,下一页,上一页,退出,分目录,第十三章 轴,第十三章 轴,第一节 概 述,第二节,轴 的结 构,第三节,轴的计算,下一页,总目录,退出,本章目录,第一节 概 述第二节 轴 的结 构第三节 轴的计算下一页,第一节 概述,一、,轴,的用途与分类,1.按载荷分,转轴,传动轴,心轴,固定,心轴,转动,心轴,:只受弯矩,M,:承受弯矩,M,+扭矩,T,:只受扭矩,T,第一节 概述一、轴的用途与分类1.按载荷分转轴传动轴心轴固,轴的分类,固定,心轴,轴的分类固定心轴,轴的分类,转动,心轴,轴的分类转动心轴,轴的分类,传动轴,轴的分类传动轴,轴的分类,转轴,轴的分类转轴,指出卷筒轴的类型（传动轴、心轴、转轴）,(a),(b),(c),转动心轴,固定心轴,转轴,指出卷筒轴的类型（传动轴、心轴、转轴）(a)(b)(c)转,一、,轴,的用途与分类,2.按外形分,直轴,曲轴,软轴,光轴,阶梯轴,空心轴,一、轴的用途与分类2.按外形分直轴曲轴软轴光轴阶梯轴空心轴,轴的分类,轴的分类,轴的分类,阶梯轴,轴的分类阶梯轴,轴的分类,空心轴,轴的分类空心轴,轴的分类,轴的分类,轴的分类,轴的分类,常用材料：优质碳钢,45,，35，50 正火或调质,一般的轴：普通碳钢 Q235，Q275,重要的轴：合金钢 40Cr，35SiMn 35CrMo调质 表面淬火,注：合金钢对应力集中敏感,合金钢比普通碳钢的强度高，但两者弹性模量相近，,轴的强度不足时,轴的刚度不足时,二、,轴的常用材料,应加大轴的截面，减小跨距,用合金钢代替碳钢可以提高强度,用合金钢代替碳钢不能提高刚度,常用材料：优质碳钢 45，35，50 正火或调质二、轴的常,1.轴的失效形式及设计准则,疲劳断裂,过大变形,共振,主要失效形式,设计准则,强度计算,刚度计算,振动稳定性计算,三、轴设计的主要内容,1.轴的失效形式及设计准则疲劳断裂过大变形共振主要失效形式,轴 的材料选择,轴径的初步计算,轴的结 构 设 计,轴的强度校核,轴的刚度、稳定性计算,轴 的设 计步骤,轴 的材料选择轴径的初步计算轴的结 构 设 计轴的强度校核轴,第二节 轴的结构,轴端,轴头,轴环,轴颈,轴肩,轴头,轴颈,第二节 轴的结构轴端轴头轴环轴颈轴肩轴头轴颈,16.3,轴的结构设计,轴承,齿轮,轴颈,轴头,轴头,半联轴器,轴颈,轴环,轴承,键,16.3 轴的结构设计轴承齿轮轴颈轴头轴头半联轴器轴颈轴环轴,轴上零件的装配过程,轴上零件的装配过程,轴的结构设计：,原则:,1 轴的受力合理，有利于提高轴的强度和刚度；,2 轴上零件定位准确，固定可靠；,3 轴便于加工，轴上零件易于装拆调整,4 尽量减少应力集中。,合理地定出轴各部分的几何形状和尺寸,轴的结构设计：原则:合理地定出轴各部分的几何形状和尺寸,改善轴的受力情况,一、轴上零件的布置,改善轴的受力情况一、轴上零件的布置,（1）轴肩和轴环,二、轴上零件的定位和固定,1 轴上零件的轴向定位与固定,轴肩,轴环,（1）轴肩和轴环二、轴上零件的定位和固定1 轴上零件的轴向定,rR,rC,h=(23)C,=(23)R (一般h=35mm),与标准件配合的轴段 d,h,r,参考标准件确定,注意：轴肩的内圆角半径,r,必须小于相配零件的外圆角半径,R,(或倒角,C,),用轴肩或轴环定位时需注意的问题,R,r,rR,rC注意：轴肩的内圆角半径r必须小于相配零件,1 轴上零件的轴向定位与固定,(3）轴套定位,套筒,1 轴上零件的轴向定位与固定(3）轴套定位套筒,轴套的径向尺寸参照定位轴肩确定,轴套与轴过渡配合,l,1,L,1,注意：安装零件的轴段长度必须小于零件轮毂的宽度，即,l,1,L,1,l,1,L,1,(3）轴套定位,轴套定位的零件:轮毂长-轴段长=23mm,轴套的径向尺寸参照定位轴肩确定l1L1注意：安装零件的轴段,（4）其他轴向定位方法,紧定螺钉、弹性挡圈,轴端挡圈、圆 螺 母,紧定螺钉,弹性挡圈,圆 螺 母,轴端挡板,常用轴向定位方法,（4）其他轴向定位方法紧定螺钉弹性挡圈圆 螺 母轴端挡板常用,1 轴上零件的轴向定位与固定,轴端挡圈,l,1,L,1,l,1,L,1,用套筒、圆螺母和轴端挡圈作轴向定位时，都要保证：,l,1,L,1,1 轴上零件的轴向定位与固定轴端挡圈l1 L1l1L1用,二、轴上零件的定位和固定,2 轴上零件的,周向,定位与固定,1）键联接,2）花键联接,二、轴上零件的定位和固定2 轴上零件的周向定位与固定1）键联,三、轴上零件的装拆与调整,轴端有45倒角,滚动轴承定位轴肩低于轴承内圈厚度,非定位轴肩，h=0.5 1.5mm;定位轴肩，h=2.5 5mm,三、轴上零件的装拆与调整轴端有45倒角滚动轴承定位轴肩,四、减轻轴的应力集中,1）阶梯轴相邻轴段直径相差不易过大,2）轴肩过渡圆角应大,四、减轻轴的应力集中 1）阶梯轴相邻轴段直径相差不易过大2）,3）在轴上开退刀槽,4）肩环,5）凹切圆角,3）在轴上开退刀槽4）肩环5）凹切圆角,轴的形状力求简单,减少轴段的变化.,五、轴的加工工艺性,有必要的螺纹退刀槽,砂轮越程槽,轴的所有键槽在一条直线上,圆角尽量统一,不同轴段键槽布置在同一母线上,轴的形状力求简单,减少轴段的变化.五、轴的加工工艺性有必,轴结构设计习题,2、轴的装配过程,3、轴的结构错误识别1,4、轴的结构错误识别2,1、轴的装配方案分析,轴结构设计习题2、轴的装配过程3、轴的结构错误识别14、轴的,轴的设计步骤,2、,确定最小轴径,d,min,1、确定轴上零件的装配方案-,装配方案影响结构,3、考虑轴上零件的定位和装拆要求，确定各轴段的径向尺寸,由外向内,4、考虑轴上零件的定位和装拆要求，确定各轴段的轴向尺寸,由内向外,5、,精确校核轴的强度,第三节 轴的计算,一、轴的强度计算,轴的设计步骤2、确定最小轴径dmin1、确定轴上零件的装配方,设计式:,A,=110160,材质好、弯矩小、载荷平稳取小值,第三节 轴的计算,（一）按转矩初估轴径,按轴只受扭矩作用,当轴上有键槽时，应适当增大轴径：单键增大4%-5%，双键增大7%-10%。,一、轴的强度计算,设计式:第三节 轴的计算（一）按转矩初估轴径按轴,（二）弯扭合成强度计算,1、绘出轴的空间受力图,7、求当量弯矩,作当量弯矩图,2、外载荷向轴线简化空间力系分解为:,XY（V面）、XZ（H面）力系和扭矩,3、求解XY平面力系得支反力和弯矩，,并作弯矩图,M,Y,4、求解XZ平面力系得支反力和弯矩，,并作弯矩图,M,Z,5、求合成弯矩,作合成弯矩图,6、计算扭矩，作扭矩图,T,（二）弯扭合成强度计算1、绘出轴的空间受力图7、求当量弯矩,根据转矩所产生扭剪应力的性质而定的应力校正系数,8、校核危险截面强度,或,注：键槽削弱轴的强度,一个键槽,轴径,d,加大45%,两个键槽,轴径,d,加大710%,（1）轴单向稳定运转,为静应力:,（2）频繁启动或扭矩波动,为脉动变应力：,（3）轴频繁正反转,为对称循环变应力：,根据转矩所产生扭剪应力的性质而定的应力校正系数8、校核危,二、轴的刚度计算,T,T,y,1.弯曲刚度校核计算：,2.扭转刚度校核计算：,二、轴的刚度计算TTy1.弯曲刚度校核计算：2.扭转刚度校核,本章结束,本章结束,结构设计-径向尺寸，由外向内,初估最小直径，,联轴器,定位，,密封圈,装拆，轴承,装拆,定位,查轴承定位尺寸,轴承内径,返回,结构设计-径向尺寸，由外向内初估最小直径，联轴器 定位，密封,结构设计-轴向尺寸由内向外,返回,结构设计-轴向尺寸由内向外返回,返回,返回,返回,返回,返回,返回,改错,装配,返回,改错装配返回,再,上一页,分目录,再上一页分目录,