軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).1

§12—2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（一）組織教學(xué)（考勤）（二）舊課復(fù)習(xí)教師：1、按承受載荷不同，軸分為哪幾種？學(xué)生：心軸、轉(zhuǎn)軸、傳動(dòng)軸教師：2、既承受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩的是哪種軸？學(xué)生：轉(zhuǎn)軸

新課導(dǎo)入：其實(shí)，軸在我們?nèi)粘Ｉ钪蟹浅Ｖ匾?，比如：齒輪傳動(dòng)就是通過齒輪和軸連接起來，傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)有關(guān)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的知識(shí)內(nèi)容。(2min)下面我們首先看一看軸在典型結(jié)構(gòu)（譬如減速器輸出軸）中的應(yīng)用§14-3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸端擋圈帶輪軸承蓋套筒齒輪滾動(dòng)軸承典型軸系結(jié)構(gòu)一、提出問題1、軸的設(shè)計(jì)任務(wù)是什么？

使軸的各部分具有合理的形狀和尺寸。（怎樣理解？）2、軸的設(shè)計(jì)要求有哪些？

1）軸應(yīng)便于制造，軸上零件要易于裝拆；（制造安裝）

2）軸和軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置；(定位)

（有哪些定位方法？）

3）各零件要牢固而可靠地相對(duì)固定；(固定)

4）改善應(yīng)力狀況，減小應(yīng)力集中（有什么可行措施？）

二、解決問題軸的設(shè)計(jì)任務(wù)：1、軸的結(jié)構(gòu)形式軸的結(jié)構(gòu)形式取決于軸上零件的裝配方案；為了便于零件拆裝，常常做成階梯軸，如圖：在滿足使用要求情況下，應(yīng)尺寸、形狀力求簡(jiǎn)單，便于加工。2、軸段的直徑和長(zhǎng)度確定1）各軸段直徑確定由于初期設(shè)計(jì)，軸承及軸上零件位置均不確定，無法求出危險(xiǎn)截面直徑，采用估算法①按類比法初步估算直徑（經(jīng)驗(yàn)法）優(yōu)點(diǎn)：不需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，結(jié)果比較可靠，縮短設(shè)計(jì)周期缺點(diǎn)；存在一定的盲目性②按扭曲強(qiáng)度初步估算軸的直徑只能初步估算軸的最小直徑，應(yīng)在全面設(shè)計(jì)完全以后，再對(duì)軸進(jìn)行全面受力分析及強(qiáng)度、剛度計(jì)算（在下次課中介紹），初步估算的直徑，如果軸段有鍵槽，應(yīng)把直徑加大，單鍵增大3%；雙鍵增大7%，然后圓整到標(biāo)準(zhǔn)直徑。（為什么？哪個(gè)同學(xué)能說說理由？）2）各段軸的長(zhǎng)度確定①主要根據(jù)安裝零件與軸配合部分的軸向尺寸（或者考慮安裝零件的位移以及留有間隙）來確定。(舉例軸安裝齒輪部位）②確定各段長(zhǎng)度應(yīng)充分保證軸上零件軸向定位可靠③與齒輪、聯(lián)軸器等相配合部分的軸長(zhǎng)，一般比輪轂的長(zhǎng)度短2-3mm.軸的設(shè)計(jì)有哪些要求：1、軸上零件的軸向定位與固定

1）軸肩或軸環(huán)定位（實(shí)物舉例）要保證軸的過渡圓角半徑r小于相配零件的倒角尺寸c1或圓角半徑r1;

軸肩高度h必須大于c1或r1，h=(2~3)r1

或c1，非定位軸肩h=1.5~2mm?？沙惺茌^大的軸向力。軸肩或軸環(huán)定位軸承端蓋調(diào)整墊片返回r1rC軸環(huán)2）套筒定位

3）圓螺母定位

承受較大的軸向力，但螺紋處有應(yīng)力集中

無法采用套筒或套筒太長(zhǎng)時(shí)，可用雙圓螺母4）軸端擋圈定位，

可承受較大的沖擊和振動(dòng)。

一般對(duì)裝在軸端上的零件采用5）軸承端蓋定位典型軸系結(jié)構(gòu)6）彈性擋圈定位

軸向力較小時(shí)，可采彈性擋圈7）緊定螺釘定位

軸向力較小時(shí)2、軸上零件的周向定位1）鍵聯(lián)接（包括普通鍵聯(lián)接和花鍵聯(lián)接）（實(shí)物展示）

2）過盈配合

3、軸的結(jié)構(gòu)工藝性主要考慮的問題：

1）軸的形狀應(yīng)力求簡(jiǎn)單、階梯數(shù)盡可能的少（減少加工次數(shù)以及應(yīng)力集中）

2）為了便于軸上零件的裝配，軸端應(yīng)

加工出45（或35、60）倒角，與零件過盈配合時(shí)，軸的裝入端常加工倒向圓錐面。

3）在不同軸段開設(shè)鍵槽時(shí)，鍵槽應(yīng)在

同一母線布置；在同一軸段應(yīng)對(duì)稱布置。4）軸上某一段需要車削螺紋時(shí)，須留出螺紋退刀槽5）軸段進(jìn)行磨削加工時(shí)需要留出砂輪越程槽6）同一軸段直徑相近處的圓角、倒角、鍵槽等尺寸應(yīng)盡量相同，減少刀具數(shù)量、節(jié)約換刀時(shí)間。4、提高軸的強(qiáng)度和剛度的措施1）改善軸的受力狀況例如：當(dāng)軸上有兩處動(dòng)力輸出時(shí)，為了減小軸上的載荷，應(yīng)將輸入輪布置在中間。

2）改善軸的結(jié)構(gòu)，減少應(yīng)力集中

3）改善軸的表面質(zhì)量，提高軸的疲勞強(qiáng)度①降低表面粗糙度（比如軸承部位）②進(jìn)行軸的表面強(qiáng)化處理（如滲碳、滲氮、噴丸等）三、舉例應(yīng)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改錯(cuò)（10min）

四、學(xué)生改錯(cuò)練習(xí)（20min）

四、學(xué)生改錯(cuò)練習(xí)（20min）

四、學(xué)生改錯(cuò)練習(xí)（20min）

四、學(xué)生改錯(cuò)練習(xí)（20min）

四、學(xué)生改錯(cuò)練習(xí)（20min）

參考答案1、轉(zhuǎn)動(dòng)件與靜止件接觸1）聯(lián)軸器左端與右端之間不能接觸，應(yīng)改為軸肩固定。2）軸與右端軸承蓋之間留有間隙，應(yīng)改為軸承蓋孔徑大于該處軸徑，并加密封裝置。2、軸上零件定位及固定

1）齒輪、聯(lián)軸器與軸之間要有鍵連接

2）齒輪右端套筒固定不可靠，齒輪輪寬應(yīng)大于該處配合段長(zhǎng)度。

3）聯(lián)軸器右端沒有固定，應(yīng)進(jìn)行軸端擋圈固定3、裝拆1）兩套筒太厚，軸承內(nèi)圈不能拆，改正將套筒厚度減少。2）軸的左端面伸出去太長(zhǎng)。3）軸承蓋與箱體之間應(yīng)有調(diào)整墊片。4、潤(rùn)滑

1）滾動(dòng)軸承增加擋油環(huán)（四）課堂小結(jié)(5min)

1）軸向定位（1）軸肩或軸環(huán)定位（2）套筒定位（3）圓螺母定位（4）軸端擋圈定位（5）彈性擋圈定位（6）緊定螺釘定位

2）周向定位（1）鍵聯(lián)接（2）過盈配合

3）軸的結(jié)構(gòu)工藝性（1）為了便于裝配，軸端應(yīng)加工倒角；（2）在不同軸段開設(shè)鍵槽時(shí)，應(yīng)在同一母線布置；（3）軸上某一段需要車削螺紋時(shí)，須留出

螺紋退刀槽；（4）軸段進(jìn)行磨削加工時(shí)需要留出砂輪越程槽；（5）同一軸段直徑相近處的圓角、倒角、鍵槽等尺寸應(yīng)盡量相同，減少刀具數(shù)量、節(jié)約換刀時(shí)間（五）作業(yè)布置(1min)

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