第十三 轴及其支承课件.pptVIP

按疲劳强度条件进行精确校核 目的：确定变应力情况下的安全程度 根据双向应力作用下计算安全系数 Sca=S 第六章 轴及其支承、接合与制动 轴的主要作用是：支承回转零件及传递运动和动力。 按照承受载荷的不同，轴可分为： 转　轴─同时承受弯矩和扭矩的轴，如减速器的轴。 心　轴─只承受弯矩的轴，如火车车轮轴。 传动轴─只承受扭矩的轴，如汽车的传动轴。 轴的类型 转动心轴 固定心轴 汽车传动轴 减速器轴 轴的类型 挠性钢丝轴（钢丝软轴）:可将转矩和回转运动灵活地传到不开敞地空间位置。 直轴根据外形的不同，可分为光轴和阶梯轴。 按照轴线形状的不同，轴可分为直轴、曲轴和挠性钢丝轴三类。 轴一般是实心轴，有特殊要求时也可制成空心轴，如航空发动机的主轴。 轴的类型 曲轴常用于往复机械（如曲柄压力机、内燃机等）和行星传动中。 轴的类型 　合金钢：力学性能好，淬硬性能好，耐侯性能好，耐腐性能好。 适用于：功率大尺寸精质量轻，磨损重，高低温，腐蚀重的场合。 　要注意：常温（低于200℃）下碳钢与合金钢的弹性模量相差不多。 要切忌：用合金钢来提高轴的刚度。 轴的概述3 　材料：碳钢和合金钢，毛坯：圆钢或锻件。 强化：热处理和表面处理可以显著提高轴的抗疲劳强度。 高强铸铁：价廉，吸振，耐磨，对应力集中的敏感性低，但质脆。 适 用 于：外形复杂的轴。 碳 钢：价廉，对应力集中的敏感性低。 适用于：一般要求的轴。 轴的材料 轴的常用材料及其部分机械性能（见下页） 轴的材料 轴的结构 轴上各段的名称 轴端 轴头 轴颈 轴头 轴头、轴颈、轴肩、轴环、轴端及不装任何零件的轴段 轴的结构和形状取决于： 轴的毛坯种类 轴上作用力的大小及分布情况 轴上零件的位置、配合性质以 及联接固定的方法 轴承的类型、尺寸和位置 加工装配方法及其他特殊要求 轴肩 周向固定 目的： 1. 传递运动和动力 2. 防止相对转动 零件周向固定可靠 周向固定方法：键、销、紧定螺钉和过盈配合 轴上零件的定位和固定 轴向固定 目的: 轴上零件位置准确、可靠，防止受载产生轴向位移。 轴肩定位：轴肩由定位面和内圆角组成 套筒定位：两定位面和内倒圆、角组成 轴上零件的定位和固定 轴向定位是单向：轴肩、轴环、套筒的轴向定位 反向定位需用其他件 圆螺母与止动挡圈 轴上零件的定位和固定 轴上零件的间距大而轴力小，宜采用弹性挡圈固定。 轴上零件的定位和固定 轴 力小，转 速低、零件偶有轴向滑动时，可用紧定螺钉固定。 轴上零件的定位和固定 轴的加工和装配工艺性 形状简单，轴阶少、键槽、倒圆、倒角、中心孔等尺寸统一 越程槽：轴上需磨削的轴段应设计越程槽 退刀槽：需车制螺纹的轴段应有退刀槽 轴上键槽布置：应使各键槽位于轴的同一母线上 为使轴便于装配，轴端应有倒角 阶梯轴设计成两端小、中间大的形状，便于零件从两端装拆 轴径不同：轴上零件装配时不接触其他零件的配合表面 轴肩高度：不能妨碍零件的拆卸 轴加工和装配工艺性 轴的强度、刚度 强度：与工作应力的大小和性质有关 选择轴的结构和形状时应注意以下几个方面： 等强度的外形，充分利用材料的承载能力。 轴的强度和刚度 尽量避免各轴段剖面突然改变，提高轴的疲劳强度。 减小应力集中 轴的强度和刚度 改变轴上零件的布置，减小轴上的载荷。 改进轴上零件结构 轴上零件的合理布局 轴的强度和刚度 改进轴上零件的结构也可以减小轴上的载荷。 有过盈配合的轴段： 为减小应力集中可在轮毂上或轴上开减载槽 轴的强度和刚度 轴的扭转强度计算 初步估算轴径：用于只受扭矩或主要受扭矩不重要轴的强度计算。 实心轴的直径为： 为了减少键槽对轴的削弱，可按以下方式修正轴径 轴径增大7% 轴径增大3% 轴径d＞100mm 轴径增大10%～15% 轴径增大5%～7% 轴径d≤100mm 有两个键槽 有一个键槽 轴的扭转强度条件 轴的强度计算 轴的弯扭合成强度计算 危险截面强度校核 力学模型的建立 具体计算步骤…… 已知条件：轴的结构，载荷大小、方向、作用点、支反力。 方 法：按弯、扭合成当量应力进行危险截面的强度校核 轴视为两端铰支梁(简支梁） 零件的作用力视为集中力，作用点为零件轮毂宽度的中点。 支点反力作用于轴承宽度的中点上。图15-23 轴的强度计算 计算步骤 （1）画空间力图，空间力分为水平和铅垂两面，求两面的支点反力。 （2）分别作水平和铅垂两面的弯矩图 图15-24 （3）计算出合成弯矩 绘出合成弯矩图 （4）作出转矩（T）图 （6）校核危险截面的强度。 （5）计算当量弯矩 绘出当量