第九章 轴N课件.ppt

* * * * * * * * * 4.同一轴上键槽位于圆柱同一母线上，且取相同尺寸。圆角半径r也尽量一致。 四、减小应力集中，改善轴的受力状况 1.减小应力集中 合金钢对应力集中比较敏感，应加以注意 应力集中出现在截面突然发生变化的 a、用圆角过渡 措施： b、尽量避免在轴上开横孔、切口或凹槽 c、重要结构可增加卸载槽B、过渡肩环、凹切圆角、 增大圆角半径。也可以减小过盈配合处的局部应力 卸载槽 d d/4 B B 过渡肩环 凹切圆角 r 30? 2.改善受力状况 Q 方案 a Ft Q 方案b T T T 输出 输出 输入 Tmax = T1 T1 T1+T2 T2 合理 T2 Tmax= T1+T2 T1 T1+T2 不合理 输出 输出 输入 T T T 练习1 轴系结构改错 练习2 轴系结构改错 正确答案 练习3 1.左侧键太长，套筒无法装入 2.多个键应位于同一母线上 指出图中结构不合理的地方，并予以改正。 练习4 练习5 §14-3 轴的工作能力计算 轴的强度计算应根据轴的承载情况，采用相应的计算方法。常见的轴的强度计算有以下两种 一、按扭转强度计算 对于只传递扭转的圆截面轴，强度条件为 设计公式为 计算结果为 最小直径 应圆整为标准直径 对于既传递扭转又传递弯矩的轴，可按上式初步估算轴的直径 二、按弯扭合成强度计算 强度条件为 弯曲应力 扭切应力 代入得 因σb和τ的循环特性不同，折合后得 l1 l 折合系数取值 α= 0.3 ——转矩不变； 0.6 ——脉动变化； 1 ——频繁正反转。 设计公式 按弯扭合成强度计算轴径的一般步骤： 1.将外载荷分解到水平面和垂直面。求垂直面支撑反力FV和水平面支撑反力FH ； 2.作垂直弯矩MV图和水平弯矩MH图 ； 3.作合成弯矩M图； 4.作转矩T图； 5.弯扭合成，作当量弯矩Me图； 6.计算危险截面轴径: 1.若危险截面上有键槽，则应加大4%； 2.若计算结果大于结构设计初步估计的轴径，则强度不够，应修改设计； 3.若计算结果小于结构设计初步估计的轴径，且相差 不大，一般以结构设计的轴径为准。 说明： 例1：试计算某减速器输出轴危险截面的直径。已知作用 在齿轮上的圆周力Ft=17400N，径向力Fr=6410N，轴向力 Fa=2860N，齿轮分度圆直径d2=146mm，作用在轴右端 带轮上外力F=4500N（方向未定），L=193mm，K=206mm。 圆周力Ft=17400N，径向力Fr=6410N，轴向力Fa=2860N， d2=146mm，F=4500N（方向未定），L=193mm，K=206mm。 l F F’ F” θ1 θ2 变形量的描述： 挠度 y 转角θ 设计要求： y ≤[y] θ≤[θ] φ≤[φ] y 轴受弯矩产生弯曲变形，受扭矩作用产生扭转变形 扭角φ 四。轴的刚度 1、弯曲变形计算 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 2、扭转变形计算 等直径轴的扭转角 阶梯轴的扭转角 * * * * * * * * * * * 机械设计-轴的设计 第十四章 轴的设计 §14-1 概 述 §14-3 轴的工作能力计算 §14-2 轴的结构设计 点击动画 教学目标：了解轴的功用、分类、常用材料 及热处理方法； 　　　　　掌握轴的结构设计和强度计算； 　　　　　 教学重点：轴的结构设计和强度计算； 教学难点：轴的结构设计。 一、轴的功用 1. 支承回转零件； 2. 传递运动和动力 二、轴的分类 1. 按承载情况分 转轴 —— 受扭矩和弯矩 心轴 —— 只受弯矩 传动轴 —— 主要受扭矩 §14-1 轴的概述 转轴：工作时既承受弯矩又承受转矩。 例：减速器中的轴 心轴：支承转动零件，只承受弯矩而不传递转矩。 例：自行车的前轮轴、火车车轮轴 传动轴：传递转矩而不承受弯矩或受弯矩很小。 例：汽车中联接变速箱与后桥之间的轴。 2. 按轴线形状分 可以随意弯曲，把回转运动灵活地传到任意空间位置。 曲轴 直轴 钢丝软轴： 光轴 阶梯轴 实心轴 空心轴: 有特殊要求时，如航空发动机的主轴。 钢丝软轴 强度计算 轴的结构形状和尺寸 1.对应力集中敏感性低，强度、塑性和韧性均较好； 2.般经调质或正火热处理，如40、45； 3.不重要或承受载荷较小的轴，可用普通碳素钢，Q235等 1. 具有较高的综合力学性能和较好的热处理性能； 2. 多用于有特殊要求的轴。20Cｒ、20CrMnTi、40Cｒ、 40CrNi 。 一、碳钢 二、合金钢 结构设计 选用合适的材料 ★从强度考虑，