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1、31 2021,机 械 原理及设计（,第十五章 轴,15-1概述,15-2轴的结构设计,15-3轴的计算,第十五章 轴,一功用：支承回转零件，并传递转矩,二分类,1按载荷分,心轴：只受弯矩，不受转矩,转动心轴，固定心轴（应力性质不同,转轴：同时受弯矩和转矩,传动轴：只受转矩,15-1概述,2按形状分,三设计内容,轴的工作能力计算：强度，刚度，振动稳定性,轴的结构设计：确定轴段的长度和直径,四材料选择,疲劳强度高 对应力集中的敏感性小,碳钢如：45 40 特点：价廉、对应力集中敏感性低、可进行热处理,合金钢如：40Cr20Cr 特点：机械性能比碳钢高，淬火性能更好，但价高、 对应力集中敏感性高、

2、可进行热处理,铸铁如：QT6003 特点：容易制造复杂形状的零件、价廉、有良好的吸振 性、和耐磨性、对应力集中敏感性低,要求,常用材料,一结构设计的基本要求,1定位、固定要求,2装拆方便合理,3制造工艺性,重点,15-2轴的结构设计,二结构设计思路,一）拟定轴上零件的装配方案,二）轴上零件的定位固定,轴上零件的定位固定：轴肩、套筒、轴承端盖 圆螺母、 轴承挡圈、弹性挡圈、紧定螺钉等,1轴上零件的轴向定位固定,轴肩分二类,定位轴肩h=(0.070.1)d rC(或R)h,非定位轴肩h=12mm 作用：过渡（方便装拆,轴环b=0.4a,2轴上零件的周向固定：键，花键，销，过盈配合 紧定螺钉、成型联

3、接,三）确定轴的各段直径和长度,直径,长度：根据结构确定,图示：与轮毂相配的轴段长度应比轮毂短23mm,四）结构工艺性（制造、安装、拆卸,1轴端应倒角，且倒角尺寸应尽量相同,2应注意留有砂轮越程槽、螺纹退刀槽等,3不同轴段键槽应布置在同一母线上,4. 考虑轴上零件的装拆工艺性的要求,如：轴肩或套筒的高度低于轴承内圈的高度 利用过渡轴肩以方便轴上零件的装拆,具体见轴系结构设计,1按扭转强度计算：传动轴设计或转动轴初估,强度条件,一强度计算,15-3轴的计算重点,公式只适用于实心圆轴 对外伸轴：A0可取小值 中间轴：A0可取大值 当有键槽时： 一个键d 增加57% (d100mm)二个键d 增加1015,说明,2按弯扭合成强度计算：转轴校核,强度条件,为何要引入应力折算系数？ 当为脉动循环变应力时，上述公式及如何,对心轴：以 T=0 代入计算。 计算时应找 23 个危险截面,说明,问题,3安全系数法精确校核计算,疲劳强度条件,静强度条件,4按静强度条件进行校核（防止过载,二刚度计算及振动稳定性计算（略,三轴的强度计算过程,1作计算简图（力的分解与合成,2作弯矩图,3 作转矩图,4作当量弯矩图,5按弯扭合成强度计算（23 个危险截面,6按安全系数法精确校核计算（23 个危险截面,四提高轴的强度措施,1减少轴上载荷,

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