这类带双同轴铰耳的L型支撑构件,在轻工输送线、小型工装夹具、非标自动化设备的铰接点位应用十分普遍,日常做设备改型或者新建设计时,经常会碰到需要实现固定基座与摆动部件铰接的场景,这个构件的结构刚好适配这类需求。从实际使用场景来看,它的底座部分承担整个铰接点位的载荷传递,两个同轴的铰耳用来穿装铰接销轴,连接摆臂、连杆类的活动部件,比如小型料仓的启闭摆杆、工装夹具的压紧臂铰接端、输送线侧挡的调节摆架,都能用到这类结构件,相比单耳铰接结构,双耳的设计能让销轴受力更均匀,避免单侧受力带来的销轴弯曲、铰耳磨损过快的问题,长期运行的稳定性更好。
设计这类构件的时候,首先要确定的是两个铰耳的同轴度公差,这直接影响后续铰接装配的顺畅度,如果同轴度偏差超过0.05mm,穿装销轴的时候就会出现卡滞,活动部件摆动时会有额外的摩擦阻力,严重的话还会出现运行异响、磨损加剧的问题。铰耳的内孔尺寸要和选配的销轴做间隙配合,一般选H8/f7的配合公差,既保证装配时能顺利穿入,又不会因为间隙过大导致活动部件晃动量超标。底座上的两个安装孔是沉孔设计,用来穿装内六角螺栓,把整个构件固定在设备的安装基准面上,沉孔的深度要保证螺栓拧紧后,螺栓头不会高出底座平面,避免和其他运动部件发生干涉。
从安装边界来看,底座的底面是整个构件的安装基准面,加工时需要保证平面度要求,一般平面度公差控制在0.03mm以内,避免安装后构件出现倾斜,导致铰耳的轴线和预设的摆动轴线出现偏角。两个铰耳的中心高度是核心安装尺寸,这个尺寸决定了铰接点的安装高度,设计时要匹配对应活动部件的摆动半径,避免活动部件摆动时和底座或者安装基面发生碰撞。铰耳的外径尺寸要根据实际承受的载荷来核算,一般静态载荷下,铰耳的壁厚要保证能承受径向的挤压力,不会出现铰耳开裂、变形的问题,如果是承受动态交变载荷的场景,还要在铰耳和底座的连接位置做圆角过渡,减少应力集中,提升构件的疲劳强度。
构件的立板部分连接底座和上方的两个铰耳,立板的厚度要根据载荷大小选取,立板和底座、立板和铰耳的连接位置都做了圆弧过渡,避免直角连接处的应力集中,在承受冲击载荷的时候,这些过渡位置是应力最高的区域,做圆角处理能大幅降低应力峰值,延长构件的使用寿命。从建模练习的角度来说,这个构件的特征涵盖了拉伸、切除、倒角、圆角这些基础的建模特征,同时需要保证两个铰耳的同轴度、安装孔的位置度,很适合用来练习基础的三维建模规范,建模的时候可以先从底座的轮廓开始绘制,再向上拉伸立板,最后添加两个铰耳的特征,绘制草图的时候要注意各个特征之间的几何约束,避免出现过定义或者欠定义的问题,后续修改尺寸的时候也能更方便。
实际加工这类构件的时候,一般选用Q235或者45号钢作为毛坯材料,小批量制作的时候可以采用铣削加工的方式,先铣出底座和立板的轮廓,再加工铰耳的外圆和内孔,最后做安装孔的沉头加工和各处的倒角、圆角处理。如果是大批量生产,也可以采用铸造的方式先做出毛坯,再进行二次机加工保证关键尺寸的精度,铰耳的内孔如果有耐磨要求,还可以压装铜套或者做淬火处理,提升内孔的耐磨性能,延长构件的维护周期。在装配的时候,要先把底座固定在安装基面上,打表校验铰耳轴线的水平度或者垂直度,符合要求之后再穿装销轴连接活动部件,装配完成后要手动摆动活动部件,检查摆动过程是否顺畅,有没有卡滞或者异响的问题,如果存在卡滞,要检查是不是铰耳同轴度偏差或者安装基面不平整导致的,及时调整修正。
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- 系统要求: Autodesk Inventor
- 软件分类: 通用机械零部件










