机械设计基础 教学课件 作者 王凤良第十二章第十二章 轴.ppt

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1、第12章轴MachineryFoundation第12章轴目录12.1概述12.2轴结构的选择设计12.3轴的强度计算MachineryFoundation12.4轴的刚度校核12.5轴的选择设计特点与重要性12.1概述MachineryFoundation第12章轴第12章轴12.1.1轴的功用1）用于支持旋转的机械零件，如：齿轮、带轮等，并使其具有确定的工作位置。2）传动运动和动力。组成机器中的最基本的和主要的零件，一切作旋转运动的传动零件，都必须安装在轴上才能实现旋转和传递动力。轴12.1概述1

2、2.1概述MachineryFoundation按轴受载情况分类◆心轴：只受弯曲作用而不传递动力。第12章轴12.1.2轴的分类12.1概述MachineryFoundation第12章轴图12-1心轴◆转动的心轴称为转动心轴，如火车轮轴（a）。固定不动的心轴称为固定心轴，如自行车前轴（b）。12.1概述MachineryFoundation◆传动轴：只传送动力，只受扭转作用而不受弯曲作用，或者弯曲作用很小。第12章轴图12-2传动轴12.1概述MachineryFoundation◆转轴：既支承转动

3、零件又传递动力，转轴本身是转动的，同时承受弯曲和扭转两种作用。第12章轴图12-3转轴1-套筒2-轴端3-轴头4-中轴颈5-轴身6-轴头12.1概述MachineryFoundation按轴线特点及轴的结构分类◆直轴：轴线为直线，按外形分为光轴（图12-4a）和阶梯轴（图12-4b）；按心部构造分为实心轴和空心轴（图12-4c）。第12章轴图12-4直轴a）光轴b）阶梯轴c）空心轴12.1概述MachineryFoundation◆曲轴：将旋转运动改变为往复直线运动或者作相反的运动转换。第12章轴图1

4、2-5曲轴12.1概述MachineryFoundation◆挠性轴：由几层紧贴在一起的钢丝卷绕而成。可方便的将转矩和回转运动传递到空间其他任意位置。第12章轴图12-6挠性轴12.1概述MachineryFoundation按轴上各段作用可分为◆轴头：用于安装旋转传动零件第12章轴12.1.3轴的结构◆轴颈：用于与轴承配合◆轴身：用联接轴头和轴颈，图7-312.1概述MachineryFoundation设计要求：足够的强度和刚度、合理的结构选择、适宜的材料选择、良好的工艺性等。◆3）进行轴的结构设

5、计第12章轴12.1.4轴的设计要求和一般设计步骤◆1）按工作要求选择轴的材料◆2）初步估计轴的最小直径设计步骤：◆4）进行强度和硬度计算◆5）技术要求的核定12.1概述MachineryFoundation材料要求：较高的抗疲劳强度、较低的应力集中敏感性和良好的加工工艺性。◆碳素钢：价格低廉，应力集中敏感性低，可通过热处理提高耐磨性和抗疲劳强度。型号主要有35、40、45、50等。第12章轴12.1.5轴的材料材料◆合金钢：有更高的力学性能，但价格较高，对应力集中敏感，型号主要有20Cr、40Cr、

6、35SiMn等。12.2轴结构的选择设计MachineryFoundation第12章轴12.2轴结构的选择设计MachineryFoundation第12章轴轴的结构设计步骤在进行轴的设计时，首先要根据传动装置简图，不知轴上零件并确定装配方案。图12-3所示为转轴的一种结构方案，图12-7所示为转轴的另一种设计方案。12.2.1确定装配方案图12-7转轴的另一种结构方案12.2轴结构的选择设计MachineryFoundation轴向定位与固定第12章轴◆轴肩和轴环12.2.2轴上零件的定位与固定图

7、12-8轴肩图12-9轴环12.2轴结构的选择设计MachineryFoundation第12章轴和轴毂联接◆套筒◆圆螺母图12-10套筒图12-11圆螺母12.2轴结构的选择设计MachineryFoundation第12章轴◆轴端挡圈◆弹性挡圈图12-12轴端挡圈图12-13弹性挡圈周向定位与固定12.2轴结构的选择设计MachineryFoundation第12章轴12.2.3轴上各段的结构尺寸径向尺寸径向尺寸确定的原则和注意点：◆有配合要求的轴段要取标准值◆装配标准件的轴段，其直径要取标准值，

8、并与配合孔径一致◆轴肩高度的确定12.2结构的选择设计MachineryFoundation第12章轴◆当轴中间装有零件时，安装该零件轴段的直径应比装配该零件时需要通过的其他轴段的直径大，以便于装配◆非配合直径允许取非标准值◆螺纹直径应符合螺纹标准◆滚动轴承的定位12.2轴结构的选择设计MachineryFoundation第12章轴轴向尺寸原则和要求：◆与轴上传动零件相配合的轴段的长度，应比配合零件的轮毂宽度略短些◆轴上各旋转零件与其他静止零件之间应留