精密机械设计基础第十章轴.pptVIP

第十章　轴 第一节　　　概述 第二节　　　轴 第三节 联轴器 第四节 离合器 第一节　概述 一、轴 1、轴： 零件装在轴上实现回转运动的， 都必须才能其运动。 2、分类： 按所受载荷和应力分为： (1)心轴图10-1a图10-1b (2)转轴图10－2 (3)传动轴 按轴的中心线形状分： （1）直轴 （2）曲轴 （3）钢丝软轴 二、联轴器和离合器 第二节　　　轴 一、轴的材料及其选择（表10-1） 根据轴的工作能力，即强度、刚度、和振动稳定性及耐磨性等要求，以及为实现这些要求所采用的热处理方式，同时还应考虑制造工艺等问题。 二、轴的结构设计 1、组成 2、轴的外形结构图10-3a图10-3b 3、零件在轴上的固定方法： 　 3、零件在轴上的固定方法： （1）轴向固定： 轴肩、轴环、挡环、螺母、套筒等图10－4 （2）周向固定： 用平键、半圆键等 （3）轴向、周向同时固定： 销联接、紧定螺钉联接和压合联接 三、轴的强度计算 1、按许用切应力计算轴径 式中 —— 轴受作用时,轴中产生的切应力 　　　—— 轴所传递的转矩(N·mm) 　　　—— 　　　——轴的直径 　　　——轴传递的功率(Kw) 　　　——轴的转速(r/min) 　　 ——许用切应力 写成设计公式，轴的最小直径式： 表 10－2中列出几种常用材料的 [τT]和 C值。 2、按弯曲和扭转复合强度计算轴径 一般顺序如下（参看图10－7）： 1）绘出轴的空间受力简图（见图10－7a）。求出垂直面和水平面中的支点反力。 2）绘出垂直面内的弯矩M图（见图10－7b）。 3）绘出水平面内的弯矩M图（见图10－7c）。 4）利用公式=，绘出合成弯矩M图（见图10－7d）。 5）绘出转矩T图（见图10－7e）。 6）利用公式 =，绘出当量弯矩图（见图10－7f）。 式中 据转矩性质而定的校正系数。对于不变的转矩，取 = ；对于脉动循环的转矩，取 = ；对于对称循环的转矩，取 =1。 分别为材料在静应力、脉动循环和对称循环应力状态下的许用弯曲应力，其值可由表10－3中选取。 7）计算轴的直径。 由工程力学可知： 受Mv作用时，轴中产生的弯曲应力 = 式中 ——轴的抗弯截面系数，对于实心轴 = ——当量弯矩(N·mm) 由上式导出： 当有一个键槽时，将轴径尺寸加大4％； 有两个键槽互成 180时，将轴径尺寸加大 10％ 3、轴设计的一般方法： （1）对于一般形状不甚复杂的轴，直接进行结构设计。在结构化过程中，进行必要的校核计算，画出轴的零件工作图。 （2）对于用来传递转矩而不承受弯矩或弯矩很小的传动轴，按许用切应力计算轴径，然后进行轴的结构设计。 （3）对于除传递转矩外，还承受弯矩的转轴，先按许用切应力估算轴的直径（弯矩对轴的影响用降低许用切应力的方法予以考虑）。据估算的直径结构设计，再进行弯扭复合强度计算，最后画出轴的零件工作图。 例题10-1图10－5为一高速摄影机传动简图。电动机通过带和齿轮带动反射镜轮转动。设计Ⅰ轴。已知轴 Ⅰ的输人功率 P＝ 1.5kW；轴工的转速 n＝ 3000r／min；张紧带轮时轴 Ⅰ上所受的力=140N；齿轮的圆周力＝132N；齿轮的径向力＝48N；两滚动轴承中心间的距离为40mm。 解： 1）估算轴的直径 选取轴的材料为45钢，由表10-2取 C=118，则 2）轴的结构设计 ①轴的外形。 根据轴上零件的定位和装拆要求，设计出轴的外形结构如图10－6所示。 ②轴的直径 上面估算出的d应为轴外伸端d1（图中①处，余同）和d7的直径，因d1处装有齿轮，d7处装有皮带轮，故d1和d7，均为配合尺寸，应取为标准直径，故取d1＝ d7＝ 10mm。取砂轮越程槽深 O.25mm， d2＝ d6＝ 9.5mm。考虑滚动轴承的装拆，选用滚动轴承的型号为“6201”，由标准查出装滚动轴承内圈处的直径d3=12mm，取d4=11.5。考虑滚动轴承和皮带的轴向固定，取轴环的直径 d5＝ 16mm。 ③轴的长度 齿轮轮毅部分长 取该段轴长。 由标准查出“6201滚动轴承的宽度 　　　　　　　　　　。 保证两轴承中心间的距离40mm，两轴承间装一套筒，长 。取该段轴的长 轴环的宽度： 故取 皮带轮轮毂部分长 ，取该段轴