轴结构设计1学习.pptx

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1、新课导入：其实，轴在我们日常生活中非常重要，比如：齿轮传动就是通过齿轮和轴连接起来，传递运动和动力。这节课我们就来学习有关轴的结构设计方面的知识内容。(2min)下面我们首先看一看轴在典型结构（譬如减速器输出轴）中的应用 第1页/共40页14-3 轴的结构设计轴的结构设计轴端挡圈带轮轴承盖套筒齿轮滚动轴承典型轴系结构第2页/共40页一、提出问题1、轴的设计任务是什么？使轴的各部分具有合理的形状和尺寸。（怎样理解？）2、轴的设计要求有哪些？1）轴应便于制造，轴上零件要易于 装 拆；（制造安装）2）轴和轴上零件要有准确的工作位置；(定位)（有哪些定位方法？）3）各零件要牢固而可靠地相对固定；(固定

2、)4）改善应力状况，减小应力集中（有什么可行措施？）第3页/共40页二、解决问题u 轴的设计任务：1、轴的结构形式轴的结构形式取决于轴上零件的装配方案；为了便于零件拆装，常常做成阶梯轴，如图：在满足使用要求情况下，应尺寸、形状力求简单，便于加工。第4页/共40页2、轴段的直径和长度确定1）各轴段直径确定 由于初期设计，轴承及轴上零件位置均不确定，无法求出危险截面直径，采用估算法按类比法初步估算直径（经验法）优点：不需要进行强度计算，结果比较可靠，缩短设计周期缺点；存在一定的盲目性第5页/共40页按扭曲强度初步估算轴的直径只能初步估算轴的最小直径，应在全面设计完全以后，再对轴进行全面受力分析及强

3、度、刚度计算（在下次课中介绍），初步估算的直径，如果轴段有键槽，应把直径加大，单键增大3%；双键增大7%，然后圆整到标准直径。（为什么？哪个同学能说说理由？）第6页/共40页2）各段轴的长度确定 主要根据安装零件与轴配合部分的 轴向尺寸（或者考虑安装零件的位移 以及留有间隙）来确定。(举例轴安装齿轮部位）确定各段长度应充分保证轴上零件轴 向定位可靠与齿轮、联轴器等相配合部分的轴长，一般比轮毂的长度短2-3mm.第7页/共40页u轴的设计有哪些要求：1、轴上零件的轴向定位与固定 1）轴肩或轴环定位 （实物举例）要保证轴的过渡圆角半径r小于相配零件 的倒角尺寸c1或圆角半径r1;轴肩高度h必须大于

4、c1或 r1，h=(23)r1 或c1，非定位轴肩h=1.52mm。可承受较大的轴向力。第8页/共40页第9页/共40页轴肩或轴环定位轴承端盖调整垫片返回r1rC第10页/共40页轴环第11页/共40页2）套筒定位 第12页/共40页 3）圆螺母定位 承受较大的轴向力，但螺纹处有应力集中 无法采用套筒或套筒太长时，可用双圆螺母第13页/共40页4）轴端挡圈定位，可承受较大的冲击和振动。一般对装在轴端上的零件采用第14页/共40页5）轴承端盖定位典型轴系结构第15页/共40页6）弹性挡圈定位 轴向力较小时，可采弹性挡圈第16页/共40页7）紧定螺钉定位 轴向力较小时第17页/共40页2、轴上零件

5、的周向定位1）键联接（包括普通键联接和花键联接）（实物展示）第18页/共40页 2）过盈配合第19页/共40页 3、轴的结构工艺性 主要考虑的问题：1）轴的形状应力求简单、阶梯数尽 可能的少（减少加工次数以及应力集中）2）为了便于轴上零件的装配，轴端应 加工出45（或35、60）倒角，与零件过 盈配合时，轴的装入端常加工倒向圆锥面。3）在不同轴段开设键槽时，键槽应在 同一母线布置；在同一轴段应对称布置。第20页/共40页4）轴上某一段需要车削螺纹时，须留出螺纹退刀槽5）轴段进行磨削加工时需要留出 砂轮越程槽6）同一轴段直径相近处的圆角、倒角、键槽等尺寸应尽量相同，减少刀具数量、节约换刀时间。第

6、21页/共40页第22页/共40页4、提高轴的强度和刚度的措施1）改善轴的受力状况 例如：当轴上有两处动力输出时，为了减小轴上的载荷，应将输入轮 布置在中间。第23页/共40页 2）改善轴的结构，减少应力集中第24页/共40页第25页/共40页 3）改善轴的表面质量，提高轴的疲劳强度 降低表面粗糙度（比如轴承部位）进行轴的表面强化处理 （如渗碳、渗氮、喷丸等）第26页/共40页三、举例应用 结构设计改错 （10min）第27页/共40页四、学生改错练习（20min）第28页/共40页四、学生改错练习（20min）第29页/共40页四、学生改错练习（20min）第30页/共40页四、学生改错练习

7、（20min）第31页/共40页四、学生改错练习（20min）第32页/共40页参考答案1、转动件与静止件接触1）联轴器左端与右端之间不能接触，应改为 轴肩固定。2）轴与右端轴承盖之间留有间隙，应改为 轴承盖孔径大于该处轴径，并加密封装置。2、轴上零件定位及固定 1）齿轮、联轴器与轴之间要有键连接 2）齿轮右端套筒固定不可靠，齿轮轮宽应 大于该处配合段长度。3）联轴器右端没有固定，应进行 轴端挡圈固定 第33页/共40页3、装拆1）两套筒太厚，轴承内圈不能拆，改正将套筒厚度减少。2）轴的左端面伸出去太长。3）轴承盖与箱体之间应有调整垫片。4、润滑 1）滚动轴承增加挡油环第34页/共40页（四）

8、课堂小结(5min)1）轴向定位（1）轴肩或轴环定位 （2）套筒定位（3）圆螺母定位 （4）轴端挡圈定位（5）弹性挡圈定位 （6）紧定螺钉定位 2）周向定位 （1）键联接 （2）过盈配合第35页/共40页 3）轴的结构工艺性（1）为了便于装配，轴端应加工倒角；（2）在不同轴段开设键槽时，应在同一母线 布置；（3）轴上某一段需要车削螺纹时，须留出 螺纹退刀槽；（4）轴段进行磨削加工时需要留出砂轮越程槽；（5）同一轴段直径相近处的圆角、倒角、键槽等 尺寸应尽量相同，减少刀具数量、节约换刀 时间 第36页/共40页（五）作业布置(1min)p208 第三大题 第一小题第37页/共40页（六）参考资料 1、机械设计基础 中国机械工业教育 协会 柴鹏飞主编 2、全国中等职业技术学校机械类专业通用 教材机械基础第三版习题册第38页/共40页 END 谢 谢 大 家！第39页/共40页感谢您的观看！第40页/共40页