《輪軸類構》課件

輪軸類構輪軸類構是機械中最基本、最常見的機構之一。它由一個輪和一個軸組成，輪固定在軸上，通過軸的旋轉帶動輪的轉動。輪軸類構的定義及作用輪軸類構輪軸類構是一種常見的機械傳動裝置，由輪和軸組成，它們通過相互作用傳遞力矩和運動。傳動作用輪軸類構主要用于將動力傳遞給其他機械，改變轉速和扭矩，實現(xiàn)機械運動的轉換和傳遞。應用廣泛輪軸類構廣泛應用于各種機械設備，例如起重機、機床、汽車等，發(fā)揮著重要作用。輪軸類構的主要組成部件軸軸是輪軸類構的核心部件。軸承安裝在軸上，用于支撐和旋轉輪。軸的材質通常為鋼材，并根據(jù)不同的應用場景進行設計和加工。輪輪是安裝在軸上的圓形部件，可以是實心輪或輪轂。輪的作用是傳遞扭矩，例如齒輪、皮帶輪等。輪的材質通常為鋼材或鑄鐵。軸承軸承是安裝在軸上，用于支撐和旋轉輪的部件。軸承的作用是降低摩擦力，減少磨損，并確保輪的平穩(wěn)旋轉。軸承的種類很多，如滾珠軸承、滾柱軸承、滑動軸承等。聯(lián)接件聯(lián)接件是指用于將軸、輪、軸承等部件連接在一起的部件，例如鍵、銷、螺栓等。聯(lián)接件的作用是確保各部件的可靠連接，并承受一定的載荷。聯(lián)接件的材質通常為鋼材。輪軸的分類及特點1固定軸固定軸是指軸承固定在機架上，輪子可以繞軸自由旋轉的軸。2轉動軸轉動軸是指軸承固定在輪子上，輪子與軸一起繞固定點旋轉的軸。3移動軸移動軸是指軸承固定在輪子上，輪子與軸一起沿導軌移動的軸。軸承的種類和選擇滾動軸承滾動軸承使用鋼球或滾柱在滾道之間滾動，摩擦力小，轉速高?；瑒虞S承滑動軸承依靠軸頸和軸承瓦之間的相對滑動來承載載荷，摩擦力大，轉速低。磁懸浮軸承磁懸浮軸承利用磁力使軸承旋轉體懸浮，無機械接觸，壽命長，適用于高速高精度場合。氣體軸承氣體軸承利用氣體壓力使旋轉體懸浮，摩擦力小，適用于高速高精度場合。齒輪的基本概念及分類齒輪齒輪是機械傳動中重要的組成部分，用來傳遞扭矩和運動。它們可以通過相互嚙合的齒來傳遞旋轉運動和功率。分類齒輪可按齒形、齒數(shù)、傳動比、安裝位置等分類。常見類型直齒輪斜齒輪人字齒輪蝸輪蝸桿鍵聯(lián)接的常見形式和應用平鍵聯(lián)接結構簡單，易于加工，成本低廉，應用廣泛。楔鍵聯(lián)接具有自鎖性，適用于承受較大軸向載荷的場合。Woodruff鍵聯(lián)接安裝方便，拆卸容易，多用于輕型機械。花鍵聯(lián)接傳動平穩(wěn)，承載能力強，適用于高速重載場合。撓性聯(lián)接件的類型和應用類型撓性聯(lián)接件包括彈性套筒、伸縮節(jié)、萬向節(jié)等。彈性套筒可以補償軸線微小偏差。伸縮節(jié)可以補償軸線較大偏差。萬向節(jié)可以實現(xiàn)軸線之間的角度變化。應用撓性聯(lián)接件廣泛應用于機械傳動系統(tǒng)，如汽車、機床、航空航天等。它們可以降低振動噪聲，提高傳動效率，延長設備使用壽命。軸承裝配的一般要求清潔安裝前必須清潔軸承和軸承座，避免雜質進入。工具使用專用工具，避免損傷軸承和軸承座。預緊根據(jù)軸承類型和使用環(huán)境，適當預緊，避免松動或過緊。軸承潤滑的重要性1減少摩擦潤滑劑能夠降低滾動表面之間的摩擦力，減少能量損耗。2降低磨損潤滑油可以形成一層保護膜，防止金屬直接接觸，延長軸承壽命。3降溫散熱潤滑油可以吸收軸承運轉產(chǎn)生的熱量，避免溫度過高導致失效。4防銹防腐潤滑油可以隔離空氣和水分，防止軸承生銹腐蝕，保證其正常工作。軸承壽命的影響因素載荷軸承承受的載荷越大，壽命越短。轉速轉速越高，軸承受到的離心力和摩擦力越大，壽命越短。潤滑潤滑油的質量和供應不足都會加速軸承磨損，縮短壽命。溫度工作溫度過高會加速潤滑油的氧化，降低潤滑效果，縮短壽命。軸承選型的基本原則負載能力軸承的負載能力是關鍵因素之一。根據(jù)軸承類型和尺寸，選擇能夠承受預期負載的軸承至關重要。轉速要求軸承的轉速能力要與實際應用要求相匹配。高轉速應用需要選擇高速軸承，反之亦然。工作環(huán)境軸承的工作環(huán)境包括溫度、濕度、灰塵等因素。選擇適應環(huán)境的軸承可延長其使用壽命。安裝空間選擇適合安裝空間的軸承，確保其能夠正常安裝和運行。軸承的安裝與拆卸1準備工作檢查軸承、軸和軸承座的清潔度，潤滑油的型號和數(shù)量，以及安裝工具的完整性。2軸承安裝使用合適的工具和方法將軸承安裝在軸或軸承座上，避免對軸承造成損傷。3軸承拆卸選擇合適的工具和方法，避免對軸承、軸或軸承座造成損傷，并確保安全操作。齒輪加工的常見工藝銑齒使用銑刀對齒輪坯料進行切削加工。磨齒使用磨齒機對齒輪進行精加工，以提高齒輪精度和表面質量。滾齒采用滾齒機，利用滾刀在齒輪坯料上滾壓齒形。插齒使用插齒機，利用插齒刀在齒輪坯料上切削齒形。齒輪誤差及其檢測方法齒輪誤差齒輪加工過程中會產(chǎn)生各種誤差，影響傳動精度和效率。齒形誤差齒向誤差齒距誤差檢測方法齒輪誤差檢測方法包括：測量法、儀器法、光學法。齒輪測量儀光學投影儀三坐標測量機誤差控制通過優(yōu)化加工工藝，提高加工精度，控制齒輪誤差。合理選擇刀具精確控制加工參數(shù)采用先進的加工設備齒輪傳動的設計計算齒輪傳動的設計計算是確保傳動系統(tǒng)安全可靠的關鍵步驟。1載荷計算根據(jù)傳動系統(tǒng)的工作條件和要求，確定齒輪的載荷大小。2強度校核驗證齒輪的強度是否能夠承受工作載荷，避免齒輪發(fā)生斷裂或疲勞失效。3壽命預測評估齒輪在工作條件下能夠正常運行的時間，確保其壽命滿足設計要求。4潤滑設計選擇合適的潤滑油，確保齒輪的潤滑良好，降低磨損和摩擦。5加工精度控制齒輪的加工精度，確保齒輪嚙合良好，提高傳動效率。齒輪傳動的設計計算需要綜合考慮多種因素，是一個復雜的工程問題。鍵聯(lián)接的強度校驗11.應力分析確定鍵所承受的最大剪切應力和壓應力，并與材料的許用應力進行比較。22.疲勞強度考慮鍵在反復載荷下的疲勞失效可能性，采用疲勞強度理論進行校驗。33.安全系數(shù)一般情況下，鍵的強度校驗要考慮安全系數(shù)，以確保鍵在實際工作條件下不會發(fā)生失效。44.實際應用實際設計中，應綜合考慮各種因素，如材料強度、載荷大小、尺寸精度等，并進行必要的強度校驗。撓性聯(lián)接件的選擇與設計應用場景撓性聯(lián)接件廣泛應用于各種機械傳動系統(tǒng)中，可有效降低噪聲和振動，并能補償軸線之間的輕微偏差。類型選擇根據(jù)不同的傳動需求和工作條件，選擇合適的撓性聯(lián)接件類型，例如齒形聯(lián)軸器、彈性聯(lián)軸器等。設計原則設計撓性聯(lián)接件時需考慮傳遞扭矩、轉速、軸向載荷、工作溫度等因素。輪軸類構件的強度分析11.應力分析分析輪軸類構件在受載情況下的應力分布，確定最大應力位置。22.強度計算根據(jù)材料的強度極限和安全系數(shù)，計算輪軸類構件的承載能力。33.疲勞分析考慮重復載荷或交變載荷對輪軸類構件的疲勞損傷影響。44.穩(wěn)定性分析評估輪軸類構件在受力情況下是否會發(fā)生失穩(wěn)，例如彎曲或扭轉。輪軸類構件的動態(tài)特性振動分析振動是輪軸類構件常見問題。振動會導致噪音、磨損、甚至故障。振動分析可以幫助我們理解振動原因、評估其影響，并采取措施進行抑制。沖擊載荷輪軸類構件經(jīng)常承受沖擊載荷，比如突然啟動或停止。沖擊載荷會對構件造成額外應力和變形，可能加速其磨損或疲勞。輪軸類構件的形變分析彈性形變在載荷作用下，輪軸類構件會產(chǎn)生彈性形變。分析彈性形變可以評估構件的承載能力和工作壽命。塑性形變當載荷超過材料的屈服極限時，會發(fā)生塑性形變，導致構件永久變形，影響其正常工作。振動形變輪軸類構件在運行過程中會產(chǎn)生振動，振動會引起額外的形變，需要分析振動形變以確保其安全性和穩(wěn)定性。溫度形變溫度變化會影響材料的性能，導致構件發(fā)生熱膨脹或收縮，需要考慮溫度形變的影響。輪軸類構件的振動分析振動類型輪軸類構件的振動主要包括：自由振動，強迫振動，自激振動。振動分析方法常用的振動分析方法包括：振動測量，頻譜分析，模態(tài)分析等。振動控制措施振動控制措施主要包括：降低激振力，改變系統(tǒng)固有頻率，增加阻尼等。輪軸類構件的疲勞壽命循環(huán)載荷的影響輪軸類構件在反復承受載荷時，材料內(nèi)部會產(chǎn)生微觀裂紋，隨著循環(huán)次數(shù)增加，裂紋擴展最終導致失效。材料性質和環(huán)境因素材料的強度、韌性、抗疲勞性能，以及工作環(huán)境的溫度、濕度、腐蝕性等因素都會影響疲勞壽命。設計和制造工藝合理的結構設計、精密的加工制造、表面處理等都能有效延長輪軸類構件的疲勞壽命。潤滑油品質量的檢測粘度測試測量潤滑油在不同溫度下的流動阻力，確保其符合設計要求。閃點測試測定潤滑油在特定條件下開始閃燃的最低溫度，評估其安全性能。氧化穩(wěn)定性測試評估潤滑油在高溫、氧化環(huán)境下的穩(wěn)定性，防止油品劣化和設備損壞。軸承磨損的故障診斷振動分析振動傳感器檢測軸承振動，異常振動可能是磨損的征兆。溫度監(jiān)測紅外熱像儀檢測軸承溫度，過高的溫度可能意味著摩擦增加，暗示磨損。油液分析分析軸承潤滑油中的金屬顆粒含量，判斷軸承磨損程度。聲學檢測使用聲學傳感器檢測軸承運行時的異常聲音，如摩擦聲或敲擊聲。齒輪傳動故障的預防11.選擇合適的齒輪材料和制造工藝選擇抗疲勞性能強、耐磨損的材料，如合金鋼或熱處理鋼。22.嚴格控制加工精度和裝配質量確保齒輪的尺寸、形狀、位置精度，避免安裝過緊或過松。33.定期檢查和維護檢查齒輪的磨損情況、潤滑油的狀態(tài)，及時更換磨損的部件。44.避免過載和沖擊合理控制傳動負載，避免沖擊載荷，延長齒輪的壽命。鍵聯(lián)接常見故障及解決鍵槽斷裂鍵槽斷裂通常由鍵槽尺寸不當或裝配不當造成。解決方法：選擇合適的鍵槽尺寸，并確保鍵槽與軸的配合良好。鍵松動鍵松動的原因可能是鍵與軸或輪轂之間的配合過松，或鍵表面磨損。解決方法：更換鍵或對鍵進行修理。鍵變形鍵變形通常由鍵的材料強度不足或鍵槽加工精度不夠造成。解決方法：更換材料強度更高的鍵，或對鍵槽進行重新加工。鍵斷裂鍵斷裂通常由鍵的材料強度不足或過載造成。解決方法：更換材料強度更高的鍵，或對傳動系統(tǒng)進行優(yōu)化，降低負荷。撓性聯(lián)接件的維護保養(yǎng)定期檢查定期檢查撓性聯(lián)接件的工作狀態(tài)，包括磨損情況、潤滑狀況和緊固件松動等。如發(fā)現(xiàn)異常，及時進行維護保養(yǎng)，避免故障的發(fā)生。清潔保養(yǎng)定期清潔撓性聯(lián)接件，清除灰塵、油污等雜質，保持聯(lián)接件的清潔度。清潔時，避免使用硬質工具，以免造成表面損傷。潤滑保養(yǎng)根據(jù)使用環(huán)境和負載情況，選擇合適的潤滑油，并定期進行潤滑。潤滑不足會導致聯(lián)接件過早磨損，潤滑過多會導致油污積聚，影響聯(lián)接件的性能。緊固件維護定期檢查緊固件的緊固情況，防止松動，保證聯(lián)接件的可靠性。松動會導致聯(lián)接件工作狀態(tài)不穩(wěn)定，甚至造成脫落，危及安全。輪軸類構件的常見缺陷裂紋疲勞應力、沖擊載荷或加工缺陷會導致輪軸類構件出現(xiàn)裂紋。磨損軸承、齒輪或其他接觸表面過度磨損，影響其正常工作性能。錯位安裝不當、熱膨脹或其他因素會導致軸承、齒輪或其他部件錯位，影響傳動效率。腐蝕潮濕環(huán)境或化學物質侵蝕會導致輪軸類構件表面腐蝕，影響強度和壽命。輪軸類構件的維修技術預防性維護定期檢查軸承、齒輪和聯(lián)接件，及時發(fā)現(xiàn)問題，避免故障發(fā)生。更換潤滑油，保持潤滑狀態(tài)，延長構件壽命。故障診斷分析故障現(xiàn)象，確定故障部位，明確故障原因。利用工具、儀器，對故障部位進行檢測和診斷。