机械基础 教学课件 作者 陈长生 12支承零部件.ppt

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1、《机械基础》教学课件第十二章支承零部件第1节轴第2节滚动轴承第1节轴一、轴的分类轴的主要功用是支承旋转零件（如齿轮、带轮、联轴器等），以传递运动和动力，是组成机器的重要零件之一。根据承载情况不同，轴可分为心轴、传动轴和转轴三类。传动轴心轴转轴第1节轴一、轴的分类根据轴线形状，轴又可分为直轴、曲轴、挠性钢丝轴。直轴应用较广，根据外形，分为直径无变化的光轴和直径有变化的阶梯轴。为了提高刚度或减轻重量，有时制成空心轴。直轴曲轴挠性钢丝轴第1节轴一、轴的分类根据轴线形状，轴又可分为直轴、曲轴、挠性钢丝轴。直轴应用较广，根据外形，分为直径无变化的光轴和直径有变化的阶梯轴。为

2、了提高刚度或减轻重量，有时制成空心轴。光轴阶梯轴空心轴第1节轴二、轴的材料轴的主要失效形式为疲劳破坏，轴的材料应具有较好的强度、韧性及耐磨性。一般用途的轴常用优质碳素结构钢；轻载或不重要的轴可采用普通碳素钢；重载重要的轴可选用合金结构钢，其力学性能高，但价格较贵，选用时应综合考虑。优质碳素钢35、45、50，正火或调质处理轴的毛坯:一般用圆钢或锻件。合金结构钢20Cr、20CrMnTi、40CrNi、38CrMoAlA等碳素结构钢因具有较好的综合力学性能，应用较多，尤其是45钢应用最广。合金钢具有较高的力学性能，但价格较贵，多用于有特殊要求的轴。第1节轴二、轴的材

3、料第1节轴三、轴的结构设计对轴的要求是：根据受力情况设计合理的尺寸，以满足强度和刚度需要；还必须满足轴上零件可靠地定位和紧固；同时便于加工制造、装拆和调整。减速器输出轴1.零件在轴上的定位和固定第1节轴三、轴的结构设计零件在轴上的轴向定位和固定可采用轴环、轴肩、套筒（a）、螺母（图ｂ）、轴端挡圈（ｃ、ｄ）及圆锥表面（ｄ）等方法1.零件在轴上的定位和固定第1节轴三、轴的结构设计零件在轴上的周向定位和固定可采用键联接、花键联接、销钉联接（图12-7）和过盈配合等方法。花键联接销钉联接1.零件在轴上的定位和固定第1节轴三、轴的结构设计一般将轴设计成阶梯形，目的是增加强度

4、和刚度，便于装拆，易于轴上零件的固定；区别不同轴段的精度及表面光洁度等满足不同的需要。考虑到轴上零件的轮毂端面贴紧轴肩定位面，在开螺纹或磨削轴段的轴肩处，应留有螺纹退刀槽和砂轮越程槽。螺纹退刀槽和砂轮越程槽2.结构工艺要求第1节轴三、轴的结构设计为了减少应力集中，轴肩、轴环过渡要缓和，并做成圆角，但这种圆角必须小于零件轮毂孔端面的圆角半径或倒角（图12-4b）2.结构工艺要求第1节轴三、轴的结构设计当轴上有多个键槽时，应尽可能安排在同一条直线上，使加工键槽时无须多次装夹换位。轴两端、轴环和轴肩端部要倒角，以免划伤人手及相配零件。2.结构工艺要求多个键槽应在同一直线

5、上倒角第1节轴三、轴的结构设计轴直径尽量采用标准系列，在滚动轴承、联轴器、配合处的直径，必须符合滚动轴承联轴器内径的标准系列；螺纹处的直径应符合螺纹标准系列。2.结构工艺要求轴的标准直径10111214161820222528303236404550566063717580859095100第1节轴四、轴的强度计算对于圆截面的传动轴，其扭转强度条件为1.传动轴的强度计算（只承受扭矩的轴）式中，τmax为最大扭转切应力（MPa）；[τ]为许用扭转切应力（MPa）；T为轴传递的转矩（N·mm）WT—抗扭截面系数（mm3），实心圆轴；WT=0.2d3;N.mm选定轴的材

6、料后，许用应力[τ]已确定。轴直径为第1节轴四、轴的强度计算2.转轴的强度计算（既承受扭矩又承受弯矩的轴）由于转轴承受弯扭组合作用，同时轴上零件的位置和轴承和轴承支承间的距离通常尚未确定，所以对转轴的设计，只能先按扭转强度初步估算轴的最小直径，待轴系结构确定后，轴上所受载荷大上小、方向、作用点及支承跨距已确定，再按弯扭组合强校核。强度校核公式为：第1节轴四、轴的强度计算2.转轴的强度计算（既承受扭矩又承受弯矩的轴）由于转轴承受弯扭组合作用，同时轴上零件的位置和轴承和轴承支承间的距离通常尚未确定，所以对转轴的设计，只能先按扭转强度初步估算轴的最小直径，待轴系结构确定

7、后，轴上所受载荷大上小、方向、作用点及支承跨距已确定，再按弯扭组合强校核。计算轴的直径时，可将强度校核公式改为：当轴上开有一个键槽时，轴径应增大3%左右，有两个键槽时，轴径应增大7%左右。应将轴径圆整成标准值。第1节轴四、轴的强度计算2.转轴的强度计算（既承受扭矩又承受弯矩的轴）第1节轴四、轴的强度计算转轴的强度计算实例第1节轴四、轴的强度计算转轴的强度计算实例第1节轴四、轴的强度计算转轴的强度计算实例第1节轴四、轴的强度计算轴的空间受力图转轴的强度计算实例第1节轴四、轴的强度计算转轴的强度计算实例第1节轴四、轴的强度计算转轴的强度计算实例第1节轴四、轴的强度计算

8、转轴的强度