第11章轴全解ppt课件.ppt

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1、第11章轴§11.1概述§11.2轴的材料§11.3轴的结构设计§11.4轴的工作能力计算§11.5轴的使用与维护第11章轴基本要求1、了解轴的类型、各类轴所受载荷和应力特点以及轴的材料；2、掌握轴结构设计的基本要求，能熟练地进行结构设计，绘制轴的结构图；3、能正确地设汁轴的零件T作图；4、掌握轴的弯扭合成强度计算方法；重点轴的结构设计和轴的强度校核难点轴的结构设计和轴的强度校核第11章轴思考题1、轴的作用是什么?心轴、传动轴、转轴的区别是什么?试说明自行车的前轴、中轴和后轴各属哪类轴?2、轴的常用材料有哪些

2、?为提高轴的刚度，把轴的材料由碳钢改为合金钢是否有效，为什么?3、轴上零件的周向和轴向定位各有哪些方法，各有何特点?4、轴的强度计算方法有哪几种?各在什么情况下使用?5、在齿轮减速器中，高速轴的直径与低速轴的直径哪个大，为什么?第11章轴6、按第三强度理论对轴进行弯扭合成强度计算时，为什么要引入折合系数α?它是如何取值的?7、利用公式估算轴的直径时，应如何选取A值?估算出的最小直径应放在轴的哪一部分?8、如何提高轴的疲劳强度?如何提高轴的刚度?9、什么是轴的共振?什么是轴的临界转速?10、设计高速运转的轴时，

3、应如何考虑轴的工作转速范围?第11章轴11.1概述11.1轴的作用。1.按照受载荷的不同，轴可分为：转　轴─同时承受弯矩和扭矩的轴，如减速器的轴。心　轴─只承受弯矩的轴，如火车车轮轴。传动轴─只承受扭矩的轴，如汽车的传动轴。轴的主要功用是支承回转零件及传递运动和动力。11.2轴的类型11.1概述2.按结构形状，轴可分为：曲轴和直轴两大类。直轴根据外形的不同，可分为光轴和阶梯轴。轴一般是实心轴，有特殊要求时也可制成空心轴，如航空发动机的主轴。除了刚性轴外，还有钢丝软轴，可以把回转运动灵活地传到不开敞地空间位置。

4、11.1概述11.1.3轴设计的要求和步骤1.轴的结构设计(1)结构设计要求─具有合理的结构形状和尺寸（2)工作能力要求─具有足够的疲劳强度,对于特殊的用途的轴,还应有刚度、振动稳定性等方面的要求。2.轴的设计步骤选择材料估算轴径结构设计验算工作能力绘制零件图工作能力不足修改11.2轴的材料碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性比较低，适用于一般要求的轴。合金钢比碳钢有更高的力学性能和更好的淬火性能，在传递大功率并要求减小尺寸和质量、要求高的耐磨性，以及处于高温、低温和腐蚀条件下的轴常采用合金钢。在一般工作温度

5、下（低于200℃），各种碳钢和合金钢的弹性模量均相差不多，因此相同尺寸的碳钢和合金钢轴的刚度相差不多。轴的概述3轴的主要失效形式是在交变应力作用下的疲劳破坏。轴的材料要求有较好的强度、韧性，与轴上零件有相对滑动的部位具有较好的耐磨性，还应考虑应力集中的影响。高强度铸铁和球墨铸铁可用于制造外形复杂的轴，且具有价廉、良好的吸振性和耐磨性，以及对应力集中的敏感性较低等优点，但是质地较脆。11.2轴的材料轴的常用材料及其部分机械性能11.3轴的结构设计11.3.1轴的结构及各部分名称轴颈轴头轴肩轴头轴通常由轴头、轴颈

6、、轴身、轴肩、轴环、轴端的倒角及键槽、过渡圆角等结构组成。轴的结构和形状取决于：轴在机器中的安装位置及形式轴上零件的定位、固定及联接方法轴所承受的载荷轴的加工工艺以及装配工艺轴身轴环零件在轴上的轴向定位要准确而可靠，以使其安装位置确定，能承受轴向力而不产生轴向位移轴肩由定位面和内圆角组成，为了保证轴上零件定位可靠，轴肩处的圆角半径r必须小于零件内孔的圆角半径R或倒角C，轴肩高度一般取h=（0.07～0.1)d,轴环宽度b≈1.4h。11.3轴的结构设计1.轴上零件的轴向定位、固定和周向固定bDhrRdDhCr

7、d用轴肩或轴环固定零件时，常需采用其他附件来防止零件向另一方向移动。如套筒、轴承端盖、轴端挡圈、圆螺母、弹性挡圈、紧定螺钉。11.3轴的结构设计为了传递运动和转矩，防止轴上零件与轴作相对转动，轴上零件的周向固定必须可靠。常用的周向固定方法有键、花键、销和过盈配合等联接。11.3轴的结构设计11.3轴的结构设计2.制造工艺和装配工艺要求轴的形状要力求简单，阶梯轴的级数应尽可能少，轴上各段的键槽、圆角半径、倒角、中心孔等尺寸应尽可能统一，以利于加工和检验当轴上有多处键槽时，应使各键槽位于轴的同一母线上为使轴便于装

8、配，轴端应有倒角轴上需磨削的轴段应设计出砂轮越程槽，需车制螺纹的轴段应有退刀槽轴上标准零件（滚动轴承、联轴器、圆螺母等）配合处的轴段尺寸必须符合标准零件的标准尺寸系列。加大轴肩处的过渡政府圆角半径和减小轴肩高度,可以减少应力集中,提高轴的疲劳强度提高轴的表面质量、合理分布载荷等也可以提高轴的疲劳强度。11.3轴的结构设计3.标准尺寸要求4.提高轴的疲劳强度轴的结构设计应使各零件在装配时尽量不接触其他