机械设计基础 第２版 教学课件 作者 孙宝钧 主编 机械设计基础第13章.ppt

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1、第十三章轴第一节概述第二节轴的结构设计第三节轴的设计计算第四节轴的刚度和临界速度的概念机械设计基础13第一节概述轴是机械的重要零件之一，主要功能是支承旋转零件，传递动力和运动。一、轴的分类转轴心轴传动轴13131313按照轴的轴线形状又可将其分为直轴、曲轴和挠性轴。13此外轴又可分为实心轴和空心轴，光轴和阶梯轴。13二、轴的材料13第二节轴的结构设计轴的结构设计原则上就满足如下要求：⑴轴上零件有准确的位置和可靠原相对固定⑵良好的制造和安装工艺性⑶形状、尺寸应有利于减少应力集中轴上零件的定位和固定⒈轴

2、上零件的轴向定位和固定⒉轴上零件的周向定位13二、轴的结构工艺性⒈当某一轴段需车制螺纹或磨削加工时，应留有退刀槽或砂轮越程槽13⒉轴上所有键槽应沿轴的同一母线布置⒊为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度的倒角。⒋为便于加工，应使轴上直径相近处的圆角、倒角、键槽、退刀槽和越程槽等尺寸一致。13三、提高轴的疲劳强度⒈结构设计方面轴截面尺寸突变处会造成应力集中，所以对阶梯轴相邻轴段直径不宜相差太大，在轴径变化处的过渡圆角半径不宜过小。1313⒉制造工艺方面提高轴的表面质量，降低表面

3、粗糙度，对轴表面采用碾压、喷丸和表面热处理等强化方法，均可显著提高轴的疲劳强度。⒊轴上零件的合理布局13131—轴端挡圈2—键3—半联轴器4—轴承盖5—滚动轴承6—套筒7—齿轮8—键9—滚动轴承10—轴承盖13第三节轴的设计计算一、轴的计算简图进行轴的强度和刚度计算时，为便于分析和计算，通过必要的简化，找出轴的合理简化力学模型，即轴的计算简图。1313二、轴的强度计算⒈按扭转强度计算圆轴扭转的强度条件为轴的直径计算公式1313⒉按弯曲合成强度计算对于钢制轴可按第三强度理论计算，强度条件为轴的设计公式

4、为⒊危险截面安全系数校核对一般用途轴，上述方法计算已足够精确。对于重要轴，还要考虑影响轴疲劳强度的一些因素，进一步校核危险截面的安全系数。1313三、轴的设计步骤⑴选择轴的材料⑵初步确定轴的直径⑶轴的结构设计⑷轴的强度校核13第四节轴的刚度和临界速度的概念一、轴的刚度计算概念对于有刚度要求的轴，为使轴不因刚度不足而失效，设计时应根据轴的不同要求限制其变形量：许用挠度许用偏转角许用扭转角131313二、轴的临界转速的概念发生共振时轴的转速称为轴的临界转速，它是轴系结构本身固有的。强迫振动的频率与轴的自

5、振频率相一致，就会出现共振现象。