机械设计第15章轴.ppt

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1、第十五章轴§15-1概述§15-2轴的结构设计§15-3轴的计算§15-4轴的设计实例本章学习的基本要求：熟练掌握的内容1）轴的功用、类型、特点及应用；2）轴的扭转强度和弯扭合成强度计算；3）轴的结构设计及提高轴的强度的措施。本章的重点：轴的结构设计和强度计算。其中，结构设计是本章的难点。带式运输机减速器电动机转轴§15-1概述功用：支承旋转的零件及传递运动和动力。按承受载荷分分类：（一）轴的用途及分类转轴传动轴心轴----既承受弯矩又传递扭矩。按承受载荷分发动机后桥传动轴功用：支承旋转的零件及传递运动和动力。分类：（一）轴的用途及分类转轴传动轴心轴----既承

2、受弯矩又传递扭矩----只受扭矩不承受弯矩（或弯矩很小）传动轴：主要用于传递转矩而不承受弯矩,或所受弯矩很小的轴例如：汽车中联接变速箱与后桥之间的轴转轴---既承受弯矩又传递扭矩按承受载荷分:传动轴---只传递扭矩心轴---只承受弯矩而不承受扭矩前轮轮毂固定心轴火车轮轴车厢重力前叉自行车前轮轴支撑反力转动心轴心轴转动心轴固定心轴心轴：用来支承转动零件，只承受弯矩而不传递转矩。例：自行车的前轮轴转轴---传递扭矩又承受弯矩按承受载荷分有分类：传动轴---只传递扭矩（一）轴的用途及分类光轴阶梯轴按轴线形状分有直轴一般情况下，直轴做成实心轴，需要减重时做成空心轴潘存云

3、教授研制心轴---只承受弯矩而不承受扭矩转轴---既承受弯矩又传递扭矩按承受载荷分有：分类：按轴线形状分有：传动轴---只传递扭矩直轴（一）轴的用途及分类光轴阶梯轴曲轴心轴---只承受弯矩而不承受扭矩本章只研究直轴按轴线形状分有：直轴光轴阶梯轴曲轴挠性钢丝轴按承受载荷分有：分类：（一）轴的用途及分类转轴---既承受弯矩又传递扭矩传动轴---只传递扭矩心轴---只承受弯矩而不承受扭矩传动轴转轴固定心轴转动心轴试分析图示巻扬机中各轴所受的载荷，并由此判断各轴的类型。举例：ⅣⅠⅡⅢP（二）轴设计的主要内容◆轴的结构设计：根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的

4、要求，合理地确定轴的结构形状和尺寸。◆工作能力计算：指轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的计算。轴的设计工作能力计算结构设计具有一个合理的结构对轴而言至关重要，它是轴设计中的一个重要内容。轴的设计过程：N选择材料结构设计轴的工作能力计算验算合格?结束Y§15-1概述(三)轴的材料碳钢合金钢------最常用45钢。-----多用于有特殊要求的轴。常用40Cr。轴的常用材料及其主要力学性能见表15—1。§15-1概述表15-1轴的常用材料及其主要力学性能材料牌号热处理毛坯直径硬度mmHBS抗拉强度极限σb屈服强度极限σs弯曲疲劳极限σ-1剪切疲劳极限σ-1许用弯曲应

5、力[σ-1]备注应用最为广泛用于不太重要及受载荷不大的轴用于载荷较大，而无大的冲击的重要轴用于很重要的轴用于重要轴，性能近于40CrNi用于要求高耐磨性，高强度且热处理变形很小的轴用于要求强度及韧性均较高的轴用于腐蚀条件下的轴用于高、低温及腐蚀条件下的轴用于制造复杂外形的轴≤100400~420225>100~250375~39021517010540≤100170~217590295255140>100~300162~217570285245135>100~300685490335185241~286>100~300240~270785570370210>10

6、0~300217~269685540345195>100~160241~277785590375220>60~100277~302835685410270≤200217~255640355275155≤100735540355200≤100270~300900735430260≤100229~286735590365210≤60293~321930785440280淬火≤6056~626403903051605560707570756075≤100≥241835635395230≤100530190115>100~200490180110190~27060037

7、0215185245~33580048029025045195≤192渗碳渗碳回火HRC调质调质调质调质调质正火热轧或锻后空冷Q235A4540Cr40CrNi38SiMnMo38CrMoAlAMPa20Cr3Cr131Cr18NiTiQT600-3QT800-2调质淬火必须指出：钢的种类和热处理对其弹性模量E的影响甚小，因此，如欲采用合金钢或通过热处理来提高轴的刚度并无实效。yPL提高轴的刚度的方法→增大轴的截面面积。§15-1概述轴的结构设计§15-2轴的结构设计轴的结构设计具有较大的灵活性和多样性。轴没有标准的结构形式。设计时必须针对轴的具体情况作具体分析

8、。定出轴的合理外形和全部