機(jī)械設(shè)計(jì)(吳宗澤教材)8軸系結(jié)構(gòu)2

1、1 習(xí)題習(xí)題l2-12l2-13（1）l2-17 （1）l自學(xué)第13章：重點(diǎn)掌握平鍵、花鍵的結(jié)構(gòu)、失效形式和計(jì)算。2第第15章章 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15.2.3 軸承游隙及軸系的軸向位置調(diào)整方法墊片圓螺母3第第15章章 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15.2.3 軸承游隙及軸系的軸向位置調(diào)整方法圓螺母調(diào)整盤4第第15章章 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24560滾動(dòng)軸承的公差帶15.2.4 滾動(dòng)軸承的配合內(nèi)徑用基孔制：公差帶為負(fù)值，比同類配合緊得多；外徑用基軸制：公差帶為負(fù)值，外徑的配合也較緊；0 6 5 4 2選擇的原則：緊些的配合旋轉(zhuǎn)精度高、振動(dòng)小l動(dòng)圈比定圈要緊些：定圈稍松l轉(zhuǎn)速高、載荷大應(yīng)緊

2、些；l溫度影響：內(nèi)圈稍緊；外圈稍松l拆裝、軸承精度l支承的形式：游動(dòng)端松些l薄壁座、空心軸配合類型的選取及相應(yīng)的 形位公差查閱手冊(cè)5第第15章章 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15.4 提高軸系結(jié)構(gòu)性能的措施 15.4.1 提高軸強(qiáng)度的措施.1.合理安排軸上載荷的傳遞路線 圖15-32T1T2輸入T1 +T2T1T1 +T2扭矩圖T1T2輸入T1 +T2T1T2扭矩圖6第第15章章 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15.4 提高軸系結(jié)構(gòu)性能的措施 15.4.1 提高軸強(qiáng)度的措施. 2.改善軸上零件結(jié)構(gòu)圖15-337第第15章章 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15.4 提高軸系結(jié)構(gòu)性能的措施 15.4.1 提高軸強(qiáng)

3、度的措施 3.減小應(yīng)力集中 4.提高軸徑的表面 質(zhì)量 a)凹切圓角c)橢圓形圓角b)肩環(huán)d)減載槽a)端 銑 刀 加 工 的 鍵 槽b)盤 銑 刀 加 工 的 鍵 槽圖15-34 減小軸臺(tái)階應(yīng)力集中圖15-358第第15章章 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15.4 提高軸系結(jié)構(gòu)性能的措施 15.4.2 提高軸剛度的措施 1.合理選擇軸的截面形狀 表15-1 2.改善支承形式圖15-369第第15章章 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15.4 提高軸系結(jié)構(gòu)性能的措施 15.4.3 改善軸的結(jié)構(gòu)工藝性l 多個(gè)鍵槽應(yīng)布置在同一母線上；l軸上的圓角，退刀槽盡量統(tǒng)一；l軸的兩端應(yīng)有中心孔；10第第15章章 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)

4、計(jì)軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15.4.4 提高軸系剛度及精度的措施l1提高軸承支座的剛度和精度；l2.選擇剛度大的軸承（滾柱優(yōu)于球）l3.采用多個(gè)支點(diǎn)；l4.軸承預(yù)緊圖15-41 目的：提高精度、剛度，減小振動(dòng)。 即安裝時(shí)消除游隙，使軸承中保持一定軸向力。11第第15章章 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15.4.5 改善滾動(dòng)軸承軸系的結(jié)構(gòu)工藝性l.拆卸工藝性 圖15-4812第第15章章 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15.4.5 改善滾動(dòng)軸承軸系的結(jié)構(gòu)工藝性l.拆卸工藝性 圖15-4713第第15章章 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15.5滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑（ 16.3.2）目的：降低阻力、散熱、吸振、防銹方式：脂；浸油、滴油

5、、噴油、油霧；l 與速度有關(guān)，參見(jiàn)表16-3： l 脂潤(rùn)滑的dn（mm.r/min）值界限（23）105 裝填量不超過(guò)軸承 空間的1/32/1l浸油潤(rùn)滑時(shí)，油面 不高于最下方滾動(dòng) 體的中心;14第第15章章 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15.6 滾動(dòng)軸承的密封裝置 （ 16.4 、 16.5）目的：防塵、防漏油方式：1.接觸式密封 氈圈 V57m/s O形密封圈V 3m/s 唇形密封圈 V1015m/s 機(jī)械密封（端面密封） 2.非接觸式密封 溝槽密封 離心式密封（甩油密封） 迷宮密封 螺旋密封15第第15章章 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15.6 滾動(dòng)軸承的密封裝置 （ 16.4 、 16.5）1.

6、接觸式密封圖16-16氈圈密封圖16-19唇形密封圈16第第15章章 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15.6 滾動(dòng)軸承的密封裝置 （ 16.4 、 16.5）2.非接觸式密封 圖16-23 溝槽密封甩油密封17第第15章章 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15.6 滾動(dòng)軸承的密封裝置 （ 16.4 、 16.5） 2.非接觸式密封圖16-24 曲路密封（迷宮密封）1815.7 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（2.8 ）一一. 概述 在軸系中，軸用來(lái)支承軸上零件及傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)。1.軸的分類 按軸的形狀 ：直軸 、 曲軸； 光軸 、 階梯軸； 實(shí)心軸 、空心軸； 圓軸、 非圓軸； 按軸受載荷性質(zhì)：心軸按軸受載荷性質(zhì)：心軸 、傳

7、動(dòng)軸、傳動(dòng)軸 、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸 按軸的工作頻率： 剛性軸 、撓性軸19 15.7 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（2.8 ） 1.軸的分類軸的分類按軸受載荷性質(zhì)：心軸按軸受載荷性質(zhì)：心軸 、 傳動(dòng)軸、轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)軸、轉(zhuǎn)軸l傳動(dòng)軸：扭矩Tl 心軸 ： 彎矩M l轉(zhuǎn)軸： T + M20脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力 （ ）to （ ） （ ）ttoo15.7 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（2.8 ） 軸的應(yīng)力分為三類軸的應(yīng)力分為三類l轉(zhuǎn)軸 彎矩：對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力 扭矩：脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力(常見(jiàn))t靜應(yīng)力靜應(yīng)力2115.7 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（2.8 ） 一. 概述2. 軸的材料（表2-5） 對(duì)軸

8、材料的要求： 強(qiáng)度 剛度 耐磨性 碳鋼的特點(diǎn)： 價(jià)格低 對(duì)應(yīng)力集中不敏感 可以通過(guò)熱處理提高耐磨性 合金鋼的特點(diǎn)：強(qiáng)度高 耐磨性好 可以滿足特殊工作要求球墨鑄鐵的特點(diǎn)： 價(jià)廉、對(duì)應(yīng)力集中敏感性低 適于復(fù)雜外形的軸2215.7 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（2.8 ） 一. 概述3.軸設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題軸設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題 （1）選擇軸的材料； （2）在軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 軸的結(jié)構(gòu)工藝性 解決軸上零件的固定和定位等問(wèn)題 （3）進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核（防止疲勞折斷）； （4）必要時(shí)進(jìn)行軸的剛度（防止過(guò)渡變形）和振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算（防止共振）。 軸的一般設(shè)計(jì)過(guò)程：估算軸徑 初步結(jié)構(gòu)

9、設(shè)計(jì) 按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算 修正結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 按疲勞強(qiáng)度精確核算 繪制工作圖。 dM、T2315.7 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（2.8 ）二. 軸的疲勞強(qiáng)度計(jì)算1. 按許用切應(yīng)力計(jì)算 此種方法用于傳動(dòng)軸強(qiáng)度計(jì)算或轉(zhuǎn)軸、心軸的初步估算)432(2 . 01055. 936TTTdnpWT校核式：)442(2 . 01055. 9336npCnpdT設(shè)計(jì)式：如所計(jì)算的軸徑上有鍵槽等結(jié)構(gòu)，應(yīng)將計(jì)算的直徑適當(dāng)放大（參見(jiàn) p 43推薦值。），并將直徑按標(biāo)準(zhǔn)直徑系列圓整。 查表（2-6）2415.7 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（2.8 ）二. 軸的疲勞強(qiáng)度計(jì)算2. 按許用彎曲應(yīng)力計(jì)算此種方法用于受彎扭復(fù)合作用

10、的轉(zhuǎn)軸。（1）求出支點(diǎn)反力；（2）作出軸在水平面內(nèi)彎矩Mxy圖 ，在垂直面內(nèi)彎矩Mxz圖；22)3(xzxyMMM作出合成彎矩：22)()5(TMM作出當(dāng)量彎矩：)452()()6(122 bbWTMWM強(qiáng)度校核：W：附錄表7 表2-7：考慮扭矩和彎矩產(chǎn)生應(yīng)力的循環(huán)特性差異的系數(shù)。 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力、脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力、對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力時(shí)，分別取 =0.3、0.6、1。（4）作出扭矩 T圖.: 1b2515.7 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（2.8 ）二. 軸的疲勞強(qiáng)度計(jì)算3.安全系數(shù)校核計(jì)算（結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后的精確計(jì)算）符號(hào)及有關(guān)數(shù)據(jù)參見(jiàn) 2.4）（復(fù)合安全系數(shù)：47222SSSSSS)462(1mak

11、S：彎矩作用下的安全系數(shù)makS：扭矩作用下的安全系數(shù)126三.實(shí)例：設(shè)計(jì)減速箱輸出軸并計(jì)算軸的強(qiáng)度（參見(jiàn)2.8.3）（二）.按彎扭合成校核軸的強(qiáng)度（一）.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.確定軸的最小直徑2.確定軸的各段直徑3.確定軸的各段長(zhǎng)度30minnpAd 27 4.作出扭矩圖T 5.作出當(dāng)量彎矩圖 垂直彎矩 Mxz22. 3xzxyMMM合成彎矩：WTMWMb22)(6.強(qiáng)度校核22)( TMM（二）.1.作出軸的受力圖，計(jì)算支反力；2.作出彎矩圖 水平彎矩 MxyMxyMxzFtFaFr28零件圖零件圖2915.7 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（2.8 ）四.軸的剛度計(jì)算 （2.8.4） 1、軸的扭

12、轉(zhuǎn)剛度計(jì)算 軸扭角的計(jì)算： ）（光軸5021073. 54pGIT ）（階梯軸51211073. 54piiiIlTGl式中參數(shù)的意義參見(jiàn)p49；許用扭轉(zhuǎn)角 表表2-93015.7 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（軸的設(shè)計(jì)計(jì)算（2.8 ）四.軸的剛度計(jì)算（2.8.4）2、軸的彎曲剛度計(jì)算當(dāng)量軸徑法：把階梯軸簡(jiǎn)化為一當(dāng)量等徑光軸， 然后再利用材力公式計(jì)算y及。）（當(dāng)量軸徑542 iiiVlldd其中： li 、di軸上第i段的長(zhǎng)度和直徑；mm 102102用偏轉(zhuǎn)角見(jiàn)表許偏轉(zhuǎn)角軸的許用撓度見(jiàn)表?yè)隙萺admmyy31 圓柱蝸桿傳動(dòng)n課堂檢查題課堂檢查題（2000.4.29）2. 畫(huà)出蝸桿傳動(dòng)中蝸輪三個(gè)分力的方向和蝸桿的轉(zhuǎn)向與旋向。1. 兩組V帶傳動(dòng)，其 帶輪直徑、帶型號(hào)、根數(shù)及轉(zhuǎn)數(shù)都相同，而帶長(zhǎng)相差一倍，哪組帶傳動(dòng)承載能力強(qiáng)？為什么？32軸上零件的定位152 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。軸向定位的方法軸肩定位：多用于軸向力較大的場(chǎng)合。（表15-2）規(guī)范套筒定位：多用于兩個(gè)零件之間的定位。圓螺母定位：可承受大的軸向力，一般用于軸端零件的固定。（圖15-9）軸端擋圈：用于軸端零件的固定。其它：用于較小軸向力的場(chǎng)合