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轴断了!从事设计第一次碰到这问题,大家帮我分析一下!

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发表于 2014-3-19 23:19:14 | 显示全部楼层 |阅读模式
这根轴如图所示,就是两个连杆之间铰链的轴,大概计算一下切应力2700N!
连杆8秒一次的正反转!每天12小时工作,大概使用一个月后断了!
当初设计的时候是估算的,我们老大今天看了一下,说有两个原因造成的!
第一:外加工把那M10的牙钻的太深的孔,本来只有10mm牙深最多15,不能超过台阶!而现在断的轴是空心轴(按图加工是实心),导致强度不够!
第二:老大说看断层面应该是瞬间崩断,硬度过高(给家工商要求是轴材料是45号钢调质处理,28-32的硬度)老大说肯定超过35的硬度!由于当时没有硬度测量仪器所以不好确定硬度值!
对于老大第一点的解释是可以理解,可是第二点的解释我确实不太理解!
希望大家帮忙发表意见,看看断面层,帮我多多分析分析!谢谢啦!
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点评

搞得和淬火或铸铁件一样 呵呵 ~  发表于 2014-3-26 10:59
设计的太奇葩了,忍不住再吐一下槽。楼主摆臂和连杆都分不清。装那么多轴承都是假的。如果主动连杆该叫摆臂,被动的是连杆的话,那铰链轴可以直接固定在其中一边。另一边增加支撑长度。铰链明显是被杠杆撬断的。  发表于 2014-3-24 00:44
明显是设计问题,这个铰链结构画的,画蛇添足。  发表于 2014-3-24 00:28

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发表于 2014-3-19 23:28:39 | 显示全部楼层
设计不合理,轴肩太高,轴承都卸不下来,估计就是因为轴太细了
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发表于 2014-3-19 23:30:21 | 显示全部楼层
从图看弯曲力更大,弯断的。
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发表于 2014-3-20 00:01:39 | 显示全部楼层
材料调质没搞好把!
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发表于 2014-3-20 00:14:27 | 显示全部楼层
一个月23个工作日,正反再乘2,共248400次,楼主不认为是疲劳断裂吗?疲劳校核再算算
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发表于 2014-3-20 00:16:43 | 显示全部楼层
本帖最后由 zerowing 于 2014-3-20 00:17 编辑

1。弯扭组合悬臂梁,不能只考虑弯曲强度。
2。从断裂截面看,应该还是属于疲劳断裂。
3。M10的孔钻孔过深,会导致截面抗弯扭模量降低,特别是延伸到了危险截面附近。当尺寸受限时,这个孔的确不能做太深,10个深已是大限。
4。不能完全说跟硬度无关,但是硬度影响的只有韧性,即抗冲击能力,除非你的断裂是一个偶然过载,否则不敢苟同硬度原因。
5。最后,不得不说,这个结构本身设计的也有问题。轴承盖过大,一面顶住轴承内圈限制内圈转动,一面贴合连杆限制连杆转动。降低了轴承使用的效果。所以,这个端盖的作用值得怀疑。全图来看,本身就是开式轴承,端盖没有密封的意义,既然如此,为什么不用一个轴用挡圈作轴向定位?连M10螺纹孔都省了。

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Michael0576 + 1 思想深刻,见多识广!

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 楼主| 发表于 2014-3-20 06:50:00 | 显示全部楼层
zerowing 发表于 2014-3-20 00:16
1。弯扭组合悬臂梁,不能只考虑弯曲强度。
2。从断裂截面看,应该还是属于疲劳断裂。
3。M10的孔钻孔过深 ...

讲的跟详细,由于给的装配图只有右边,其实左边也有一个被动连杆,安装轴承方式是和贴图一模一样的,只是另外一个连杆长度最长!由于我们此连杆机构是平行于地面的,当时要确保不相邻的连杆之间要平行所以要顶住!
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发表于 2014-3-20 08:07:16 | 显示全部楼层
交变应力作用下的强度不够。
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发表于 2014-3-20 08:21:41 | 显示全部楼层
奇怪为什么这样设计,按楼主说的意思这两个连杆是做翻转运动!此处如此设计有点想不通!
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发表于 2014-3-20 09:02:52 | 显示全部楼层
来看看瞧瞧,怎么轴承盖是顶内圈的
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