轴的结构与强度校核

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1、分析轴系结构中的错误1.轴肩2.间隙3.轴肩4.过高5.过宽6.过长7.过高8.画法9.垫片10.垫片11023456789②③④⑤⑥⑦①倒角1）为便于轴上零件的装拆，一般轴都做成从轴端逐渐向中间增大的阶梯状。零件的安装次序四、轴的结构工艺性2）装零件的轴端应有倒角，需要磨削的轴端有砂轮越程槽，车螺纹的轴端应有退刀槽。图10-6越程槽和退刀槽（2）轴上所有键槽应沿轴的同一母线布置。减少加工装夹次数。（3）为了便于轴上零件的装配和去除毛刺，轴及轴肩端部一般均应制出45°的倒角。过盈配合轴段的装入端常加工出半锥角为30°的导向锥面(如图10-7)。(4)为便于加工，应使轴上直

2、径相近处的圆角、倒角、键槽、退刀槽和越程槽等尺寸一致。(5)若各轴段具有较高同轴度，在轴两端开设中心孔五、提高轴的强度和刚度的常用措施输出输出输入输出输出输入2.合理布置轴上零件，减小轴上的载荷Tmax=T1T1T1+T2T2合理Tmax=T1+T2T2T1T1+T2不合理1）改进轴上零件结构，减小轴的载荷3.减小应力集中合金钢对应力集中比较敏感，应加以注意。应力集中出现在截面突然发生变化的。措施：1.用圆角过渡；2.尽量避免在轴上开横孔、切口或凹槽;3.重要结构可增加卸载槽B、过渡肩环、凹切圆角、增大圆角半径。也可以减小过盈配合处的局部应力。过渡肩环30˚r凹切圆角dd/4

3、B位置d/4第三节、轴的工作能力分析一、对于只传递扭转的圆截面轴，强度条件为：设计公式为：对于既传递扭转又传递弯矩的轴，可按上式初步估算轴的直径。计算结果为：最小直径！轴的材料A3,20354540Cr,35SiMn[τ](N/mm)12~2020~3030~4040~52A160~135135~118118~107107~92表14-2常用材料的[τ]值和C值注:当作用在轴上的弯矩比传递的转矩小或只传递转矩时,A取较小值;否则取较大值轴上有键槽时，考虑到键会削弱轴的强度，应将直径计算值加大。单键加大3％，双键加大7％二、按弯扭合成强度计算1、轴上力的简化一般配合过盈配合2、

4、轴上支点的位置轴的结构设计初步完成后，通常要对转轴进行弯扭合成强度校核。对于钢制轴可按第三强度理论计算，强度条件为(10-3)式中：σe——当量应力(N／mm2)；Me——当量弯矩(N·mm)，；M——危险截面上的合成弯矩，，MH、MV分别为水平面上、垂直面上的弯矩；材料σb[σ+1][σ0][σ-1]40013070405001707545600200955570023011065800270130759003001408010003301509050012070404001005030轴的许用弯曲应力碳素钢合金钢铸钢折合系数取值α=0.3----转矩不变；0.6--

5、--脉动变化；1----对称循环转矩（频繁正反转）静应力状态下的许用弯曲应力设计公式：折合系数取值：α=0.3----转矩不变；0.6----脉动变化；1----频繁正反转。设计公式：材料σb[σ+1][σ0][σ-1]40013070405001707545600200955570023011065800270130759003001408010003301509050012070404001005030轴的许用弯曲应力碳素钢合金钢铸钢脉动循环状态下的许用弯曲应力折合系数取值：α=0.3----转矩不变；0.6----脉动变化；1----频繁正反转。设计公式：材料σb[σ+

6、1][σ0][σ-1]40013070405001707545600200955570023011065800270130759003001408010003301509050012070404001005030轴的许用弯曲应力碳素钢合金钢铸钢对称循环状态下的许用弯曲应力弯扭合成强度的计算按下列步骤进行：(1)绘出轴的计算简图，标出作用力的方向及作用点的位置。(2)取定坐标系，将作用在轴上的力分解为水平分力和垂直分力，并求其支反力。(3)分别绘制出水平面和垂直面内的弯矩图。(5)绘制转矩图。(7)确定危险剖面，校核危险剖面的弯扭合成强度。(6)按照强度理论求出当量弯矩，并

7、做当量弯矩图(4)计算合成弯矩，并绘制出合成弯矩图。【例11-2】：设计带式运输机减速器的主动轴.已知传递功率P=10kW,转速n=200r/min,齿轮齿宽B=100mm,齿数z=40,模数m=5mm,螺旋角β＝，轴端装有联轴器。解：1、计算轴上转矩和齿轮作用力轴传递的转矩：N.mmN齿轮的圆周力：N齿轮的径向力：齿轮的轴向力：N轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径，需开键槽，故将最小轴径增加5%，变为42.525mm。查《机械设计手册》，取标准直径45mm。2、选择轴的材料和热处理方式选择轴的材