哈工大機(jī)械設(shè)計(jì)課件第九章軸

1、機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章9.1.1 9.1.1 軸的分類軸的分類9.1 9.1 軸的概述軸的概述軸的主要功用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。軸的主要功用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 1 1 按照承受載荷的不同，軸可分為：按照承受載荷的不同，軸可分為： 轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸同時(shí)承受彎矩和扭矩的軸，如減速器的軸。同時(shí)承受彎矩和扭矩的軸，如減速器的軸。 心軸心軸只承受彎矩的軸，如火車車輪軸。只承受彎矩的軸，如火車車輪軸。 傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸只承受扭矩的軸，如汽車的傳動(dòng)軸只承受扭矩的軸，如汽車的傳動(dòng)軸。第九章第九章 軸軸機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第

2、九章4 4 除了剛性軸外，還有鋼絲軟軸，可以把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)除了剛性軸外，還有鋼絲軟軸，可以把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)靈活地傳到不寬敞地空間位置靈活地傳到不寬敞地空間位置。 直軸根據(jù)外形的不同，可分為光軸和階梯軸。直軸根據(jù)外形的不同，可分為光軸和階梯軸。2 2 按照軸線形狀的不同，軸可分為曲軸和直軸兩大類。按照軸線形狀的不同，軸可分為曲軸和直軸兩大類。3 3 軸一般是實(shí)心軸，有特殊要求時(shí)也可制成空心軸，軸一般是實(shí)心軸，有特殊要求時(shí)也可制成空心軸，如航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸。如航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸。機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章機(jī)電工程

3、學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章9.1.2 軸的受力、應(yīng)力分析及失效形式軸的受力、應(yīng)力分析及失效形式以減速器的輸出軸為例來(lái)討論轉(zhuǎn)軸的受力、應(yīng)力及失效形式在在AB之間的任意截面上，只有之間的任意截面上，只有彎矩彎矩M，因此只有彎曲應(yīng)力因此只有彎曲應(yīng)力在在BC之間的任意截面上，既作用有之間的任意截面上，既作用有彎矩彎矩M，又作用有轉(zhuǎn)矩又作用有轉(zhuǎn)矩T，因此，即因此，即有彎曲應(yīng)力有彎曲應(yīng)力 ，又有扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，又有扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力而在而在CD之間的任意截面上，只作之間的任意截面上，只作用有轉(zhuǎn)矩用有轉(zhuǎn)矩T，因此只有扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力因此只有扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力1、受力及應(yīng)力分析、受力及應(yīng)力分析機(jī)電工程學(xué)院機(jī)

4、電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章一彎曲應(yīng)力一彎曲應(yīng)力 為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，其循環(huán)特征為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，其循環(huán)特征r=-1(見圖見圖a) 。二扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的循環(huán)特征二扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的循環(huán)特征r隨轉(zhuǎn)矩的性質(zhì)而變化。隨轉(zhuǎn)矩的性質(zhì)而變化。a) 當(dāng)轉(zhuǎn)矩當(dāng)轉(zhuǎn)矩T的大小及方向恒定不變時(shí)，扭轉(zhuǎn)剪的大小及方向恒定不變時(shí)，扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力為靜應(yīng)力，其循環(huán)特征應(yīng)力為靜應(yīng)力，其循環(huán)特征r=+1（見圖見圖b）。）。b) 當(dāng)轉(zhuǎn)矩當(dāng)轉(zhuǎn)矩T按脈動(dòng)循環(huán)變化時(shí)，扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力也為按脈動(dòng)循環(huán)變化時(shí)，扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力也為脈動(dòng)循環(huán)，其循環(huán)特征脈動(dòng)循環(huán)，其循環(huán)特征r=0（見圖見圖c）。）。c) 當(dāng)轉(zhuǎn)矩當(dāng)轉(zhuǎn)矩T為對(duì)稱循環(huán)時(shí)，扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力也為為對(duì)稱循

5、環(huán)時(shí)，扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力也為對(duì)稱循環(huán)，其循環(huán)特征對(duì)稱循環(huán)，其循環(huán)特征r=-1（見圖見圖d）。）。2、應(yīng)力循環(huán)特征機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章3、軸的一般失效形式疲勞斷裂：疲勞裂紋發(fā)展到一定程度后突然斷裂。機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章9.1.3 軸的設(shè)計(jì)過(guò)程軸的設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的設(shè)計(jì)分三步進(jìn)行:（1）初定軸徑;（2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì): 畫草圖, 確定軸的各段尺寸, 得到軸的跨距和力的作用點(diǎn);（3）計(jì)算彎矩、彎曲應(yīng)力及扭剪應(yīng)力，進(jìn)行校核計(jì)算。已知條件選擇軸的材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算彎矩轉(zhuǎn)矩校核計(jì)算完善設(shè)計(jì)修改直徑轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)程序框圖軸的設(shè)計(jì)主要解決

6、兩個(gè)方面的問(wèn)題軸的設(shè)計(jì)主要解決兩個(gè)方面的問(wèn)題初算軸徑機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章軸的材料主要采用常用的優(yōu)質(zhì)碳素鋼有30、40、45、和50鋼，其中45鋼應(yīng)用最多碳素鋼合金鋼常用的合金鋼有20Cr、40Cr、35SiMn和35CrMo等9.2 9.2 軸的材料軸的材料 碳鋼碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性比較低，適用于比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性比較低，適用于一般要求的軸。一般要求的軸。合金鋼合金鋼比碳鋼有更高的力學(xué)性能和更好的淬火性能，在傳比碳鋼有更高的力學(xué)性能和更好的淬火性能，在傳遞大功率并要求減小尺寸和質(zhì)量、要求高的耐磨性，以及處遞大功率并要求減小

7、尺寸和質(zhì)量、要求高的耐磨性，以及處于高溫、低溫和腐蝕條件下的軸常采用合金鋼。于高溫、低溫和腐蝕條件下的軸常采用合金鋼。機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章注意注意: : 1 合金鋼對(duì)應(yīng)力集中敏感合金鋼對(duì)應(yīng)力集中敏感 2在一般工作溫度下（低于在一般工作溫度下（低于200200），各種碳鋼和），各種碳鋼和合金鋼的彈性模量均相差不多，因此相同尺寸的碳鋼和合金鋼的彈性模量均相差不多，因此相同尺寸的碳鋼和合金鋼軸的剛度相差不多合金鋼軸的剛度相差不多。 即不能靠選合金鋼來(lái)提高軸的剛度即不能靠選合金鋼來(lái)提高軸的剛度 。鋼軸的毛坯多數(shù)用圓鋼或鍛件，各種熱處理和表面強(qiáng)化處理可以顯著提高

8、軸的抗疲勞強(qiáng)度。 高強(qiáng)度鑄鐵和球墨鑄鐵可用于制造外形復(fù)雜的軸，且具有價(jià)廉、良好的吸振性和耐磨性，以及對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低等優(yōu)點(diǎn)，但是質(zhì)較脆。機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章9.3 9.3 軸徑的初步估算軸徑的初步估算9.3.1 類比法類比法9.3.2 經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算高速輸入軸的直徑高速輸入軸的直徑d可按與其相聯(lián)的電動(dòng)機(jī)軸的直徑可按與其相聯(lián)的電動(dòng)機(jī)軸的直徑D估算估算d=(0.81.2)D各級(jí)低速軸的直徑各級(jí)低速軸的直徑d可按同級(jí)齒輪傳動(dòng)中心可按同級(jí)齒輪傳動(dòng)中心a估算估算d=(0.30.4)a通

9、常估算軸的最小直徑，作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)參考同類已有機(jī)器的軸的結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行分析對(duì)比參考同類已有機(jī)器的軸的結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行分析對(duì)比機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章9.3.3 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算2 . 01055. 936dnPWTTmmnPCnPd336 2 . 01055. 9或計(jì)算公式計(jì)算公式當(dāng)最小直徑剖面上有一個(gè)鍵槽時(shí)增大當(dāng)最小直徑剖面上有一個(gè)鍵槽時(shí)增大5%5%，當(dāng)有兩個(gè)，當(dāng)有兩個(gè)鍵槽時(shí)增大鍵槽時(shí)增大10%10%，然后圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑，然后圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章9.4 9.4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

10、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要要求是：（1）軸應(yīng)便于加工，軸上零件應(yīng)便于裝拆。（2）軸和軸上零件應(yīng)有正確而可靠的工作位置。（3）提高軸的強(qiáng)度以減速器的低速軸減速器的低速軸為例加以說(shuō)明機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章9.4.1 制造安裝要求制造安裝要求便于拆卸、便于便于拆卸、便于安裝、便于制造安裝、便于制造1做成階梯軸做成階梯軸2應(yīng)有倒角應(yīng)有倒角3有越程槽有越程槽4有退刀槽有退刀槽5鍵應(yīng)靠近裝入鍵應(yīng)靠近裝入端端6多個(gè)單鍵的布多個(gè)單鍵的布置置機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章9.4.2 固

11、定要求固定要求1.軸上零件的軸向固定(1)軸肩固定軸肩固定機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章11rChC軸肩圓角半徑倒角軸肩高rRhR軸肩圓角半徑相配零件圓角半徑軸肩高軸肩圓角半徑與軸上零件圓角半徑的關(guān)系軸肩圓角半徑與軸上零件圓角半徑的關(guān)系機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章(2)套筒固定套筒固定(3)圓螺母固定圓螺母固定機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章(4)軸端擋圈軸端擋圈當(dāng)當(dāng)采用套筒、螺母、軸端擋圈作軸向固定時(shí)，為使套采用套筒、螺母、軸端擋圈作軸

12、向固定時(shí)，為使套筒、螺母、軸端擋圈靠緊零件端面，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使裝零筒、螺母、軸端擋圈靠緊零件端面，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使裝零件的軸段長(zhǎng)度比零件輪轂長(zhǎng)度略短一些件的軸段長(zhǎng)度比零件輪轂長(zhǎng)度略短一些機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章(5)彈性擋圈彈性擋圈機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章(6)、緊定螺釘、緊定螺釘2.軸上零件的周向固定為了傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩,或因某些需要,軸上零件還需有周向固定（參考軸轂聯(lián)接）機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章9.4.3 提高軸的強(qiáng)度的措施提高軸的強(qiáng)度的措施1.1.合理布置軸上傳動(dòng)零件的位置合理布置軸上傳

13、動(dòng)零件的位置機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章2.合理設(shè)計(jì)軸上零件的結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì)軸上零件的結(jié)構(gòu)機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章3.減小應(yīng)力集中過(guò)渡肩環(huán)過(guò)渡肩環(huán)軸肩過(guò)渡結(jié)構(gòu)凹切圓角凹切圓角2）盡量避免開槽孔、切口或凹槽）盡量避免開槽孔、切口或凹槽1）大圓角大圓角機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章配合軸段上的卸載槽配合軸段上的卸載槽輪轂上的卸載槽輪轂上的卸載槽3）4）機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院

14、 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章4.提高軸的表面質(zhì)量提高軸的疲勞強(qiáng)度:表面強(qiáng)化碾壓碾壓、噴丸噴丸、表面淬火表面淬火等機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章9.4.4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的徑向尺寸確定機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章1.箱體內(nèi)壁位置的確定H=1015mmA=b+2HA應(yīng)圓整軸的軸向尺寸確定機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章2.軸承座端面位軸承座端面位置的確定置的確定C=+C1+C2+(510)mm-箱體壁厚C1、C2-螺栓扳手空間B=A+2C機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)

15、械設(shè)計(jì)第九章第九章3.軸承在軸承軸承在軸承座孔中位置的座孔中位置的確定確定 值盡量小減小支點(diǎn)距離油潤(rùn)滑時(shí)= (38)mm脂潤(rùn)滑時(shí)= (1015)mm機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章4.軸的外伸長(zhǎng)度的確定軸的外伸長(zhǎng)度的確定(1)當(dāng)軸端安裝彈性套柱銷聯(lián)軸器時(shí)K值由聯(lián)軸器的型號(hào)確定(2)當(dāng)使用凸緣式軸承蓋時(shí)K值由連接 螺栓長(zhǎng)度確定(3)當(dāng)軸承蓋與軸端零件都不需拆卸時(shí),一般取K=5mm8mm機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九

16、章9.5 軸的強(qiáng)度計(jì)算9.5.1 軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖1 階梯軸簡(jiǎn)化成簡(jiǎn)支梁，2 齒輪、帶輪等傳動(dòng)件作用于軸上的分散力，在一般計(jì)算中，簡(jiǎn)化為集中力，力的作用點(diǎn)在輪緣寬度的中點(diǎn)。3 作用在軸上的轉(zhuǎn)矩，簡(jiǎn)化為輪緣寬度中點(diǎn)算起的轉(zhuǎn)矩。4 軸的支承反力的作用點(diǎn)：與軸承類型有關(guān)。機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章9.5.2 按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度條件（第三強(qiáng)度理論、）2214()ebb根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的折合系數(shù)3 . 0,11bb對(duì)于不變的轉(zhuǎn)矩6 . 0,01bb當(dāng)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)變化時(shí)11,1bb對(duì)于頻繁正反轉(zhuǎn)的軸在計(jì)算截面上：彎曲應(yīng)力b=M/W 扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力=

17、T/WT當(dāng)量應(yīng)力101 bbb、-分別為對(duì)稱循環(huán)、脈動(dòng)循環(huán)及靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章軸的計(jì)算一般的轉(zhuǎn)軸強(qiáng)度用這種方法驗(yàn)算。計(jì)算步驟如下： 軸的彎矩與扭矩分析機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章9.5.3 軸的安全系數(shù)校核計(jì)算軸的安全系數(shù)校核計(jì)算1.軸的疲勞強(qiáng)度安

18、全系數(shù)的校核計(jì)算危險(xiǎn)剖面：指發(fā)生破壞可能性最大的剖面校核危險(xiǎn)剖面疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)的公式為2211 amamSSSSSSSKSK 2211 amamSSSSSSSKSK 危險(xiǎn)剖面的可能位置：截面小、受力大、應(yīng)力集中.p205機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章S只考慮彎矩時(shí)的安全系數(shù)；S只考慮轉(zhuǎn)矩時(shí)的安全系數(shù)；-1-1材料對(duì)稱循環(huán)的彎曲疲勞極限和扭轉(zhuǎn)疲勞極限k,k彎曲時(shí)和扭轉(zhuǎn)時(shí)軸的有效應(yīng)力集中系數(shù) 零件的絕對(duì)尺寸系數(shù)表面質(zhì)量系數(shù)， 把彎曲時(shí)和扭轉(zhuǎn)時(shí)軸的平均應(yīng)力折算為應(yīng)力幅 的等效系數(shù)am彎曲應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力am扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力S許用疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)12

19、3 機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章; 0,maWM故化彎曲應(yīng)力按對(duì)稱循環(huán)變對(duì)于一般轉(zhuǎn)軸,2amMW當(dāng)軸不轉(zhuǎn)動(dòng)或載荷隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) 彎曲應(yīng)力可當(dāng)作脈動(dòng)循環(huán)變化來(lái)考慮 即。扭剪應(yīng)力的循環(huán)特性:,;2amTTW對(duì)一般單向轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸通常當(dāng)作脈動(dòng)循環(huán)來(lái)考慮即,0amTTW當(dāng)經(jīng)常正反轉(zhuǎn)時(shí) 則當(dāng)作對(duì)稱循環(huán)變化即彎曲應(yīng)力的循環(huán)特性:機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章2.靜強(qiáng)度的安全系數(shù)校核計(jì)算靜強(qiáng)度安全系數(shù)條件:000022000max0maxssSSSSSSSS000022000max0maxssSSSSSSSS式中：S0許用靜強(qiáng)度安全系數(shù)ss材料

20、的抗拉和抗剪屈服極限 max,max尖峰載荷時(shí)軸的最大彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力S0 S0 只考慮彎矩和只考慮轉(zhuǎn)矩時(shí)的安全系數(shù)機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章若強(qiáng)度不夠：換材料、增大尺寸、熱處理、修改結(jié)構(gòu)若強(qiáng)度富裕：想要減小尺寸時(shí)，要綜合考慮剛度、結(jié)構(gòu)等要求許用安全系數(shù)： 0SS和查P208表9.13機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章應(yīng)力集中系數(shù)：影響因素：圓角半徑鍵槽、孔過(guò)盈配合機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章表面質(zhì)量系數(shù)：影響因素：表面強(qiáng)化處理表面粗糙度腐蝕情況尺寸系數(shù)：影響因素：尺寸大小材料性能機(jī)電工程學(xué)院

21、機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章9.6 9.6 軸的剛度計(jì)算軸的剛度計(jì)算設(shè)計(jì)時(shí)軸的剛度條件為 yy 撓度偏轉(zhuǎn)角 扭 轉(zhuǎn) 角機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章一、彎曲變形計(jì)算一、彎曲變形計(jì)算等直徑軸的撓曲線近似微分方程EJMdxyd22對(duì)于階梯軸，其當(dāng)量直徑iiimlldd二、扭轉(zhuǎn)變形計(jì)算二、扭轉(zhuǎn)變形計(jì)算radGJTlpradJlTGpiii1等直徑軸扭轉(zhuǎn)角階梯軸做一次積分得偏轉(zhuǎn)角方程，做二次積分得撓曲線方程，根據(jù)邊界條件可得、y 機(jī)電工程學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 張鋒張鋒機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)第九章第九章三、軸的振動(dòng)及振動(dòng)穩(wěn)定性的概念三、軸的振動(dòng)及振動(dòng)穩(wěn)定性的概念 軸是一彈性體，旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生彎曲振動(dòng)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)及縱向振動(dòng)。 當(dāng)軸的振動(dòng)頻率與軸的自振頻率相同時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生共振。 共振時(shí)軸的轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速。 臨界轉(zhuǎn)速可以有很