机械设计(吴宗泽教材)8轴系结构2

1、1 习题习题l2-12l2-13（1）l2-17 （1）l自学第13章：重点掌握平键、花键的结构、失效形式和计算。2第第15章章 轴系结构设计轴系结构设计15.2.3 轴承游隙及轴系的轴向位置调整方法垫片圆螺母3第第15章章 轴系结构设计轴系结构设计15.2.3 轴承游隙及轴系的轴向位置调整方法圆螺母调整盘4第第15章章 轴系结构设计轴系结构设计24560滚动轴承的公差带15.2.4 滚动轴承的配合内径用基孔制：公差带为负值，比同类配合紧得多；外径用基轴制：公差带为负值，外径的配合也较紧；0 6 5 4 2选择的原则：紧些的配合旋转精度高、振动小l动圈比定圈要紧些：定圈稍松l转速高、载荷大应紧

2、些；l温度影响：内圈稍紧；外圈稍松l拆装、轴承精度l支承的形式：游动端松些l薄壁座、空心轴配合类型的选取及相应的 形位公差查阅手册5第第15章章 轴系结构设计轴系结构设计15.4 提高轴系结构性能的措施 15.4.1 提高轴强度的措施.1.合理安排轴上载荷的传递路线 图15-32T1T2输入T1 +T2T1T1 +T2扭矩图T1T2输入T1 +T2T1T2扭矩图6第第15章章 轴系结构设计轴系结构设计15.4 提高轴系结构性能的措施 15.4.1 提高轴强度的措施. 2.改善轴上零件结构图15-337第第15章章 轴系结构设计轴系结构设计15.4 提高轴系结构性能的措施 15.4.1 提高轴强

3、度的措施 3.减小应力集中 4.提高轴径的表面 质量 a)凹切圆角c)椭圆形圆角b)肩环d)减载槽a)端 铣 刀 加 工 的 键 槽b)盘 铣 刀 加 工 的 键 槽图15-34 减小轴台阶应力集中图15-358第第15章章 轴系结构设计轴系结构设计15.4 提高轴系结构性能的措施 15.4.2 提高轴刚度的措施 1.合理选择轴的截面形状 表15-1 2.改善支承形式图15-369第第15章章 轴系结构设计轴系结构设计15.4 提高轴系结构性能的措施 15.4.3 改善轴的结构工艺性l 多个键槽应布置在同一母线上；l轴上的圆角，退刀槽尽量统一；l轴的两端应有中心孔；10第第15章章 轴系结构设

4、计轴系结构设计15.4.4 提高轴系刚度及精度的措施l1提高轴承支座的刚度和精度；l2.选择刚度大的轴承（滚柱优于球）l3.采用多个支点；l4.轴承预紧图15-41 目的：提高精度、刚度，减小振动。 即安装时消除游隙，使轴承中保持一定轴向力。11第第15章章 轴系结构设计轴系结构设计15.4.5 改善滚动轴承轴系的结构工艺性l.拆卸工艺性 图15-4812第第15章章 轴系结构设计轴系结构设计15.4.5 改善滚动轴承轴系的结构工艺性l.拆卸工艺性 图15-4713第第15章章 轴系结构设计轴系结构设计15.5滚动轴承的润滑（ 16.3.2）目的：降低阻力、散热、吸振、防锈方式：脂；浸油、滴油

5、、喷油、油雾；l 与速度有关，参见表16-3： l 脂润滑的dn（mm.r/min）值界限（23）105 装填量不超过轴承 空间的1/32/1l浸油润滑时，油面 不高于最下方滚动 体的中心;14第第15章章 轴系结构设计轴系结构设计15.6 滚动轴承的密封装置 （ 16.4 、 16.5）目的：防尘、防漏油方式：1.接触式密封 毡圈 V57m/s O形密封圈V 3m/s 唇形密封圈 V1015m/s 机械密封（端面密封） 2.非接触式密封 沟槽密封 离心式密封（甩油密封） 迷宫密封 螺旋密封15第第15章章 轴系结构设计轴系结构设计15.6 滚动轴承的密封装置 （ 16.4 、 16.5）1.

6、接触式密封图16-16毡圈密封图16-19唇形密封圈16第第15章章 轴系结构设计轴系结构设计15.6 滚动轴承的密封装置 （ 16.4 、 16.5）2.非接触式密封 图16-23 沟槽密封甩油密封17第第15章章 轴系结构设计轴系结构设计15.6 滚动轴承的密封装置 （ 16.4 、 16.5） 2.非接触式密封图16-24 曲路密封（迷宫密封）1815.7 轴的设计计算（2.8 ）一一. 概述 在轴系中，轴用来支承轴上零件及传递转矩和运动。1.轴的分类 按轴的形状 ：直轴 、 曲轴； 光轴 、 阶梯轴； 实心轴 、空心轴； 圆轴、 非圆轴； 按轴受载荷性质：心轴按轴受载荷性质：心轴 、传

7、动轴、传动轴 、转轴、转轴 按轴的工作频率： 刚性轴 、挠性轴19 15.7 轴的设计计算（轴的设计计算（2.8 ） 1.轴的分类轴的分类按轴受载荷性质：心轴按轴受载荷性质：心轴 、 传动轴、转轴传动轴、转轴l传动轴：扭矩Tl 心轴 ： 弯矩M l转轴： T + M20脉动循环应力脉动循环应力对称循环应力对称循环应力 （ ）to （ ） （ ）ttoo15.7 轴的设计计算（轴的设计计算（2.8 ） 轴的应力分为三类轴的应力分为三类l转轴 弯矩：对称循环应力 扭矩：脉动循环应力(常见)t静应力静应力2115.7 轴的设计计算（轴的设计计算（2.8 ） 一. 概述2. 轴的材料（表2-5） 对轴

8、材料的要求： 强度 刚度 耐磨性 碳钢的特点： 价格低 对应力集中不敏感 可以通过热处理提高耐磨性 合金钢的特点：强度高 耐磨性好 可以满足特殊工作要求球墨铸铁的特点： 价廉、对应力集中敏感性低 适于复杂外形的轴2215.7 轴的设计计算（轴的设计计算（2.8 ） 一. 概述3.轴设计的主要问题轴设计的主要问题 （1）选择轴的材料； （2）在轴系结构设计中进行轴的结构设计： 确定轴的各段直径和长度 轴的结构工艺性 解决轴上零件的固定和定位等问题 （3）进行轴的强度校核（防止疲劳折断）； （4）必要时进行轴的刚度（防止过渡变形）和振动稳定性计算（防止共振）。 轴的一般设计过程：估算轴径 初步结构

9、设计 按弯扭合成强度计算 修正结构设计 按疲劳强度精确核算 绘制工作图。 dM、T2315.7 轴的设计计算（轴的设计计算（2.8 ）二. 轴的疲劳强度计算1. 按许用切应力计算 此种方法用于传动轴强度计算或转轴、心轴的初步估算)432(2 . 01055. 936TTTdnpWT校核式：)442(2 . 01055. 9336npCnpdT设计式：如所计算的轴径上有键槽等结构，应将计算的直径适当放大（参见 p 43推荐值。），并将直径按标准直径系列圆整。 查表（2-6）2415.7 轴的设计计算（轴的设计计算（2.8 ）二. 轴的疲劳强度计算2. 按许用弯曲应力计算此种方法用于受弯扭复合作用

10、的转轴。（1）求出支点反力；（2）作出轴在水平面内弯矩Mxy图 ，在垂直面内弯矩Mxz图；22)3(xzxyMMM作出合成弯矩：22)()5(TMM作出当量弯矩：)452()()6(122 bbWTMWM强度校核：W：附录表7 表2-7：考虑扭矩和弯矩产生应力的循环特性差异的系数。 扭转切应力为静应力、脉动循环应力、对称循环应力时，分别取 =0.3、0.6、1。（4）作出扭矩 T图.: 1b2515.7 轴的设计计算（轴的设计计算（2.8 ）二. 轴的疲劳强度计算3.安全系数校核计算（结构设计完成后的精确计算）符号及有关数据参见 2.4）（复合安全系数：47222SSSSSS)462(1mak

11、S：弯矩作用下的安全系数makS：扭矩作用下的安全系数126三.实例：设计减速箱输出轴并计算轴的强度（参见2.8.3）（二）.按弯扭合成校核轴的强度（一）.轴的结构设计 1.确定轴的最小直径2.确定轴的各段直径3.确定轴的各段长度30minnpAd 27 4.作出扭矩图T 5.作出当量弯矩图 垂直弯矩 Mxz22. 3xzxyMMM合成弯矩：WTMWMb22)(6.强度校核22)( TMM（二）.1.作出轴的受力图，计算支反力；2.作出弯矩图 水平弯矩 MxyMxyMxzFtFaFr28零件图零件图2915.7 轴的设计计算（轴的设计计算（2.8 ）四.轴的刚度计算 （2.8.4） 1、轴的扭

12、转刚度计算 轴扭角的计算： ）（光轴5021073. 54pGIT ）（阶梯轴51211073. 54piiiIlTGl式中参数的意义参见p49；许用扭转角 表表2-93015.7 轴的设计计算（轴的设计计算（2.8 ）四.轴的刚度计算（2.8.4）2、轴的弯曲刚度计算当量轴径法：把阶梯轴简化为一当量等径光轴， 然后再利用材力公式计算y及。）（当量轴径542 iiiVlldd其中： li 、di轴上第i段的长度和直径；mm 102102用偏转角见表许偏转角轴的许用挠度见表挠度radmmyy31 圆柱蜗杆传动n课堂检查题课堂检查题（2000.4.29）2. 画出蜗杆传动中蜗轮三个分力的方向和蜗杆的转向与旋向。1. 两组V带传动，其 带轮直径、带型号、根数及转数都相同，而带长相差一倍，哪组带传动承载能力强？为什么？32轴上零件的定位152 轴的结构设计。轴向定位的方法轴肩定位：多用于轴向力较大的场合。（表15-2）规范套筒定位：多用于两个零件之间的定位。圆螺母定位：可承受大的轴向力，一般用于轴端零件的固定。（图15-9）轴端挡圈：用于轴端零件的固定。其它：用于较小轴向力的场合