轴的结构设计

第十二章轴第一节概述第二节轴的结构设计第三节轴的强度计算带传动和链传动都是通过中间挠性件传递运动和动力的，适用于两轴中心距较大的场合。与齿轮传动相比，它们具有结构简单，成本低廉等优点。设计：潘存云第一节概述功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、链轮、凸轮等。类型转轴---传递扭矩又承受弯矩。按承受载荷分有：按轴的形状分有：带式运输机减速器电动机转轴一、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。类型转轴---传递扭矩又承受弯矩。按承受载荷分有：按轴的形状分有：传动轴---只传递扭矩发动机后桥传动轴第一节概述一、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。类型转轴---传递扭矩又承受弯矩按承受载荷分有：按轴的形状分有：传动轴---只传递扭矩心轴---只承受弯矩火车轮轴车厢重力支撑反力转动心轴第一节概述一、轴的功用和类型设计：潘存云功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、链轮、凸轮等。类型转轴---传递扭矩又承受弯矩按承受载荷分有：按轴的形状分有：传动轴---只传递扭矩心轴---只承受弯矩前轮轮毂固定心轴前叉自行车前轮轴第一节概述一、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。类型转轴---传递扭矩又承受弯矩按承受载荷分有：按轴的形状分有：传动轴---只传递扭矩心轴---只承受弯矩直轴第一节概述一、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。类型转轴---传递扭矩又承受弯矩按承受载荷分有：按轴的形状分有：传动轴---只传递扭矩心轴---只承受弯矩直轴曲轴第一节概述一、轴的功用和类型设计：潘存云本章只研究直轴功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、链轮、凸轮等。类型转轴---传递扭矩又承受弯矩按承受载荷分有：按轴的形状分有：传动轴---只传递扭矩心轴---只承受弯矩直轴曲轴挠性钢丝轴第一节概述一、轴的功用和类型种类碳素钢：35、45、50、Q235轴的毛坯:一般用圆钢或锻件，有时也用铸钢或球墨铸铁。二、轴的材料合金钢:20Cr、20CrMnTi、40CrNi、38CrMoAlA等如用球墨铸铁制造曲轴和凸轮轴，具有成本低廉、吸振性较好、对应力集中的敏感较低、强度较好等优点。为了改善力学性能正火或调质处理。轴的常用材料及其主要力学性能材料及热处理毛坯直径mm硬度HBW强度极限σb

屈服极限σs

MPa弯曲疲劳极限σ-1应用说明Q235440240200用于不重要或载荷不大的轴35正火520270250有较好的塑性和适当的强度，可用于一般曲轴、转轴。≤100149~18745正火25360600260应用最广泛，用于要求强度较高、韧性中等的轴，通常经调质或正火后使用≤241设计任务：选材、结构设计、工作能力计算。三、轴设计的基本要求和设计步骤轴的结构设计：根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理地确定轴的结构形式和尺寸。工作能力计算：轴的承载能力验算指的是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的验算。

轴的设计过程：N

选择材料、热处理方式

结构设计轴的承载能力验算验算合格?结束Y初选轴的最小直径设计：潘存云设计任务：使轴的各部分具有合理的形状和尺寸。第二节轴的结构设计设计要求：1.装配要求；

2.定位要求；

3.工艺要求；

4.强度要求。轴端挡圈带轮轴承盖套筒齿轮滚动轴承设计：潘存云典型轴系结构设计：潘存云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。④设计：潘存云

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。零件的安装次序一、制造安装要求②③⑥⑦①⑤①倒角取值见P119设计：潘存云设计：潘存云轴向固定由轴肩、套筒、螺母或轴端挡圈来实现。齿轮受轴向力时，向右是通过4、5间的轴肩，并由6、7间的轴肩顶在滚动轴承的内圈上；向左则通过套筒顶在滚动轴承的内圈上。带轮的轴向固定是靠1、2间的轴肩和轴端当圈。双向固定二、轴上零件的定位设计：潘存云设计：潘存云轴肩----阶梯轴上截面变化之处。起轴向定位作用。

轴肩设计：潘存云设计：潘存云轴肩的尺寸要求:r<C1

或r<Rb≈1.4h(与滚动轴承相配合处的h和b值,见轴承标准)DdrRDdC1rh≈(0.07~0.1)dmmC1Ddr取值见P119DdrRhhb设计：潘存云设计：潘存云无法采用套筒或套筒太长时，可采用双圆螺母加以固定。轴端挡圈双圆螺母装在轴端上的零件往往采用轴端挡圈固定。轴端可靠定位当零件采用套筒、圆螺母、轴端挡圈等作轴向固定时，为固定定位可靠，应使轴段长度比相配合零件轮毂宽度短1-2mm。设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云轴向力较小时，可采弹性挡圈或紧定螺钉来实现。周向固定大多采用键、花键、或过盈配合等联接形式来实现。为了加工方便，键槽应设计成同一加工直线上，且紧可能采用同一规格的键槽截面尺寸。键槽应设计成同一加工直线设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云T1T2TTT2Q方案b三、改善轴的受力状况，减小应力集中图示为起重机卷筒两种布置方案。A图中大齿轮和卷筒联成一体，转距经大齿轮直接传递给卷筒，故卷筒轴只受弯矩而不传递扭矩。图b中轴同时受弯矩和扭矩作用。故载荷相同时，图a结构轴的直径要小。输出输出输入Tmax=T1+T2Tmax=T11.改善受力状况当轴上有两处动力输出时，为了减小轴上的载荷，应将输入轮布置在中间。T2T1T1+T2T1T1+T2T2合理不合理TT1Q方案a输出输出输入FtFt设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云设计：潘存云Rdd/430˚2.减小应力集中合金钢对应力集中比较敏感，应加以注意。应力集中