机械设计 参赛课件 轴

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1、轴参赛选手：*******第15章轴1概述2轴的结构设计3轴设计中的物理约束4轴的设计本章重点：1.轴的结构设计、强度设计§15-1概述一、轴的主要功用二、轴的分类1、按承载分心轴：只承受弯矩（M），不传递转矩（T=0）1、支承轴上回转零件（如齿轮）转动心轴：轴转动固定心轴：轴固定2、传递运动和动力分析火车轮轴属于什么类型？分析自行车轴属于什么类型？转轴：既传递转矩（T）、又承受弯矩（M）如：减速器中的轴。传动轴：只受转矩，不受弯矩M=0，T≠0如：汽车下的传动轴。分析：根据承载情况下列各轴分别为哪种类型？0轴：Ⅰ轴：Ⅴ轴：Ⅱ轴：Ⅲ轴：Ⅳ轴：传动轴转

2、轴转动心轴转轴转轴转动心轴如何判断轴是否传递转矩：从原动机向工作机画传动路线，若传动路线沿该轴轴线走过一段距离，则该轴传递转矩。如何判断轴是否承受弯矩：该轴上除联轴器外是否还有其它传动零件，若有则该轴承受弯矩，否则不承受弯矩。2）曲轴：发动机专用零件2、按轴线形状分1）直轴又可分为实心轴和空心轴光轴阶梯轴3）钢丝软轴：轴线可任意弯曲，传动灵活。动力源被驱动装置接头接头钢丝软轴钢丝软轴的绕制3.根据图示卷筒轴的三种设计方案填写下表方案轴的类型轴上应力abc转动心轴弯曲应力固定心轴弯曲应力转轴弯曲应力、扭剪应力三、轴的材料轴工作时主要承受弯矩和转矩，且多

3、为交变力作用，其主要失效形式为疲劳破坏。因此，轴的材料应满足强度、刚度、耐磨性和耐腐蚀性等方面的要求。1.碳素钢工程中常用35、45、50等优质碳素钢，其中以45钢用得最广。其价格低廉，对应力集中敏感性较小，可以通过调质或正火处理以保证其机械性能，通过表面淬火或低温回火以保证其耐磨性。对于轻载和不重要的轴也可采用Q235、Q275等普通碳素钢。2、中、低碳合金钢：具有较高的力学性能和良好的热处理性能，常用于高温、高速、重载以及结构要求紧凑的轴；但价格较贵，对应力集中敏感，所以在结构设计时必须尽量减少应力集中。注意：钢材种类和热处理方法对钢材弹性模量E

4、影响很小，分析：当轴的刚度不足时，如何提高轴的刚度？∴用热处理合金钢不能提高轴的刚度。3.球墨铸铁耐磨、价格低、吸振性好，对应力集中的敏感性较低，但可靠性较差，一般用于形状复杂的轴，如曲轴、凸轮轴等。轴的毛坯d小——轧制的圆钢（棒料）：车制；d大——锻造毛坯；空心轴——充分利用材料，↓质量，但加工困难。结构复杂——铸造毛坯，如曲轴；三、轴设计的基本要求和设计步骤：1.基本要求：1）具有足够的承载能力：强度和刚度，保证正常工作2）具有合理的结构形状：轴上零件定位正确、固定可靠且易于装拆，同时使轴加工方便，成本低。选择材料及热处理方式，确定许用应力。估算

5、轴的最小直径轴的结构设计、绘制草图校核轴的强度绘制轴的工作图不安全安全2.设计步骤：§15—2轴的结构设计要求：①轴和轴上零件要有准确、牢固的工作位置②轴上零件装拆、调整方便③轴应具有良好的制造工艺性等④尽量避免应力集中一、拟定轴上零件的装配方案原则：1）轴的结构越简单越合理2）装配越简单、方便越合理轴的结构设计包括确定轴的合理外形和全部结构尺寸。轴作为重要的支承零件，除了与齿轮、带轮等旋转零件联接外，还要与轴承组合通过轴承与机座相连，如图示单级圆柱齿轮减速器中的低速轴。§13-2轴的结构设计该轴系由哪些零件组成二、轴的结构分析轴颈：轴与轴承配合的部

6、分轴头：安装回转零件的部分轴身：其它过渡部分与轴向定位有关的轴肩高度、轴环宽度以及轴上过渡圆角半径均应合理。1）定位轴肩（图中II）的高度h一般取为：h=（0.07~0.1）d三、轴上零件的轴向定位和周向定位：与轴向定位有关的轴肩高度、轴环宽度以及轴上过渡圆角半径均应合理。2）轴上零件为滚动轴承时，定位轴肩高度应查手册中的轴承安装尺寸，不可使轴肩高出轴承内圈端面的高度，以免轴承无法拆卸。三、轴上零件的轴向定位和周向定位：错误正确要求轴肩高度<滚动轴承内圈高度与轴向定位有关的轴肩高度、轴环宽度以及轴上过渡圆角半径均应合理。3）不起定位作用的非定位轴肩高

7、度没有严格规定，一般取为1~2mm。4）轴肩处的圆角半径r必须小于轴上零件毂孔端部的圆角半径R或倒角尺寸C，以免零件端面无法与轴肩端面相接触。5）轴环宽度b一般取为（1~1.5）h。2.套筒特点：定位可靠，结构简单，加工方便，可承受较大的轴向力。应用：齿轮、带轮、联轴器、轴承等的轴向定位。轴上间距不大的两零件的轴向定位。与滚动轴承组合时，套筒的厚度不应超过轴承内圈的厚度，以便轴承拆卸。3.圆螺母和止动垫圈特点：定位可靠，装拆方便，可承受较大的轴向力由于切制螺纹使轴的疲劳强度下降应用：常用于轴的中部和端部正确错误错误4.轴端挡圈特点：能承受较大的轴向力

8、及冲击载荷，需采用放松措施。应用：常用于轴的端部的零件固定。5.圆锥面特点：能承受冲击载荷，装拆方便，但配合