《机械设计基础》第十四章-轴ppt课件.ppt

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1、第十四章轴§14.1概述一、轴的用途与分类1、用途(1)支承回转零件；(2)传递运动和动力2、分类按承载情况分转轴——同时受扭矩T和弯矩M心轴——只受弯矩不传递扭矩(T=0)传动轴——主要受扭矩转轴——同时受扭矩和弯矩心轴——只受弯矩不传递扭矩（T=0）自行车前轴属于哪种？传动轴——主要受扭矩按轴线形状分直轴阶梯轴光轴曲轴空心轴和钢丝软轴二、轴的材料及其选择碳素钢——35,45,50钢(正火或调质),常用45#。如：20Cr（轴颈耐磨性↑）；对应力集中较敏感。注意：钢材弹性模量E基本相同。①采用合金钢并不能提高轴的刚度。②轴的热处理和表面强化可提高轴的疲劳强度。三、轴设计的

2、主要内容结构设计：按轴上零件安装定位要求定轴的形状和尺寸。工作能力计算：强度、刚度、振动稳定性计算。合金钢——力学性能高，贵，多用于有特殊要求的轴。§14.2轴的结构设计设计要求：①轴和轴上零件要有准确、牢固的工作位置。②轴上零件装拆、调整方便。③轴应具有良好的制造工艺性等。一、拟定轴上零件的装配方案原则：1、轴的结构越简单越合理。2、装配越简单、方便越合理。④尽量避免应力集中。1、零件的轴向定位(1)轴肩和轴环：最常用，能承受较大轴向载荷。二、轴上零件的定位要求r轴

3、可承受较大轴向力，但有应力集中(细牙)。(4)轴端挡圈：仅适用于轴端零件固定，可承受较大轴向力，应用广。当用轴肩、轴环、套筒、圆螺母、轴端挡圈进行零件的轴向定位时，为保证轴向定位可靠，要求L轴

4、零件与轴不发生相对转动并能传递一定的力矩。(3)紧定螺钉、销(4)过盈配合三、各轴段的直径和长度的确定1、各轴段直径确定a)按扭矩估算轴段直径dmin。b)按轴上零件安装定位要求确定各段轴径，经验值。②同一轴径轴段上不能安装三个以上零件。注意：①与标准零件相配合轴径应取标准值。2、各轴段长度a)各轴段与其上相配合零件宽度相对应。b)转动零件与静止零件之间必须有一定的间隙。四、轴的结构工艺性1）轴肩圆角r——避免应力集中，查标准。2）轴端倒角——便于安装，去毛刺。3）装配轴段不宜过长3）砂轮越程槽4）螺纹退刀槽5）同一轴上键槽位于圆柱同一母线上，且取相同尺寸轴系结构改错四处错误

5、正确答案四处错误正确答案两处错误正确答案1、键无法装上3、运动件不能与静止件接触15、轴承盖不能与轴直接接触，缺少密封5、缺少密封和调节垫6、轴颈该段长度太长14、套筒外径太大7、齿轮轴向夹不紧13、键太长，且与另一键不在同一侧面12、轴肩太高8、缺少密封和调节垫11、轴承应安装成肩并肩9、多余10、轴不能与轴承盖接触2、无法定位4、箱体外面加工面与非加工面未分开轴改错§14.3轴的强度计算一、按扭转强度条件计算①只受扭矩或主要承受扭矩的传动轴的强度计算②结构设计前按扭矩初估轴的直径dmin强度条件：设计公式：A0——轴的材料系数,表11-3一个键槽：3~5%二个键槽：7~1

6、0%轴上有键槽放大轴径：对于空心轴：d1—空心轴的内径取标准值d—空心轴的外径二、按弯扭合成强度条件计算强度计算对于钢材料，用第三强度理论：通常M→σ，T→τ，——引入折合系数α对于直径为d的圆轴:——当量弯矩两者在轴上的循环特性不同∴对于转轴：已知支点，扭矩、弯矩可求；以斜齿轮轴为例1、作轴的空间受力简图2、求水平面支反力RH1、RH2，作水平面弯矩图——MH3、求垂直平面支反力RV1、RV2，作垂直面弯矩图——MV4、作合成弯矩图——5、作扭矩图，并折算为弯矩——将扭矩折算为等效弯矩的折算系数。6、作当量弯矩图——Mca有关折算系数α——∵弯矩引起的弯曲应力通常为对称循环

7、的变应力，而扭矩所产生的扭转剪应力往往为非对称循环变应力。∴α与扭矩变化情况有关τ为静应力时：α≈0.3τ为脉动循环应力时：α≈0.6τ为对称循环应力时：α=17、校核危险截面轴的强度设计公式：如计算所得d大于轴的结构设计d结构，则应重新设计轴的结构！对于心轴：T=0，Mca=M转动心轴，许用应力用固定心轴，许用应力用三、轴的安全系数校核计算1、疲劳强度校核要考虑载荷性质、应力集中、尺寸因素和表面质量及强化等因素的影响。根据结构设计选择Mca较大，并在应力集中的几个危险截面，计算疲劳强度安全系数Sca。