【讲义】11圆轴设计及轴毂联接.pdfVIP

第十一章 圆轴设计及轴毂联接  轴的功用——轴是用来支承做回转运动或摆 动的机械零件，同时传递运动和动力。轴是 组成机器的重要零件。 §11.1 轴的概述  轴的分类  根据轴的受力和变形分：  心轴——只承受弯矩而不承受扭矩的轴。  传动轴——只承受扭矩而不承受弯矩的轴。  转轴——既承受扭矩又承受弯矩的轴。  根据轴线的形状分：  直轴——有光轴和阶梯轴之分；又有实心轴和空心 轴之分。  曲轴——指其轴线为折线的轴。  挠性轴——挠性构件制成的轴。 §11.1 轴的概述  轴的材料  主要是碳素钢和合金钢。  碳素钢和合金钢的比较：  碳素钢价格低廉，对应力集中不敏感，热处理后可提高其耐磨性 和抗疲劳强度，应用最广；  例45钢调质或正火。  合金钢具有更高的机械性能和优越的热处理性能，多用于重载、 重要和有特殊要求的传动轴。但对应力集中敏感，价格相对较高。 35CrMoA：很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限  抗拉强度σb (MPa)：≥985(100)  屈服强度σs (MPa)：≥835(85)  伸长率 δ5 (%)：≥12  硬度 ：≤229HB  应用：用作在高负荷下工作的重要结构件，如车辆和发动机的传动件；汽轮发电机的转 子、主轴、重载荷的传动轴，大断面零件。 §11.1 轴的概述  轴设计的主要问题  是轴的选材、结构、强度、刚度和稳定性。  一般情况，轴的工作能力取决于它的强度，任 何轴都必须满足强度基本要求。 §11.2 圆轴的扭转及其内力计算  扭转的基本概念  受力特点  变形特点：横截面绕轴线相对转 动。  圆轴扭转的内力 P M 9549  外力偶矩 n  扭矩 P____功率，单位kW；  扭矩图 n____转速，单位转/分。 §11.3 横截面剪应力及扭转强度计算  圆轴扭转时横截面上的应力  扭转变形后，轴的横截面仍保持平面，其形状和大小不变， 半径仍为直线——圆轴扭转的平截面假设。  结论：  横截面上只有切应力，没有正应力；  横截面上任一点切应力与半径垂直。 §11.3 横截面剪应力及扭转强度计算  圆轴横截面上的应力 M n   I  而最大切应力发生在轴的表面： M M n n  max R