机械基础第八讲-轮系、轴

第八讲轮系、轴轮系知识点：第8讲轮系、轴考点1轮系的基本类型和应用考点2定轴轮系传动比计算考点3周转轮系传动比计算考点1轮系的基本类型和应用轮系：由两个以上相互啮合的齿轮所组成的传动系统称为齿轮系类型：定轴轮系：轮系中所有齿轮的几何轴线都是固定的。周转轮系（或动轴轮系）：轮系中，至少有一个齿轮既绕自己的几何轴线转动。又绕另一个齿轮几何轴线转动。混合轮系：由几个基本周转轮系或由定轴轮系和周转轮系组成第8讲轮系、轴（1）传动比（2）从动轮转动方向内啮合转向相同外啮合转向相反：同时指向（或背离）啮合点在轮系中，输入轴与输出轴的角速度（或转速）之比，称为轮系的传动比。1212123①②锥齿轮②圆柱齿轮第8讲轮系、轴③蜗杆蜗轮的转向：速度矢量之和必定与螺旋线垂直右旋蜗杆21左旋蜗杆12第8讲轮系、轴考点2定轴轮系传动比计算定轴轮系分为两大类：一类是所有齿轮的轴线都相互平行，称为平行轴定轴轮系（亦称平面定轴轮系）；另一类轮系中有相交或交错的轴线，称之为空间定轴轮系。平行轴定轴轮系空间定轴轮系第8讲轮系、轴平面定轴轮系传动比为：

其中，m为轮系中从轮1到轮k间，外啮合齿轮的对数。表示转向空间定轴轮系传动比大小仍按照计算，但主动轮与从动轮转向必须画箭头标注出个齿轮转向，不能由确定。第8讲轮系、轴考点3周转轮系传动比计算当周转轮系的两个中心轮都能转动，自由度为2时称为差动轮系；若固定住其中一个中心轮，轮系的自由度为1时，称为行星轮系。差动轮系行星轮系第8讲轮系、轴（1）传动比大小（2）确定传动比符号标出反转机构中各个齿轮的转向，来确定传动比符号。当轮1与轮k的转向相同，取“+”号，反之取“-”号。第8讲轮系、轴轴知识点：考点1轴的分类、结构和材料考点2轴的计算考点3轴毂连接的类型第8讲轮系、轴第8讲轮系、轴考点1轴的分类、结构和材料1轴的功用和类型功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、链轮、

凸轮等。分类：类型按承受载荷分有：按轴线的形状分有：转轴---传递扭矩又承受弯矩传动轴---只传递扭矩心轴---只承受弯矩（自行车前轮轴）直轴曲轴挠性轴第8讲轮系、轴2轴的结构设计轴的结构设计就是使轴的各部分具有合理的形状和尺寸。主要要求：1）满足制造安装要求，轴应便于加工，轴上零件要方便装拆；2）满足零件定位要求，轴和轴上零件有准确的工作位置，各零件要牢固而可靠地相对固定；

3）满足结构工艺性要求，使加工方便和节省材料；4）满足强度要求，尽量减少应力集中等。第8讲轮系、轴1）制造安装要求

为便于轴上零件的装拆，一般轴都做成从轴端逐渐向中间增大的阶梯状。装零件的轴端应有倒角，需要磨削的轴端有砂轮越程槽，车螺纹的轴端应有退刀槽。倒角③②①④⑦⑥⑥⑤图2）零件轴向和周向定位第8讲轮系、轴零件的轴向定位由轴肩或套筒来实现。轴肩---阶梯轴上截面变化之处。周向固定由轴肩、套筒、螺母或轴端挡圈来实现。第8讲轮系、轴3）结构工艺要求轴的形状多呈阶梯形，为了能选用合适的圆钢和减少切削加工量，阶梯轴各轴段的直径不宜相差太大，一般取5～10mm。在采用套筒、螺母、轴端挡圈作轴向固定时、应把装零件的轴段长度做得比零件轮毂短2～3mm，以确保套筒、螺母轴端挡圈能靠紧零件端面。4）强度要求结构设计时，应尽量减小应力集中：1.

用圆角过渡；2.

尽量避免在轴上开横孔、切口或凹槽;3.

重要结构可增加卸载槽、过渡肩环、凹切圆角、增大圆角半径。也可以减小过盈配合处的局部应力。第8讲轮系、轴3轴的材料轴的材料常采用碳素钢和合金钢。碳素钢合金钢优质中碳钢3545（应用最广泛）50普通碳素钢Q237Q275不重要或受力小的轴特殊要求的轴滑动轴承高速轴：20Cr,20CrMnTi汽车发电机转子轴：27Cr2Mo1V、38CrMoAlA铸钢或球墨铸铁：轴毛坯第8讲轮系、轴考点2轴的计算1、轴的强度计算：1）按扭转强度计算最小轴径：强度条件为：设计公式为：对于只传递扭转或弯矩很小的圆截面轴第8讲轮系、轴轴的材料Q235，20Q275，354540Cr，35C值160～135135～118118～107107～98常用材料C值2）按弯扭合成强度计算最小轴径：1.将外载荷分解到水平面和垂直面。求垂直面支撑反力FV和水平面支撑反力FH

;3.作合成弯矩M图；4.作转矩T图；5.弯扭合成，作当量弯矩Me图；6.计算危险截面轴径:2.作垂直弯矩MV图和弯矩MH图

;第8讲轮系、轴折合系数取值：α=0.3----转矩不变；0.6----脉动变化；1----频繁正反转。2、轴的刚度计算：设计要求：

挠度y

≤[y]偏转角θ≤[θ]

扭转角φ≤[φ]

第8讲轮系、轴1）弯曲变形计算①.按微分方程求解：适用等直径轴②.变形能法：适用阶梯轴方法2）扭转变形计算等直径轴的扭转角：T----转矩；l----轴受转矩作用的长度；d

----轴径；G----材料的切变模量；

Ip----轴截面的极惯性矩式中：第8讲轮系、轴考点3