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軸斷了!從事設計第一次碰到這問題,大家幫我分析一下!

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1#
發表于 2014-3-19 23:19:14 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
這根軸如圖所示,就是兩個連桿之間鉸鏈的軸,大概計算一下切應力2700N!
連桿8秒一次的正反轉!每天12小時工作,大概使用一個月后斷了!
當初設計的時候是估算的,我們老大今天看了一下,說有兩個原因造成的!
第一:外加工把那M10的牙鉆的太深的孔,本來只有10mm牙深最多15,不能超過臺階!而現在斷的軸是空心軸(按圖加工是實心),導致強度不夠!
第二:老大說看斷層面應該是瞬間崩斷,硬度過高(給家工商要求是軸材料是45號鋼調質處理,28-32的硬度)老大說肯定超過35的硬度!由于當時沒有硬度測量儀器所以不好確定硬度值!
對于老大第一點的解釋是可以理解,可是第二點的解釋我確實不太理解!
希望大家幫忙發表意見,看看斷面層,幫我多多分析分析!謝謝啦!

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點評

搞得和淬火或鑄鐵件一樣 呵呵 ~  發表于 2014-3-26 10:59
設計的太奇葩了,忍不住再吐一下槽。樓主擺臂和連桿都分不清。裝那么多軸承都是假的。如果主動連桿該叫擺臂,被動的是連桿的話,那鉸鏈軸可以直接固定在其中一邊。另一邊增加支撐長度。鉸鏈明顯是被杠桿撬斷的。  發表于 2014-3-24 00:44
明顯是設計問題,這個鉸鏈結構畫的,畫蛇添足。  發表于 2014-3-24 00:28

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管理團隊 + 100 公眾號采用
573717004 + 1 典型的書呆子!
老鷹 + 50 問題描述清楚,顯得很專業!

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2#
發表于 2014-3-19 23:28:39 | 只看該作者
設計不合理,軸肩太高,軸承都卸不下來,估計就是因為軸太細了

點評

今天公司有個老手還問我為什么設計個小臺階,,,,,呵呵。  發表于 2014-3-20 22:50
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3#
發表于 2014-3-19 23:30:21 | 只看該作者
從圖看彎曲力更大,彎斷的。

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彎曲應力應該不小,只能加粗軸了,或者換點好材料。軸肩的設計的確費力不討好  發表于 2014-3-21 13:39
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4#
發表于 2014-3-20 00:01:39 | 只看該作者
材料調質沒搞好把!
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5#
發表于 2014-3-20 00:14:27 | 只看該作者
一個月23個工作日,正反再乘2,共248400次,樓主不認為是疲勞斷裂嗎?疲勞校核再算算
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6#
發表于 2014-3-20 00:16:43 | 只看該作者
本帖最后由 zerowing 于 2014-3-20 00:17 編輯

1。彎扭組合懸臂梁,不能只考慮彎曲強度。
2。從斷裂截面看,應該還是屬于疲勞斷裂。
3。M10的孔鉆孔過深,會導致截面抗彎扭模量降低,特別是延伸到了危險截面附近。當尺寸受限時,這個孔的確不能做太深,10個深已是大限。
4。不能完全說跟硬度無關,但是硬度影響的只有韌性,即抗沖擊能力,除非你的斷裂是一個偶然過載,否則不敢茍同硬度原因。
5。最后,不得不說,這個結構本身設計的也有問題。軸承蓋過大,一面頂住軸承內圈限制內圈轉動,一面貼合連桿限制連桿轉動。降低了軸承使用的效果。所以,這個端蓋的作用值得懷疑。全圖來看,本身就是開式軸承,端蓋沒有密封的意義,既然如此,為什么不用一個軸用擋圈作軸向定位?連M10螺紋孔都省了。

點評

這么設計動作過程中很容易“碰撞”.....  發表于 2014-3-26 20:13
大俠剖的細呀,我也在郁悶那個端蓋,怎么會這樣用,和軸承內圈接觸,又和連桿面接觸。還有在設計軸的時候,軸臂的設計還是要慎重呀,這樣好還是加個軸套好?  發表于 2014-3-23 22:57
軸肩過渡區域要倒圓角(圓角半徑要小于軸承倒角) 順便說一下,軸承間距這么小,剪力應該是主要作用力。LZ要是能發一張完整一些的圖或載荷信息就好了。  發表于 2014-3-23 16:16
從結構上看扭矩是不用計算了  發表于 2014-3-20 14:34
支持樓上的說法。呵呵,  發表于 2014-3-20 09:54
像這種,可以加個過渡階梯套,依次留空間加大圓角降低應力;蛘呖梢宰霰砻鎾佂栌不。但是根本問題是軸太細,其他輔助的辦法都不會太有效。  發表于 2014-3-20 02:20
他這個軸是有圓角的,但是因為是臺肩軸,圓角不可能有那么大。所以問題就來了?梢酝ㄟ^過度槽等方式緩和,但是軸本身太細,哈哈,都擰把一起了。  發表于 2014-3-20 02:18
偶也覺得,根部應該留有小圓角。直角應力集中太厲害了,我以前接觸過一個沖壓模具,別人設計的,就是因為直角,碎了,后面我說改小圓角,就好了。  發表于 2014-3-20 02:07
嚴重同意LIAO大的觀點。  發表于 2014-3-20 02:05
將懸臂結構改簡支結構,在軸徑相同的情況下,受力與壽命就大為改觀。  發表于 2014-3-20 01:46
沒有承載數據,沒法驗算看看,但可以肯定,原始設計考慮不足,哈哈  發表于 2014-3-20 01:33
不到12萬次的往復擺動就搞斷軸,軸不是好像細了點,而是肯定明顯不足。 ^_^  發表于 2014-3-20 01:24
那個根部圓角是個高應力集中區。局部硬化圓角會好一些,說實話,作為連桿來說,這個軸好像真的細了點。  發表于 2014-3-20 01:10
這軸是多種應力的綜合體,有彎矩、扭剪、應力集中、疲勞等,  發表于 2014-3-20 00:46

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7#
 樓主| 發表于 2014-3-20 06:50:00 | 只看該作者
zerowing 發表于 2014-3-20 00:16
1。彎扭組合懸臂梁,不能只考慮彎曲強度。
2。從斷裂截面看,應該還是屬于疲勞斷裂。
3。M10的孔鉆孔過深 ...

講的跟詳細,由于給的裝配圖只有右邊,其實左邊也有一個被動連桿,安裝軸承方式是和貼圖一模一樣的,只是另外一個連桿長度最長!由于我們此連桿機構是平行于地面的,當時要確保不相鄰的連桿之間要平行所以要頂!
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8#
發表于 2014-3-20 08:07:16 | 只看該作者
交變應力作用下的強度不夠。
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9#
發表于 2014-3-20 08:21:41 | 只看該作者
奇怪為什么這樣設計,按樓主說的意思這兩個連桿是做翻轉運動!此處如此設計有點想不通!
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10#
發表于 2014-3-20 09:02:52 | 只看該作者
來看看瞧瞧,怎么軸承蓋是頂內圈的
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