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     

全站
4天前
查看: 5059|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, + J$ b* t1 g6 ]6 W: S& ~
, F' s7 N4 @' Y  ~  W& |
减速器输出 T=860 N.M, n=24 rpm ,减速器输出轴直径Φ40, 9 ]7 S7 C2 f- o$ |
  I  y9 k) j" E
取η=0.95  
( h) `- q5 l" t* R* e
- z; M2 q' _' S' B2 w* Q) W- t根据机械设计手册第二卷  D=A(p/n)^1/3% u) p( k; K5 P% Q
% N8 i: w, z! Y! p' u/ v
由于输出轴采用42CrMo4  其性能与 40Cr 相近 (A=97),但 抗疲劳等略强
7 f& X( c6 @0 Y: e6 t
, M6 P: k+ W3 b- r6 C故取A=92
+ Z1 S, V7 W/ r, c* `7 `
2 m3 ^4 Z6 S8 C& ^1 x7 \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) U( w% p3 n3 i
0 y7 Q0 K/ f% R! q
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
: r5 Q' e1 c* n0 a1 O- Z- Y: C
5 \5 V8 B# t5 z* S" m! I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1 f$ [  u' }+ w
0 |8 Z5 l: z7 v$ R, h& k$ Y# {
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;4 M8 A4 }* M% M4 B
, n/ F: o! n1 g1 d5 n# H- U

5 X( G( o# v# w9 W+ q4 B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
2 I! ~- w$ _6 r: U9 ^; ]9 {: Q# L: Z. l8 ?, n
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) ^- V9 M% D- p9 R
9 U& D1 g& D! S2 @, V2 L& e
(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
9 \9 @# T; Z% P8 }' |  h* {: a( H" F& I# b' A
扭断, 看一下断面, 和断的位置,/ i4 J7 t5 j8 n' ~

+ w) a! \' H5 W, N; ]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.) P' j" V4 n. h' f# ~! }0 n
7 D7 Z4 ^$ \& x6 G; F: C, G  v
可以改一下退刀槽,为圆弧.不要直角台阶.6 I9 v3 ~! U. G7 A# i

! A1 _7 X; D, L2 q% {( R/ s* |则加粗轴直径,
( ^% _8 S- H9 ~4 f4 m
! |1 F0 d+ Q, E5 n大约估算了一下!!!
- ?/ `9 {# W( g" P: {
, z% y+ t$ ^& {. U你的2.2 KW的电机,  直径40MM的轴, 去掉退刀槽, 最多35不到.
2 w! Q9 X* L* }* R0 g: a% [1 Y$ E2 s$ z, S- H( p$ V2 h
应该是直径不够.
9 Y4 ?5 o2 Z/ w' {& M) J# {3 }4 e: k" `& B1 a
而且,还要考虑扭力的力距方向, 如果两端都有轴承!! 9 A7 w$ X. C$ H1 z1 Z, v2 W/ h
那轴一般做成 中间粗,两头较细, 因为力距是两边平分!!
5 D' @: N. x2 Y. M& t1 d% _) z4 a! H  R- ^% v0 p+ P! s7 X
但如果是一端受力!!2 D3 G7 P. j4 l+ w' }
则极限时, 可能发生, 远离受力的一端为负的-100%,
9 Z# S2 Z! _' y" O0 M6 o! N, ]而接近受力点的一端 受力 200%的现象!!/ i5 H; A9 m) V7 I% ?
& I& R, e- ]6 w1 ]/ E
% N9 g9 W# J3 c2 T% N: K$ {$ W
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, 9 \3 |* A* B! r. O
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.
$ J, N$ e) q- P/ ]: k, d$ v: K) m( V) n) i
+++++++++++++++++++++++++++++++++, P* L5 ]  ]* h2 s
- @) A- I8 t0 {2 \8 A7 M( f
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.
( l% g( n! c( t( h1 P# E6 P( N7 `
  H5 v6 ?' }6 N6 v2 P但实际中, 都要考虑动载荷.
* o6 `- }: k$ o% e% F1 t/ p+ z% t8 R! y5 H8 j; \# {
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
! O3 Z/ B( S: O
% J5 v7 \0 P+ @6 t# ]那这个瞬间, 还是死算的那些扭力吗?!9 g* @3 ^8 U' [/ M8 }

8 \5 O/ Z4 S6 d# }3 [# g2 {这个瞬间, 可能3倍于静载荷也说不定.

' |0 W" X* O* Z0 L+ d5 u$ x 4 C5 }$ h" I1 ~+ B; E* Q+ [/ ~
并且,平时的抗扭强度, 在某些时候,瞬间会演变成抗剪强度,
2 \; L6 W6 }! f
9 B  B; X0 M, ~  x$ _" d
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!!
  ~- |8 V7 N4 g' Z* {' l& r% k% R$ h- d4 Q; A) [
人是活的, 一些经验更重要!!: [  }( n: r# i, J2 ]

- M  L4 C2 g, P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
: F, g( _+ Z$ `" |
1 m3 I9 w, S3 @2 ~; G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!!7 L( ]9 A1 z. v7 J  V, q" d

; g3 ^# A/ g: ?老师傅一拿到钻头1 m, M4 C1 w+ d6 a. n6 A8 p
3 r0 D$ d, D* \% _- t7 X1 L% l
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
1 D* `( I, |4 m- Z- G) d5 e! L. R6 w; w- G1 a2 M2 L
一句话:' f( M( H# |4 Q! J/ P7 ~, E- i

+ Y5 l- K0 K0 z设计减速箱, 如果轴被扭断!!0 W+ x" y, O$ o
0 T1 e! I: H( H
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; h. z/ t3 f6 w9 i
其次,说明一些问题,如下:
! v0 m: I4 O8 S( F7 H; a0 a, \5 o' }6 ?9 U4 h
1、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,1 W. o- g3 C& M4 b1 X
暂不公布品牌,以免因为草率武断对其造成负面影响) 。$ r3 J$ ]' O/ g8 e6 P1 m3 p

3 o& ]7 s8 b6 H# l' h# Y8 L7 T7 C2、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。' r9 Q) t7 ?  Z. @) \

) R& J' p1 K) f, b; l$ U) t0 E; W1 t3、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;' h# M  p# f3 o# b0 {) f' S
6 N5 I; s) L5 y! E4 h
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,6 E% d2 B. ?' G2 b

5 E+ W, s/ ~3 ?% V# \. a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
/ l: F6 c0 j. ^- I! l
7 v+ [5 k! A: [0 w% C8 s计算好像足够。3 A) ^4 K* d* n" [  I: i& l* y

5 D+ ~7 p3 b( @4 j最好把断面及断轴对接后情况拍下高清照放网上来看。! B2 g* T+ J; w6 k2 `
要么请专业人员分析下断裂原因。# X6 S# v" g& n& ^; I

; v; C. y3 Z/ k, F- t2 `2 o% }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:* F) \; t- ]* j  {

8 }6 t. q2 F+ f( Z设计减速箱, 如果轴被扭断!!  e3 i/ n* U( |7 e3 A
  z; P% c1 s& C- H5 F: I! ~
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.
9 q; B3 X" e/ N% I8 I" J& r软体动物 发表于 2010-9-2 09:44 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

1 R, K9 {8 t% w; }3 Z
2 w. ]$ m+ R( O1 Z/ y% i6 h" U' h+ E4 s4 V8 [# l
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 / R) E8 ~  ~1 ]1 a5 e
安全系数取得多少啊
' f; C0 d' W! Z: Tmeizhou 发表于 2010-9-6 19:03 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif
0 n* {! E. C  m5 U0 L) B% q
1# xiaoqh119
0 Q4 i% V. Q3 R* I- X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?* K5 P1 d2 H8 K+ c& \
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
; m" J' G* R/ c9 c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  : k# `$ g" t; N6 q( E
可以这么说,80%的责任是设计者的。
, ~! l# F8 b" }/ [. Jjrzys1688 发表于 2010-9-8 07:26 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

  _4 M! P: D  x2 j. K+ @  z
2 w$ B8 W2 a/ ?- Z
" B9 F) N6 }9 a- H" v! N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。7 {1 i+ X3 n- g" s0 {

# |$ D( O9 E- O# L( g/ |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
% c% f6 O' T8 b, i, |. ~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 5 R( {# m  \1 c

/ m; r. }& n/ ?有没有热处理,,,
. B3 z" g3 }% s1 @$ M  [
1 [, v& q! V% h=================! x% q8 Z# X! w# ?
补充一下,加工的时候,用的是棒料还是锻件+ D% t  p& }! E2 `7 ^( a, D) E- j
' J/ s( s! m$ _* P( b# s
还有就是,退刀槽有没有做9 i$ F7 C- I6 O$ B3 h
' L- `& W" W# }" l8 ^1 Q
% D& g' r0 `& f
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
2 j0 r7 \5 M# _" `
. b( ?' X7 Y3 m* ^' w% B输入轴直径好像也就ø40吧,,具体尺寸忘记了,反正不怎么大,
5 L# L, ~* ]3 ^
5 y, P1 J/ M4 o6 w( h! s我们是外协给别的厂家做的,结果断了,
4 n- b7 ~+ G5 h0 q; `' m) s2 ^3 ~1 @( i! a' ?# w0 \/ _6 p
问题分析出来,原来人家居然拿棒料,40Cr,3 |- q" ~& t; f0 P* W
& u3 g* P$ q! ?
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,,,
3 e& S* Q7 }4 o  o* ~: c- a7 h2 N- [. L+ D) h
=================+ Q# ^' h+ t. ?5 V# E
补充一下,加工的时候,用的是棒料还是锻件1 X1 o, u+ A5 [5 C" m+ h

* B8 i7 ?; e2 |: k. c/ I4 W还有就是,退刀槽有没有做1 V: @, a0 q; a" O) [. r' C

- P# Q  p6 O! g' \6 o1 e: {
& V6 s5 J, C; Y1 B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, ...
+ B$ C6 Y/ O2 Mok22ko 发表于 2010-9-8 15:57 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif
" ~, Z- \( R4 D  [0 V
& q8 f# L1 h* g5 X2 o* x+ \
实话实说,这个论坛有一点很不好:
# J) b& _: h  U1 e, h; n" E% A; x0 J" L, j, f2 F5 s. c" Y+ |( S
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。
+ w( f9 _7 o$ V6 p
$ e# c1 J( l4 d如果你能说个1234,即使错了,也让人信服你是搞这行的呀。$ J# S( p7 x0 H4 \9 N

' y/ B8 b6 I& H2 n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。6 X. @/ ~4 {3 v. j' U
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。
$ F3 H& R) a: j, L8 b3、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。. x+ Z6 A7 _8 U
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。
! [) L3 U/ {6 P! i
8 u$ N/ w; a, x/ b9 V最好把断面及断轴对接后情况拍下高清照放网上来看。9 Y6 e9 C* B. n) U
要么请专业人员分析下断裂原因。& U/ a: ]& Z) A

# _7 T. h8 U4 K, L. O* s你图轴、装配图,热处理状况也没有! n0 d, n+ D3 z) O) i! L0 f9 a
lussssssssss 发表于 2010-9-6 11:34 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif
7 O1 y4 {. X$ Y/ E% t- W3 h  L
/ k2 ~- }6 r/ l6 p, z' C9 O
请问你是怎么计算的,怎么就够呢?
( ?/ P) |0 N8 V. r  j
# `9 J% t# O& W6 `: W! I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4 l+ \- {! Z& T1 R( Y
meizhou 发表于 2010-9-6 19:03 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

6 K, r7 S1 D0 s. b) n& ~/ d
: F- S/ Z- a+ l5 w$ P9 v/ I使用频率不高,每天约8小时
4 P2 C) ~: M  q% l% p2 ^, ~2 U& Z8 g8 }' Y8 W8 n0 j
安全系数取 0.95
6 I( d: }, ^; O% O
0 X+ M! _4 G3 A% h  I0 u! Y
! U  T8 G7 `0 z; _& @4 i- Y' w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?) f2 t$ B" \  J+ C/ [
你最好发图片,  感觉你那是木头轴
8 \4 }; v) v! q3 @! uwwll13 发表于 2010-9-7 13:38 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif
2 j0 {( ~5 N% i- |4 k
' Y+ r' |! d7 \) q/ D7 r$ X
兄弟,你这句话从技术角度来说,有语病! D3 U' U/ a; |. c4 b+ p; q

! U) ]9 }1 R" L: QT=9550*P/n: \, I9 O% X+ F& L- n5 a
, M6 Z- _3 Z' Q! S+ y
转速低,扭矩大2 G" p! k! H/ Z8 G; x1 I* i. Z
2 Q' R  P4 U: A! f
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