机械设计基础刘美玲雷振德主编李明程昌宏第10章-轴课件教学.pptVIP

第10章 轴 10.1 概述 10.3 轴的强度计算 二、轴的刚度校核 10.4 轴的设计 3、按静强度条件进行校核 目的—— 评定轴在瞬时过载、应力不对称 较严重时对塑性变形的抵抗能力。 Ssσ —— 仅考虑弯曲时的安全系数 Ssτ —— 仅考虑扭转时的安全系数 Ss —— P333 强度条件： σs 、τs—— 抗弯、抗扭屈服极限， Mpa Mmax、Tmax —— 最大弯矩、最大扭矩，N－mm Famax —— 危险截面上的轴向力，N A ——轴危险截面的面积，mm2 W、WT —— 危险截面的抗弯、抗扭截面模量，mm3 轴受载后变形： 弯曲变形 — 挠度y、偏转角θ 扭转变形 —　扭转角φ 轴的弯曲刚度条件 挠度　　　　y≤［y］ 偏转角　　 θ≤［θ］ 轴的扭转刚度条件： 扭转角　 φ≤［φ］ ［φ］为轴每米长的许用扭转角。一般传动的［φ］值列于表10.4中。 分类 类比法 可靠 快速 盲目性 设计计算法 １、类比法：是根据轴的工作条件，选择与其类似的轴进行类比及结构设计，画出轴的零件图。用类比法设计轴一般不进行强度计算。由于完全是依靠现有资料及设计者的经验进行轴的设计，设计结果比较可靠、稳妥，同时又可加快了设计进程，因此类比法较为常用，但有时这种方法也带有一定的盲性。 2、设计计算法用设计计算法设计轴的一般步骤： ①根据轴的工作条件选择材料，确定许用应力。②按扭转强度估算出轴的最小直径。 ③设计轴的结构，绘制出轴的结构草图。 ④按弯扭合成进行轴的强度校核。一般在轴上选取２～３个危险截面进行强度校核。 ⑤修改轴的结构后再进行校核计算。这样反复交替进行校核和修改，直至设计出较为合理的结构。 ⑥绘制轴的零件图。 注意： ①一般情况下设计轴时不必进行轴的刚度、振动、稳定性等校核。如需进行轴的刚度校核时 ，也只作轴的弯曲刚度校核。 ②对用于重要场合的轴、高速转动的轴应采用疲劳强度校核计算方法进行轴的强度校核。具体内容可查阅机械设计方面的有关资料。 【例102】　设计图10.19所示的斜齿圆柱齿轮减速器的从动轴（Ⅱ轴）。已知传递功率P＝8W，从动齿轮的转速V＝280r／min，分度圆直径d＝265mm，圆周力F１＝2059N，径向力F2＝763.8N，轴向力 F3＝405.7N。齿轮轮毂宽度为60mm，工作时单向运转，轴承采用深沟球轴承。 解： （１）选择轴的材料，确定许用应力。由已知条件知减速器传递中小功率，对材料无特殊要求，故选用４５钢并经调质处理。由表10.4查得强度极限σs＝６５０MPa，由表10.2得许用弯曲应力［σ－１］＝６０MPa。 （２）按扭转强度估算轴径。 d≥ 32.7～36.1mm 考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，故将估算直径加大3％～5％，取为33.86～37.91mm。由设计手册取标准直径d１＝35mm。 （３）设计轴的结构并绘制结构草图。 由于设计的是单级减速器，可将齿轮布置在箱体内部中央，将轴承对称安装在齿轮两侧，轴的外伸端安装半联轴器。 ①确定轴上零件的位置和固定方式。参考下图，确定齿轮从轴的右端装入，齿轮的左端用轴肩（或轴环）定位，右端用套筒固定。这样齿轮在轴上的轴向位置被完全确定。齿轮的周向固定采用平键联接。轴承对称安装于齿轮的两侧，其轴向用轴肩固定，周向采用过盈配合固定。 ②确定各轴段的直径。如下图所示，轴段①（外伸端）直径最小，d１＝35mm； 考虑到要对安装在轴段①上的联器进行定位，轴段②上应有轴肩，同时为能很顺利地在轴段②上安装轴承，轴段②必须满足轴承内径的标准，故取轴段②的直径d２=40mm； 用相同的方法确定轴段③、④的直径d３＝45mm、d４＝55mm；为了便于拆卸左轴承，可查出6208型滚动轴承的安装高度为35mm，取d５＝47mm。 　　③确定各轴段的长度。齿轮轮毂宽度为60mm，为保证齿轮固定可靠，轴段③的长度应略短于齿轮轮毂宽度，取为58mm；为保证齿轮端面与箱体内壁不相碰，齿轮端面与箱体内壁应留有一定的间距，取该间距为15mm；为保证轴承安装在箱体轴承座孔中（ 轴承宽度为18mm），并考虑到轴承的润滑，取轴承端面距箱体内壁的距离5mm，所以轴段④的长度取为20mm，轴承支点距离d＝118mm； 根据箱体结构及联轴器距轴承盖要有一定距离的要求，取d′＝75mm；查阅有关的联轴器手册取d″为70mm；在轴段①③上分别加工出键槽，使两键槽处于同一圆柱母线上，键槽的长度比相应的轮毂宽度小约5～10mm，键槽的宽度按轴段直径查手册得到。 ④选定轴的结构细节，如圆角、倒角