机械设计第十一章轴.pptVIP

2、作水平面弯矩Mxy图和垂直面弯矩Mxz图 3、作出合成弯矩 图 4、绘转矩T图 5、求当量弯矩 ，绘 图 α—— 根据转矩性质不同而引入的应力校正系数。 σ—— 一般为对称循环变化（弯矩引起的弯曲应力） （M） 1）单向旋转、载荷稳定：切应力接近不变r=+1， 2）单向旋转、载荷不稳定：切应力接近脉动循环r=0， 3）连续正反转、载荷不稳定：切应力接近对称循环，r= -1， T 6、强度条件： 5、确定危险截面。 若轴上开键槽：d适当↑ 单键：↑（3~5）%，双键：↑（7~10）% 花键：计算出的d为内径。 * 轴 轴 第十一章 轴 概述 （1）按轴心线形状分 曲轴 几何轴线不在同一条直线上的轴 轴是用来支撑回转零件、传递运动和动力 所有回转零件都必须支撑在轴上。 11.1.1 轴的分类 11.1 轴的分类及材料选择 轴 直轴 几何轴线在同一条直线上的轴 钢丝软轴 由多组钢丝分层卷绕而成，有良好的挠性 动力源 被驱动装置 接头 接头 钢丝软轴 又可分为实心、空心（加工困难） 直轴 光轴 阶梯轴 轴 心轴 （2）按传递载荷分 只承受弯矩不受扭矩的轴 轴 传动轴 主要受扭矩或弯矩很小的轴 转轴 既受弯矩又受扭矩的轴 一、轴设计的主要问题： a、有足够的强度— 疲劳强度、静强度； 1、合理的结构设计— 保证轴上零件有可靠的工作位置，装配、拆卸方便，周向、轴向固定可靠，便于轴上零件的调整； b、有足够的刚度— 防止产生大的变形； c、有足够的稳定性— 防止共振— 稳定性计算。 2、工作能力计算 轴的设计过程： 选材料 ? 按转矩初估轴径 ? 结构设计 ? 强度校核 ? 刚度校核 ? 绘制工作图 11.1.2 轴的设计应考虑的问题和一般设计步骤 轴 ① 碳素钢 价格便宜，对应力集中敏感性小，良好的加工性，为了保证机械性能，应进行调质或正火处理。 常用30、40、45号钢 ② 合金钢 具有较高的机械强度，更好的淬火性能，所以，在传递大功率、减轻重量、提高轴颈耐磨性时采用，但对应力集中敏感，用于重载、小尺寸的轴。 40Cr、40CrNi、20Cr、20Cr2Ni4A、38SiMnMo QT600—3、QT800—2 选择轴的材料和热处理方式时，主要考虑强度和耐磨性，而不是轴的弯曲和扭转刚度。 ③ 铸铁 易做成复杂的外形，价廉，具有良好的吸振性和耐磨性，对应力集中敏感性较低，但铸造品质难控制，可靠性较差 。常用于凸轮轴、曲轴。 11.1.3 轴的材料及选择 11.2 轴的结构设计 2. 轴的结构应满足的条件 1）装在轴上的零件有准确的工作位置； 2）便于零件的拆装和调整； 4）具有良好的加工工艺性。 1、目的 确定轴的尺寸、形状：d、L； 3） 受力合理——轴结构有利于提高轴的强度和刚度； 轴的结构设计 组成 轴颈：装轴承处 尺寸= 轴承内径； 轴头：装轮毂处 直径与轮毂内径相当； 轴身：联接轴颈和轴头部分； 轴肩（轴环） 特点：结构简单，定位可靠 ，可承受较大的轴向力 应用：齿轮、带轮、联轴器、 轴承等的轴向定位 一、轴的结构设计要满足轴上零件的定位（轴向、周向定位） 1、轴上零件的轴向定位 常用的轴向固定方法有：轴肩（轴环）、圆螺母（止动片）、套筒、弹性挡圈、紧定螺钉、轴端挡圈定位等。 注意：防止过定位 L轴段长度=B轮毂宽-(2~3)mm 为保证轴上零件可靠定位： 轴圆角半径r＜轴上零件倒角尺寸c＜轴肩高度h 或 轴圆角半径r ＜轴上零件圆角半径R＜轴肩高度h 定位轴肩的高度 h＝(0.07～0.1)d 非定位轴肩高度为1～2mm 轴肩 定位轴肩：h= (0.07~0.1)d d：轴颈尺寸； 非定位轴肩：h=(1~2)mm； 圆螺母 特点：定位可靠，装拆方便，可承受较大的轴向力 由于切制螺纹使轴的疲劳强度下降 应用：常用于轴的中部和端部 弹性挡圈 特点：结构简单紧凑，只能承受很小的轴向力。 应用：常用于固定滚动轴承等的轴向定位 轴端挡圈 应用：用于轴端零件的固定 特点：可承受剧烈振动和冲击。 紧定螺钉 应用：适用于轴向力很小，转速低的场合 特点：可承受很小的轴向力。 套筒定位 用于两个零件之间的定位，不易用于较大距离两零件之间的轴向定位，不易用于高速旋转之处