《机械设计基础》第五版轴ppt课件.ppt

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1、第14章轴学习目标：1.了解轴的分类及常用材料；2.掌握轴的结构设计和强度计算方法。学习重点：阶梯轴的结构设计和强度计算方法。学习难点：轴的结构设计。第14章轴14-1轴的功用与分类轴是组成机器的重要零件，各种各样机器上作旋转运动的零件，必须安装在轴和轴承上，才能传递运动和动力。本章主要介绍轴的类型、结构设计及强度计算。一、轴的功用1.支承旋转零件并传递运动和动力2.保证所有轴上零件有确定的轴向工作位置轴的加工二、轴的分类1、按载荷性质分类心轴：只承受弯矩传动轴：只传递扭矩转轴：传递扭矩又承受弯矩转动心轴固定心轴2、按轴的形状分有：直轴光轴阶梯轴曲轴钢丝软轴

2、空心轴6.1.2轴设计时应满足的要求①断裂疲劳断裂为多数、冲击过载断裂为少数；②磨损相对运动表面过度磨损；③过量变形④振动1、轴的失效形式2、要求具有足够的强度和刚度、良好的振动稳定性和合理的结构。例如：机床主轴：刚度要求高速磨床主轴、汽轮机主轴：振动稳定性要求3、轴的设计步骤选择材料估算轴的最小直径结构设计工作能力计算14-2轴的材料(表14-1)1.轴的强度、刚度及耐磨性要求；轴的材料种类很多，选择时应主要考虑如下因素：2.轴的热处理方法及机加工工艺性的要求；3.轴的材料来源和经济性等。轴的常用材料是碳钢和合金钢。合金钢：具有比碳钢更好的机械性能和淬火性

3、能，但对应力集中比较敏感，且价格较贵，多用于对强度和耐磨性有特殊要求的轴。碳钢：35、45、50，尤其是45号钢正火或调质处理。特点：对应力集中的敏感性低，加工工艺性好，故应用最广，对于不重要或受力较小的轴也可用Q235A等普通碳素钢。◆轴的常用材料14-3轴的结构设计图示为一齿轮减速器的高速轴。轴身：非配合部分。轴头：轴上与传动零件配合的部分。轴颈：与轴承配合的部分。轴承盖滚动轴承齿轮套筒联轴器轴端挡圈轴头轴颈轴颈轴头轴身轴颈轴头轴颈轴头轴身轴的结构设计包括确定轴的合理外形和全部结构尺寸。轴的结构设计的任务与要求任务：确定轴的合理外形和全部结构尺寸。要求：

4、轴上零件应便于装拆和调整；轴应具有良好的制造工艺性；利于节省材料、减轻重量。轴和轴上零件要有准确的定位；结构上要有利于提高轴的强度、刚度，尽量减少应力集中；一、拟定轴上零件的装配方案与拆卸装配方案：预定出轴上主要零零件的装配方向、顺序和相互关系。轴上零件的装配方案不同，则轴的结构形状也不相同。设计时可拟定几种装配方案，进行分析与选择。图示减速器输出轴就有两种装配方案。方案二需要一个用于轴向定位的长套筒，加工工艺复杂，且质量较大，故不如方案一合理。（合理）轴端挡圈轴承座二.轴上零件的轴向定位方法1.轴肩、轴环定位定位轴肩非定位轴肩定位轴肩：h＝(0.07-0.

5、1)d＞R或C非定位轴肩：h＝1～2mm，作用是便于轴上零件的装拆为保证定位准确，R或C＞r轴环宽度一般取：b=1.4h滚动轴承的定位轴肩或轴环高度－查标准轴肩定位特点:结构简单，定位可靠，可承受较大轴向力，应用广泛。应用：齿轮、带轮、联轴器、轴承等的轴向定位。1、2、5为定位轴肩；3、4为非定位轴肩。2.套筒定位轴承盖滚动轴承齿轮套筒联轴器特点：结构简单，定位可靠，轴上不用开槽、钻孔和切制螺纹，因而不影响轴的疲劳强度。一般用于零件间距较小的场合，以免增加结构重量。不宜用于高速。应用：齿轮、带轮、联轴器、轴承等的轴向定位。与滚动轴承组合时，套筒的高度不应超过

6、轴承内圈的高度，以便轴承拆卸。3.轴端挡圈固定特点：能承受较大的轴向力及冲击载荷。应用：常用于轴的端部的零件固定。4.弹性挡圈固定特点：结构简单紧凑，装拆方便，只能承受很小的轴向力，可靠性差。应用：常用于固定滚动轴承和移动齿轮的轴向定位。5.圆螺母固定特点：固定可靠，装拆方便，可承受较大轴向力。由于轴上切制螺纹，使轴的疲劳强度降低。正确错误错误应用：常用于轴的中部和端部6.紧定螺钉特点：同时起轴向和周向固定作用，但轴向和周向承载能力均不大，转速不能很高。7.轴承端盖轴承端盖滚动轴承齿轮套筒联轴器特点：一般用在对滚动轴承外圈的轴向定位，有时整个轴的轴向定位也利

7、用轴承端盖来实现。8.圆锥面特点：能承受冲击载荷，装拆方便，但配合面加工较困难。应用：常用于轴的端部的零件及同心度要求较高的轴端零件固定。三.轴上零件的周向定位过盈配合键花键销四各轴段直径和长度的确定1、各轴段直径的确定按轴所受的扭矩初步估算轴所需的最小直径dmin，然后再按轴上零件的装配方案和定位要求，从dmin处起逐一确定各段轴的直径。1.轴上装配标准件（滚动轴承、联轴器、密封圈等)的轴段（①②③⑦），其直径必须符合标准件的直径系列值。2.与一般零件（齿轮和带轮）相配合的轴段直径和零件毂孔直径相同，采用标准尺寸。不与零件配合的轴段（5，6），其值不用标准

8、值。2、各轴段长度的确定确定各轴段长度时，应尽可能使