機(jī)械基礎(chǔ)第八講-輪系、軸

第八講輪系、軸輪系知識(shí)點(diǎn)：第8講輪系、軸考點(diǎn)1輪系的基本類型和應(yīng)用考點(diǎn)2定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算考點(diǎn)3周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算考點(diǎn)1輪系的基本類型和應(yīng)用輪系：由兩個(gè)以上相互嚙合的齒輪所組成的傳動(dòng)系統(tǒng)稱為齒輪系類型：定軸輪系：輪系中所有齒輪的幾何軸線都是固定的。周轉(zhuǎn)輪系（或動(dòng)軸輪系）：輪系中，至少有一個(gè)齒輪既繞自己的幾何軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。又繞另一個(gè)齒輪幾何軸線轉(zhuǎn)動(dòng)?；旌陷喯担河蓭讉€(gè)基本周轉(zhuǎn)輪系或由定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系組成第8講輪系、軸（1）傳動(dòng)比（2）從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向內(nèi)嚙合轉(zhuǎn)向相同外嚙合轉(zhuǎn)向相反：同時(shí)指向（或背離）嚙合點(diǎn)在輪系中，輸入軸與輸出軸的角速度（或轉(zhuǎn)速）之比，稱為輪系的傳動(dòng)比。1212123①②錐齒輪②圓柱齒輪第8講輪系、軸③蝸桿蝸輪的轉(zhuǎn)向：速度矢量之和必定與螺旋線垂直右旋蝸桿21左旋蝸桿12第8講輪系、軸考點(diǎn)2定軸輪系傳動(dòng)比計(jì)算定軸輪系分為兩大類：一類是所有齒輪的軸線都相互平行，稱為平行軸定軸輪系（亦稱平面定軸輪系）；另一類輪系中有相交或交錯(cuò)的軸線，稱之為空間定軸輪系。平行軸定軸輪系空間定軸輪系第8講輪系、軸平面定軸輪系傳動(dòng)比為：

其中，m為輪系中從輪1到輪k間，外嚙合齒輪的對(duì)數(shù)。表示轉(zhuǎn)向空間定軸輪系傳動(dòng)比大小仍按照計(jì)算，但主動(dòng)輪與從動(dòng)輪轉(zhuǎn)向必須畫(huà)箭頭標(biāo)注出個(gè)齒輪轉(zhuǎn)向，不能由確定。第8講輪系、軸考點(diǎn)3周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比計(jì)算當(dāng)周轉(zhuǎn)輪系的兩個(gè)中心輪都能轉(zhuǎn)動(dòng)，自由度為2時(shí)稱為差動(dòng)輪系；若固定住其中一個(gè)中心輪，輪系的自由度為1時(shí)，稱為行星輪系。差動(dòng)輪系行星輪系第8講輪系、軸（1）傳動(dòng)比大?。?）確定傳動(dòng)比符號(hào)標(biāo)出反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中各個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)向，來(lái)確定傳動(dòng)比符號(hào)。當(dāng)輪1與輪k的轉(zhuǎn)向相同，取“+”號(hào)，反之取“-”號(hào)。第8講輪系、軸軸知識(shí)點(diǎn)：考點(diǎn)1軸的分類、結(jié)構(gòu)和材料考點(diǎn)2軸的計(jì)算考點(diǎn)3軸轂連接的類型第8講輪系、軸第8講輪系、軸考點(diǎn)1軸的分類、結(jié)構(gòu)和材料1軸的功用和類型功用：用來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪、

凸輪等。分類：類型按承受載荷分有：按軸線的形狀分有：轉(zhuǎn)軸---傳遞扭矩又承受彎矩傳動(dòng)軸---只傳遞扭矩心軸---只承受彎矩（自行車前輪軸）直軸曲軸撓性軸第8講輪系、軸2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是使軸的各部分具有合理的形狀和尺寸。主要要求：1）滿足制造安裝要求，軸應(yīng)便于加工，軸上零件要方便裝拆；2）滿足零件定位要求，軸和軸上零件有準(zhǔn)確的工作位置，各零件要牢固而可靠地相對(duì)固定；

3）滿足結(jié)構(gòu)工藝性要求，使加工方便和節(jié)省材料；4）滿足強(qiáng)度要求，盡量減少應(yīng)力集中等。第8講輪系、軸1）制造安裝要求

為便于軸上零件的裝拆，一般軸都做成從軸端逐漸向中間增大的階梯狀。裝零件的軸端應(yīng)有倒角，需要磨削的軸端有砂輪越程槽，車螺紋的軸端應(yīng)有退刀槽。倒角③②①④⑦⑥⑥⑤圖2）零件軸向和周向定位第8講輪系、軸零件的軸向定位由軸肩或套筒來(lái)實(shí)現(xiàn)。軸肩---階梯軸上截面變化之處。周向固定由軸肩、套筒、螺母或軸端擋圈來(lái)實(shí)現(xiàn)。第8講輪系、軸3）結(jié)構(gòu)工藝要求軸的形狀多呈階梯形，為了能選用合適的圓鋼和減少切削加工量，階梯軸各軸段的直徑不宜相差太大，一般取5～10mm。在采用套筒、螺母、軸端擋圈作軸向固定時(shí)、應(yīng)把裝零件的軸段長(zhǎng)度做得比零件輪轂短2～3mm，以確保套筒、螺母軸端擋圈能靠緊零件端面。4）強(qiáng)度要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量減小應(yīng)力集中：1.

用圓角過(guò)渡；2.

盡量避免在軸上開(kāi)橫孔、切口或凹槽;3.

重要結(jié)構(gòu)可增加卸載槽、過(guò)渡肩環(huán)、凹切圓角、增大圓角半徑。也可以減小過(guò)盈配合處的局部應(yīng)力。第8講輪系、軸3軸的材料軸的材料常采用碳素鋼和合金鋼。碳素鋼合金鋼優(yōu)質(zhì)中碳鋼3545（應(yīng)用最廣泛）50普通碳素鋼Q237Q275不重要或受力小的軸特殊要求的軸滑動(dòng)軸承高速軸：20Cr,20CrMnTi汽車發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸：27Cr2Mo1V、38CrMoAlA鑄鋼或球墨鑄鐵：軸毛坯第8講輪系、軸考點(diǎn)2軸的計(jì)算1、軸的強(qiáng)度計(jì)算：1）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算最小軸徑：強(qiáng)度條件為：設(shè)計(jì)公式為：對(duì)于只傳遞扭轉(zhuǎn)或彎矩很小的圓截面軸第8講輪系、軸軸的材料Q235，20Q275，354540Cr，35C值160～135135～118118～107107～98常用材料C值2）按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算最小軸徑：1.將外載荷分解到水平面和垂直面。求垂直面支撐反力FV和水平面支撐反力FH

;3.作合成彎矩M圖；4.作轉(zhuǎn)矩T圖；5.彎扭合成，作當(dāng)量彎矩Me圖；6.計(jì)算危險(xiǎn)截面軸徑:2.作垂直彎矩MV圖和彎矩MH圖

;第8講輪系、軸折合系數(shù)取值：α=0.3----轉(zhuǎn)矩不變；0.6----脈動(dòng)變化；1----頻繁正反轉(zhuǎn)。2、軸的剛度計(jì)算：設(shè)計(jì)要求：

撓度y

≤[y]偏轉(zhuǎn)角θ≤[θ]

扭轉(zhuǎn)角φ≤[φ]

第8講輪系、軸1）彎曲變形計(jì)算①.按微分方程求解：適用等直徑軸②.變形能法：適用階梯軸方法2）扭轉(zhuǎn)變形計(jì)算等直徑軸的扭轉(zhuǎn)角：T----轉(zhuǎn)矩；l----軸受轉(zhuǎn)矩作用的長(zhǎng)度；d

----軸徑；G----材料的切變模量；

Ip----軸截面的極慣性矩式中：第8講輪系、軸考點(diǎn)3