徐小斌《机械设计》课件第15章轴.ppt

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1、第15章　轴§15-1　概述§15-2　轴的结构设计§15-3　轴的计算§15-4　轴的设计实例潘存云教授研制带式运输机减速器电动机转轴§15-1　概述功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、链轮、凸轮等。类型转轴——传递扭矩又承受弯矩。按承受载荷分有分类：按轴的形状分有一、轴的用途及分类潘存云教授研制功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、链轮、凸轮等。类型转轴——传递扭矩又承受弯矩。按承受载荷分有分类：按轴的形状分有传动轴——只传递扭矩发动机后桥传动轴一、轴的用途及分类§15-1　概述潘存云教授研制前轮轮毂潘存云教授研制功用：用来支撑旋转的机

2、械零件，如齿轮、带轮、链轮、凸轮等。类型转轴——传递扭矩又承受弯矩按承受载荷分有分类：按轴的形状分有传动轴——只传递扭矩心轴——只承受弯矩固定心轴火车轮轴车厢重力前叉支撑反力转动心轴一、轴的用途及分类§15-1概述自行车前轮轴功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、链轮、凸轮等。类型转轴——传递扭矩又承受弯矩按承受载荷分有分类：传动轴——只传递扭矩心轴——只承受弯矩直轴一、轴的用途及分类§15-1　概述光轴阶梯轴按轴的形状分有一般情况下，直轴做成实心轴，需要减重时做成空心轴潘存云教授研制功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、链轮、凸轮等。类型转

3、轴——传递扭矩又承受弯矩按承受载荷分有分类：按轴的形状分有传动轴——只传递扭矩心轴——只承受弯矩直轴一、轴的用途及分类§15-1　概述光轴阶梯轴曲轴潘存云教授研制潘存云教授研制本章只研究直轴功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、链轮、凸轮等。类型转轴——传递扭矩又承受弯矩按承受载荷分有分类：按轴的形状分有传动轴——只传递扭矩心轴——只承受弯矩直轴一、轴的用途及分类§15-1　概述光轴阶梯轴曲轴挠性钢丝轴潘存云教授研制设计任务：选材、结构设计、工作能力计算。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要求，合理地

4、确定轴的结构形式和尺寸。工作能力计算：轴的承载能力验算指的是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的验算。轴的设计过程：N选择材料结构设计轴的承载能力验算验算合格?结束Y种类碳素钢：35、45、50、Q235轴的毛坯:一般用圆钢或锻件，有时也用铸钢或球墨铸铁。三、轴的材料合金钢:20Cr、20CrMnTi、40CrNi、38CrMoAlA等用途：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。如用球墨铸铁制造曲轴和凸轮轴，具有成本低廉、吸振性较好、对应力集中的敏感较低、强度较好等优

5、点。为了改善力学性能正火或调质处理。表15-1　轴的常用材料及其主要力学性能材料及热处理毛坯直径/mm硬度/HBS强度极限σb屈服极限σsMPa弯曲疲劳极限σ-1应用说明Q235440240200用于不重要或载荷不大的轴35正火520270250有较好的塑性和适当的强度，可用于一般曲轴、转轴。≤100149~187……………………表15-2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/mm/HBS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

6、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>100~300217~269685540345195>100~160

7、241~277785590375220>60~100277~302835685410270≤200217~255640355275155≤100735540355200≤100270~300900735430260≤100229~286735590365210≤60293~321930785440280淬火≤6056~626403903051605560707570756075≤100≥241835635395230≤100530190115>100~200490180110190~270600370215185245~33580048029025045

8、195≤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Q235A