《机械设计基础 第4版》 课件 第12章 轴

第12章轴

教学要求、重点与难点12.1轴的分类和材料12.2轴的结构设计12.3轴的设计计算小结作业教学要求、重点与难点

一、教学要求

了解轴的类型和材料；掌握轴的结构设计及轴径的估算。

二、教学重点与难点重点：轴的结构设计及轴径的估算

。

难点：轴的结构设计

。

返回章目录一、轴的用途与分类

1、功用：

1）支承回转零件；2）传递运动和动力

2、分类：

1)按承载情况分

（1）心轴——只受弯矩。

心轴12.1轴的分类和材料（2）转轴——受扭矩和弯矩。（3）传动轴——主要受扭矩。变速箱后桥传动轴转轴2)按轴线形状分

(2)阶梯轴

（1）光轴(3)曲轴钢丝软轴的绕制结构（4）钢丝软轴

二、轴的材料及其选择

碳素钢——常用45钢，正火或者调质处理。合金钢——对应力集中较敏感。注意：①采用合金钢并不能提高轴的刚度。

②轴的热处理和表面强化可提高轴的疲劳强度。

轴的常用材料的力学性能，查表12-1。

三、轴设计的主要内容

1.结构设计。

2.工作能力计算。

轴在变应力下工作，易发生疲劳破坏。返回章目录设计要求：

①轴和轴上零件要有准确、牢固的工作位置；

②轴上零件装拆、调整方便；

③轴应具有良好的制造工艺性等；

④尽量避免应力集中。

一、拟定轴上零件的装配方案

1.装配原则：1）轴的结构越简单越合理；2）装配越简单、越方便越合理。12.2轴的结构设计2.工艺要求：力求简单，便于加工．拆装砂轮越程槽倒角轴端挡圈套筒1、零件的轴向定位

1）轴肩和轴环

要求r轴<R孔或r轴<C孔

错误

正确二、轴上零件的固定2）套筒

3）轴用圆螺母

错误

正确要求轴肩高度<滚动轴承内圈高度当用轴肩、轴环、套筒、圆螺母、轴端挡圈进行零件的轴向定位时，为保证轴向定位可靠，要求轴的长度<轮毂的宽度。4）轴端挡圈

5）轴承端盖

6）弹性挡圈

轴承端盖与机座间加垫片，以调整轴的位置。

弹性挡圈定位

周向定位——键、销、紧定螺钉。两个以上键槽．销孔．螺钉孔在同一加工直线上紧定螺钉圆锥面7）紧定螺钉或销

2、零件的周向定位

1）键2）花键3）紧定螺钉、销

4）过盈配合②同一轴径轴段上不能安装三个以上零件。

注意：①与标准零件相配合轴径应取标准值。2、各轴段长度确定

b)转动零件与静止零件之间必须有一定的间隙。

a)各轴段与其上相配合零件宽度相对应。三、各轴段的直径和长度的确定1、各轴段直径确定

a)按扭矩估算轴段直径dmin。b)按轴上零件安装、定位要求确定各段轴径，经验值。

四、轴的结构工艺性

1）轴肩圆角r

；2）轴端倒角；

3）砂轮越程槽；

4）螺纹退刀槽；5）同一轴上键槽位于圆柱同一母线上，且取相同尺寸。R磨削轴段rhrhh>R>rh>C1>rc1砂轮越程槽对轴肩的要求h=(2~3)ch=0.07d+3~0.1d+5mm返回章目录一、轴的强度计算用于：①只受扭矩或主要承受扭矩的传动轴的强度计算

②转轴结构设计前按扭矩初估轴的直径dmin

强度条件：

设计公式：

放大轴径：一个键槽：3~5%；二个键槽：7~10%；然后取标准植。轴上有键槽时：1、按转矩估算轴径12.3轴的设计计算

2、按当量弯矩校核轴径条件：已知支点、载荷、轴径。

步骤：

1）作轴的空间受力简图；2）求水平面支反力RH1、RH2作水平面弯矩图；

3）求垂直平面内支反力RV1、RV2，作垂直平面内的弯矩图；

4）作合成弯矩图

5）作扭矩图；

6）作当量弯矩图

—为将扭矩折算为等效弯矩的折算系数。

7）校核

危险截面轴的强度；设计公式：挠度：

偏转角：

二、轴的刚度计算

返回章目录本章小结1.轴主要用来支承回转零件以及传递运动和转矩。

2.轴可分为转轴、心轴和传动轴；根据轴的结构形状不同，可分为直轴、曲轴和挠性轴。

3.轴的材料中，优质碳素钢成本低，性能好，应用广；合金结构钢用于高强度、结构要求紧凑的场合。

4.轴的结构设计，要满足强度要求和安装、