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
5天前
查看: 5325|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,
4 i3 K5 ~2 v6 C, M. c4 L7 |( Y9 I% ?' d( r. N% k
减速器输出 T=860 N.M, n=24 rpm ,减速器输出轴直径Φ40,
1 p( ~4 m$ Q( @8 L: }- q
! o4 X% ]' _& h% {取η=0.95  & m# j0 ~: p+ {9 Z& p/ q* m

6 r0 G* Y- X& j7 c% x/ ?根据机械设计手册第二卷  D=A(p/n)^1/3
7 S( r  N: W  ?8 L# y: o1 u$ e
3 Y% P* i4 j7 `, B7 j5 X/ N' T2 x& c0 m由于输出轴采用42CrMo4  其性能与 40Cr 相近 (A=97),但 抗疲劳等略强
; Q5 A7 q, Z' O' A* @( x8 w0 e; B7 y% B4 q
故取A=92
; `, w# Y  g! l- A: g( @/ A' A5 `5 _0 r1 `
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
2 j4 P3 A" D& B' K/ r% P
3 i% j. Z9 ?1 o- J, d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
7 c+ l2 b  V& W# L. s
1 l0 U, E5 f7 a- C) {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0 f) `0 O! a# a% @1 d
; x8 {/ w* h, u+ x5 v
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;  ]8 W5 ~1 `9 g5 |5 M$ e

" j" ~! l9 A- G
+ i4 i4 Z! C$ S; k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* {* p+ K4 h& f) e% y# v

1 ^0 p$ G6 B3 Z+ r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
' Q3 n9 F# V6 V# p+ Q7 a6 l1 r; b
- D6 v- h+ @* u(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
# z" W$ O) b. d6 d  {
1 E2 u# `: `/ ^扭断, 看一下断面, 和断的位置,& d! ~: _+ W6 c4 `
) ~& s" r# D$ |1 \
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.
0 K' a& I: E, t8 h% s+ q  G& l
. g4 C8 ~9 m. N: r+ c% X可以改一下退刀槽,为圆弧.不要直角台阶.
& b! }! V7 Q- N: N& s. E' ^8 V, m, S7 b
, R: I" [. S) y9 n6 a- l1 {1 v5 H1 F则加粗轴直径,
" U' `1 s' ?# Y: q6 }: I- o
% h' S6 J! v& x大约估算了一下!!!
+ k/ P! g$ S; C2 A! J- W
2 J& X9 s0 J1 l* q6 G你的2.2 KW的电机,  直径40MM的轴, 去掉退刀槽, 最多35不到.
1 F1 Y# q3 X1 u6 p+ A, }" D& t* K) l, X+ D  o5 [& R! x
应该是直径不够.
4 r% R* q. T9 W) r0 m1 ?; p  J6 |  Q7 I- W
而且,还要考虑扭力的力距方向, 如果两端都有轴承!!
: b6 [, s) ^2 a5 s6 H那轴一般做成 中间粗,两头较细, 因为力距是两边平分!!7 w. [+ G/ a" A: j' n
% j) V9 x  G/ V* z$ V# X& e4 V
但如果是一端受力!!
3 E7 |* v3 g4 Y( a5 S) @则极限时, 可能发生, 远离受力的一端为负的-100%,
8 Q8 @* |; t* Q  Q而接近受力点的一端 受力 200%的现象!!" G/ j8 ~* {  q2 P3 \7 H
! m$ M/ ]4 r- u9 \. z2 ^. Z9 u
: _# L' G9 O3 u  t# P
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,
! |$ W2 p% l- Y! h7 d, g" h! q( J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.
3 J* u2 l7 r! C9 ~# ^$ s& Y5 ?: O" d+ b$ n
+++++++++++++++++++++++++++++++++
" k2 V& q7 Z  ?3 y! [# H$ d1 g# f: ^, |( o! N% t: ]8 U, \' _: k
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.- f2 O. v6 V+ E/ c0 ^) ~% ]  q, f
9 s( r& _+ B  n, d) I
但实际中, 都要考虑动载荷.
# _) }. I6 A6 H8 M; J: _2 M
" u0 R- B2 H. B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
* u6 k+ S" M3 C( l4 n7 m$ f9 q, G* r1 r, y/ m
那这个瞬间, 还是死算的那些扭力吗?!7 R' o' u4 k4 U# o- H) a

0 T6 W) u# f! n( p, S8 }这个瞬间, 可能3倍于静载荷也说不定.
4 C* u' Q/ T: |" [; N: u$ H
9 _. f# k  |; R. F7 N
并且,平时的抗扭强度, 在某些时候,瞬间会演变成抗剪强度,
* A0 h' M/ j3 m' z8 w2 @8 L$ B0 }2 ?; c9 b! y
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!!. o) Z3 y" p0 }2 o" A8 N
( w4 ?: t7 S! U1 {$ Q6 `& J
人是活的, 一些经验更重要!!
/ S; ?+ M1 |; n' E" a0 e- t# e! I% `  r# M" C' I# P& H
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: f2 {# L2 s: j3 ^7 e! t3 B

! i. R9 O& U. t) ~2 j4 F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 C8 a6 m+ v7 o7 T3 W- P

# z% B' H2 G) L3 i- K# Z老师傅一拿到钻头
5 x! F% @& N: k" m6 y5 U
& [$ H9 \* G! }3 B# u7 D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
  s9 X6 f" f, Y& [) j: f2 e. q# U
8 j/ a3 i4 w7 ~) S/ e一句话:
6 |& @! J% d! @! d, M4 @3 D; T
; m& W' i3 N$ B1 F  X设计减速箱, 如果轴被扭断!!3 N& D& A" h! _; l4 u6 ?4 W
4 l4 W8 H* w+ v: X3 D
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) b( l7 [; D) _& s/ _
其次,说明一些问题,如下:; r3 Y& r( ]) f' U
- f1 e1 m% G. b7 ~; s/ a
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,3 m' ], O/ C! W1 g. l, w
暂不公布品牌,以免因为草率武断对其造成负面影响) 。, P7 X2 R2 S+ _5 _. D1 ~

( m, r: q  I; ?$ V+ C& M2、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。
: G2 P7 I5 v! k+ v4 W/ L, }, V7 s( @' M
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;
! h# N! w3 l9 E$ W
, R3 K# x4 N* E: [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% T# [  L$ s4 x0 J- ]

5 \, J: o: Z. o/ m8 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
( S* S0 H' {1 L7 V# |- T# ?1 x3 \9 J- b- l. i! a, b( y- P
计算好像足够。+ Q; G/ [" T( N# k; R
2 O# p( p2 ~& |9 b( }
最好把断面及断轴对接后情况拍下高清照放网上来看。1 o  _- n5 V( d6 c% x
要么请专业人员分析下断裂原因。
4 r/ v; I8 Y- ~' u5 K. |3 `# W. v  Z1 `. [) q. X
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:* L( L$ N" ?! n. ^

, i. r5 b  U$ }% _4 j设计减速箱, 如果轴被扭断!!
7 }  @. w: a, M; |' y; N3 i9 ^! _/ b. O2 `5 G& j+ k
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., f4 \  T# B* |$ j8 p: C' @
软体动物 发表于 2010-9-2 09:44 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

4 o) y# B  N$ T2 Z  v- e, }( W: _6 ~# n
1 W/ Q( y: {% ?, P
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
# @0 H$ C7 L( W4 G
安全系数取得多少啊: K; s& y: W# G, |2 j! d
meizhou 发表于 2010-9-6 19:03 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif
# }0 S/ Z0 R$ q/ m
1# xiaoqh119 & c3 h+ b( ]8 D  i  g
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?6 l) m  @3 ~& D; L  O: d5 e2 `
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
' [5 P9 t7 K8 L8 m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  + M) ]2 }9 U2 s: a9 F# F
可以这么说,80%的责任是设计者的。
0 [1 H- V+ ~% n" Rjrzys1688 发表于 2010-9-8 07:26 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

) m) C1 ^; c8 ?& x8 t  v. W4 m! I) ^+ z6 b5 X3 B! N2 `  Y, L

7 H% F+ D5 z; N. u. ]; p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。
3 O) G# l# ]" D7 O/ n& ?9 V. \' P. h
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
! I/ r( ~0 J/ r5 Y! g8 a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 6 z6 g% Y5 ~9 K' ]) M+ b* M

+ _* y( F7 @+ X7 O$ t& V# t5 e有没有热处理,,,
3 V3 O+ R9 [+ a. `/ x& `7 K5 P' ^* Y4 m* _: a. _
=================
5 U, o) @; `$ D6 x6 A补充一下,加工的时候,用的是棒料还是锻件
: q) ]6 z, J4 T5 c" W: n& N
4 C+ h. [4 @# t& Q还有就是,退刀槽有没有做7 {: P+ I3 c2 c8 }8 t. J- e
& p1 r3 b2 b4 O8 ~5 g  n# x
/ o# L* Y) w$ |2 L" f7 P# I# g
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: t, Q) ^( j- Q. U4 M+ z6 |

5 K9 l1 N) v3 S" C1 w. G. C4 Q) f! F输入轴直径好像也就ø40吧,,具体尺寸忘记了,反正不怎么大,$ F* S' x  }  L$ J6 T( |' i4 B
0 N& l" ^0 a% m" B1 ]- A4 @
我们是外协给别的厂家做的,结果断了,3 L1 f5 g( Y$ z4 q, g; [
8 _7 O: Y: K# _+ Z3 U" `6 }
问题分析出来,原来人家居然拿棒料,40Cr,5 T4 `! U1 [8 l1 s# b  P( K( m
0 j7 U9 `% [2 @$ H/ z
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,,,
# l: z$ `& Q/ r; @% q  Y3 K# D6 S, _/ h) Q
=================
, _' ?# ~5 J' Z2 A: e: M补充一下,加工的时候,用的是棒料还是锻件
) D! P- v- j& l7 l# u3 b& W+ p, P+ D0 v
还有就是,退刀槽有没有做
; A9 U, u# y) k! Y
& m& W  S& a/ p6 C1 H' }* s4 m; r. i6 a- b% n* a4 ^% L* |
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, ...
( L' F' N, _2 i: v) h* j$ gok22ko 发表于 2010-9-8 15:57 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

5 }# }- Q1 \2 b- A6 A+ C! f7 k- |+ U. k' D8 N9 t$ B
实话实说,这个论坛有一点很不好:
/ C6 T7 g( A, ^& G0 z4 _' k3 o+ ]+ w! A1 y* X5 C
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。
0 L+ `7 [' }0 n7 L4 v
  E, F0 ]6 r( r7 D5 _) d' m4 w, M如果你能说个1234,即使错了,也让人信服你是搞这行的呀。. ~2 h6 I$ I7 A1 W* x* h0 D

7 N% I& ^. x; a6 z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。
) e9 ~: r7 p( 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。
0 y3 V2 ^& ?2 b# W3 N3、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。
5 u5 i5 l! E1 Q% |; b: f* s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。
% |5 D2 x/ x6 z% ]7 A1 C5 _/ c7 o& f' n5 O& Y* N
最好把断面及断轴对接后情况拍下高清照放网上来看。
' Y3 g8 }8 B6 N/ D- ~6 W要么请专业人员分析下断裂原因。
! C% o+ g. l2 @. b1 w7 D: f% {* ]8 s% \4 V- J5 R# t8 B  }
你图轴、装配图,热处理状况也没有, L+ Z1 n  ^+ b) s
lussssssssss 发表于 2010-9-6 11:34 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif

7 c- D9 P& s4 P4 n+ F' o2 [. `, p  |$ O! c, D2 @
请问你是怎么计算的,怎么就够呢?
. p& Z& e* D9 u% n" K& P$ r* g
, D4 \2 A1 l% [. @: v- a) P  e+ W0 ?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5 q4 |2 ]' x9 G2 a) T) }
meizhou 发表于 2010-9-6 19:03 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif
, C, |6 m- i6 w& |

& B3 w% K7 Y/ v/ X" y& y- G/ J使用频率不高,每天约8小时. [3 u7 G- I  L+ j

9 C& H: {8 D, ?8 }# B  Y, X( W安全系数取 0.95
4 f5 ~! [7 l' ^7 b# d* F5 B& P) R" E/ N; H0 E  W0 u

! h+ y) I! h. g& c6 R5 e7 }8 E, _# ^9 y5 C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?
3 d& m* J# S/ J你最好发图片,  感觉你那是木头轴
4 G( v( j: Q5 M. x) [6 C3 twwll13 发表于 2010-9-7 13:38 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif
" F4 K7 e) d  G# Z

0 H: |; G* e' z" w0 P兄弟,你这句话从技术角度来说,有语病* ?/ u3 u9 j! k5 ^# ~' ?1 W
# ?# D7 o' D" d5 Z4 g' v/ k
T=9550*P/n
% k& v" d4 W9 o' ~3 U8 z5 c $ g! Y/ O. g! }+ h  g
转速低,扭矩大& m# Y; z3 R' o+ Y

/ d/ _) M; @  ^5 ^+ l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