机械设计基础ppt课件.ppt

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1、第十四章轴p.225§14-1轴的功用和类型§14-2轴的材料§14-3轴的结构设计§14-4轴的强度计算§14-1轴的功用和类型一.轴的功用:┌支承旋转零件└使所有零件有固定的工作位置(轴向、周向)二.轴的分类:2.按载荷性质分类三.轴的设计过程:1.按形状分类直轴(光轴,阶梯轴)曲轴图(14-5)挠性轴图(14-6)－只承受弯矩不传递受转矩(固定、转动)－只传递转矩不承受弯矩(或弯矩很小)－既承受弯矩又传递转矩2.按载荷性质分类固定心轴转动心轴三.轴的设计过程:轴的结构设计→轴的强度计算→其它计算(刚度计算;振动稳定性计算(临界转速))心轴传动轴转轴

2、§14-2轴的材料p.226表14-11.钢┌碳素钢┌优质碳素钢:35、45、50│└普通碳素钢Q235、Q255、Q275└合金钢20Cr、20CrMnTi、40Cr、40CrNi、35SiMn、35CrMo2.球墨铸铁:QT500-5、QT600-2→曲轴、凸轮轴※§14-3轴的结构设计(非标准件)p.227(一)轴结构设计的内容：┌外型│各段直径和长度└结构要素2.轴结构设计的内容轴颈轴头轴身轴头轴环轴颈1.轴的组成(二)轴结构设计的要求(三)轴结构设计步骤一.轴与轴上零件要有准确的工作位置轴向定位固定→不能有周向摆动→不能有轴向窜动轴与轴上零件要

3、有准确的工作位置零件在轴上的位置牢固可靠周向定位固定一.轴与轴上零件要有准确的工作位置(定位、固定)二.轴上零件要易于装拆、调整三.轴应有良好的制造工艺四.尽量减少应力集中,改善轴的受力状态→定位＋固定定位－固定－※(二)轴结构设计的要求:P.227第2（变动）①零件在轴上的轴向定位及固定轴肩套筒圆锥形轴头套筒圆螺母＋止退垫圈双圆螺母压板＋螺钉紧定螺钉弹性挡圈定位固定被固定的零件②零件在轴上的周向定位及固定:键联接、花键联接、过盈配合、销联接、成形联接※二.轴上零件要便于装拆、调整①实例分析：620962096209Ø43H7/k6Ø85H7/k6Ø85

4、H7Ø45k6Ø43H7/k6Ø85H7/k6轴┌肩└2)设计轴肩时应注意:定位轴肩→零件定位→h＝(0.07~0.1)d=(3～5)mm非定位轴肩→紧配合轴段不宜过长→h=(0.5～1)mm(1)轴承定位轴肩(套筒)(2)轴长轮毂宽度(3)安装标准件轴段直径，(a)滚动轴承(b)联轴器(c)密封件(4)轴肩圆角ｒ轮毂孔圆角Ｒ(倒角Ｃ)不能过高(以便拆卸)应略短于(保证零件固定)＜(为保证轴上零件与轴肩贴合)(1)减少加工面(2)轴承间隙调整(3)润滑与密封3)周向定位及固定:4)其它:1)为便于装拆→阶梯轴→轴肩→h/dmin在最外端必有初定位轴环应

5、符合其内径标准※②轴的结构设计注意事项：rRrR(1)有无?(2)可靠否？(3)能否装拆？三.轴应有良好的制造工艺→轴的设计要便于加工及热处理,因而要注意:1.轴肩处要有过渡圆角2.键槽应位于同一母线上3.螺纹退刀槽4.砂轮越程槽1)尽量减少应力集中2)改善零件位置及结构,以改善轴的受力状态改善结构→改善轴的受力状态心轴转轴轴肩,键槽、紧配合两端…四.尽量减少应力集中,改善轴的受力状态改善零件结构→改善轴的受力状态改变零件位置→以改善轴的受力状态堂上练习:T4T3T2T1Tmax=T2+T3+T41234输入轮T4T3T2T1Tmax=T2+T3输入轮3

6、412LMmax=1/2·F·LlMmax=1/2·F·l作业：补充题（结构改错）(三)轴结构设计步骤：2.估算轴的最小直径3.确定轴的各段直径及长度4.确定轴上零件周向固定及结构要素1.拟定轴上零件装配方案（按结构设计的要求）说明:①轴上有单键,直径增大4%;有双键,直径增大7%②P－传递的功率(kw);n－轴的转速(r/min);d－轴的直径(mm)；C－系数→表(14-2)P.230[τ]－材料的许用扭剪应力(Mpa)(1)按扭转强度→（假设其只受转矩不受弯矩)(14-1)(14-2)(2)经验公式高速轴:按电机轴径D估算:d=(0.8～1.2)D

7、低速轴:按同级齿轮中心距a估算:d=(0.3～0.4)a2.估算轴的最小直径3.确定轴的各段直径及长度①由外向内确定各段直径②由内向外确定各段长度4.确定轴上零件周向固定及结构要素定定定dmin=60mmØ60Ø68Ø70Ø72Ø70Ø80Ø82Ø70k6Ø72H7/r6Ø60H7/k6选轴承30214,寛B=26mm21齿寛B=125mm12296.520696.5键20×110键18×100例14－1p.2311.拟定轴上零件装配方案图14-18p.232(有错)L=193mm,k=206mm2.估算dmin:考虑键dmin=56.6×1.04=58

8、.9mmT=Ft·d2/2=17400×146/2=1.27×106Nmm取4