机械设计基础 含工程力学 教学课件 作者 李国斌主编 王春艳 蒋昊 马文元副主编 第15章　轴.ppt

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1、机械设计基础含工程力学主编第15章　轴15.1　轴的分类15.2　轴的材料15.3　轴的结构设计15.3.1　轴上零件的装配方案15.3.2　轴上零件轴向和周向定位15.3.3　轴的结构工艺性15.3.4　提高轴的强度和刚性的措施15.4　轴的强度计算15.5　轴的刚度计算15.1　轴的分类图15-1　减速箱转轴15.1　轴的分类图15-3　固定心轴15.1　轴的分类图15-2　汽车传动轴15.1　轴的分类图15-4　转动心轴15.1　轴的分类图15-5　曲轴15.1　轴的分类图15-6　挠性轴1—

2、动力装置　2—接头　3—加有外层保护套的挠性轴　4—其他设备　5—被驱动装置15.1　轴的分类图15-7　空心轴15.2　轴的材料表15-1　轴的常用材料及其主要力学性能表15-1　轴的常用材料及其主要力学性能15.3　轴的结构设计图15-8　轴的结构15.3.1　轴上零件的装配方案轴的结构形式取决于轴上零件的装配方案，如图158所示。为了方便轴上零件的装拆，常将轴做成阶梯形。对于一般剖分式箱体中的轴，它的直径从轴端逐渐向中间增大。可依次将齿轮、套筒、左端滚动轴承、轴承盖和带轮从轴的左端装拆，另一

3、滚动轴承从右端装拆。为使轴上零件易于安装，轴端及各轴段的端部应有倒角。在满足使用要求的情况下，轴的形状和尺寸应力求简单，以便于加工。15.3.2　轴上零件轴向和周向定位1.轴上零件的轴向定位和固定图15-9　圆螺母定位15.3.2　轴上零件轴向和周向定位图15-10　圆锥面定位15.3.2　轴上零件轴向和周向定位图15-11　紧定螺钉15.3.2　轴上零件轴向和周向定位图15-12　弹性挡圈15.3.2　轴上零件轴向和周向定位图15-13　轴端挡圈2.轴上零件的周向固定15.3.3　轴的结构工艺性图

4、15-14　砂轮越程槽及螺纹退刀槽15.3.3　轴的结构工艺性1)轴的形状应力求简单，阶梯数尽可能少，这样可以减少加工次数及应力集中。2)为了便于装配，轴端应加工出倒角(一般为45°)；过盈配合零件装入端常加工出导向锥面，以使零件能较顺利地压入。3)一根轴上各键槽应开在轴的同一母线上，若开有键槽的轴段直径相差不大时，尽可能采用相同宽度的键槽，如图15-8所示。4)为了便于切削加工，一根轴上的圆角应尽可能取相同的半径，退刀槽取相同的宽度，倒角尺寸相同，以减少换刀的次数。5)需要磨削的轴段，应留有砂轮越

5、程槽，如图15-14a所示，以便磨削时砂轮可以磨到轴肩的端部；需切削螺纹的轴段，应留有螺纹退刀槽，如图15-14b所示。15.3.4　提高轴的强度和刚性的措施1)减小应力集中，提高轴的强度。图15-15　减小应力集中的结构2)改变轴上零件的布置，有时可以减小轴上的载荷。3)改进轴上零件的结构可以减小轴上的载荷。15.3.4　提高轴的强度和刚性的措施图15-16　轴上零件的合理布置15.3.4　提高轴的强度和刚性的措施图15-17　两种不同结构产生的轴弯矩4)改善轴的表面质量，提高轴的疲劳强度。15.

6、4　轴的强度计算1.按抗扭强度估算轴的直径15.4　轴的强度计算表15-2　常用材料的［τ］值和C值2.按弯扭合成强度计算1)画出轴的空间力系图。2)根据水平面和垂直面的支点反力，分别作出水平面的弯矩(MH)图和垂直面上的弯矩(MV)图。3)计算出合成弯矩M=，绘出合成弯矩图。4)作出转矩(T)图。5)计算危险截面的当量弯矩Me=，绘出当量弯矩图。6)校核危险截面的强度。15.4　轴的强度计算15.4　轴的强度计算表15-3　轴的许用弯曲应力例15-1　设计图15-18所示的斜齿圆柱齿轮减速器的输出

7、轴，已知传递功率P=7.5kW,从动轮转速n=300r/min，分度圆直径d=260mm，从动轮的压力角αn=20°，螺旋角β=14°，L=200mm，载荷平稳，单向运转。15.4　轴的强度计算解　(1)选择轴的材料，确定许用应力(2)按抗扭强度估算轴的直径(3)齿轮上作用力的计算15.4　轴的强度计算图15-18　轴系受力及弯矩、转矩图15.4　轴的强度计算(4)画出轴的受力图　如图15-18b所示。(5)计算水平面支反力，画水平面弯矩图　如图15-18c所示。(6)计算垂直面支反力，画垂直面弯矩

8、图　如图15-18d所示。(7)画合成弯矩图　如图15-18e所示。(8)画转矩图　如图15-18f所示。(9)计算当量弯矩(10)校核强度(11)绘制轴的零件图15.5　轴的刚度计算图15-19　轴的挠度和弯角15.5　轴的刚度计算图15-20　轴的扭转角15.5　轴的刚度计算表15-4　轴的许用挠度［y］、许用偏转角［θ］和许用扭转角［φ］图15-21　题15-8图15.5　轴的刚度计算图15-22　题15-9图