第11章 轴讲义.pptVIP

一、按扭转强度计算 轴受扭矩作用时，其强度条件为： 式中 ?T––––轴的扭转切应力，（MPa）； T––––轴所受的扭矩，（N·m）； P––––轴传递的功率，（kW）； n––––轴的转速，(r/min)； d––––计算截面处轴的直径，（mm）； [?T]––––轴的材料的许用扭转切应力，（MPa），见表11-2。 WT––––抗扭截面模数，(mm3)，对实心圆轴: 第三节 轴的强度计算 由式11-1可得轴的设计公式： 式中:C为由轴的材料和承载情况确定的常数，见表11–2。 注意： （1）由式（11–2）计算出的直径为轴受扭段的最小直径 。 （2）若该剖面有一个键槽时，应将轴径增大4%?5% ； （3）若同一截面上开两个键槽时，应将轴径增大7%?10% （4）计算得到的直径应圆整为标准直径。 二、按弯扭合成强度条件计算 1）绘出轴的计算简图，并按作用力所在空间位置标出作用力的大小、方向和作用点。 略去轴和轴上零件的自重；略去轴上产生的拉压应力。 2）取定坐标系，将轴上作用力分解为水平分力和垂直分力，求出水平面H及垂直面V的支反力； 3）分别绘出水平面和垂直面的弯矩图（MH和MV）； 4）计算合成弯矩，绘出合成弯矩图； 5）计算扭矩T，绘出扭矩图； 6）对危险截面进行校核。 按弯扭合成计算 　　对于一般钢制的轴，可用第三强度理论（即最大剪应力理论）求出危险截面的当量应力?c，其强度条件为 式中 ?bb–––危险截面上弯矩产生的弯曲应力； ?T–––扭矩T产生的切应力。 对于直径为d的圆轴 由于一般转轴的?bb为对称循环变应力，而?T的循环特性往往与?bb不同，为考虑两者循环特性不同的影响，对上式中的T乘以折算系数?后，即得弯扭强度计算的校核计算式 式中 Mc–––当量弯矩， (N?mm) ?–––根据扭矩性质而定的折算系数。 对不变的扭矩 当扭矩脉动变化时 对于频繁正反转的轴，?T可看成对称循环变应力 [?-1b]、[?0b]、[?+1b]分别为对称循环、脉动循环及静应力状态下的许用弯曲应力，其值见表11–3。 轴的刚度分为扭转刚度和弯曲刚度。 一、轴的扭转刚度 二、轴的弯曲刚度 　　轴的弯曲刚度以挠度y和偏转角θ来度量。 　　对于光轴，可直接用材料力学中的公式计算其挠度或偏转角。 　　对于阶梯轴，可将其转化为当量直径的光轴后计算其挠度或偏转角。 三、轴的刚度计算 简支梁的挠度y： (mm) 简支梁的偏转角? ： (rad) A C B F [y]和[?]为轴的允许挠度和允许偏转角，其值见有关机械设计手册。 轴的弯曲刚度条件为： 挠度　　　　 y≤[y] 偏转角　　　θ≤[θ] 轴的一般设计过程： 初步估算轴径 初步结构设计 按弯扭合成强度计算 修正结构设计 按疲劳强度精确核算 绘制工作图 第四节 轴毂联接 　　键是一种标准件，通常用于联接轴与轴上零件，起周向固定零件的作用，在轴与轴上零件间传递运动或扭矩；而导键、滑键、花键还可作为轴上移动零件的导向装置。 一、键联接 键有多种类型。根据键的形状，可分为平键、半圆键、楔键、切向键几大类，均有国家标准。 平键的两侧面是工作面，上表面与轮毂上的键槽底部之间留有间隙，键的上、下表面为非工作面。工作时靠键与键槽侧面的挤压来传递扭矩，故定心性较好。 1．平键联接 根据用途，平键又可分为 普通平键 导向平键 滑键 （1）普通平键 用于静联接，即轴与轮毂间无相对轴向移动 构造：两侧面为工作面，靠键与槽的挤压和键的剪切传递扭矩； 轴上的槽用盘铣刀或指状铣刀加工；轮毂槽用拉刀或插刀加工。 （2）导向平键——用于动联接，即轴与轮毂之间有相对轴向移动的联接。 （3）滑键——用于动联接，即轴与轮毂之间有相对轴向移动的联接。滑键固定在轮毂上，轴上零件能带动滑键在轴上的键槽中作轴向滑移，因此轴上要铣出较长的键槽。滑键用于轴上零件轴向移动量较大的场合。 2、半圆键 　轴槽用与半圆键形状相同的铣刀加工，键能在槽中绕几何中心摆动，键的侧面为工作面，工作时靠其侧面的挤压来传递扭矩。 特点：工艺性好，装配方便，适用于锥形轴与轮毂的联接。 缺点：轴槽对轴的强度削弱较大。只适宜轻载联接。如果需要用两个半圆键时，一般安置在轴的同一条母线上。 3、斜键 常用的斜键有楔键和切向键，用于静联接。 普通楔键：上、下面为工作表面，有1：100斜度（侧面有间隙），工作时打紧，靠上下面摩擦传递扭矩，并可传递小部分单向轴向力。 特 点 ：适用于低速轻载、精度要求不高。对中性较差，有偏心。不宜高速和精度要求高的联接，变载下易松动。钩头只用于轴端联接，如在中间用，键槽应比键长2倍才能装入，且要罩