機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第14章軸課件

第14章軸中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用(zhuānyòng)作者：潘存云教授精品資料§14-1概述§14-2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)§14-3軸的計(jì)算(jìsuàn)§14-4軸的設(shè)計(jì)(shèjì)實(shí)例中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授研制帶式運(yùn)輸機(jī)減速器電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸§14-1概述功用(gōngyòng)：用來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪、凸輪等。類型(lèixíng)轉(zhuǎn)軸——傳遞扭矩又承受彎矩。按承受載荷分有分類：按軸的形狀分有一、軸的用途及分類中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授(jiàoshòu)研制功用：用來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪(liànlún)、凸輪等。類型轉(zhuǎn)軸——傳遞扭矩又承受彎矩。按承受載荷分有分類：按軸的形狀分有傳動(dòng)軸——只傳遞扭矩發(fā)動(dòng)機(jī)后橋傳動(dòng)軸一、軸的用途及分類§14-1概述中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授研制前輪輪轂潘存云教授(jiàoshòu)研制功用：用來(lái)(yònɡlái)支撐旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪、凸輪等。類型轉(zhuǎn)軸——傳遞扭矩又承受彎矩按承受載荷分有分類：按軸的形狀分有傳動(dòng)軸——只傳遞扭矩心軸——只承受彎矩固定心軸火車輪軸車廂重力前叉支撐反力轉(zhuǎn)動(dòng)心軸一、軸的用途及分類§14-1概述自行車前輪軸中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料功用：用來(lái)(yònɡlái)支撐旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪、凸輪等。類型(lèixíng)轉(zhuǎn)軸——傳遞扭矩又承受彎矩按承受載荷分有分類：傳動(dòng)軸——只傳遞扭矩心軸——只承受彎矩直軸一、軸的用途及分類§14-1概述光軸階梯軸按軸的形狀分有一般情況下，直軸做成實(shí)心軸，需要減重時(shí)做成空心軸潘存云教授研制中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料功用(gōngyòng)：用來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪、凸輪等。類型(lèixíng)轉(zhuǎn)軸——傳遞扭矩又承受彎矩按承受載荷分有分類：按軸的形狀分有傳動(dòng)軸——只傳遞扭矩心軸——只承受彎矩直軸一、軸的用途及分類§14-1概述光軸階梯軸曲軸潘存云教授研制潘存云教授研制中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料本章只研究直軸功用：用來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)(xuánzhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪、凸輪等。類型(lèixíng)轉(zhuǎn)軸——傳遞扭矩又承受彎矩按承受載荷分有分類：按軸的形狀分有傳動(dòng)軸——只傳遞扭矩心軸——只承受彎矩直軸一、軸的用途及分類§14-1概述光軸階梯軸曲軸撓性鋼絲軸潘存云教授研制中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料設(shè)計(jì)任務(wù)：選材、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工作能力(nénglì)計(jì)算。二、軸設(shè)計(jì)(shèjì)的主要內(nèi)容軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。工作能力計(jì)算：軸的承載能力驗(yàn)算指的是軸的強(qiáng)度、剛度和振動(dòng)穩(wěn)定性等方面的驗(yàn)算。軸的設(shè)計(jì)過(guò)程：N選擇材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的承載能力驗(yàn)算驗(yàn)算合格?結(jié)束Y中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料種類(zhǒnglèi)碳素鋼：35、45、50、Q235軸的毛坯:一般用圓鋼或鍛件(duànjiàn)，有時(shí)也用鑄鋼或球墨鑄鐵。三、軸的材料合金鋼:20Cr、20CrMnTi、40CrNi、38CrMoAlA等用途：碳素結(jié)構(gòu)鋼因具有較好的綜合力學(xué)性能，應(yīng)用較多，尤其是45鋼應(yīng)用最廣。合金鋼具有較高的力學(xué)性能，但價(jià)格較貴，多用于有特殊要求的軸。如用球墨鑄鐵制造曲軸和凸輪軸，具有成本低廉、吸振性較好、對(duì)應(yīng)力集中的敏感較低、強(qiáng)度較好等優(yōu)點(diǎn)。為了改善力學(xué)性能正火或調(diào)質(zhì)處理。表14-1軸的常用材料及其主要力學(xué)性能材料及熱處理毛坯直徑/mm硬度/HBS強(qiáng)度極限σb

屈服極限σs

MPa彎曲疲勞極限σ-1應(yīng)用說(shuō)明Q235440240200用于不重要或載荷不大的軸35正火520270250有較好的塑性和適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，可用于一般曲軸、轉(zhuǎn)軸?！?00149~187……中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料表14-2

軸的常用材料及其主要力學(xué)性能材料牌號(hào)熱處理毛坯直徑硬度

/mm/HBS抗拉強(qiáng)度極限σb屈服強(qiáng)度極限σs彎曲疲勞極限σ-1剪切疲勞極限σ-1許用彎曲應(yīng)力[σ-1]備注應(yīng)用最為廣泛用于不太重要及受載荷不大的軸用于載荷較大，而無(wú)大的沖擊的重要軸用于很重要的軸用于重要軸，性能近于40CrNi用于要求高耐磨性，高強(qiáng)度且熱處理變形很小的軸用于要求強(qiáng)度及韌性均較高的軸用于腐蝕條件下的軸用于高、低溫及腐蝕條件下的軸用于制造復(fù)雜外形的軸≤

100400~420225>100~250375~39021517010540≤

100170~217590295255140>100~300162~217570285245135>100~300685490335185241~286>100~300240~270785570370210>100~300217~269685540345195>100~160241~277785590375220>60~100277~302835685410270≤

200217~255640355275155≤

100735540355200≤

100270~300900735430260≤

100229~286735590365210≤

60293~321930785440280淬火≤

6056~626403903051605560707570756075≤

100≥241835635395230≤

100530190115>100~200490180110190~270600370215185245~33580048029025045195≤

192滲碳滲碳回火HRC調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)正火熱軋或鍛后空冷Q235A4540Cr40CrNi38SiMnMo38CrMoAlAMPa20Cr3Cr131Cr18NiTiQT600-3QT800-2調(diào)質(zhì)淬火中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者(zuòzhě)：潘存云教授精品資料設(shè)計(jì)任務(wù)：使軸的各部分具有合理(hélǐ)的形狀和尺寸。§14-2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(shèjì)要求：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)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。軸端擋圈帶輪軸承蓋套筒齒輪滾動(dòng)軸承潘存云教授研制典型軸系結(jié)構(gòu)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授(jiàoshòu)研制一、擬定(nǐdìng)軸上零件的裝配方案裝配方案：確定軸上零件的裝配方向、順序、和相互關(guān)系。潘存云教授研制中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授(jiàoshòu)研制潘存云教授研制軸上零件的裝配方案不同，則軸的結(jié)構(gòu)形狀也不相同。設(shè)計(jì)時(shí)可擬定幾種裝配方案，進(jìn)行分析(fēnxī)與選擇。圖示減速器輸出軸就有兩種裝配方案。saBcLa圓錐圓柱齒輪二級(jí)減速器中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料方案二方案二需要一個(gè)用于軸向定位的長(zhǎng)套筒，多了一個(gè)零件，加工工藝復(fù)雜(fùzá)，且質(zhì)量較大，故不如方案一合理。方案一中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用(zhuānyòng)作者：潘存云教授精品資料潘存云教授研制④②③⑥⑦⑤①二、軸上零件(línɡjiàn)的定位4、5間的軸肩使齒輪在軸上定位(dìngwèi)，1、2間的軸肩使帶輪定位(dìngwèi)，6、7間的軸肩使右端滾動(dòng)軸承定位(dìngwèi)。軸肩——階梯軸上截面變化之處。起軸向定位作用。

定位方法：軸肩、套筒、圓螺母、擋圈、軸承端蓋。軸肩套筒1~21~2中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授(jiàoshòu)研制軸向固定(gùdìng)由軸肩、套筒、螺母或軸端擋圈來(lái)實(shí)現(xiàn)。齒輪受軸向力時(shí)，向右是通過(guò)4、5間的軸肩，并由6、7間的軸肩頂在滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈上；向左則通過(guò)套筒頂在滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈上。帶輪的軸向固定是靠1、2間的軸肩和軸端當(dāng)圈。雙向固定中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料無(wú)法采用套筒或套筒太長(zhǎng)時(shí)，可采用雙圓螺母加以(jiāyǐ)固定。軸肩的尺寸(chǐcun)要求:r<C1

或r<Rb≈1.4h(與滾動(dòng)軸承相配合處的h和b值,見(jiàn)軸承標(biāo)準(zhǔn))DdrR潘存云教授研制軸端擋圈潘存云教授研制雙圓螺母DdC1rh≈(0.07d+3)~(0.1d+5)mm裝在軸端上的零件往往采用軸端擋圈圓錐面定位。hh潘存云教授研制C1Ddr潘存云教授研制DdrRb潘存云教授研制中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授研制軸向力較小時(shí)(xiǎoshí)，可采彈性擋圈或緊定螺釘來(lái)實(shí)現(xiàn)。周向固定(gùdìng)大多采用鍵、花鍵、過(guò)盈配合或型面連接等形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。潘存云教授研制為了加工方便，鍵槽應(yīng)設(shè)計(jì)成同一加工直線上，且緊可能采用同一規(guī)格的鍵槽截面尺寸。潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制鍵槽應(yīng)設(shè)計(jì)成同一加工直線中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料三、各軸段直徑和長(zhǎng)度(chángdù)的確定確定(quèdìng)軸段直徑大小的基本原則：最小軸徑dmin的確定軸段直徑大小取決于作用在軸上的載荷大??；1.

按軸所受的扭矩估算軸徑，作為軸的最小軸徑dmin。4.

有配合要求的零件要便于裝拆。3.

安裝標(biāo)準(zhǔn)件的軸徑，應(yīng)滿足裝配尺寸要求。2.

有配合要求的軸段，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)直徑。T——扭矩，[τT]——許用應(yīng)力，WT——抗扭截面系數(shù)，P——功率，n——轉(zhuǎn)速，d——計(jì)算直徑，A0——材料系數(shù)。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料標(biāo)準(zhǔn)直徑(zhíjìng)應(yīng)按優(yōu)先數(shù)系選?。篟51.001.602.504.006.3010.00R101.001.251.602.002.503.154.005.006.308.0010.001.001.121.251.401.601.802.002.242.502.803.153.554.004.505.005.606.307.108.009.0010.001.001.061.121.181.251.321.401.501.601.701.801.902.002.122.242.362.502.652.803.003.153.353.553.754.004.254.504.755.005.305.606.006.306.707.107.508.008.509.009.5010.00R40R20優(yōu)先數(shù)——表中任意一個(gè)(yīɡè)數(shù)值。大于10的優(yōu)先數(shù)，可將表數(shù)值分別乘以10、100、1000。

Q275,3540Cr,35SiMn1Cr18Ni9Ti38SiMnMo,3Cr13[τT]/(N/mm)15~2520~3525~4535~55A0

149~126135~112126~103112~97表15-３常用材料的[τT]值和A0值軸的材料Q235-A3,2045中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料說(shuō)明①估算確定的軸徑d是階梯軸承(zhóuchéng)受扭矩作用的軸段的最小直徑dmin，通常也把它作為中間軸Ⅱ軸裝軸承(zhóuchéng)處的直徑。②當(dāng)剖面上開(kāi)有一鍵槽時(shí)，軸徑增大3%～7%，有兩個(gè)鍵槽時(shí)，增大7%～15%，然后將軸徑圓整至標(biāo)準(zhǔn)直徑。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用(zhuānyòng)作者：潘存云教授精品資料以dmin為基礎(chǔ)(jīchǔ)畫(huà)圖，初步確定各段軸直徑和長(zhǎng)度1）階梯軸各段直徑的確定（徑向尺寸由兩端向中間推算）根據(jù)擬定的裝配方案、軸上零件的固定、裝拆要求，以dmin為基礎(chǔ)(jīchǔ)，逐次加大各段軸的直徑。d1=dmind2=d1+2(0.07～0.1)d1d3=d2+2(1.5～2.5)，取標(biāo)準(zhǔn)值d4=d3+2(1.5～2.5)d5=d4+2(0.07～0.1)d4d6=d3+2(0.07～0.1)d3中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者(zuòzhě)：潘存云教授精品資料常用(chánɡyònɡ)的與軸相配的標(biāo)準(zhǔn)件有滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器等。配合軸段的直徑應(yīng)由標(biāo)準(zhǔn)件和配合性質(zhì)確定。(1)裝配(zhuāngpèi)軸承與滾動(dòng)軸承配合段軸徑一般為5的倍數(shù)；(φ20~385mm)與滑動(dòng)軸承配合段軸徑應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)直徑系列軸套：…32、35、38、40、45、48、50、55、60、65、70…..(2)裝配聯(lián)軸器配合段直徑應(yīng)符合聯(lián)軸器的尺寸系列。聯(lián)軸器的孔徑與長(zhǎng)度系列孔徑d

3032353840424548505565606365…長(zhǎng)系列82112142短系列6084107長(zhǎng)度L中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料便于零件的裝配，減少配合表面(biǎomiàn)的擦傷的措施：潘存云教授研制H7/r6潘存云教授研制H7/D11H7/r6為了(wèile)便于軸上零件的拆卸，軸肩高度不能過(guò)大。(2)

配合段前端制成錐度；(3)

配合段前后采用不同的尺寸公差。

(1)

在配合段軸段前應(yīng)采用較小的直徑；結(jié)構(gòu)不合理！潘存云教授研制中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料2）階梯軸各段長(zhǎng)度的確定（軸向尺寸由中間向兩端推算）根據(jù)(gēnjù)軸上各零件與軸配合部分的軸向尺寸來(lái)確定。例如：l3=b+s+Δ（b為軸承寬度）l1=聯(lián)軸器與軸配合長(zhǎng)度-（2～4）mml2=l+軸承端蓋的總寬度；l4=B-(2～4)mml5：軸環(huán)寬度，≥1.4h；l6=Δ+s-l5其中：l根據(jù)(gēnjù)軸承端蓋和聯(lián)軸器的裝拆要求定出，l=20～30mm，s滾動(dòng)軸承內(nèi)側(cè)與箱體的距離，s=5～10mm，Δ齒輪端面距箱體內(nèi)壁的距離，Δ=10～20mm，B為齒輪寬度。為保證軸向固定牢靠，與齒輪、聯(lián)軸器等零件相配合的軸段落長(zhǎng)度應(yīng)比輪轂長(zhǎng)度略短2～4mm。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用(zhuānyòng)作者：潘存云教授精品資料潘存云教授(jiàoshòu)研制潘存云教授(jiàoshòu)研制Q方案b

四、提高軸的強(qiáng)度的常用措施圖示為起重機(jī)卷筒兩種布置方案。A圖中大齒輪和卷筒聯(lián)成一體，轉(zhuǎn)距經(jīng)大齒輪直接傳遞給卷筒，故卷筒軸只受彎矩而不傳遞扭矩。圖b中軸同時(shí)受彎矩和扭矩作用。故載荷相同時(shí)，圖a結(jié)構(gòu)軸的直徑要小。輸出輸出輸入輸出輸出輸入Tmax=T1+T2Tmax=T11.改進(jìn)軸上零件的結(jié)構(gòu)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。T2T1T1+T2T1T1+T2T2合理不合理T2.合理布置軸上零件Q方案a軸徑大軸徑小中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料3.改進(jìn)(gǎijìn)軸的局部結(jié)構(gòu)可減小應(yīng)力集中的影響合金鋼對(duì)應(yīng)力集中比較(bǐjiào)敏感，應(yīng)加以注意。應(yīng)力集中出現(xiàn)在截面突然發(fā)生變化或過(guò)盈配合邊緣處。潘存云教授研制應(yīng)力集中處

措施：(1)

用圓角過(guò)渡；(2)盡量避免在軸上開(kāi)橫孔、切口或凹槽;R(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。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授研制潘存云教授研制軸上開(kāi)卸載槽應(yīng)力集中系數(shù)可減少40%軸上開(kāi)卸載槽應(yīng)力集中系數(shù)(xìshù)可減少15%~25%潘存云教授研制增大軸的直徑應(yīng)力集中系數(shù)可減少30%~40%d1.05d(3）采取增加卸載槽、增大軸徑、過(guò)渡肩環(huán)、凹切圓角、等也可以減小過(guò)盈配合處的局部(júbù)應(yīng)力。潘存云教授研制30?r凹切圓角過(guò)渡肩環(huán)1.06~1.06dd潘存云教授研制中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料4.改善(gǎishàn)軸的表面質(zhì)量可提高軸的疲勞強(qiáng)度（1）表面愈粗糙(cūcāo)疲勞強(qiáng)度愈低；提高表面粗糙(cūcāo)度；軸的表面粗糙度和強(qiáng)化處理方法會(huì)對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度產(chǎn)生影響（2）表面強(qiáng)化處理的方法有：▲

表面高頻淬火▲

表面滲碳、氰化、氮化等化學(xué)處理▲

碾壓、噴丸等強(qiáng)化處理通過(guò)碾壓、噴丸等強(qiáng)化處理時(shí)可使軸的表面產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，從而提高軸的疲勞能力。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授(jiàoshòu)研制④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。在滿足使用要求的前提下，軸的結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單，工藝性越好。零件的安裝(ānzhuāng)次序五、軸的結(jié)構(gòu)工藝性裝零件的軸端應(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。②③⑥⑦①⑤①潘存云教授研制倒角退刀槽中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料軸承蓋的端面處應(yīng)減少(jiǎnshǎo)加工面軸承(zhóuchéng)端蓋與箱體間無(wú)調(diào)整密封墊片軸肩超過(guò)軸承內(nèi)圈高度鍵太長(zhǎng)，右端定位套筒無(wú)法裝入套筒超過(guò)軸承內(nèi)圈高度，不便軸承拆卸軸段太長(zhǎng)，出現(xiàn)過(guò)定位，齒輪軸向定位不可靠懸伸軸加工面過(guò)長(zhǎng)，軸承裝配不便軸與端蓋直接接觸，且無(wú)密封聯(lián)軸器與右端軸承蓋接觸與齒輪處鍵不在同一直線上

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者(zuòzhě)：潘存云教授精品資料§14-3軸的計(jì)算(jìsuàn)一、按扭轉(zhuǎn)(niǔzhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算軸的強(qiáng)度設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)軸的承載情況，采用相應(yīng)的計(jì)算方法，常用方法有兩種。對(duì)于只傳遞扭轉(zhuǎn)的圓截面軸，強(qiáng)度條件為設(shè)計(jì)公式為計(jì)算結(jié)果為最小直徑！解釋各符號(hào)的意義及單位考慮鍵槽對(duì)軸有削弱，可按以下方式修正軸徑軸徑d≤100mm

d

增大5%～7%d增大10%～15%軸徑d＞100mm

d

增大3%d增大7%有一個(gè)鍵槽有兩個(gè)鍵槽中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料注:當(dāng)作用在軸上的彎矩比傳遞的轉(zhuǎn)矩小或只傳遞轉(zhuǎn)矩、載荷較平穩(wěn)、無(wú)軸向載荷或只有較小的軸向載荷、減速器的低速軸、軸只作單向旋轉(zhuǎn),[τT]取較大(jiàodà)值，A0取較小值;否則[τT]取較小值，A0取較大(jiàodà)值。軸的材料(cáiliào)Q235-A3,20Q275,354540Cr,35SiMn1Cr18Ni9Ti38SiMnMo,3Cr13[τT](N/mm)15~2520~3525~4535~55A0

149~126135~112126~103112~97表14-４常用材料的[τT]值和A0值中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授研制L1L2L3ABCD減速器中齒輪軸的受力為典型(diǎnxíng)的彎扭合成。在完成單級(jí)減速器草圖設(shè)計(jì)后，外載荷與支撐(zhīchēng)反力的位置即可確定，從而可進(jìn)行受力分析。二、按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算1.軸的彎矩和扭矩分析一般轉(zhuǎn)軸強(qiáng)度用這種方法計(jì)算，其步驟如下2.軸的強(qiáng)度校核3.按疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行校核4.按靜強(qiáng)度條件進(jìn)行校核中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授研制ABCDFNH2FNH2FrFaFtF′NV1FNV2FNV1FNH2FNH2FNV2FNV1Fr水平面受力及彎矩圖→

鉛垂面受力及彎矩圖→

水平(shuǐpíng)鉛垂彎矩合成圖→扭矩圖→

ωTF′NV1FaMa=Fa

r二、按彎扭合成(héchéng)強(qiáng)度計(jì)算1.軸的彎矩和扭矩分析一般轉(zhuǎn)軸強(qiáng)度用這種方法計(jì)算，其步驟如下L1L2L3MHMHMV1MV2M1M2T中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料對(duì)于一般鋼制軸，可用第三強(qiáng)度理論（最大切應(yīng)力理論）求出危險(xiǎn)截面(jiémiàn)的當(dāng)量應(yīng)力。彎曲應(yīng)力扭切應(yīng)力(yìnglì)W——抗彎截面系數(shù)；WT

——抗扭截面系數(shù)。軸的強(qiáng)度校核按第三強(qiáng)度理論得出的軸的強(qiáng)度條件為中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料注：近似計(jì)算時(shí)，單、雙鍵槽一般可忽略，花鍵軸截面可視為直徑等于平均直徑的圓截面。軸的抗彎和抗扭截面系數(shù)截面WWT截面WWT

bd1d1dbtDdbtddd中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者(zuòzhě)：潘存云教授精品資料因σb和τ的循環(huán)(xúnhuán)特性不同，折合后得對(duì)于一般鋼制軸，可用第三強(qiáng)度(qiángdù)理論（最大切應(yīng)力理論）求出危險(xiǎn)截面的當(dāng)量應(yīng)力。彎曲應(yīng)力扭切應(yīng)力代入得W——抗彎截面系數(shù)；WT

——抗扭截面系數(shù)；按第三強(qiáng)度理論得出的軸的強(qiáng)度條件為中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授(jiàoshòu)研制材料σb[σ+1b][σ0b][σ-1b]

4001307040

5001707545

6002009555

70023011065

80027013075

90030014080

100033015090

5001207040

4001005030表14-５軸的許用彎曲應(yīng)力碳素鋼合金鋼鑄鋼折合(zhéhé)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)靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力設(shè)計(jì)公式中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授(jiàoshòu)研制折合(zhéhé)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)。設(shè)計(jì)公式材料σb[σ+1b][σ0b][σ-1b]

4001307040

5001707545

6002009555

70023011065

80027013075

90030014080

100033015090

5001207040

4001005030表14-6軸的許用彎曲應(yīng)力碳素鋼合金鋼鑄鋼脈動(dòng)循環(huán)狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授(jiàoshòu)研制折合(zhéhé)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)設(shè)計(jì)公式材料σb[σ+1b][σ0b][σ-1b]

4001307040

5001707545

6002009555

70023011065

80027013075

90030014080

100033015090

5001207040

4001005030表14-７軸的許用彎曲應(yīng)力碳素鋼合金鋼鑄鋼對(duì)稱循環(huán)狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料l潘存云教授研制FF′

F"

θ1θ2彎矩彎曲(wānqū)變形扭矩扭轉(zhuǎn)(niǔzhuǎn)變形若剛度不夠?qū)е螺S的變形過(guò)大，就會(huì)影響其正常工作。變形量的描述：撓度y、轉(zhuǎn)角θ

、扭角φ

設(shè)計(jì)要求

y

≤[y]θ≤[θ]

φ≤[φ]

彎曲變形計(jì)算方法有(1)按微分方程求解(2)變形能法適用于等直徑軸。適用于階梯軸。復(fù)習(xí)材料力學(xué)相關(guān)內(nèi)容。y三、軸的剛度校核計(jì)算潘存云教授研制TTlφ中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授(jiàoshòu)研制表14-8軸的許用變形量變形種類許用值適用場(chǎng)合變形種類許用值適用場(chǎng)合(0.0003~0.0005)l一般用途的軸≤0.0002l剛度要求較高感應(yīng)電機(jī)軸(0.01~0.05)mn安裝齒輪的軸≤0.01?

(0.02~0.05)m安裝蝸輪的軸滾動(dòng)軸承≤0.05向心球軸承調(diào)心球軸承圓柱滾子軸承圓錐滾子軸承0.001~0.002齒輪處軸截面0.5~1一般傳動(dòng)0.2~0.5較精密傳動(dòng)重要傳動(dòng)撓度/mm轉(zhuǎn)角/rad每米長(zhǎng)的扭角(?)/ml

——支撐間的跨矩<0.25≤0.0016?

——電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子間的間隙mn——齒輪的模數(shù)m

——蝸輪的模數(shù)≤0.001≤0.05≤0.0025中國(guó)地質(zhì)大學(xué)專用(zhuānyòng)