轴结构设计与计算幻灯片.ppt

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1、轴结构设计与计算第1页，共59页，编辑于2022年，星期三轴的结构练习轴的结构练习第2页，共59页，编辑于2022年，星期三15.2 轴的结构设计5.5.提高轴的强度的措施提高轴的强度的措施 (1)(1)改善轴的受载情况改善轴的受载情况 为了减小轴所承受的弯矩，传动件应尽量靠近轴为了减小轴所承受的弯矩，传动件应尽量靠近轴承，并尽可能不采用悬臂的支承形式，力求缩短支承承，并尽可能不采用悬臂的支承形式，力求缩短支承跨距及悬臂长度。跨距及悬臂长度。当轴上的转矩需由两轮输出时，输入轮宜置于两输出当轴上的转矩需由两轮输出时，输入轮宜置于两输出轮的中间，如图所示，设输入的转矩为轮的中间，如图所示，设输入的

2、转矩为T1T1T2T2T3T3，且，且T2T2T3T3，当输入轮置于轴的一端左图时，轴的最大转矩，当输入轮置于轴的一端左图时，轴的最大转矩为为T2T2T3T3。如改为右图所示的布置方式，则轴的最大转矩。如改为右图所示的布置方式，则轴的最大转矩仅为仅为T2T2。第3页，共59页，编辑于2022年，星期三第4页，共59页，编辑于2022年，星期三15.2 轴的结构设计(2)(2)减少应力集中的减少应力集中的措施措施 为了减少直径突变处的应力集中，提高轴的疲劳强为了减少直径突变处的应力集中，提高轴的疲劳强度，应适当增大轴肩处的圆角半径。为保证零件在轴肩度，应适当增大轴肩处的圆角半径。为保证零件在轴肩

3、处定位可靠，当加大圆角半径受到限制时，可用间隔环、处定位可靠，当加大圆角半径受到限制时，可用间隔环、凹切圆角、卸荷槽等结构。凹切圆角、卸荷槽等结构。第5页，共59页，编辑于2022年，星期三15.2 轴的结构设计 轴与轴上零件采用过盈配合时，轴上零件的边缘和轴过盈配轴与轴上零件采用过盈配合时，轴上零件的边缘和轴过盈配合处将会引起应力集中。采用减小轮毂边缘处的刚度、将配合处合处将会引起应力集中。采用减小轮毂边缘处的刚度、将配合处的轴径略为加大的轴径略为加大(此时应注意过渡处的圆角半径此时应注意过渡处的圆角半径)、或在配合处两、或在配合处两端的轴上磨出卸载槽等都是降低应力集中的有效方法端的轴上磨出

4、卸载槽等都是降低应力集中的有效方法(下图所示）。下图所示）。第6页，共59页，编辑于2022年，星期三 (a)(a)过盈配合处的应力集中；过盈配合处的应力集中；(b)(b)轮毂上开卸载槽轮毂上开卸载槽(应力集中系数应力集中系数 K K约减小约减小15%15%25%)25%)；(c)(c)轴上开卸载槽轴上开卸载槽d1=(1.06d1=(1.061.08)d(K1.08)d(K约减小约减小40%)40%)；(d)(d)增大配合处直径增大配合处直径r r(0.1(0.10.2)d(K0.2)d(K约减小约减小30%30%40%)40%)第7页，共59页，编辑于2022年，星期三15.2 轴的结构设计

5、 用圆盘铣刀加工的键槽比用端铣刀加工的键槽在键槽用圆盘铣刀加工的键槽比用端铣刀加工的键槽在键槽两端处所引起的应力集中小两端处所引起的应力集中小(图所示图所示)。圆盘铣刀加工键槽圆盘铣刀加工键槽端铣刀加工键槽端铣刀加工键槽 第8页，共59页，编辑于2022年，星期三 轴上尽量避免开小孔、切口和凹槽。必须开小轴上尽量避免开小孔、切口和凹槽。必须开小孔时，孔端要倒角。孔时，孔端要倒角。粗糙表面易引起疲劳裂纹，从而产生应力集粗糙表面易引起疲劳裂纹，从而产生应力集中。对轴的表面进行辗压、喷丸等表面强化处理和中。对轴的表面进行辗压、喷丸等表面强化处理和降低表面粗糙度，可以显著提高轴的疲劳强度。降低表面粗糙

6、度，可以显著提高轴的疲劳强度。第9页，共59页，编辑于2022年，星期三15.2 轴的结构设计15.2.4 15.2.4 最小轴径的确定最小轴径的确定 轴在进行结构设计之前，轴承间的距离尚未确定，轴在进行结构设计之前，轴承间的距离尚未确定，还不知道支承反力的作用点，不能确定弯矩的大小及还不知道支承反力的作用点，不能确定弯矩的大小及分布情况，所以设计时，只能分布情况，所以设计时，只能先按转矩或用类比法、先按转矩或用类比法、经验法来初步估算轴的直径经验法来初步估算轴的直径(这样求出的直径，只能这样求出的直径，只能作为仅受转矩的那一段轴的最小直径作为仅受转矩的那一段轴的最小直径)，并以此为基，并以此

7、为基础进行轴的结构设计，定出轴的全部几何尺寸，最后础进行轴的结构设计，定出轴的全部几何尺寸，最后校核轴的强度。校核轴的强度。第10页，共59页，编辑于2022年，星期三 轴是传递运动和动力的重要零件，轴的轴是传递运动和动力的重要零件，轴的失效失效会危及整部机器，所以要特别定期对轴的检查和会危及整部机器，所以要特别定期对轴的检查和维修。维修。1、使用前、使用前，应注意轴和轴上零件固定连接要可，应注意轴和轴上零件固定连接要可靠，轴和轴上有相对移动和转动零件的间隙应适靠，轴和轴上有相对移动和转动零件的间隙应适当；国颈润滑应符合要求，当；国颈润滑应符合要求，润滑不当润滑不当是轴颈非正常是轴颈非正常磨损

8、磨损的的重要原因重要原因。15.5 轴的使用与维修第11页，共59页，编辑于2022年，星期三 2 2、轴在使用时轴在使用时，应避免突加、突减负载或超，应避免突加、突减负载或超载，尤其对新配滑动轴瓦的轴和使用已久的轴更应载，尤其对新配滑动轴瓦的轴和使用已久的轴更应注意，以防止疲劳断裂和变扭变形。注意，以防止疲劳断裂和变扭变形。3 3、在机器大修或中修时在机器大修或中修时，通常应检查轴有无裂，通常应检查轴有无裂纹、弯曲、扭曲及轴颈磨损等，如不合要求应进行纹、弯曲、扭曲及轴颈磨损等，如不合要求应进行修复和更换。修复和更换。1 1）裂纹常发生在裂纹常发生在应力集中处应力集中处，易产生疲劳断裂。，易产

9、生疲劳断裂。裂纹可用裂纹可用放大镜或磁力探伤器放大镜或磁力探伤器等检查。等检查。第12页，共59页，编辑于2022年，星期三 2 2）轴颈轴颈，应检查其圆度和圆柱度，因数失圆的，应检查其圆度和圆柱度，因数失圆的轴颈运转时，会使油膜压力波动，既能加速轴瓦材轴颈运转时，会使油膜压力波动，既能加速轴瓦材料的疲劳损坏，也增加了轴瓦和轴颈的直接接触，料的疲劳损坏，也增加了轴瓦和轴颈的直接接触，使磨损加剧。使磨损加剧。轴上轴上花键的磨损花键的磨损可通过检查配合的可通过检查配合的齿侧间隙齿侧间隙或用标或用标准花键准花键套套在花键轴上检查。在花键轴上检查。第13页，共59页，编辑于2022年，星期三轴的维修轴

10、的维修 1 1、轴弯曲变形的校正：、轴弯曲变形的校正：轴的变形过大时，可冷压校正或局部火焰加热轴的变形过大时，可冷压校正或局部火焰加热校正。校正时的支承部位要正确，尤其应注意不要校正。校正时的支承部位要正确，尤其应注意不要使阶梯轴拐角处因校正而产生应力集中。使阶梯轴拐角处因校正而产生应力集中。第14页，共59页，编辑于2022年，星期三 2 2、轴颈磨损的修复：、轴颈磨损的修复：通常先用磨削加工消除轴的几何形状误差，然通常先用磨削加工消除轴的几何形状误差，然后金属喷镀或刷镀，严重时可堆煹或镶套修理。镶后金属喷镀或刷镀，严重时可堆煹或镶套修理。镶套时套与轴为过盈配合。套时套与轴为过盈配合。第15

11、页，共59页，编辑于2022年，星期三 3 3、花键、键槽、螺纹的修复：、花键、键槽、螺纹的修复：可用气焊或堆焊修复磨损的齿侧面，然后再以可用气焊或堆焊修复磨损的齿侧面，然后再以磨损的花键这基础，铣出花键。键槽损伤后，可适磨损的花键这基础，铣出花键。键槽损伤后，可适当加大键槽或将旧键槽焊堵，并配新键，如右图所当加大键槽或将旧键槽焊堵，并配新键，如右图所示。轴上的螺纹损坏时，应进行堆焊，重车螺纹。示。轴上的螺纹损坏时，应进行堆焊，重车螺纹。第16页，共59页，编辑于2022年，星期三1.1.计算法计算法按转矩初步计算轴端直径的强度条件是：按转矩初步计算轴端直径的强度条件是：=则则d .=A mm

12、式中式中 T T工作转矩，工作转矩，N Nmmmm。P P轴传递的功率，轴传递的功率，kWkW。n n轴的转速，轴的转速，r/minr/min。第17页，共59页，编辑于2022年，星期三15.2 轴的结构设计 A A随材料而定的系数，其值见下表。当轴上弯矩随材料而定的系数，其值见下表。当轴上弯矩较小时，取较小值，反之则取较大值。较小时，取较小值，反之则取较大值。考虑弯曲影响后的材料许用扭转剪应考虑弯曲影响后的材料许用扭转剪应力，力，MPaMPa；其值见下表。；其值见下表。第18页，共59页，编辑于2022年，星期三 若计算的截面上有键槽时，直径要适当增大。若计算的截面上有键槽时，直径要适当增

13、大。一个键槽时轴径增大一个键槽时轴径增大4%4%5%5%，若同一截面上有二个，若同一截面上有二个键槽时，轴径增大键槽时，轴径增大7 71010，然后按表圆整至标准，然后按表圆整至标准直径。直径。第19页，共59页，编辑于2022年，星期三15.3 轴的强度校核 当轴的结构设计完成以后，轴上零件的位置均已确当轴的结构设计完成以后，轴上零件的位置均已确定，外载荷和支承反力的作用点亦随之确定。这样，就定，外载荷和支承反力的作用点亦随之确定。这样，就可绘出轴的受力简图、弯矩图、转矩图和当量弯矩图，可绘出轴的受力简图、弯矩图、转矩图和当量弯矩图，再按弯扭组合来校核轴的危险截面。再按弯扭组合来校核轴的危险

14、截面。第20页，共59页，编辑于2022年，星期三 弯扭组合强度计算，一般用第三强度理论，其弯扭组合强度计算，一般用第三强度理论，其强度条件为强度条件为:或或 mm 式中式中:e e当量弯曲应力，当量弯曲应力，MPaMPa。M Me e当量弯矩，当量弯矩，N Nmmmm。M M合成弯矩，合成弯矩，M=NM=Nmm mm。其中其中,M,MH H为水平面上的弯矩，为水平面上的弯矩，M MV V为垂直面上的弯矩。为垂直面上的弯矩。b第21页，共59页，编辑于2022年，星期三 W W危险截面抗弯截面模量，危险截面抗弯截面模量，mmmm3 3 。对于实心轴段，对于实心轴段，W W0.1d0.1d3 3

15、，d d为该轴段的直径，为该轴段的直径，mm)mm)；mmmm3 3 对于具有一个平键键槽的轴段，对于具有一个平键键槽的轴段，W=W=(其中其中b b为键宽，为键宽，mm;mm;为键槽深度，为键槽深度，mm)mm)。15.3 轴的强度校核第22页，共59页，编辑于2022年，星期三按按转转矩矩性性质质而而定定的的应应力力校校正正系系数数，即即将将转转矩矩T T转转化化为为相当弯矩的系数。相当弯矩的系数。对不变化的转矩对不变化的转矩,=0.3,=0.3,对对脉动变化的转矩脉动变化的转矩=0.6=0.6，对频繁对频繁正反转即对称循环化的转矩正反转即对称循环化的转矩=1=1。若若转转矩矩变变化化的的

16、规规律律未未知知时时，一一般般可可按按脉脉动动循循环环变变化化处处理理(=0.6)(=0.6)。这这里里-1-1b b 、0b 、+1b 分分别别为为对对称称循循环环、脉脉动动循循环环、静静应应力力状状态态下下的的许许用用弯弯曲曲应应力力，其其值见下页表。值见下页表。第23页，共59页，编辑于2022年，星期三对于重要的轴，应按疲劳强度对危险截面的安全系数进行精确验算。对于对于重要的轴，应按疲劳强度对危险截面的安全系数进行精确验算。对于有刚度要求的轴，在强度计算后，应进行刚度校核。有刚度要求的轴，在强度计算后，应进行刚度校核。15.3 轴的强度校核第24页，共59页，编辑于2022年，星期三例

17、例12-1 12-1 图所示为输送机传动装置，其中齿轮减速器低速轴的转速图所示为输送机传动装置，其中齿轮减速器低速轴的转速n=140 n=140 r/minr/min，传递功率，传递功率P=5kWP=5kW。轴上齿轮的参数为。轴上齿轮的参数为:z=58,z=58,=3 mm =3 mm，=11173=11173，左旋，齿宽，左旋，齿宽b=70 mmb=70 mm。电动机的转。电动机的转向如图所示。试设计该低速轴。向如图所示。试设计该低速轴。1电动机；2带传动；3齿速器；4联轴器；5滚筒第25页，共59页，编辑于2022年，星期三 解：解：（1 1）选择轴的材料，确定许用应力）选择轴的材料，确定

18、许用应力 P322 P322表表15-215-2，普通用途、中小功率减速器，选用，普通用途、中小功率减速器，选用4545钢，钢，正火处理，正火处理，b b=600 MPa,=600 MPa,由由P329P329表表15-715-7得得-1-1b b=55 MPa=55 MPa。第26页，共59页，编辑于2022年，星期三 （2 2）按扭转强度，初估轴的最小直径按扭转强度，初估轴的最小直径 d d =36.2mm =36.2mm 轴外伸端要安装联轴器，考虑补偿轴的可能位轴外伸端要安装联轴器，考虑补偿轴的可能位 移，选用移，选用弹性柱销联轴器。弹性柱销联轴器。由由n n和功率和功率P P得到：转矩

19、得到：转矩T=9550P/nT=9550P/n 查课本查课本P339P339表表16-116-1，确定，确定K=1.5K=1.5，Tc=KT=1.59.5495/140=511554NTc=KT=1.59.5495/140=511554Nmm mm 查手册查手册P174P174表表10-4810-48，GB5014GB50148585选用选用HL3HL3弹性柱销联轴器，标弹性柱销联轴器，标准孔径准孔径d d1 1=38 mm=38 mm，即轴伸直径，即轴伸直径d d1 1=38mm=38mm。第27页，共59页，编辑于2022年，星期三=1.3 m/s 齿轮采用油浴管润滑，轴承采用腊润滑。齿轮

20、采用油浴管润滑，轴承采用腊润滑。（3 3）确定齿轮和轴承的润滑确定齿轮和轴承的润滑计算齿轮圆周速度：计算齿轮圆周速度：第28页，共59页，编辑于2022年，星期三（4 4）轴系初步设计轴系初步设计根据轴系结构分析要点，结合后述尺寸确定，按比例绘制根据轴系结构分析要点，结合后述尺寸确定，按比例绘制轴系结构草图，见图。轴系结构草图，见图。第29页，共59页，编辑于2022年，星期三斜齿轮传动有轴向力，采用角接触球轴承。斜齿轮传动有轴向力，采用角接触球轴承。采用凸缘式轴承盖实现轴系两端单向固定。采用凸缘式轴承盖实现轴系两端单向固定。半联轴器右端用轴肩定位和固定，左端用轴端挡圈固定，半联轴器右端用轴肩

21、定位和固定，左端用轴端挡圈固定，依靠依靠C C型普通平键联接实现周向固定。型普通平键联接实现周向固定。齿轮右端由轴环定位固定，左端由套筒固定，用齿轮右端由轴环定位固定，左端由套筒固定，用A A型普通平键型普通平键联接实现周向固定。联接实现周向固定。第30页，共59页，编辑于2022年，星期三为防止润滑脂流失，采用挡油板内部密封。为防止润滑脂流失，采用挡油板内部密封。绘图时，结合尺寸的确定，首先画出齿轮轮毂位置，然后绘图时，结合尺寸的确定，首先画出齿轮轮毂位置，然后考虑齿轮端面到箱体内壁的距离考虑齿轮端面到箱体内壁的距离 2 2确定箱体内壁的位置，确定箱体内壁的位置，选择轴承并确定轴承位置。选择

22、轴承并确定轴承位置。根据分箱面螺栓联接的布置，设计轴的外伸部分。根据分箱面螺栓联接的布置，设计轴的外伸部分。第31页，共59页，编辑于2022年，星期三（5 5）轴的结构设计）轴的结构设计 轴的结构设计主要有三项内容：轴的结构设计主要有三项内容：各轴段径向尺寸的确定；各轴段径向尺寸的确定；各轴段轴向长度的确定；各轴段轴向长度的确定；其余尺寸其余尺寸(如键槽、圆角、倒角、退刀槽等如键槽、圆角、倒角、退刀槽等)的的确定。确定。第32页，共59页，编辑于2022年，星期三第33页，共59页，编辑于2022年，星期三 各轴段径向尺寸的确定；各轴段径向尺寸的确定；从轴段从轴段d1=38d1=38mmmm

23、开始，逐段选取相邻轴段的直径：开始，逐段选取相邻轴段的直径：d2 d2起定位固作用，定位轴肩高度起定位固作用，定位轴肩高度 h hminmin 可在可在(0.07(0.070.1)d0.1)d范范围内按经验选取，围内按经验选取，故故d2 d2=d1+2h38(1+20.07)=43.43 mm=d1+2h38(1+20.07)=43.43 mm，该直径处，该直径处将安装密封毡圈（课程设计手册将安装密封毡圈（课程设计手册P179P179表表10-5610-56），标准直径），标准直径应取应取d2=45d2=45 mm mm；d3d3与轴承内径相配合，为便于轴承安装，故取与轴承内径相配合，为便于轴

24、承安装，故取d3=50d3=50 mm mm，选定轴承型号为，选定轴承型号为7210C7210C。第34页，共59页，编辑于2022年，星期三第35页，共59页，编辑于2022年，星期三 d4d4与齿轮孔径相配合。为了便于装配，课本与齿轮孔径相配合。为了便于装配，课本P328P328表表15-615-6，按标准直径系列，取按标准直径系列，取d4=53d4=53 mm mm；d5d5起定位作用，由起定位作用，由h=(0.07h=(0.070.1)d=(0.070.1)d=(0.070.1)53=3.710.1)53=3.715.3 mm5.3 mm，取，取h=4 mmh=4 mm，d5=60d5

25、=60 mm;mm;d7d7与轴承配合，取与轴承配合，取d7=d3=50 mmd7=d3=50 mm；d6d6为轴承轴肩，查机械设计手册为轴承轴肩，查机械设计手册P168P168表表10-3910-39，取，取d6=57 d6=57 mmmm。第36页，共59页，编辑于2022年，星期三第37页，共59页，编辑于2022年，星期三轴向尺寸的确定轴向尺寸的确定 与传动零件与传动零件(如齿轮、带轮、联轴器等如齿轮、带轮、联轴器等)相配合相配合的轴段长度，一般略小于传动零件的轮毂宽度。的轴段长度，一般略小于传动零件的轮毂宽度。题中锻造齿轮轮毂宽度题中锻造齿轮轮毂宽度B B2 2=(1.2=(1.21

26、.5)d4 =(1.21.5)d4 =(1.21.5)53=63.61.5)53=63.679.5 mm79.5 mm，取，取 B B2 2=b=b=70mm=70mm，取轴段，取轴段 L L4 4=68 =68 mmmm；联轴器联轴器 HL3 HL3的的J J型轴孔型轴孔B B1 1=60 mm=60 mm，取轴段长，取轴段长L L1 1=58mm=58mm。与轴承相配合的轴段长度如与轴承相配合的轴段长度如L L7 7，查轴承宽度为，查轴承宽度为20 mm20 mm，取，取挡油板厚为挡油板厚为1 mm1 mm，于是，于是L L7 7=21=21 mm mm第38页，共59页，编辑于2022年

27、，星期三 其他轴段的长度与箱体等设计有关，可由齿轮开始向其他轴段的长度与箱体等设计有关，可由齿轮开始向两侧逐步确定。两侧逐步确定。轴承端面与箱体内壁的距离轴承端面与箱体内壁的距离3 3与轴承的润滑有关，油与轴承的润滑有关，油润滑时润滑时3 3=3=35mm5mm，脂润滑时，脂润滑时3 3=5=510mm10mm，本题取，本题取3 3=5mm=5mm；分箱面宽度与分箱面的联接螺栓的装拆空间有关，对分箱面宽度与分箱面的联接螺栓的装拆空间有关，对于常用的于常用的M16M16普通螺栓，分箱面宽普通螺栓，分箱面宽l=55l=5565mm65mm。第39页，共59页，编辑于2022年，星期三 考虑轴承盖螺

28、钉至联轴器距离考虑轴承盖螺钉至联轴器距离1=101=1015mm15mm，初步取，初步取L2=55 L2=55 mmmm。由图可见由图可见L L3 3=2 2+2+2+3 3+20=15+2+5+20=42 mm+20=15+2+5+20=42 mm。轴环宽度轴环宽度L L5 5=8mm=8mm。两轴承中心间的跨距。两轴承中心间的跨距L=130 mmL=130 mm。第40页，共59页，编辑于2022年，星期三（6 6）轴的强度校核）轴的强度校核 计算齿轮受力计算齿轮受力 转矩转矩T=9.54910T=9.549106 6 P/n P/n =9.54910 =9.549106 65/1405/

29、140 =341036 N =341036 Nmm mm 分度圆直径分度圆直径d=d=177.43 =177.43 mmmm齿轮切向力齿轮切向力 Ft=2T/d=3844 N Ft=2T/d=3844 N第41页，共59页，编辑于2022年，星期三齿轮径向力齿轮径向力Fr=Ft*tan/cosFr=Ft*tan/cos =3 844tan 20/cos11173 =3 844tan 20/cos11173 =1 427 N =1 427 N齿轮轴向力齿轮轴向力Fx=Ft*tanFx=Ft*tan =3844 tan11173 =3844 tan11173 =767 N =767 N第42页，共

30、59页，编辑于2022年，星期三 绘制轴的受力简图所示。绘制轴的受力简图所示。第43页，共59页，编辑于2022年，星期三 计算支承反力计算支承反力334334页图页图(b)(b)及及(d)(d)水平平面水平平面F FH1H1=1237 N =1237 N F FH2 H2=Fr-F=Fr-FH1H1=1427-1237=190 N=1427-1237=190 N垂直平面垂直平面 F FV1V1=F=FV2V2=Ft/2=3844/2=1922 N=Ft/2=3844/2=1922 N 第44页，共59页，编辑于2022年，星期三第45页，共59页，编辑于2022年，星期三绘制弯矩图绘制弯矩图

31、(水平平面弯矩图水平平面弯矩图334334页图页图 c)c)b b截面：截面：M MHbHb=65F=65FH1H1=651237=80405 N=651237=80405 Nmmmm M M”HbHb=M=MHb Hb Fx*d/2Fx*d/2 =80 405 =80 405767177.43/2767177.43/2 =12361 N =12361 Nmmmm第46页，共59页，编辑于2022年，星期三垂直平面弯矩图垂直平面弯矩图5454页图页图(e)(e)M MVb Vb=65F=65FV1V1=651922=124930=651922=124930 N Nmmmm 第47页，共59页，

32、编辑于2022年，星期三合成弯矩图合成弯矩图5454页图页图(f)(f)=148 568 Nmm=125540 Nmm 第48页，共59页，编辑于2022年，星期三 绘制转矩图绘制转矩图5454页图页图(g)(g)转矩转矩T=341 036 NT=341 036 Nmm mm 第49页，共59页，编辑于2022年，星期三 绘制当量弯矩图图绘制当量弯矩图图15-15(h)15-15(h)单向运转，转矩为脉动循环，单向运转，转矩为脉动循环，=0.6=0.6T=0.6341 036=204 622 NT=0.6341 036=204 622 Nmm mm b b截面截面 =252868 N =252

33、868 Nmm mm a a截面和截面和I I截面截面 =125540N =125540Nmm mm =T=204 622 N=T=204 622 Nm m 第50页，共59页，编辑于2022年，星期三第51页，共59页，编辑于2022年，星期三 分别校核分别校核a a和和b b截面截面=35.82 mm=33.38 mm 考虑键槽，考虑键槽，da=105%33.38=35 mmda=105%33.38=35 mm，d db b=105%35.82=37.6 mm=105%35.82=37.6 mm。实际直径分别为。实际直径分别为38 mm38 mm和和53 mm53 mm，强度足够，如所选轴

34、承和键联接等经计算后确认寿命和，强度足够，如所选轴承和键联接等经计算后确认寿命和强度均能满足，则该轴的结构设计无须修改。强度均能满足，则该轴的结构设计无须修改。第52页，共59页，编辑于2022年，星期三轴的强度校核轴的强度校核第53页，共59页，编辑于2022年，星期三 绘制轴的零件工作图绘制轴的零件工作图 轴上各轴段直径的尺寸公差：轴上各轴段直径的尺寸公差：对配合轴段直径对配合轴段直径(如轴承、齿轮、联轴器等如轴承、齿轮、联轴器等)可根据配合性可根据配合性质决定；质决定；对非配合轴段轴径对非配合轴段轴径(如如4545及及5757两段直径两段直径)，为未注公差。，为未注公差。各轴段长度尺寸公

35、差通常均为未注公差。各轴段长度尺寸公差通常均为未注公差。为保证主要工作轴段的同轴度及配合轴段的圆柱度和径为保证主要工作轴段的同轴度及配合轴段的圆柱度和径向跳动两项形位公差综合表示。向跳动两项形位公差综合表示。点击查看轴的零件工作图 第54页，共59页，编辑于2022年，星期三轴的工作图 第55页，共59页，编辑于2022年，星期三轴的弯扭合成强度计算总结轴的弯扭合成强度计算总结危险截面需要强度校核：危险截面需要强度校核：完成轴的结构设计后，作用在轴上外载荷（转完成轴的结构设计后，作用在轴上外载荷（转矩和弯矩）的大小、方向、作用点、载荷种类及支矩和弯矩）的大小、方向、作用点、载荷种类及支点反力等

36、就已确定可按弯扭合成的理论进行轴危点反力等就已确定可按弯扭合成的理论进行轴危险截面的强度校核。险截面的强度校核。建立力学模型建立力学模型 进行强度计算时通常把轴当作置于铰链支座上的进行强度计算时通常把轴当作置于铰链支座上的梁，作用于轴上零件的力作为集中力，其作用点取为梁，作用于轴上零件的力作为集中力，其作用点取为零件轮毂宽度的中点。支点反力的作用点一般可近似零件轮毂宽度的中点。支点反力的作用点一般可近似地取在轴承宽度的中点上。地取在轴承宽度的中点上。第56页，共59页，编辑于2022年，星期三计算步骤：计算步骤：（1 1）画出轴的空间力系图。将轴上作用力分解为水平面）画出轴的空间力系图。将轴上作用力分解为水平面分力和垂直面分力，并求出水平面和垂直面的支点反力。分力和垂直面分力，并求出水平面和垂直面的支点反力。（2 2）分别作出水平免的弯矩图和垂直免上的弯矩图）分别作出水平免的弯矩图和垂直免上的弯矩图（3 3）计算出合成弯矩）计算出合成弯矩 绘出合成弯矩图绘出合成弯矩图第57页，共59页，编辑于2022年，星期三（4 4）作出转矩（）作出转矩（T T）图）图（5 5）计算当量弯矩，绘出当量弯矩图）计算当量弯矩，绘出当量弯矩图（6 6）校核危险截面的强度。）校核危险截面的强度。（第58页，共59页，编辑于2022年，星期三轴的工作图 第59页，共59页，编辑于2022年，星期三