大学物理14轴的设计.pptVIP

Ma Mav M’av Ft F1H F2H MaH F1F F2F M2F 8) 求轴传递的转矩 L/2 L K Ft Fr Fa F FA Fa Fr F1v F2v 1 2 =Fa d2 a a d P231 F 9)求危险截面的当量弯矩 MaF M2 M’a T 扭切应力为脉动循环变应力，取折合系数: α=0.6 求考虑到键槽对轴的削弱，将d值增大5%，故得： 10)计算危险截面处轴的直径 选45钢，调质，查241页表14-1，σb =650 MPa, 查245页表14-2， [σ-1b] =60 MPa 符合直径系列。 l F F’ F” θ1 θ2 §14-5 轴的刚度设计解释何为刚度 弯矩 → 弯曲变形 转矩 → 扭转变形 若刚度不够导致轴的变形过大，就会影响其正常工作。 变形量的描述： 挠度 y 、转角θ 、扭角φ 设计要求： y ≤[y] θ≤[θ] φ≤[φ] 一、弯曲变形计算 方法有： 1.按微分方程求解 2.变形能法 →适用于等直径轴。 →适用于阶梯轴。 y T T l φ 表14-4 轴的许用变形量 变形种类 许用值 适用场合 变形种类 许用值 适用场合 (0.0003~0.0005)l 一般用途的轴 ≤0.0002l 刚度要求较高 感应电机轴 (0.01~0.05)mn 安装齿轮的轴 ≤0.01? (0.02~0.05) m 安装蜗轮的轴 滚动轴承 ≤0.05 向心球轴承 调心球轴承 圆柱滚子轴承 圆锥滚子轴承 0.001~0.002 齿轮处轴截面 0.5~1 一般传动 0.2~0.5 较精密传动 重要传动 挠度 mm 转角 rad 每米长的扭角 ( ? )/m l —支撑间的跨矩 0.25 ≤0.0016 ? —电机定子与转子 间的间隙 mn —齿轮的模数 m —蜗轮的模数 ≤0.001 ≤0.05 ≤0.0025 二、扭转变形计算 等直径轴的扭转角： 阶梯轴的扭转角： 其中：T----转矩； Ip----轴截面的极惯性矩 l ----轴受转矩作用的长度； d ----轴径； G----材料的切变模量； 回转时产生离心力，使轴受到周期性载荷的干扰。 §14-6 轴的临界转速的概念 如果轴的转速停滞在临界转速附近，轴的变形将迅速增大，以至达到使轴甚至整个机器破坏的程度。 对于重要的尤其是高转速的轴必须计算其临界转速,并使轴的工作转速n避开临界转速nc。 共振:若轴所受的外力频率与轴的自振频率一致时，运转便不稳定而发生显著的振动，这种现象称为轴的共振。 临界转速:产生共振时轴的转速称为临界转速。 对于刚性轴，应使n(0.75~0.8)nc1； 对于挠性轴，应使1.4nc1?n?0.7nc2（式中，nc1、nc2分别为一阶、二阶临界转速）。 轴的临界转速可以有许多个，最低的一个称为一阶临界转速，其余为二阶、三阶、…..。 刚性轴:工作转速低于一阶临界转速的轴称为刚性轴。 挠性轴:超过一阶临界转速的轴称为挠性轴。 * 如用球墨铸铁制造曲轴和凸轮轴，具有成本低廉、吸振性较好、对应力集中的敏感较低、强度较好等优点。 * 在完成单级减速器草图设计后，外载荷与支撑反力的位置即可确定，从而可进行受力分析。 * * 由于回转件的结构不对称、材质不均匀、加工有误差等原因，要使回转件的重心精确地位于几何轴线上，几乎是不可能的。 Foundation of Machine Design 能源动力与机械工程学院 机械教研室 滕 伟 第十四章 轴 §14-1 轴的功用和类型 §14-3 轴的结构设计 §14-4 轴的强度计算 §14-5 轴的刚度设计 §14-2 轴的材料 §14-6 轴的临界转速的概念 §14-1 轴的功用和类型 功用：用来支撑旋转的机械零件和传递转矩。 如齿轮、带轮、凸轮等。 类型 转轴---传递转矩又承受弯矩。 按承受载荷分有： 一、分类： 按轴的形状分有： 带式运输机 减速器 电动机 转轴 功用：用来支撑旋转的机械零件和传递转矩。 如齿轮、带轮、凸轮等。 类型 转轴---传递转矩又承受弯矩。 按承受载荷分有： 一、分类： 按轴的形状分有： 传动轴---只传递转矩 发动机 后桥 传动轴 功用：用来支撑旋转的机械零件和传递转矩。 如齿轮、带轮、凸轮等。 类型 转轴---传递转矩又承受弯矩。 按承受载荷分有： 一、分类： 按轴的形状分有： 传动轴---只传递转矩 心轴---只承受弯