων είναι μικρά. για ρουλεμάν υψηλότερης κατηγορίας ακρίβειας Raίσο με 0,63 και 1,25 μm, αντίστοιχα. Οι αποκλίσεις από την στρογγυλότητα και την κυλινδρικότητα των σημείων προσγείωσης δεν πρέπει να υπερβαίνουν τις 0,5 ανοχές ανά διάμετρο και για ρουλεμάν κατηγοριών ακρίβειας 5,4 και 2 - όχι περισσότερο από 0,003–0,018 mm.

Το υλικό των αξόνων και των αξόνων είναι άνθρακας και κράμα χάλυβες, οι οποίοι έχουν υψηλή αντοχή, δυνατότητα επιφανειακής και ογκομετρικής σκλήρυνσης (για αύξηση της αντοχής σε κόπωση και αντοχή στη φθορά) και καλή μηχανική ικανότητα. Το υλικό του άξονα επιλέγεται λαμβάνοντας υπόψη τις συνθήκες λειτουργίας του μηχανισμού. Σε μηχανισμούς ελαφρού φορτίου, οι άξονες που δεν υποβάλλονται σε θερμική επεξεργασία είναι κατασκευασμένοι από ανθρακούχο χάλυβα 20, 45A, 50 κ.λπ. των κραματοποιημένων χάλυβων υπόκεινται σε βελτίωση, σκλήρυνση με υψηλές διακοπές. Για να αυξηθεί η αντοχή στη φθορά, μεμονωμένα τμήματα των αξόνων υποβάλλονται σε επιφανειακή σκλήρυνση υψηλής συχνότητας. Οι δακτύλιοι των αξόνων και των αξόνων για τα ρουλεμάν ολίσθησης μηχανισμών με μεγάλη διάρκεια ζωής είναι τσιμεντοποιημένοι για αύξηση της αντοχής στη φθορά. Η επιλογή του τύπου θερμικής επεξεργασίας πραγματοποιείται σύμφωνα με την ποιότητα του χάλυβα (τσιμεντωμένο ή επιτρεπόμενη νιτροποίηση). Για να αυξηθεί η αντοχή στη φθορά, χρησιμοποιούνται χάλυβες χρωμίου-νικελίου ή επιχρωμιώνονται τα γεμιστήρια άξονα και η διάρκεια ζωής αυξάνεται κατά 3–5 φορές.

Οι έδρες των αξόνων και των αξόνων με υψηλό φορτίο αλέθονται μετά την περιστροφή. Υπό εναλλασσόμενη φόρτιση, οι επιφανειακές ανωμαλίες λειτουργούν ως μικροσυγκεντρωτές τάσεων. Το τρίψιμο και το γυάλισμα μειώνουν την ανομοιομορφία και αυξάνουν τη μακροζωία του άξονα. Οι άξονες υψηλής καταπόνησης αλέθονται σε όλη την επιφάνεια.

Ο υπολογισμός των αξόνων πραγματοποιείται σε τρία στάδια.

Ελλείψει δεδομένων για τις γραμμικές διαστάσεις του άξονα και, κατά συνέπεια, για τις ροπές κάμψης, στο πρώτο στάδιο, προσδιορίζεται η κατά προσέγγιση τιμή της διαμέτρου του άξονα στο πιο φορτισμένο τμήμα. Από την κατάσταση της στρεπτικής αντοχής του άξονα έχουμε

Οπου T -ροπή που μεταδίδεται από τον άξονα, N mm. [τ] – επιτρεπόμενη στρεπτική τάση, MPa (για χαλύβδινους άξονες πάρτε [τ] = 12÷20 MPa).

Στο δεύτερο στάδιο, σύμφωνα με τη λαμβανόμενη διάμετρο, δίνεται στον άξονα ένα δομικό σχήμα που πληροί το κινηματικό διάγραμμα και αντικατοπτρίζει τις απαιτήσεις για δυνατότητα κατασκευής και συναρμολόγησης. Ως αποτέλεσμα, καθορίζονται όλες οι διαστάσεις του άξονα.

Στο τρίτο στάδιο, εκτελείται ένας υπολογισμός επαλήθευσης του άξονα. Το κύριο κριτήριο για τους περιστρεφόμενους άξονες και άξονες είναι η κυκλική αντοχή, αφού δυνάμεις που είναι σταθερές σε τιμή και κατεύθυνση προκαλούν εναλλασσόμενες τάσεις σε αυτούς. Οι σταθεροί άξονες και ορισμένοι άξονες υπολογίζονται για στατική αντοχή υπό τη δράση μεγάλων ροπών εκκίνησης. Η ανεπαρκής ακαμψία των αξόνων επηρεάζει αρνητικά τη λειτουργία των σχετικών αρθρώσεων, ρουλεμάν, γραναζιών και άλλων εξαρτημάτων. αυξάνει τη φθορά? μειώνει την αντοχή στην κόπωση των εξαρτημάτων και των συνδέσεων. μειώνει την ακρίβεια των μηχανισμών κ.λπ. Ο υπολογισμός της ακαμψίας του άξονα πραγματοποιείται σε περιπτώσεις όπου αυτές οι επιρροές είναι σημαντικές και απαιτούν υποχρεωτική εξέταση.

Υπολογισμός αντίστασης κόπωσης.Κατά τον υπολογισμό του άξονα, μπορούν να διακριθούν τα ακόλουθα στάδια: κατάρτιση σχεδίου διαγράμματος. Προσδιορισμός των φορτίων σχεδιασμού και κατασκευή διαγραμμάτων κανονικών δυνάμεων, ροπών κάμψης και στρέψης. υπολογισμός τάσεων και περιθωρίων ασφαλείας σε επικίνδυνα τμήματα του άξονα.

Για τους υπολογισμούς, οι περιστρεφόμενοι άξονες και οι άξονες αντιπροσωπεύονται με τη μορφή δοκού σε αρθρωτά στηρίγματα. Η θέση των στηριγμάτων εξαρτάται από τον τύπο του ρουλεμάν. Κατά την εγκατάσταση ενός άξονα σε ακτινικά σφαιρικά ή κυλινδρικά ρουλεμάν, τα σημεία στήριξης θεωρούνται ότι είναι το μέσο του πλάτους κάθε ρουλεμάν (Εικ. 4.70, α, β).Κατά την εγκατάσταση του άξονα σε ρουλεμάν γωνιακής επαφής, τα στηρίγματα βρίσκονται σε μετατόπιση από το άκρο κατά την ΕΝΑανάλογα με τη γωνία επαφής. Για ρουλεμάν (Εικ. 4.70, V),και για κωνικό κύλινδρο (Εικ. 4.70, ΣΟΛ),πού είναι ο συντελεστής αξονικού φορτίου, ανάλογα με τη γωνία επαφής (Πίνακας 4.16). Κατά την εγκατάσταση δύο ρουλεμάν σε ένα στήριγμα, το υπό όρους στήριγμα τοποθετείται σε απόσταση ενός τρίτου από το μέσο του εσωτερικού ρουλεμάν (Εικ. 4.70, ∂). Uάξονες περιστρεφόμενοι σε απλά ρουλεμάν, συμβατικοί

Ρύζι. 4,70

το στήριγμα μεντεσέ βρίσκεται σε απόσταση (0,254-0,3)/ από το άκρο του ρουλεμάν (Εικ. 4.70, μι).

Τα φορτία που δρουν στον άξονα μεταδίδονται από τα σχετικά μέρη, όπως γρανάζια και ατέρμονες τροχούς,

Πίνακας 4.16

ρουλεμάν	επαφή, α°		Μονή σειρά ρουλεμάν				Διπλή σειρά ρουλεμάν
Μπάλα ακτινωτή
Μπάλες γωνιακής επαφής
Κύλινδρος κωνικός

τροχαλίες, γρανάζια κτλ. Καθορίζονται από τις αντίστοιχες εξαρτήσεις υπολογισμών γραναζιών ή πειραματικά. Στους υπολογισμούς του άξονα, αυτά τα φορτία, που κατανέμονται στην επιφάνεια επαφής, αντικαθίστανται από συγκεντρωμένες ισοδύναμες δυνάμεις και εφαρμόζονται στο μέσο της πλήμνης εξαρτήματος. Τα φορτία που βρέθηκαν μεταφέρονται στον άξονα του άξονα και κατασκευάζονται τα αντίστοιχα διαγράμματα.

Κατά τον υπολογισμό της κόπωσης, λαμβάνονται υπόψη τα τμήματα με συγκεντρωτές τάσης: μεταβάσεις φιλέτου, σφήνες, αυλακώσεις, εγκάρσιες οπές, σπειρώματα, στα οποία δρουν υψηλές ροπές κάμψης και ροπής. Σε άξονες σύνθετου σχεδιασμού, μερικές φορές είναι δύσκολο να ξεχωρίσουμε ένα επικίνδυνο τμήμα και στη συνέχεια ο υπολογισμός πραγματοποιείται για πολλά τμήματα. Για κάθε ένα από τα τμήματα σχεδιασμού, προσδιορίζονται συντελεστές ασφαλείας και συγκρίνονται με την επιτρεπόμενη τιμή. Για να διασφαλιστεί η αξιόπιστη λειτουργία πρέπει να υπάρχει. Η ισχύς υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο

όπου και είναι τα περιθώρια ασφαλείας για κανονικές και εφαπτομενικές τάσεις:

όπου και είναι τα όρια αντοχής του τυπικού δείγματος κάτω από έναν συμμετρικό κύκλο μεταβολών τάσεων· και είναι οι τάσεις πλάτους των κανονικών και εφαπτομενικών κύκλων τάσεων· και είναι οι μέσες τάσεις των κύκλων· συντελεστές για τη μείωση των ορίων κόπωσης ενός εξαρτήματος· και – συντελεστές ευαισθησίας του υλικού στην ασυμμετρία του κύκλου τάσεων.

Για είδη άνθρακα για κράμα χάλυβες. Συντελεστής μείωσης για το όριο κόπωσης του εξαρτήματος:

Κατά τον υπολογισμό της κάμψης

Κατά τον υπολογισμό της στρέψης

πού και είναι οι αποτελεσματικοί συντελεστές συγκέντρωσης τάσεων (ανάλογα με τον τύπο του συγκεντρωτή τάσης). και – συντελεστές επιρροής των διαστάσεων του εξαρτήματος. – συντελεστής που λαμβάνει υπόψη την αύξηση του ορίου αντοχής κατά την επιφανειακή σκλήρυνση. και – συντελεστές επιρροής τραχύτητας.

Οι αποτελεσματικοί συντελεστές και οι συγκεντρώσεις τάσεων για τον χάλυβα κατά την κάμψη και τη στρέψη των αξόνων στη θέση του δακτυλιοειδούς αυλακιού βρίσκονται από τον Πίνακα. 4.17; σε μια κλιμακωτή μετάβαση με ένα φιλέτο - σύμφωνα με τον πίνακα. 4.18; κατά την κάμψη και τη στρέψη αξόνων με σφήνες, κλειδαριές, σπειρώματα και εγκάρσιες οπές - αλλά τραπέζι. 4.19.

Συντελεστές – και δίνονται στον πίνακα. 4.20; συντελεστής – στον πίνακα. 4.21.

Τιμές ανάλογα με τις παραμέτρους τραχύτητας RaΚαι Rzφαίνονται στο Σχ. 4.71. Η τιμή καθορίζεται από τη σχέση

Πίνακας 4.17

Αποτελεσματικοί παράγοντες συγκέντρωσης

Ρύζι. 4.71

Πίνακας 4.18

Αποτελεσματικές συγκεντρώσεις καφέ

Τα γρανάζια, οι τροχαλίες, οι οδοντωτοί τροχοί και άλλα εξαρτήματα περιστρεφόμενης μηχανής τοποθετούνται σε άξονες ή άξονες.

Αξοναςσχεδιασμένο να μεταδίδει ροπή κατά μήκος του άξονά του, να υποστηρίζει τα μέρη που βρίσκονται σε αυτό και να αντιλαμβάνεται τις δυνάμεις που ασκούνται σε αυτά. Κατά τη λειτουργία, ο άξονας υφίσταται εμπειρία στροφήΚαι στρέψη, καισε ορισμένες περιπτώσεις - επιπλέον τέντωμα ή συμπίεση.

Αξοναςυποστηρίζει μόνο τα μέρη που είναι εγκατεστημένα σε αυτό και αντιλαμβάνεται τις δυνάμεις που ασκούνται σε αυτά. Σε αντίθεση με έναν άξονα, ένας άξονας δεν μεταδίδει ροπή και, επομένως, δεν παρουσιάζει στρέψη.Οι άξονες μπορούν να είναι ακίνητοςμιή μπορεί να περιστραφείμαζί με τα εξαρτήματα που είναι τοποθετημένα πάνω τους.

Σύμφωνα με το σχήμα του γεωμετρικού άξοναοι άξονες χωρίζονται σε ευθεία(Εικ.2)Και έμμεσος- μανιβέλα και εκκεντρικό. Οι έμμεσοι άξονες ταξινομούνται ως ειδικά μέρη.

άξονες,συνήθως, απόβλητοςπουλήστε κατευθείαν(βλ. Εικ. 1). Σχεδιαστικά, οι ευθύγραμμοι άξονες και οι άξονες διαφέρουν ελάχιστα μεταξύ τους.

Ρύζι. 1. Άξονας τρόλεϊ

Οι ευθείες άξονες και άξονες μπορούν να είναι λείοςή stuαφρώδης(βλ. Εικ. 2).

R είναι. 2. Ευθύς βαθμιδωτός άξονας:

1 - αγκάθι; 2 - λαιμός? 3 - ρουλεμάν 4 - δακτύλιος με εγκάρσια αυλάκωση για να χωράει τις ράβδους εξολκέα ρουλεμάν

Το κλιμακωτό σχήμα προάγει την ίση τάση σε επιμέρους τμήματα και απλοποιεί την κατασκευή και εγκατάσταση εξαρτημάτων στον άξονα.

Σύμφωνα με το σχήμα της διατομήςάξονες και άξονες είναι συμπαγές και κοίλο(με αξονική τρύπα). Οι κοίλοι άξονες χρησιμοποιούνται για μείωση βάρους ή για τοποθέτηση σε άλλο μέρος.

Σύμφωνα με το εξωτερικό περίγραμμα της διατομήςοι άξονες χωρίζονται σε με νάρθηκα και με κλειδί,έχοντας ένα προφίλ spline ή ένα προφίλ με κλειδί σε ένα συγκεκριμένο μήκος.

2. Δομικά στοιχεία. Υλικά άξονα και άξονα

Trunnions- τμήματα στήριξης του άξονα ή του άξονα. Χωρίζονται σε αιχμές, λαιμοί και τακούνια.

SH Ipomονομάζεται ημερολόγιο που βρίσκεται στο άκρο ενός άξονα ή ενός άξονα και εκπέμπει κυρίως ακτινική δύναμη (βλ. Εικ. 2). Λαιμόςονομάζεται ημερολόγιο στο μεσαίο τμήμα ενός άξονα ή άξονα. Τα στηρίγματα για τους τένοντες και τους λαιμούς των αξόνων είναικάτω απόαγκάθια.Οι αιχμές και οι λαιμοί μπορούν να διαμορφωθούν κυλίνδρουςσφαιρικό, κωνικό ή σφαιρικό.Στις περισσότερες περιπτώσεις χρησιμοποιείται κυλινδρικές καρφίτσες.

Εικ.3. Τακούνια

Πέμπτοςπου ονομάζεται κορμός που μεταδίδει αξονική δύναμη (Εικ. 3). Χρησιμεύουν ως στηρίγματα για τα τακούνιαωστικά ρουλεμάν. Τακούνιαυπάρχουν διάφορα σχήματα στερεόςmi (Εικ. 3,ΕΝΑ), δαχτυλίδιεσείς (Εικ. 3,σι) Και greeπάγκος(Εικ. 3, V).Τα τακούνια με χτένα χρησιμοποιούνται πλέον σπάνια.

Επιφάνειες προσγείωσηςάξονες και άξονες κάτω από τους κόμβουςεκτελούνται τοποθετημένα μέρη κυλινδρικό και κωνικόκίμι(βλ. Εικ. 2). Κατά την εφαρμογή παρεμβολών, η διάμετρος αυτών των επιφανειών είναι μεγαλύτερη από τη διάμετρο γειτονικών περιοχών για ευκολία στο πάτημα και μείωση της συγκέντρωσης τάσεων (βλ. Εικ. 2). Οι διάμετροι των επιφανειών έδρασης και οι διάμετροι για τα ρουλεμάν ολίσθησης επιλέγονται από έναν αριθμό κανονικών γραμμικών διαστάσεων· οι διάμετροι για τα ρουλεμάν κύλισης επιλέγονται σύμφωνα με τα πρότυπα ρουλεμάν.

Τα κωνικά άκρα των αξόνων (βλ. Εικ. 2) κατασκευάζονται μεκωνικό 1:10. Χρησιμοποιούνται για τη διευκόλυνση της εγκατάστασηςεξαρτήματα εγκατεστημένα στον άξονα.

Μεταβατικές περιοχέςάξονες και άξονες μεταξύ δύο βαθμίδων διαφορετικών διαμέτρων:

ΕΝΑ)με αυλάκι με στρογγυλεμένογια έξοδο από τον τροχό λείανσης (Εικ. 4, ΕΝΑ);

σι)με ένα φιλέτο σταθερής ακτίνας,ρύζι. 4, σι(το φιλέτο είναι η επιφάνεια μιας ομαλής μετάβασης από ένα τμήμα ενός μικρότερου τμήματος σε ένα μεγαλύτερο).

V ) με φιλέτο μεταβλητής ακτίνας(ρύζι. 4, V).

Ρύζι. 4. Μεταβατικά τμήματα του άξονα

Τα μεταβατικά τμήματα είναι συγκεντρωτές τάσηςΓαμπροί.Ένας αποτελεσματικός τρόπος μείωσης της συγκέντρωσης στρες σε περιοχές μετάβασης είναι προβολή

ευκαμψίακάνοντας ανάγλυφες αυλακώσεις (Εικ. 5, ΕΝΑ),αυξάνοντας τις ακτίνες του φιλέτου, κάνοντας τρύπες σε βήματα μεγαλύτερης διαμέτρου (Εικ. 5, σι). Σκλήρυνση με παραμόρφωση (στοπριτσίνωμα) φιλέτα αυξάνει τη φέρουσα ικανότηταιδιότητα αξόνων και αξόνων.

Ρύζι. 5.Μέθοδοι αύξησης της ονομαστικής αντοχής αξόνων

Υλικά άξονα και άξοναπρέπει να είναι καλόsho να επεξεργάζεται, να είναι ανθεκτικό καιέχουν υψηλό συντελεστή ελαστικότητας.ΑυτόΟι απαιτήσεις πληρούνται πλήρως από ανθρακούχους και κράμα χάλυβες, από τους οποίους κατασκευάζονται κυρίως άξονες και άξονες. Για άξονες και άξονες χωρίς θερμική επεξεργασία σκλήρυνσης, χρησιμοποιούνται χάλυβες St5, St6. για άξονες με θερμική επεξεργασία - χάλυβας 45, 40Χ. Οι άξονες υψηλής ταχύτητας που λειτουργούν σε απλά ρουλεμάν είναι κατασκευασμένοι από χάλυβα 20, 20Χ, 12ΧΝΖΑ.Οι δακτύλιοι αυτών των αξόνων είναι τσιμεντοειδείςγια αύξηση της αντοχής στη φθορά.

Οι άξονες και οι άξονες επεξεργάζονται σε τόρνους και ακολουθούν ημερολόγια λείανσης και επιφάνειες καθίσματος.

Συχνά χρησιμοποιούνται άξονες. Ας μάθουμε πώς ονομάζεται ένας άξονας, πώς διαφέρει από έναν άξονα, από τι αποτελείται το τμήμα του άξονα, την ταξινόμησή του και τα υλικά που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή αξόνων.

Ορισμός, σχεδιαστικά χαρακτηριστικά

Val -ένα εξάρτημα μηχανισμού κατασκευασμένο από, που έχει διατομή συγκεκριμένου σχήματος και μεταδίδει ροπή σε άλλα στοιχεία, προκαλώντας την περιστροφή τους.

Ο άξονας διαφέρει από τον άξονα στο ότι χρησιμεύει μόνο για τη στήριξή τους. Εάν οι άξονες χωρίζονται σε κινούμενους και στατικούς, τότε οι άξονες περιστρέφονται πάντα. Το γεωμετρικό σχήμα του άξονα μπορεί να είναι μόνο ευθύ.

Ο άξονας αποτελείται από τα ακόλουθα τμήματα:

1. Υποστήριξη.
2. Ενδιάμεσος.
3. Τερματικό.

Η δακτυλιοειδής πάχυνση ονομάζεται κολάρο. Το ενδιάμεσο τμήμα μεταξύ διαφορετικών διαμέτρων για τη στερέωση των εξαρτημάτων που πρέπει να φορεθούν ονομάζεται ώμος.

Η περιοχή όπου αλλάζει η διάμετρος του άξονα ονομάζεται φιλέτο. Για να αυξηθεί η αντοχή, η καμπυλότητα του φιλέτου αλλάζει ομαλά. Υπάρχουν 2 τύποι καμπυλότητας: σταθερή και μεταβλητή. Η αύξηση της καμπυλότητας του φιλέτου και η δημιουργία ειδικών οπών αυξάνει την αξιοπιστία του άξονα κατά ένα δέκατο.

Ανάλογα με την κατανομή των φορτίων, που απεικονίζονται σε ειδικά γραφήματα (διαγράμματα), προσδιορίζονται το μήκος και το σχήμα του άξονα. Αυτή η παράμετρος εξαρτάται επίσης από τις συνθήκες συναρμολόγησης και τη μέθοδο κατασκευής.

Οι διαστάσεις των καθισμάτων για περιστρεφόμενα στοιχεία που βρίσκονται στα άκρα των αξόνων είναι αυστηρά τυποποιημένες σύμφωνα με τα πρότυπα GOST.

Υλικά

Εξαρτάται από εξωτερικές δυνάμειςστο οποίο υπόκειται το τμήμα του άξονα κατά τη λειτουργία πραγματοποιείται για την κατασκευή του.

Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται με υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα, καθώς έχουν βελτιωμένα μηχανικά χαρακτηριστικά και αντοχή στη φθορά. Αυτά τα μέρη λαμβάνονται με κύλιση.

Ο κύριος όγκος των αξόνων είναι κατασκευασμένος από κράμα χάλυβα ποιότητας 45X, με μέση περιεκτικότητα σε άνθρακα. Για άξονες που υπόκεινται σε υψηλές καταπονήσεις, χρησιμοποιούνται χάλυβες 40ХН, 40ХНГМА, 30ХГТ και άλλοι, οι οποίοι υποβάλλονται σε διαδικασία σκλήρυνσης με υψηλή σκλήρυνση.

Επιπλέον, για βαρείς στροφαλοφόρους άξονες, το υλικό που χρησιμοποιείται είναι χυτοσίδηρος υψηλής αντοχής, που σχηματίζεται με διάσπαρτα σφαιρικά εγκλείσματα άνθρακα σε μεταλλικό πλέγμα και περιέχει Mg, Ca, Se, Y.

Ταξινόμηση άξονα

Κατά σκοπό:

1. Άξονες γραναζιών στους οποίους βρίσκονται μέρη του μηχανισμού γραναζιών (γρανάζι, σύνδεσμοι, τροχαλίες).
2. Οι αυτόχθονες που κουβαλούν τα άλλα μέρη.

Σύμφωνα με το σχήμα του άξονα:

1. Απευθείας.
2. Μανιβέλα.
3. Εύκαμπτος.

Οι άμεσες γραμμές χωρίζονται σε:

1. Λείος.
2. Βηματίστηκε.
3. Τύπος σκουληκιού.
4. Φλάντζα.
5. Άξονες κάρδανων.

Σύμφωνα με το σχήμα τομής:

1. Λείος.
2. Κοίλος.
3. Σφηνοειδής.

Παραγωγή

Υπάρχουν διάφορα στάδια κατασκευής:

1. Εκτέλεση μελετών και μηχανολογικών εργασιών και υπολογισμών με χρήση ειδικού λογισμικού.
2. Επιλογή και αγορά του απαραίτητου υλικού που πληροί τα απαιτούμενα χαρακτηριστικά. Εξοπλισμός με πρόσθετο εξοπλισμό παραγωγής, εάν είναι απαραίτητο.
3. Γείσο.
4. Συγκόλληση και λείανση.
5. Δυναμική εξισορρόπηση.
6. Εφαρμογή προστατευτικής επίστρωσης.

Το πρώτο στάδιο πραγματοποιείται συνήθως στο γραφείο σχεδιασμού. Με την ολοκλήρωση της εργασίας εκδίδεται τεκμηρίωση του έργου, που περιέχει υπολογισμούς και επεξεργασμένα δεδομένα, αυστηρά σύμφωνα με τα οποία θα πραγματοποιηθεί η παραγωγή αυτού του τύπου εξαρτήματος.

Στο δεύτερο στάδιο γίνεται η επιλογή του υλικού του τεμαχίου που πληροί τα απαιτούμενα χαρακτηριστικά απόδοσης και η παραγωγή επανεξοπλίζεται με τεχνολογικό εξοπλισμό.

Το τρίτο στάδιο εκτελείται με τη χρήση εξοπλισμού τόρνευσης, όπου το τεμάχιο κατεργάζεται και αποκτά τη γεωμετρία και το μέγεθός του. Σε αυτήν την περίπτωση, όλες οι επιφάνειες του τεμαχίου υπόκεινται σε αλλαγές.

Στο τέταρτο στάδιο, πραγματοποιείται στερέωση μεμονωμένα στοιχείατεμάχια εργασίας συγκολλώντας τα και κάνοντας τις απαραίτητες τρύπες και αυλακώσεις. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας σύγχρονες μεθόδουςμετρήσεις, λείανση και φινίρισμα μέχρι τις τελικές τους διαστάσεις.

Στο επόμενο στάδιο, ελέγχεται η εξισορρόπηση των εξαρτημάτων υποβάλλοντάς τα σε δυναμικές δοκιμές, αφού από αυτό εξαρτάται η πληρότητα της μεταφοράς της περιστροφικής ενέργειας σε άλλα στοιχεία του μηχανισμού. Η ακατάλληλη ζυγοστάθμιση μπορεί να οδηγήσει σε δυσλειτουργία του εξοπλισμού στον οποίο θα εγκατασταθεί ο άξονας.

Το τελευταίο - έκτο στάδιο χαρακτηρίζεται από την εφαρμογή ενός ειδικού στρώματος στην επιφάνειά του. Η επιλογή της μεθόδου και του τύπου επίστρωσης εξαρτάται από τις συνθήκες λειτουργίας.

Ένα λεπτό στρώμα από καουτσούκ στην επιφάνεια των αξόνων προστατεύει από τη δράση των μέσων αντίδρασης. Η αντοχή στη διάβρωση εξασφαλίζεται με ψεκασμό μετάλλου ηλεκτρικού τόξου αυτών των εξαρτημάτων.

Η μέθοδος επιχρωμίωσης χρησιμοποιείται για την αύξηση της αντοχής στη φθορά και τη μείωση της τριβής αυτού του τύπου εξαρτήματος.

Το τμήμα άξονα χρησιμοποιείται ευρέως σε πολλούς τομείς της βιομηχανίας: αυτοκινητοβιομηχανία, εργαλειομηχανές, σιδηρόδρομοι, κλωστοϋφαντουργία, βιομηχανίες επεξεργασίας ξύλου.

Έχοντας εξετάσει λεπτομερώς τα ερωτήματα που τέθηκαν παραπάνω, μπορούμε να συμπεράνουμε:

1. Ο άξονας διαφέρει από τον άξονα ως προς τη λειτουργικότητα και τη γεωμετρία του.
2. Ο άξονας αποτελείται από 3 τμήματα (κόμβος, λαιμός, τένοντα).
3. Υπάρχουν διάφοροι τύποι ταξινόμησης άξονα ανάλογα με το σκοπό και το σχήμα.
4. Το υλικό για το μέρος είναι κράμα χάλυβα διαφόρων ποιοτήτων, λιγότερο συχνά με σφαιρικά εγκλείσματα άνθρακα.
5. Η κατασκευή ενός άξονα περιλαμβάνει πολλά στάδια και απαιτεί ειδικές γνώσεις και σημαντική δαπάνη ενεργειακών πόρων.
6. Για την αύξηση του χρόνου λειτουργίας των αξόνων στο στάδιο της παραγωγής, η επιφάνειά τους επικαλύπτεται με ειδικά υλικά.
7. Ο άξονας χρησιμοποιείται ευρέως σε πολλούς μηχανισμούς σε διάφορους τομείς της ανθρώπινης δραστηριότητας.

ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΚΑΙ

ΒΑΣΙΚΑ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ

Διάλεξη 8

ΑΞΟΝΑΣ ΚΑΙ ΑΞΟΝΕΣ

ΕΙΜΑΙ. ΣΙΝΩΤΙΝ

Τμήμα Τεχνολογίας και Αυτοματισμού Παραγωγής

Άξονες και άξονες Γενικές πληροφορίες

Τα γρανάζια, οι τροχαλίες, οι οδοντωτοί τροχοί και άλλα εξαρτήματα περιστρεφόμενης μηχανής τοποθετούνται σε άξονες ή άξονες.

Αξοναςέχει σχεδιαστεί για να υποστηρίζει μέρη που βρίσκονται πάνω του και να μεταδίδει ροπή. Κατά τη λειτουργία, ο άξονας υφίσταται κάμψη και στρέψη, και σε ορισμένες περιπτώσεις πρόσθετη τάση και συμπίεση.

Αξονας- ένα εξάρτημα που προορίζεται μόνο για τη στήριξη των εξαρτημάτων που βρίσκονται πάνω του. Σε αντίθεση με έναν άξονα, ένας άξονας δεν μεταδίδει ροπή και επομένως δεν υφίσταται στρέψη. Οι άξονες μπορούν να είναι ακίνητοι ή να περιστρέφονται μαζί με τα εξαρτήματα που είναι τοποθετημένα πάνω τους.

Ποικιλία αξόνων και αξόνων

Σύμφωνα με το γεωμετρικό τους σχήμα, οι άξονες χωρίζονται σε ευθύγραμμους (Εικόνα 1), στροφαλοφόρους και εύκαμπτους.

1 – ακίδα; 2 – λαιμός; 3 – ρουλεμάν

Σχήμα 1 – Ευθύς βαθμιδωτός άξονας

Οι στροφαλοφόροι άξονες και οι εύκαμπτοι άξονες είναι ειδικά μέρη και δεν καλύπτονται σε αυτό το μάθημα. Οι άξονες κατασκευάζονται συνήθως ίσιοι. Σχεδιαστικά, οι ευθύγραμμοι άξονες και οι άξονες διαφέρουν ελάχιστα μεταξύ τους.

Το μήκος των ευθύγραμμων αξόνων και αξόνων μπορεί να είναι ομαλό ή κλιμακωτό. Ο σχηματισμός βημάτων συνδέεται με διαφορετικές τάσεις μεμονωμένων τμημάτων, καθώς και με συνθήκες κατασκευής και ευκολία συναρμολόγησης.

Ανάλογα με τον τύπο του τμήματος, οι άξονες και οι άξονες μπορεί να είναι συμπαγείς ή κοίλοι. Το κοίλο τμήμα χρησιμοποιείται για μείωση βάρους ή για τοποθέτηση σε άλλο τμήμα.

Δομικά στοιχεία αξόνων και αξόνων

1 Τρουνιόν.Τα τμήματα του άξονα ή του άξονα που βρίσκονται στα στηρίγματα ονομάζονται άξονες. Χωρίζονται σε αγκάθια, λαιμούς και φτέρνες.

αγκάθιονομάζεται ημερολόγιο, που βρίσκεται στο άκρο ενός άξονα ή ενός άξονα και μεταδίδει κυρίως ακτινικό φορτίο (Εικ. 1).

Εικόνα 2 – Τακούνια

Λαιμόςονομάζεται ημερολόγιο που βρίσκεται στο μεσαίο τμήμα του άξονα ή του άξονα. Τα ρουλεμάν χρησιμεύουν ως στηρίγματα για τους λαιμούς.

Οι αιχμές και οι λαιμοί μπορεί να έχουν κυλινδρικό, κωνικό ή σφαιρικό σχήμα. Στις περισσότερες περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται κυλινδρικοί πείροι (Εικ. 1).

Πέμπτοςονομάζεται ημερολόγιο που μεταδίδει αξονικό φορτίο (Εικόνα 2). Τα ρουλεμάν ώθησης χρησιμεύουν ως στηρίγματα για τις φτέρνες. Το σχήμα των τακουνιών μπορεί να είναι συμπαγές (Εικόνα 2, α), δακτύλιος (Εικόνα 2, β) και χτένα (Εικόνα 2, γ). Τα τακούνια με χτένα χρησιμοποιούνται σπάνια.

2 Επιφάνειες προσγείωσης.Οι επιφάνειες έδρασης των αξόνων και των αξόνων για τις πλήμνες των συναρμολογημένων εξαρτημάτων είναι κυλινδρικές (Εικόνα 1) και λιγότερο συχνά κωνικές. Όταν το πάτημα ταιριάζει, η διάμετρος αυτών των επιφανειών θεωρείται ότι είναι περίπου 5% μεγαλύτερη από τη διάμετρο των γειτονικών περιοχών για ευκολία στο πάτημα (Εικόνα 1). Οι διάμετροι των επιφανειών καθίσματος επιλέγονται σύμφωνα με το GOST 6336-69 και οι διάμετροι για ρουλεμάν κύλισης επιλέγονται σύμφωνα με τα πρότυπα GOST για ρουλεμάν.

3 Μεταβατικές περιοχές.Τα τμήματα μετάβασης μεταξύ δύο βαθμίδων αξόνων ή αξόνων εκτελούν:

Με στρογγυλεμένη αυλάκωση για την έξοδο του τροχού λείανσης σύμφωνα με το GOST 8820-69 (Εικόνα 3, α). Αυτές οι αυλακώσεις αυξάνουν τη συγκέντρωση τάσεων και επομένως συνιστώνται σε ακραία τμήματα όπου οι ροπές κάμψης είναι μικρές.

Εικόνα 3 – Μεταβατικά τμήματα του άξονα

με ένα φιλέτο * σταθερής ακτίνας σύμφωνα με το GOST 10948-64 (Εικόνα 3, β).

Με ένα φιλέτο μεταβλητής ακτίνας (Εικόνα 3, γ), το οποίο συμβάλλει στη μείωση της συγκέντρωσης τάσεων και επομένως χρησιμοποιείται σε περιοχές με βαριά φορτία αξόνων και αξόνων.

Αποτελεσματικά μέσα για τη μείωση της συγκέντρωσης τάσεων σε περιοχές μετάβασης είναι η περιστροφή των αυλακώσεων ανακούφισης (Εικόνα 4, α), η αύξηση των ακτίνων του φιλέτου και η διάτρηση σε βήματα μεγάλης διαμέτρου (Εικόνα 4, β).

Σχήμα 4 – Μέθοδοι για την αύξηση της αντοχής σε κόπωση των αξόνων

ΣΚΟΠΟΣ ΚΑΙ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΑΞΟΝΑ.ΑΞΟΝΑΣ ΚΑΙ ΑΞΟΝΕΣ

Περιστρεφόμενα εξαρτήματα μηχανών (γρανάζι, τροχαλίες, οδοντωτοί τροχοί κ.λπ.) τοποθετούνται σε άξονες και άξονες. Οι άξονες έχουν σχεδιαστεί για να μεταδίδουν ροπή κατά μήκος του άξονά τους. Οι δυνάμεις που προκύπτουν κατά τη μετάδοση της ροπής προκαλούν τάσεις στρέψης και κάμψης και μερικές φορές εφελκυστικές ή θλιπτικές τάσεις.

Οι άξονες δεν μεταδίδουν ροπή. Οι δυνάμεις που δρουν σε αυτά προκαλούν μόνο τάσεις κάμψης (μικρές ροπές από δυνάμεις τριβής δεν λαμβάνονται υπόψη). Οι άξονες περιστρέφονται σε ρουλεμάν. Οι άξονες μπορούν να είναι περιστρεφόμενοι ή σταθεροί.

Ανάλογα με τον σκοπό τους, διακρίνουν τους άξονες γραναζιών και τους κύριους άξονες, οι οποίοι μεταφέρουν το φορτίο όχι μόνο από εξαρτήματα γραναζιών, αλλά και από τα μέρη εργασίας των μηχανών (δίσκοι, κόφτες, τύμπανα κ.λπ.).

Σύμφωνα με το σχεδιασμό τους, οι άξονες μπορούν να χωριστούν σε ευθύγραμμους, στροφαλοφόρους και εύκαμπτους (Εικ. 4.1). Οι ευθείες άξονες βαθμιδωτής σχεδίασης χρησιμοποιούνται ευρέως. Αυτό το σχήμα του άξονα είναι βολικό κατά την εγκατάσταση, καθώς σας επιτρέπει να εγκαταστήσετε το εξάρτημα με παρεμβολές χωρίς να καταστρέψετε τις παρακείμενες περιοχές και να εξασφαλίσετε την αξονική του στερέωση. Οι ώμοι του άξονα μπορούν να απορροφήσουν σημαντικά αξονικά φορτία. Ωστόσο, στις συνδέσεις τμημάτων διαφορετικών διαμέτρων, εμφανίζεται συγκέντρωση τάσης, η οποία μειώνει την αντοχή του άξονα.

Για να μειωθεί το βάρος του άξονα και να διασφαλιστεί η παροχή λαδιού, ψυκτικού ή αέρα, χρησιμοποιούνται κοίλοι άξονες.

Μια ειδική ομάδα περιλαμβάνει εύκαμπτους άξονες που χρησιμοποιούνται για τη μετάδοση της ροπής μεταξύ αξόνων των οποίων οι άξονες περιστροφής μετατοπίζονται στο χώρο.

Τα γεωργικά, ανυψωτικά και μεταφορικά και άλλα μηχανήματα χρησιμοποιούν συχνά άξονες μετάδοσης, το μήκος των οποίων φτάνει αρκετά μέτρα. Κατασκευάζονται σύνθετα, συνδέοντας με φλάντζες ή συνδέσμους.

Κριτήρια απόδοσης άξονα.

Ο σχεδιασμός, οι διαστάσεις και το υλικό του άξονα εξαρτώνται σημαντικά από τα κριτήρια που καθορίζουν την απόδοσή του. Η απόδοση των αξόνων χαρακτηρίζεται κυρίως από την αντοχή και την ακαμψία τους και σε ορισμένες περιπτώσεις από την αντοχή σε κραδασμούς και αντοχή στη φθορά.

Οι περισσότεροι άξονες γραναζιών αποτυγχάνουν λόγω χαμηλής αντοχής σε κόπωση. Οι αστοχίες άξονα στη ζώνη συγκέντρωσης τάσεων συμβαίνουν λόγω της δράσης εναλλασσόμενων τάσεων. Για άξονες χαμηλής ταχύτητας που λειτουργούν υπό υπερφόρτωση, το κύριο κριτήριο απόδοσης είναι η στατική αντοχή. Η ακαμψία των αξόνων κατά την κάμψη και τη στρέψη καθορίζεται από τις τιμές των παραμορφώσεων, τις γωνίες περιστροφής της ελαστικής γραμμής και τις γωνίες συστροφής. Οι ελαστικές κινήσεις των αξόνων επηρεάζουν αρνητικά τη λειτουργία των γραναζιών και των ατέρμονων γραναζιών, των ρουλεμάν, των συνδέσμων και άλλων κινητήριων στοιχείων, μειώνοντας την ακρίβεια των μηχανισμών, αυξάνοντας τη συγκέντρωση φορτίων και τη φθορά των εξαρτημάτων.

Για άξονες υψηλής ταχύτητας, η εμφάνιση συντονισμού είναι επικίνδυνη - ένα φαινόμενο όταν η συχνότητα των φυσικών ταλαντώσεων συμπίπτει ή είναι πολλαπλάσιο της συχνότητας των ενοχλητικών δυνάμεων. Για την αποφυγή συντονισμού, πραγματοποιούνται υπολογισμοί αντίστασης κραδασμών. Κατά την εγκατάσταση αξόνων σε ρουλεμάν ολίσθησης, οι διαστάσεις των γεμιστήρες άξονα καθορίζονται από την κατάσταση της αντίστασης στη φθορά του συρόμενου στηρίγματος.

Ρύζι. 4.1 Τύποι αξόνων και αξόνων:

α - ευθύς άξονας. β - βαθμιδωτός συμπαγής άξονας. μέσα - πάτησεκοίλος άξονας? g - στροφαλοφόρος άξονας. d - εύκαμπτος άξονας

Η κατασκευή του άξονα πραγματοποιείται σταδιακά.

Στο πρώτο στάδιοπροσδιορίστε τα φορτία σχεδιασμού, αναπτύξτε ένα διάγραμμα σχεδίασης του άξονα και σχεδιάστε διαγράμματα ροπών. Σε αυτό το στάδιο προηγείται μια σκιαγράφηση της διάταξης του μηχανισμού, κατά την οποία προσδιορίζονται προκαταρκτικά οι κύριες διαστάσεις του άξονα και η σχετική θέση των μερών που εμπλέκονται στη μεταφορά φορτίων.

Τα τρέχοντα φορτία που μεταφέρονται στον άξονα από το εξάρτημα (τροχαλία, γρανάζι, γρανάζι κ.λπ.) ή από τον άξονα στο εξάρτημα περιλαμβάνουν:

Δυνάμεις στην εμπλοκή γραναζιών και ατέρμονων γραναζιών.

Φορτία στους άξονες των ιμάντων και των μηχανισμών κίνησης αλυσίδας.

Φορτία που προκύπτουν κατά την εγκατάσταση των συνδέσμων ως αποτέλεσμα ανακριβούς εγκατάστασης και άλλα σφάλματα.

Ο προσδιορισμός των δυνάμεων κατά την εμπλοκή και των φορτίων στους άξονες των κινήσεων ιμάντα και αλυσίδας συζητείται παραπάνω.

Όταν εγκαθίσταται στα άκρα της εισόδου. Οι άξονες εξόδου των συνδέσμων σύνδεσης λαμβάνουν υπόψη το ακτινικό φορτίο προβόλου, το οποίο προκαλεί κάμψη του άξονα. Συνιστάται ο προσδιορισμός αυτού του φορτίου σύμφωνα με το GOST 16162-85.

Για άξονες εισόδου και εξόδου ελικοειδών κιβωτίων ταχυτήτων μονοβάθμιας και για άξονες υψηλής ταχύτητας κιβωτίων ταχυτήτων οποιουδήποτε τύπου, το φορτίο προβόλου μπορεί να υπολογιστεί κατά προσέγγιση χρησιμοποιώντας τον τύπο

; (4.1)

για άξονες χαμηλής ταχύτητας κιβωτίων ταχυτήτων δύο και τριών σταδίων, καθώς και ατέρμονα γρανάζια

; (4.2.)

όπου T είναι η ροπή στον άξονα, N.m.

Οι δυνάμεις και οι ροπές που μεταδίδονται από την πλήμνη στο εξάρτημα υποτίθεται απλώς ότι συγκεντρώνονται και εφαρμόζονται στο μέσο του μήκους του.

Κατά την εκτέλεση του σχεδίου σχεδίασης, ο άξονας θεωρείται ως αρθρωτός δοκός. Η θέση του υποστηρίγματος του άξονα εξαρτάται από τον τύπο του ρουλεμάν (Εικ. 4.2).

Ρύζι. 4.2. Σημεία στήριξης άξονα:

ΕΝΑ -σε ακτινωτό ρουλεμάν. β —σε ρουλεμάν γωνιακής επαφής.

V -σε δύο ρουλεμάν σε ένα στήριγμα. G -σε ένα απλό ρουλεμάν.

Οι δυνάμεις που δρουν σε δύο αμοιβαία κάθετα επίπεδα (κάθετο και οριζόντιο) μεταφέρονται σε σημεία στον άξονα του άξονα. Κατασκευάστε διαγράμματα ροπών κάμψης και ροπής σε δύο επίπεδα (Εικ. 4.3).

Η ροπή από την περιφερειακή δύναμη απεικονίζεται στο διάγραμμα των ροπών, από την αξονική δύναμη στο κατακόρυφο επίπεδο - με τη μορφή άλματος M′ z στο διάγραμμα των ροπών κάμψης. Τα διαγράμματα κατασκευάζονται σύμφωνα με τη μεθοδολογία που περιγράφεται στο μάθημα για την αντοχή των υλικών.

Χρησιμοποιώντας τα διαγράμματα, προσδιορίζονται οι συνολικές ροπές κάμψης σε οποιοδήποτε τμήμα. Έτσι στο τμήμα 1-1 η μεγαλύτερη συνολική στιγμή

όπου M z 1 — ροπή κάμψης σε επικίνδυνο τμήμα στο αεροπλάνο ZY ; M x1 - ροπή κάμψης σε επικίνδυνο τμήμα στο επίπεδο XY. M k1 είναι η ροπή κάμψης στο επίπεδο δράσης του προβολικού φορτίου. Συγκρίνοντας τις λαμβανόμενες τιμές, εντοπίζονται τα πιο επικίνδυνα τμήματα άξονα.

Στο δεύτερο στάδιοαναπτύξτε το σχέδιο του άξονα. Η διάμετρος του τμήματος εξόδου προσδιορίζεται προκαταρκτικά από την υπό όρους επιτρεπόμενη τάση στρέψης [τ], λαμβάνοντας την ίση με 15-25 MPa.

Διάμετρος άξονα, mm,

Εάν επιλεγεί ένα σχέδιο βαθμιδωτού άξονα, προσδιορίστε τις διαμέτρους και τα μήκη των τμημάτων του χρησιμοποιώντας ένα διάγραμμα υπολογισμού ή μια διάταξη σκίτσου (βλ. παραπάνω)

Ρύζι. 4.3. Διαγράμματα φόρτωσης άξονα. Διαγράμματα ροπών κάμψης και ροπής Συνιστάται να προσδιορίσετε τις αποδεκτές διαστάσεις σύμφωνα με το GOST 6636-69*.

Το κλιμακωτό σχήμα του άξονα είναι προτιμότερο, καθώς απλοποιεί τη συναρμολόγηση των αρμών εφελκυσμού, αποτρέπει τη ζημιά σε περιοχές με επιφάνειες με αυξημένο φινίρισμα επιφάνειας και το σχήμα του άξονα προσεγγίζει μια δοκό ίσης αντοχής. Ωστόσο, όπου συναντώνται τμήματα διαφορετικών διαμέτρων, εμφανίζονται συγκεντρώσεις τάσεων, γεγονός που μειώνει την αντοχή του άξονα και όταν χρησιμοποιείται ράβδος ή σφυρηλάτηση ως τεμάχιο εργασίας, η τεχνολογία κατασκευής γίνεται πιο περίπλοκη και η κατανάλωση μετάλλου αυξάνεται. Για να μειωθεί η συγκέντρωση τάσεων και, κατά συνέπεια, να αυξηθεί η αντοχή σε κόπωση του άξονα, οι μεταβατικές τομές κατασκευάζονται συχνότερα με φιλέτα (Εικ. 4.4). Η ακτίνα του φιλέτου r και το ύψος του ώμου (προεξοχή) επιλέγονται ανάλογα με τη διάμετρο του άξονα d, την αξονική δύναμη, τις διαστάσεις R, c 1 και το σχήμα του εγκατεστημένου εξαρτήματος (Πίνακας 4.1).

Ρύζι. 4.4. Μεταβατικά τμήματα του άξονα σε μορφή φιλέτων

Πίνακας 4.1 Διαστάσεις φιλέτων, mm. (βλ. Εικ. 4.4.)

Εάν η προεξοχή χρησιμεύει για αξονική στερέωση του ρουλεμάν, τότε το ύψος h. (Πίνακας 4.2) θα πρέπει να είναι μικρότερο από το πάχος του εσωτερικού δακτυλίου του ρουλεμάν κατά μια ποσότητα t που είναι επαρκής για να χωρέσει τα πόδια εξολκέα κατά την αποσυναρμολόγηση.

Οι αυλακώσεις για την έξοδο του τροχού λείανσης (Εικ. 4.5) προκαλούν μεγαλύτερη συγκέντρωση τάσης από τα φιλέτα. Οι μεταβάσεις με τέτοιες αυλακώσεις εκτελούνται με σημαντικό περιθώριο ασφαλείας του άξονα. Οι διαστάσεις των αυλακώσεων δίνονται στον Πίνακα 4.3.

Για να εξαλειφθούν τα αξονικά διάκενα, το μήκος του τμήματος προσγείωσης του άξονα πρέπει να είναι ελαφρώς μικρότερο από το μήκος της πλήμνης του συναρμολογημένου τμήματος. Για ευκολία εγκατάστασης, το τμήμα του άξονα για την εφαρμογή παρεμβολής πρέπει να έχει λοξότμητες και λοξοτομές (Εικ. 4.6, a, b, Πίνακας 4.4).

Ρύζι. 4.5. Αυλάκια εξόδου τροχού λείανσης:

α, β - για λείανση της κυλινδρικής επιφάνειας του άξονα.

γ - για λείανση μιας κυλινδρικής επιφάνειας και του άκρου ενός ώμου

Εάν το τμήμα του άξονα δεν έχει περιλαίμια ώθησης, τότε η διάμετρός του συνιστάται να είναι 5% μικρότερη από τη διάμετρο προσγείωσης (Εικ. 4.6, γ).

Το σχήμα του τμήματος εξόδου του άξονα (Εικ. 4.7) μπορεί να είναι κυλινδρικό (GOST 12080-66*) ή κωνικό (GOST 12081-72*). Το κωνικό άκρο του άξονα είναι πιο δύσκολο να κατασκευαστεί. Ωστόσο, οι κωνικοί σύνδεσμοι έχουν μεγάλη χωρητικότητα φορτίου και συναρμολογούνται και αποσυναρμολογούνται ευκολότερα. Η αξονική δύναμη δημιουργείται με το σφίξιμο του παξιμαδιού. Για να γίνει αυτό, παρέχεται ένα νήμα στερέωσης στο άκρο του στελέχους.

Ρύζι. 4.6. Λοξοτομές (α), λοξότμητες (β) και περιοχές μετάβασης (γ)

Ρύζι. 4.7. Τμήματα άξονα εξόδου: α - κυλινδρικό, β - κωνικό

Το σχήμα και οι διαστάσεις των κλειδιών στον άξονα εξαρτώνται από τον τύπο του κλειδιού και του κοπτικού εργαλείου. Οι υποδοχές για παράλληλα κλειδιά που κατασκευάζονται με δίσκο κοπής προκαλούν λιγότερη συγκέντρωση πίεσης. Ωστόσο, η στερέωση του κλειδιού εδώ είναι λιγότερο αξιόπιστη και η αυλάκωση είναι μεγαλύτερη λόγω των περιοχών για την έξοδο του κόφτη (Εικ. 4.8). Εάν υπάρχουν αυλακώσεις για παράλληλα κλειδιά, είναι απαραίτητο να παρέχονται τέτοιες διαστάσεις για τα τμήματα των κλιμακωτών αξόνων, έτσι ώστε η αποσυναρμολόγηση των εξαρτημάτων να γίνεται χωρίς αφαίρεση των κλειδιών, καθώς τα κλειδιά τοποθετούνται στις αυλακώσεις με εφαρμογή πίεσης και η αφαίρεσή τους είναι ανεπιθύμητη .

Επομένως, η διάμετρος d 2 του παρακείμενου σημείου προσγείωσης προσδιορίζεται λαμβάνοντας υπόψη το ύψος hπείροι:

όπου t 2 είναι το βάθος της αυλάκωσης στην πλήμνη, mm

Ρύζι. 4.8. Κλειδιά:

α - φτιαγμένο με κόφτη δακτύλων. β—δισκοκόφτης.

Ονομασίες: l - μήκος εργασίας του κλειδιού. β—το πλάτος του κλειδιού.

Lout - μήκος του τμήματος για την έξοδο του κοπτήρα. Dfr - διάμετρος δίσκου κοπής

Εάν αυτή η προϋπόθεση δεν μπορεί να εκπληρωθεί στα τμήματα εξόδου των αξόνων, τότε η κλειδαριά αλέθεται «για διέλευση». Κατά την εγκατάσταση πολλών κλειδιών σε έναν άξονα, θα πρέπει να τοποθετούνται στο ίδιο επίπεδο και, εάν είναι δυνατόν, να παρέχεται το ίδιο πλάτος αυλακώσεων, σύμφωνα με τις προϋποθέσεις για την αντοχή των συνδέσεων του κλειδιού. Αυτό σας επιτρέπει να επεξεργάζεστε αυλακώσεις χωρίς να αλλάξετε τη θέση του άξονα και με ένα εργαλείο.

Οι διαστάσεις των δοντιών των τμημάτων spline επιλέγονται λαμβάνοντας υπόψη τις διαμέτρους των παρακείμενων τμημάτων προσγείωσης άξονα. Για να βγει το εργαλείο κοπής, η εσωτερική διάμετρος d των δοντιών του νηματισμένου τμήματος που βρίσκεται μεταξύ των ρουλεμάν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από τη διάμετρο έδρας του ρουλεμάν. Διαφορετικά, για την έξοδο του κόφτη, ένα τμήμα μήκους μεγάλοέξω (Εικ. 4.9, Πίνακας 4.5).

Χρησιμοποιώντας την ίδια αρχή, τα τμήματα αξόνων με σπείρωμα σχεδιάζονται για στρογγυλά παξιμάδια με σπιράλ. Σε τομές, προβλέπονται αυλακώσεις για την έξοδο του εργαλείου κοπής νήματος (Εικ. 4.10, Πίνακας 4.6) και για τη γλώσσα της ροδέλας κλειδαριάς πολλαπλών σιαγόνων.

Ρύζι. 4.9. Τμήματα αρθρωτού άξονα

Πίνακας 4.5. Διάμετρος κοπτήρα για ευθείες σφήνες (βλ. Εικ. 4.9)

Πίνακας 4.6. Μεγέθη αυλακώσεων ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙ, mm (βλ. Εικ. 4.11.)

Σημείωση. Για τις αυλακώσεις τύπου Ι, η ακτίνα λοξοτομής είναι r 1= 0,5 mm.

Κατά την κατασκευή ενός άξονα ως μονοκόμματος με γρανάζι (Εικ. 4.11), το υλικό του άξονα και η μέθοδος θερμικής επεξεργασίας επιλέγονται σύμφωνα με τις συνθήκες αντοχής των δοντιών του γραναζιού.

Για την κατασκευή αξόνων, χρησιμοποιούνται ανθρακοχάλυβες δομικής κατασκευής 40, 45, 50 και κράμα χάλυβα σκληρότητας 40Χ HB≤ 300. Οι κραματοποιημένοι χάλυβες 40KhN, 30KhGSA, 30KhGT και άλλες ποιότητες με επακόλουθη σκλήρυνση με θερμότητα υψηλής συχνότητας χρησιμοποιούνται για άξονες με υψηλό φορτίο. Για να αυξηθεί η αντοχή στη φθορά των γεμιστήρα, οι άξονες υψηλής ταχύτητας που περιστρέφονται σε απλά ρουλεμάν είναι κατασκευασμένοι από χάλυβες σκληρυντικού περιβλήματος 20Х, 12ХНЗА, 18ХГТ ή χάλυβα εναζώτου 38Х2МУА. Εάν οι διαστάσεις του άξονα καθορίζονται από τις συνθήκες ακαμψίας, τότε είναι δυνατό

χρησιμοποιήστε χάλυβα Art. 5, Άρθ. 6. Αυτό επιτρέπεται εάν δεν υπάρχουν επιφάνειες φθοράς στον άξονα (κορμάκια, σφήνες κ.λπ.), που απαιτούν ισχυρούς, θερμικά επεξεργασμένους χάλυβες. Οι διαμορφωμένοι άξονες (για παράδειγμα, οι στροφαλοφόροι άξονες) είναι κατασκευασμένοι από υψηλής αντοχής και τροποποιημένο χυτοσίδηρο.

Τα μηχανικά χαρακτηριστικά των αξόνων φαίνονται στον Πίνακα 4.7.

Στο τρίτο στάδιοοι μηχανικοί σχεδιασμού πραγματοποιούν έναν δοκιμαστικό υπολογισμό του άξονα, προσδιορίζοντας την ισοδύναμη τάση ή τον παράγοντα ασφάλειας στα πιο επικίνδυνα τμήματα.

Για άξονες που λειτουργούν υπό βραχυπρόθεσμες υπερφορτώσεις, για την αποφυγή πλαστικών παραμορφώσεων, γίνεται δοκιμαστικός υπολογισμός στατικής αντοχής. Ισοδύναμο στρες στο επικίνδυνο τμήμα, MPa,

; (4.6)

όπου d είναι η διάμετρος του άξονα, mm. M—μέγιστη ροπή κάμψης, N. m; T—μέγιστη ροπή, N.m.

Επιτρεπόμενη καταπόνηση, MPa,

όπου σ t είναι η ισχύς διαρροής, MPa. S T - περιθώριο ασφαλείας για αντοχή διαρροής: S T = 1,2-1,8.

Ο υπολογισμός επαλήθευσης των αξόνων πραγματοποιείται σύμφωνα με τον τύπο (4.6) σε T = 0.

Για μακροχρόνια φορτία, εκτελείται δοκιμαστικός υπολογισμός αντοχής στην κόπωση. Συντελεστής ασφάλειας κόπωσης

; (4.8)

όπου S σ ; Sτ — συντελεστές ασφαλείας για τάσεις κάμψης και στρέψης, αντίστοιχα. [S] - επιτρεπόμενος συντελεστής ασφαλείας: [S] = 2-2,5.

Συντελεστής ασφαλείας για τάσεις κάμψης

; (4.9)

Ρύζι. 4.11. Ο σχεδιασμός του άξονα είναι γρανάζια.

Ονομασίες: da1 - διάμετρος γραναζιού. dB—διάμετρος άξονα.

dП - διάμετρος προσγείωσης του άξονα για το ρουλεμάναπό στρεπτική τάση

; (4.10)

όπου σ -1, -1 είναι τα όρια αντοχής του υλικού του άξονα, αντίστοιχα, κατά την κάμψη και τη στρέψη με συμμετρικό εναλλασσόμενο κύκλο, MPa (βλ. Πίνακα 4.7). K σ D , K D - συντελεστές συγκέντρωσης τάσεων, λαμβάνοντας υπόψη την επίδραση όλων των παραγόντων στην αντοχή στην κόπωση. σ a, D—μεταβλητές συνιστώσες του κύκλου τάσης (πλάτους), MPa. ψ σ ψ — συντελεστές που χαρακτηρίζουν την ευαισθησία του υλικού στην ασυμμετρία του κύκλου τάσεων (βλ. Πίνακα 4.7). σm; m είναι οι σταθερές συνιστώσες του κύκλου αλλαγής τάσης, MPa.

Συνιστώσες του κύκλου αλλαγής της τάσης κάμψης:

; (4.11)

όπου M Σ είναι η συνολική ροπή κάμψης, N. m; W o - ροπή αντίστασης του τμήματος άξονα στην κάμψη) mm 3; F a - αξονική δύναμη. Ν; A είναι η περιοχή διατομής του άξονα, mm 2: A = nd 2 /4.