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§15-1 概述（轴的作用和分类） §15-1 概述（轴的分类例题） §15-1 概述（轴的失效形式、设计准则） §15-1 概述（轴的设计步骤、材料） §15-1 概述（轴的材料） §15-2 轴的结构设计（组成） §15-2 （考虑的问题、初算轴径） §15-2 （初算轴径、拟定装配方案） §15-2 （轴肩定位） §15-2 （定位轴肩和非定位轴肩） §15-2 （套筒定位） §15-2 （其它定位方法、轴的结构工艺性） §15-3 轴的强度校核（弯扭合成） §15-3 轴的强度校核 §15-3 （按疲劳强度校核、提高强度措施） §15-4 轴的刚度计算简介 习题课（一.轴系结构设计） 习题课（一） 习题课（一） 习题课（一） 习题课（一） 习题课（一） 习题课（二.改错1） 习题课（改错2、3、4） 作业 * * 第15章 轴 §15-1 概述 §15-2 轴的结构设计 §15-3 轴的强度校核 第十五章 轴 §15-4 轴的刚度计算简介 §15-1 概述 一.轴的作用与分类 作用：支承回转零件，传递运动和动力。 按承载分： 心轴——仅受弯矩M作用 传动轴——主要受扭矩T作用 转轴——同时受M和T作用 转动心轴 固定心轴 单向转动 双向转动 单向转动 双向转动 σb，r=-1 σb，r=+1 若M有变化,r=0 τT，r=+1(0) τT，r=-1 σb,r=-1； τT,r=+1(0) σb,r=-1； τT,r=-1 §15-1 概述 例：判别下列各轴的类型 传动轴 转轴 转动心轴 转轴 心轴 §15-1 概述 二.轴的失效形式、设计准则和设计步骤 1.失效形式 断裂 塑性变形 过量的弹性变形 静强度不足引起断裂 疲劳断裂 共振引起断裂 2.设计准则——首先保证强度要求，必要时还应保证刚 度和振动稳定性要求。 §15-1 概述 选择材料，定热处理； 按扭转强度初算轴的直径； 轴的结构设计； 轴的强度校核； 必要时，校核刚度和振动稳定性。 三.轴的材料及热处理 3.设计步骤 常用材料： 碳钢 优质:35、45、50调质或正火——应用最广 普通:Q235、Q275 不经热处理——用于不重要的轴 §15-1 概述 合金铸铁、球墨铸铁 注意：各种钢的E差不多，不能用改变钢材料或热处理来 提高轴的刚度。 合金钢 低碳：20Cr、20CrMnTi渗碳淬火，回火 中碳：40Cr调质 §15-2 轴的结构设计 §15-2 轴的结构设计 一.结构组成 轴头 轴颈 轴肩 轴身 §15-2 轴的结构设计 二.结构设计应考虑的问题 三.初算轴的直径 轴受 扭矩T 弯矩M ？ 按扭转强度条件τT≤[τT]初算轴径 §15-2 轴的结构设计 初算d为最小直径dmin，一般指外伸端； 注意： dmin若太小，可根据结构要求适当放大； 若安装标准件，轴径应取标准；其它轴径应取整，一般个位数为0、2、5、8； 此式用于传动轴、转轴的初算，不适于心轴。 若dmin处有单键槽，轴径应增大3%；双键槽增大7%； 四.拟定轴上零件装配方案 §15-2 轴的结构设计 五.确定各轴段直径和长度 根据零件的定位方式，确定各轴段直径；根据零件的尺寸，确定各轴段长度。 1.轴向定位方式 轴肩定位——结构简单,定位可靠,能承受较大的轴向力。 R §15-2 轴的结构设计 定位轴肩 ： 非定位轴肩： 非定位轴肩 §15-2 轴的结构设计 套筒定位 L 轴 L 毂 L 轴= L 毂-(2～3)mm §15-2 轴的结构设计 2.周向定位方式 ——轴毂联结 弹性挡圈 双螺母或圆螺母 轴端挡圈 紧定螺钉 圆锥形轴端 轴向零件定位方法 六.轴的结构工艺性 减小轴应力集中 滚动轴承安装尺寸 轴承1 轴承2 §15-3 轴的强度校核 §15-3 轴的强度校核 一.按弯扭合成强度条件校核 σca≤[σ-1] 已知外载荷，轴的尺寸、跨距；校核轴径。 步骤： 1.作出受力简图； 2.求弯矩M； 求水平面弯矩MH； 求垂直面弯矩MV； MH 垂直面 Fr Fa FV1 FV2 MV 水平面 Ft FH1 FH2 §15-3 轴的强度校核 3.作扭矩图T； 求合成弯矩 M T 4.求当量弯矩 Mca α——考虑由M产生的弯曲应力σ和由T产生的扭剪应力τ，应力性质不同而引入的应力折合系数。 τ 对称： 脉动： 静： 常用 §15-3 轴的强度校核 5.校核危险截面强度； 二. 按疲劳强度进行精确校核（P365） 四. 提高轴强度的措施 三. 按静强度条件进行校核 合理布置轴上零件 减小轴上载荷 减小轴上应力集中