机械设计基础轴.pptx

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1、u按轴形状分：按轴形状分：第1页/共26页二、轴的材料二、轴的材料1.1.碳素钢碳素钢3535，4545，5050等优质中碳钢应用较多。其中以等优质中碳钢应用较多。其中以4545钢应用最广。钢应用最广。2.2.合金钢合金钢29Cr29Cr，20CrMnTi20CrMnTi等低合金钢。等低合金钢。在高温、重载和高速下常用在高温、重载和高速下常用40CrNi40CrNi，38CrMoAl38CrMoAl等合金结构钢。等合金结构钢。三、轴设计的主要内容三、轴设计的主要内容1.1.选择轴适宜材料选择轴适宜材料2.2.确定轴的合理结构确定轴的合理结构3.3.计算轴的工作能力计算轴的工作能力强度强度刚度刚

2、度振动稳定性振动稳定性第2页/共26页10-2 10-2 轴的结构设计轴的结构设计1、轴结构设计的原则、轴结构设计的原则满足工作需要满足工作需要质量轻，尺寸小，工艺性好质量轻，尺寸小，工艺性好 二、轴的组成二、轴的组成 轴头：轴头：轴与传动件轮毂之间的配合。轴与传动件轮毂之间的配合。轴颈：轴颈：轴与轴承之间的配合。轴与轴承之间的配合。轴身：轴身：连接轴头与轴颈而设置的轴段。连接轴头与轴颈而设置的轴段。第3页/共26页轴头轴头轴颈轴颈轴身轴身轴头轴头二、轴的组成二、轴的组成 第4页/共26页二、轴的组成二、轴的组成 第5页/共26页三、轴的结构设计三、轴的结构设计1.1.制造安装要求制造安装要求

3、轴上零件的轴向固定与夹紧。轴上零件的轴向固定与夹紧。固定固定：套筒套筒，螺母螺母 ，轴肩，轴肩 ，轴端挡圈，轴端挡圈 夹紧：夹紧：锁紧挡圈，弹性挡圈锁紧挡圈，弹性挡圈，套筒，套筒 ，圆螺母，圆螺母 ，轴端挡圈，轴端挡圈 第6页/共26页 轴上周向固定轴上周向固定 三、轴的结构设计三、轴的结构设计键，花键，销，过盈配合。键，花键，销，过盈配合。第7页/共26页u几个注意问题几个注意问题 轴肩的圆倒角必须小于相配零件的倒角或圆角半径；轴肩的圆倒角必须小于相配零件的倒角或圆角半径；轴肩高度必须大于零件的倒角或圆角半径。轴肩高度必须大于零件的倒角或圆角半径。和和 第8页/共26页套筒、螺母、轴端挡圈作

4、轴向固定时，装零件的轴段长度应比零套筒、螺母、轴端挡圈作轴向固定时，装零件的轴段长度应比零 件轮毂短件轮毂短2 23mm3mm。确保套筒、螺母、轴端挡圈能靠紧零件端面。确保套筒、螺母、轴端挡圈能靠紧零件端面。u几个注意问题几个注意问题 第9页/共26页u几个注意问题几个注意问题 轴上磨削的轴段，应有砂轮越程槽；车制螺纹应有退刀槽。轴上磨削的轴段，应有砂轮越程槽；车制螺纹应有退刀槽。磨削磨削螺纹螺纹同一轴上，键槽在轴的同一侧，且尽量尺寸相同。同一轴上，键槽在轴的同一侧，且尽量尺寸相同。第10页/共26页2.2.轴上零件的布置与结构轴上零件的布置与结构尽量减小轴上载荷尽量减小轴上载荷 改变轴上零件

5、结构减小轴上载荷改变轴上零件结构减小轴上载荷3 3避免或减小应力集中避免或减小应力集中阶梯轴，应圆角过渡阶梯轴，应圆角过渡尽量不在轴上开横孔尽量不在轴上开横孔 在重要结构中，采用卸载槽，增大轴肩圆角半径在重要结构中，采用卸载槽，增大轴肩圆角半径 三、轴的结构设计三、轴的结构设计第11页/共26页轴承内圈轴承内圈无法固定无法固定螺母无法螺母无法拧入拧入无螺纹退无螺纹退刀槽刀槽轴肩太轴肩太高高改改正正之之后后例题例题1 1 轴的结构分析轴的结构分析 第12页/共26页例题例题2 2 轴的结构分析轴的结构分析 套筒无法套筒无法装入装入轴承处不轴承处不需键需键键无法装入键无法装入改改正正之之后后第13

6、页/共26页多个键应在多个键应在同一母线上同一母线上左侧键太长套筒无左侧键太长套筒无法装入法装入例题例题3 3 轴的结构分析轴的结构分析 改改正正之之后后第14页/共26页10-3 10-3 轴的强度计算轴的强度计算一、传动轴的强度计算一、传动轴的强度计算由材料力学，圆截面轴抗扭强度条件：由材料力学，圆截面轴抗扭强度条件：设计公式：设计公式：一般开一个键槽：一般开一个键槽：开两个键槽：开两个键槽：注：注：上式为轴颈的初步估算值，是轴上受扭段的最小直径。上式为轴颈的初步估算值，是轴上受扭段的最小直径。将轴径取为标准值。将轴径取为标准值。第15页/共26页二、心轴的强度计算二、心轴的强度计算心轴的

7、弯曲强度条件：心轴的弯曲强度条件：设计公式：设计公式：静应力状态下：静应力状态下：脉动应力状态下：脉动应力状态下：轴转动时：轴转动时：式中式中第16页/共26页三、转轴的强度计算三、转轴的强度计算钢轴危险截面的当量弯曲应力强度条件：钢轴危险截面的当量弯曲应力强度条件：设计公式：设计公式：对不变转矩：对不变转矩：对脉动转矩：对脉动转矩：对对称循环转矩：对对称循环转矩：式中式中当量弯矩当量弯矩若若考虑键槽对轴强度的削弱考虑键槽对轴强度的削弱求得的直径应增大求得的直径应增大4%4%7%7%。单键取小值；双键取大值。单键取小值；双键取大值。第17页/共26页单级斜齿圆柱齿轮减速器单级斜齿圆柱齿轮减速器

8、 例题例题已知：已知：轴上齿轮的分度圆直径，作用在齿轮上的切向力，径向力，轴上齿轮的分度圆直径，作用在齿轮上的切向力，径向力，轴向力，传动不逆转轴向力，传动不逆转，轴的材料为轴的材料为4545钢，进行调质处理。钢，进行调质处理。试校核：试校核：该轴的强度。该轴的强度。第18页/共26页例题（续）例题（续）第19页/共26页例题（续）例题（续）解：这是一转轴：弯扭组合，解：这是一转轴：弯扭组合，产生扭矩，其余产生弯矩。产生扭矩，其余产生弯矩。1 1求水平面反力求水平面反力 2 2求垂直面反力求垂直面反力 第20页/共26页例题（续）例题（续）3 3画弯矩图画弯矩图水平方向弯矩图水平方向弯矩图由由 产生。产生。垂直方向弯矩图垂直方向弯矩图 由由 产生。产生。第21页/共26页例题（续）例题（续）合成弯矩图合成弯矩图 第22页/共26页例题（续）例题（续）4 4画扭矩图画扭矩图5 5求当量弯矩求当量弯矩 第23页/共26页例题（续）例题（续）6 6计算危险截面处轴直径计算危险截面处轴直径轴材料选用轴材料选用4545钢，调质处理。钢，调质处理。考虑键槽的影响：考虑键槽的影响：轴的强度合格。轴的强度合格。第24页/共26页重点学习内容重点学习内容1.1.轴的结构设计轴的结构设计。2.2.轴的强度计算。轴的强度计算。第第1010章章 轴轴第25页/共26页感谢您的观看。第26页/共26页