QQ登录

只需一步,快速开始

登录 | 注册 | 找回密码

三维网

 找回密码
 注册

QQ登录

只需一步,快速开始

展开

通知     

查看: 5276|回复: 36
收起左侧

[讨论] 减速机轴断,算不算设计不良?

[复制链接]
发表于 2010-9-1 22:16:04 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国福建厦门

马上注册,结识高手,享用更多资源,轻松玩转三维网社区。

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册

x
最近,有一款减速机输出轴断了,我照减速机的参数 P=2.2kw,
' W0 b" m8 F  n5 a6 M; R: Q; S; \) L" n0 ^. g
减速器输出 T=860 N.M, n=24 rpm ,减速器输出轴直径Φ40,
1 w: d$ @. Z0 B% d9 r) Z, e9 f5 ~* G7 e9 D5 i
取η=0.95  
/ t+ c5 r; J2 L) }
0 a2 a8 C/ Y, ^* S( T' G根据机械设计手册第二卷  D=A(p/n)^1/3
: R9 M: [. g2 s: I1 S, @8 {3 d
* a" z5 W7 `5 S# H/ q( k* ]4 @由于输出轴采用42CrMo4  其性能与 40Cr 相近 (A=97),但 抗疲劳等略强5 Y1 j3 ?( W8 t6 L% R
- c) K* ]8 V" S! a9 B% a' z
故取A=92
4 p: s( z0 O6 [3 g9 O
- q, D( Q* Q/ A; ~1 o算出来的直径依然大于40,加上减速器输出轴都有退刀槽,意味着该减速器输出轴直径取小了4 e1 P3 Z1 z! v4 ~6 u
4 P9 f5 V5 C6 o7 I1 a) D/ g
以至于电机满载或过载(在无过载保护的条件下)运行时, 电机未烧毁
1 @! b6 O/ A* b+ Y
* o1 O; o6 ]& K减速器输出轴发生断裂,也许以上公式算出来的结构不算十分精确,但至少验证了该直径不满足
5 O. n) U4 C' Z1 O9 P
6 x* v/ N& h, w- m, G! a请问,该种情况是算设计不良,还是说设计刚刚好是热处理工艺或退刀槽加工不良;5 m  x7 V7 q4 S0 d
6 ?! L; Q% A# `+ i  T4 o0 C

. [, T5 }. U" T2 e3 a( Y另外,生活中之所以较少发生减速器断裂事故,是因为,多数设计者设计时,考虑安全起见,都将功率放大
. h' w$ {7 p. r$ m: n' m/ V( W. I9 ^( x( [* c6 K8 |' m
一号,以至于电机使用效率仅处于80%左右;可是,在一些变载荷,条件恶劣情况下,较难做到不过载
+ q. H' X+ S: {! t7 E. v& f6 j  ^* D
; q) e/ ^! R- W$ m* }6 g( [( P3 H(我们平时有过载保护)。
发表于 2010-9-2 09:32:21 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江杭州
本帖最后由 软体动物 于 2010-9-2 09:50 编辑
% \0 s; n; x" ~$ w+ W) W# S% R, [# p/ P( ^
扭断, 看一下断面, 和断的位置,5 y- `& G' L- E3 i. c. n/ p& y
' j' Y- C* x3 m
如果是台阶处断, 或退刀槽处,则可能是车床没倒角, 应力集中.% w; q8 l1 r$ W; o/ O" S/ m& h$ J

4 Z0 z( u7 _3 W. E2 Q9 S, m可以改一下退刀槽,为圆弧.不要直角台阶.
, v0 L$ k0 C) }
# w4 v% F( S) l$ p$ M则加粗轴直径, 5 L6 _6 S( w# B- g: ]8 A; z4 \
/ e0 u8 e6 e& B1 g  ~
大约估算了一下!!!  i3 H# r2 L8 `: l, j+ T% h

+ s5 I2 M- j* n你的2.2 KW的电机,  直径40MM的轴, 去掉退刀槽, 最多35不到.! f3 o0 W; Y' q0 |( q5 s( Z

" O1 |5 ~; }- l2 q/ O& h* j应该是直径不够.
! Y  b# ~/ `  j* `( }8 x$ V- z! x# N
而且,还要考虑扭力的力距方向, 如果两端都有轴承!! 1 c' i. O6 z% p( U, K
那轴一般做成 中间粗,两头较细, 因为力距是两边平分!!
; W6 S6 Q- R' r6 x# H
' B- ^0 r: j: F2 k# Q但如果是一端受力!!. C" p. |! _) e6 ^! ~
则极限时, 可能发生, 远离受力的一端为负的-100%, 8 L# }1 i: ^! ?# t, \' [
而接近受力点的一端 受力 200%的现象!!& U) x6 R5 R4 ^; s9 B6 g+ C/ h. _

8 d* e! x% A# V! K1 M) ?8 W
! I1 i+ W1 z8 e, x; h# l. ~. X  H类似汽车一样, 急转弯时, 则一侧轮子腾空,受力为0, 而另一侧, 并不是受全车100%的力, . K7 |8 M: A7 C- P' Q
除了100%货物的力之外, 还要加上全车重力加速度的力.(惯性力) 这个力说不定比全力货物力还要大. 因为要看速度.; l4 r, g9 E/ i( }% c

7 U. q; y; A  \+ f* T( \8 A+++++++++++++++++++++++++++++++++
' l/ N1 Z- B5 }% ?9 z! O
7 t9 n% a6 v' F& v: [所以说,楼主,你死算出来的都是静载荷.  也就是高中生算的那些.
. Z, G0 F% X$ ^6 B# D# F5 r. L4 ~. ~- Q* _( i
但实际中, 都要考虑动载荷.' [2 \! R7 B- X3 G
5 j( d0 p& ?$ g- u9 K+ ]) N6 l' {
也就是, 电机瞬间加速, 0.3秒之内, 速度从0 加到额定的速度
/ g3 X7 x! b/ J2 A* X- V# e2 q8 X/ y2 x4 v
那这个瞬间, 还是死算的那些扭力吗?!0 Y9 z9 o" p$ f
, @4 Z0 {, e" W9 ^0 s9 Y
这个瞬间, 可能3倍于静载荷也说不定.
" `- A2 e% `+ F4 s
3 I2 W4 o1 U7 P6 [
并且,平时的抗扭强度, 在某些时候,瞬间会演变成抗剪强度,
; ?7 R  w! Y; _
, a6 H+ k# i* K; M
发表于 2010-9-2 09:39:20 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江杭州
其实,有些时候设计, 数据是死的!!
$ ^# c( \9 H  m) O  B
. }0 q/ @% v  W* {4 K0 G) Y人是活的, 一些经验更重要!!8 w1 z/ C5 c6 B+ E

! D+ _* r7 W; G5 ~. G2 A8 }1 w一些受力点, 老师傅大约一看,就知道大约要多粗的轴, 远比你死数据算出来要准得多!1
. o* ^+ F  }3 Z* a9 E0 \- s" q, Q8 C+ a
如,我们在钻孔时, 不同直径钻不同硬度的孔, 按书上一套一套, 又是直径,又是线速度,又是怎么样!!6 l. j9 J$ }) ], o. R
7 t4 p* Z# o# S" ?. W1 }, t/ r
老师傅一拿到钻头
8 K! A4 [; q1 A! s4 G) s- O8 e4 d* V0 {  Y, U+ M
马上答出, 大约要多少转速.

评分

参与人数 1三维币 +4 收起 理由
天际孤帆 + 4 本帖交流合并奖励。

查看全部评分

发表于 2010-9-2 09:40:12 | 显示全部楼层 来自: 中国河南驻马店
轴的材料和热处理也会影响到轴承的强度。
发表于 2010-9-2 09:44:09 | 显示全部楼层 来自: 中国浙江杭州
本帖最后由 软体动物 于 2010-9-2 09:45 编辑
: }" B& u4 u0 z6 I1 L( R; E
! G9 C$ {0 s# H, \2 Z一句话:
# t) g; o) l: u5 {& X2 q! P* F, v3 N  f. v- d& o
设计减速箱, 如果轴被扭断!!# z8 U  c2 D3 P0 g  f

0 n) `, Q% m7 Y8 Y可以非常肯定地说, 这个设计师 非常地蹩脚.可以说,是非常地门外汉.
发表于 2010-9-2 14:54:54 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏泰州
还要考虑工艺的完善
 楼主| 发表于 2010-9-2 20:08:36 | 显示全部楼层 来自: 中国福建厦门
首先,感谢 软体先生 的回答
* O  H0 b$ l. w5 x8 D0 g) o2 \3 G其次,说明一些问题,如下:' G# L+ e  ]2 _

( m. ^3 i  A0 S/ L3 ?' m6 k1、这款减速机是德国非常知名的牌子(由于我还在私下调查计算阶段,没有完全清楚真相前,
9 |4 O  H# B5 X( Q6 c5 j: j暂不公布品牌,以免因为草率武断对其造成负面影响) 。9 r( E  ]1 u9 v3 f% u! Y
. w# O; C0 k# v  i5 Q
2、该款减速机工作的载荷比较平稳,工作主轴转速仅15转,无冲击;唯一特殊的是,零下10度。* y! B1 z7 e3 b
" J" f, k" V: B% j* K( I9 T
3、我的计算是在电机满载条件,不存在冲击的情况下算出来的直径,已经比 厂商实际的减速机输出轴大;
5 D9 {' _8 g2 W) V/ `8 z
) m5 K% |" {' T正如你所说,当电机瞬间加速,在负载转动惯量 J 一定的情况下, T= J *Δw/Δt , 加速时间越小,% G  }/ U, Z, M% D  Z# r: m4 K# t4 e! W

7 g+ Z# e# w! k8 ?+ A6 j# e对传动轴产生的扭力矩T越大;那么,意味着,该款减速器输出轴直径,取的太小了,抑或是工艺因素?
发表于 2010-9-6 11:34:30 | 显示全部楼层 来自: 中国重庆
本帖最后由 lussssssssss 于 2010-9-6 11:43 编辑
5 Y; u! L1 p2 n- r! t
' J1 ~+ E* H6 N3 c) e& H8 y) }计算好像足够。
* {, Y$ z+ q2 y+ B
" R" p/ A9 V' u) B5 }$ L& b最好把断面及断轴对接后情况拍下高清照放网上来看。
  Z5 Y6 A. P3 S, t3 ~$ W4 \要么请专业人员分析下断裂原因。* Y; Z" J3 Z. |/ @6 R% }

2 _4 n- ?. ?5 ?1 G你图轴、装配图,热处理状况也没有
发表于 2010-9-6 11:36:05 | 显示全部楼层 来自: 中国重庆
一句话:  L1 \/ B% n8 P  ^6 }

# ?* [9 Y' g, G设计减速箱, 如果轴被扭断!!
0 e) Z- D- H2 r  L+ n. e
* H/ |4 N$ ^2 Y$ p$ e8 p可以非常肯定地说, 这个设计师 非常地蹩脚.可以说,是非常地门外汉.
5 D, a* H2 O* k4 ^  i5 `软体动物 发表于 2010-9-2 09:44 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif
" }, R$ o9 T4 p- P

& T/ ?( H+ X# k9 q  ?& w/ x4 Q5 @4 M
可以肯定的说,你搞机械是个外行。
发表于 2010-9-6 19:07:15 | 显示全部楼层 来自: 中国山东滨州
本帖最后由 wakang 于 2010-9-9 13:20 编辑 & C  `) g; h0 P, o
安全系数取得多少啊
- a9 v7 r- _4 w0 h% ?' j8 tmeizhou 发表于 2010-9-6 19:03 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

0 k" M  t* V. \1 ^0 `. G1# xiaoqh119 ( \8 j( V1 e9 q* H: P
轴径 小  40crmo 淬硬性比40cr好
发表于 2010-9-7 13:38:27 | 显示全部楼层 来自: 中国河南郑州
40的轴2.2kw会断?
7 L4 G; S2 ?, n; B  A7 T& [% V7 n你最好发图片,  感觉你那是木头轴
发表于 2010-9-7 14:56:11 | 显示全部楼层 来自: 中国四川成都
发个断轴的断面图上来看看,可根据断面的情况,分析断轴的原因。
发表于 2010-9-8 07:26:50 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏南京
13# z1x2h3 3 X: e( ~& x2 i2 r" m4 ]/ d  A
可以这么说,80%的责任是设计者的。
发表于 2010-9-8 09:55:04 | 显示全部楼层 来自: 中国重庆
13# z1x2h3  
" \7 R" e/ ^: S6 W- j1 o8 W# q可以这么说,80%的责任是设计者的。
. O7 h5 Z) {# Ojrzys1688 发表于 2010-9-8 07:26 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif
- G, m1 c0 T. m% ]5 g

, V: |, W+ _" c- I  ?) M, n: ?
" X) N: z: g4 J$ c你能不能帮忙算一下?看看要多粗的轴?最好画张图,光杆也行,技术要求等符号注意标起。
: k+ G$ L3 E/ N/ H4 b6 C! h) X! `5 [' l9 P' h! X3 J
让大家学习下你这位大侠的杰作
发表于 2010-9-8 09:56:11 | 显示全部楼层 来自: 中国重庆
我用的轴受6000N.m,还带冲击的,比那也粗不了多少
9 Y4 X1 e* [( Q( x( V2 ~十多年了,还很好
发表于 2010-9-8 10:23:44 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏苏州
99%的责任是设计者的。
发表于 2010-9-8 11:18:40 | 显示全部楼层 来自: 中国河南焦作
你们安装时如果减速器轴和电机轴的同轴度超差,会出问题的。当有转角误差时,减速机轴会因疲劳破坏而断裂,即使当时轴的工作应力较低时也会断裂。

评分

参与人数 1三维币 +2 收起 理由
天际孤帆 + 2 鼓励交流

查看全部评分

发表于 2010-9-8 15:57:12 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏苏州
本帖最后由 ok22ko 于 2010-9-8 16:03 编辑
  W9 D7 r, H& O& [1 F+ [0 @: ?, S3 Z' H, j* h0 T5 d' _8 U0 B4 |: _
有没有热处理,,,5 o7 o: o! C$ Y% U; [, G5 b
1 z  y3 p- }; ^, q8 b
=================" r% i3 ^. j" r( f- ?
补充一下,加工的时候,用的是棒料还是锻件
/ y) b+ G' ^, @/ F- J# T+ h& ^3 v. e; B% C6 m  Q1 W# B
还有就是,退刀槽有没有做
" N3 l7 N( V4 Y3 _4 F$ g/ q* d4 }$ O* L/ _+ T3 w. B
& R% G' t0 a0 s& X; x
至于为什么我会提这样的问题,因为我们给宝钢项目中,也遇到过一次减速机输入轴断裂的事情,当时图纸是SMS的,人家设计的应该是没问题* m7 E8 B% A. B- K$ d/ b
3 T0 X) p1 [+ n* u/ ~
输入轴直径好像也就ø40吧,,具体尺寸忘记了,反正不怎么大,
, _3 P9 M& R% I+ w# k
6 K& I$ G$ f2 ~' M) b/ q我们是外协给别的厂家做的,结果断了,% y0 J8 M4 A/ q9 f% P2 d

$ y5 x- E7 D: m6 q% [0 n  `1 D问题分析出来,原来人家居然拿棒料,40Cr," I7 x7 T7 r5 L- w9 E; d) t! _

. j1 M( V) J" X9 a+ @9 u5 ?后来我们自己做了一根,材料换成42CrMo,锻件,用到现在还很好

评分

参与人数 1三维币 +2 收起 理由
天际孤帆 + 2 鼓励交流

查看全部评分

发表于 2010-9-8 16:54:43 | 显示全部楼层 来自: 中国重庆
有没有热处理,,,
  P& R! B( M2 l9 {7 d  H  y3 Q) V, x: a5 U) A$ }  _+ ?
=================
4 ?. s4 \6 M4 S$ L2 ]# Z补充一下,加工的时候,用的是棒料还是锻件
% _6 M' V; h& G: x) ?9 Q1 p
% T/ F' J. f) ^. Z' q! u* y还有就是,退刀槽有没有做
: ~7 m: p5 q1 C+ u" U  {* r" o# |- h

/ E) D: F) F" A& |至于为什么我会提这样的问题,因为我们给宝钢项目中,也遇到过一次减速机输入轴断裂的事情, .... p* v: D: T7 t' h3 V3 Q8 J$ c
ok22ko 发表于 2010-9-8 15:57 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

1 ~4 S! I+ W# j# o2 ^% d
1 v7 c, U1 t) O+ r实话实说,这个论坛有一点很不好:9 p4 d! a5 |3 h( H# O0 P/ a
* I% M& O: e4 h$ J3 u
很多外行充大爷,说话还牛X的很,球都不懂,直接说是XX问题。% q8 \& L& ]0 u: N$ w  z  t

' B( C% Y/ ^9 g  i如果你能说个1234,即使错了,也让人信服你是搞这行的呀。! V  Q% E( h, [: Z1 C1 x. V$ M9 Y

7 J; I9 ~) T& ]/ W* a我在其它论坛就很少碰到这样的人。
发表于 2010-9-8 18:28:10 | 显示全部楼层 来自: 中国河北保定
弱弱的想问一下,轴在运转时的同轴度如何,同轴度不好,可能动平衡不好,产生振动,然后会产生裂纹等 。

评分

参与人数 1三维币 +2 收起 理由
天际孤帆 + 2 鼓励交流

查看全部评分

发表于 2010-9-8 20:24:54 | 显示全部楼层 来自: 中国湖南长沙
不同的热处理,加工及强化工艺,所导致的结构超载能力差别可达到好几倍,再就是千万不要用中国的各种经验参数/安全系数去评价欧美的结构件强度----差别大得了,个中原因,老师傅差不多都知道的

评分

参与人数 1三维币 +2 收起 理由
天际孤帆 + 2 鼓励交流

查看全部评分

发表于 2010-9-8 20:29:53 | 显示全部楼层 来自: 中国黑龙江佳木斯
1、学习外国的产品最重要的是搞明白材料的材质,实际上我们设计、加工水平很不错了,材质才是大问题。! n+ m+ m1 i2 ~
2、如果利用我国材料应该严格按我国的国家标准进行设计,因为他适合我国国情。: x4 r1 z7 k0 n' P6 J- T& [$ B
3、我们设计院翻版外国设备绝不拘泥外形而是着眼于功能设计。: C7 k5 t. |# |$ x
以上仅供参考。

评分

参与人数 1三维币 +2 收起 理由
天际孤帆 + 2 鼓励交流

查看全部评分

 楼主| 发表于 2010-9-8 20:51:02 | 显示全部楼层 来自: 中国山东淄博
计算好像足够。# b5 @- z, R* D1 C

' A8 U3 @, n( d) I, u最好把断面及断轴对接后情况拍下高清照放网上来看。/ E$ \- D$ q9 g& A$ e+ `# i
要么请专业人员分析下断裂原因。8 g# E3 S& K5 l7 k' D
; `) J2 C- h& f" P
你图轴、装配图,热处理状况也没有
5 u2 D" }& D6 j# W8 v# Xlussssssssss 发表于 2010-9-6 11:34 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

( d7 E+ w1 E; h" g+ s8 }5 w. f. Z2 \# J; b& F
请问你是怎么计算的,怎么就够呢?
" M6 g9 _: j  z$ g; W5 Z  i4 a 1 K  V( c1 Q/ _3 \* [
照片,恐怕不行。我们公司很保密,而且,我签了竞业协议(我们产品全国一流,世界争份额)
 楼主| 发表于 2010-9-8 20:52:44 | 显示全部楼层 来自: 中国山东淄博
安全系数取得多少啊
- o2 P3 Y" E) c4 Hmeizhou 发表于 2010-9-6 19:03 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif
! {" k# ?( w& a6 Z( ^; x# U

( N2 ~7 k3 L7 J# f; A4 ?0 T使用频率不高,每天约8小时1 P0 J2 |. R; t0 r2 Z

5 w- \8 v5 n7 s6 u安全系数取 0.95* z& T# i/ u0 N5 C6 R

7 q& A' `1 `9 M8 g* |4 k2 p! ~" }" L% O5 m% k
最关键的是,已经使用了十几二十套,唯独这一套出问题
 楼主| 发表于 2010-9-8 20:56:28 | 显示全部楼层 来自: 中国山东淄博
40的轴2.2kw会断?
4 H0 u+ y! d  i! N你最好发图片,  感觉你那是木头轴. l% h  u$ f) a9 y  n' l
wwll13 发表于 2010-9-7 13:38 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

& {# C+ ?! P- d4 c; V# E/ ?  [/ |; S1 A
兄弟,你这句话从技术角度来说,有语病" }& R$ K7 z7 e. K7 x# t" l3 d
; e" Y2 P: R. Z! i- W
T=9550*P/n( n3 y$ h4 @1 q8 R% \

& T# S( Z$ G: w9 f+ B转速低,扭矩大
% }4 z% s% N3 R  t0 I. V' l& u ) D( H9 d: o( }' h7 V) Y1 b
理论上,给我一个2.2KW的电机,可以扭断你400的轴
发表回复
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则


Licensed Copyright © 2016-2020 http://www.3dportal.cn/ All Rights Reserved 京 ICP备13008828号

小黑屋|手机版|Archiver|三维网 ( 京ICP备2023026364号-1 )

快速回复 返回顶部 返回列表