第9章知識(shí)資料軸

第九章軸

帶式運(yùn)輸機(jī)

二級(jí)圓柱齒輪減速器

蝸桿傳動(dòng)

輪系§9-1軸的分類(lèi)和材料§9-2軸的結(jié)構(gòu)§9-3軸的計(jì)算主要內(nèi)容一、軸的分類(lèi)1、按軸的軸線形狀分：

直軸、曲軸、撓性軸。2、按軸承受的載荷性質(zhì)分：轉(zhuǎn)軸、心軸、傳動(dòng)軸。3、按軸的外部結(jié)構(gòu)形狀分：光軸、階梯軸。4、按軸的截面形狀分：實(shí)心軸、空心軸?！?-1軸的分類(lèi)和材料

直軸

曲軸內(nèi)燃機(jī)撓性軸轉(zhuǎn)軸、心軸、傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)軸：工作時(shí)既承受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩的軸。心軸：只承受彎矩而不傳遞轉(zhuǎn)矩的軸。心軸又分為：轉(zhuǎn)動(dòng)心軸、固定心軸。傳動(dòng)軸：用來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩的軸。轉(zhuǎn)軸

一級(jí)減速裝置中的轉(zhuǎn)軸實(shí)例心軸轉(zhuǎn)動(dòng)心軸固定心軸傳動(dòng)軸光軸和階梯軸價(jià)格低廉對(duì)應(yīng)力集中的敏感性小調(diào)質(zhì)或正火處理機(jī)械強(qiáng)度較高淬透性較好價(jià)格較高，用于特殊要求和重要軸對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較高碳素鋼（常用30、40、45、50號(hào)，其中45號(hào)鋼最常用）合金鋼（常用20Cr、40Cr、35SiMn、35CrMo）軸的材料軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要要求是：1、滿足使用要求：ａ、周向固定；ｂ、軸向固定。2、良好的結(jié)構(gòu)工藝性：ａ、加工工藝性；ｂ、裝配工藝性。3、提高軸的疲勞強(qiáng)度：ａ、改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)形狀；ｂ、改善軸的表面狀態(tài)?！?-2軸的結(jié)構(gòu)

減速器低速軸結(jié)構(gòu)圖一、滿足使用的要求為實(shí)現(xiàn)軸的功能，必須保證軸上零件有準(zhǔn)確的工作位置，要求軸上零件沿周向和軸向固定。

1、周向固定鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接成形聯(lián)接彈性環(huán)聯(lián)接聯(lián)銷(xiāo)接過(guò)盈配合聯(lián)接（１）軸肩和軸環(huán)２、軸向固定方法（2）套筒固定（3）圓螺母固定（4）軸端擋圈固定（5）彈性擋圈固定（6）緊定螺釘與鎖緊擋圈緊定螺釘鎖緊擋圈（7）錐面

裝拆方便，可兼作周向固定。宜用于高速、沖擊及對(duì)中性要求高的場(chǎng)合。只用于軸端。常與軸端擋圈聯(lián)合使用，實(shí)現(xiàn)零件的雙向固定。二、良好的結(jié)構(gòu)工藝性1、加工工藝性：

退刀槽、越程槽以及鍵槽的布置等。2、裝配工藝性：ａ、合理的階梯軸直徑；ｂ、軸端倒角；ｃ、滿足軸承裝拆要求等。三、提高軸的疲勞強(qiáng)度1改善軸的結(jié)構(gòu)形狀增加過(guò)度軸環(huán)加工內(nèi)凹圓角2、加工卸載槽減少應(yīng)力集中

配合軸段上的卸載槽輪轂上的卸載槽3合理布置軸上零件，使受載減小3、改善軸的表面狀態(tài)采用滾壓、噴丸或滲碳、氰化、氮化、高頻淬火等表面強(qiáng)化處理方法，有助于極大地提高軸的承載能力。錯(cuò)誤1.左側(cè)鍵太長(zhǎng)，套筒無(wú)法裝入2.多個(gè)鍵應(yīng)位于同一母線上四處錯(cuò)誤正確答案三處錯(cuò)誤正確答案軸的強(qiáng)度計(jì)算主要有三種方法：１、按許用切應(yīng)力計(jì)算；２、按許用彎曲應(yīng)力計(jì)算；

３、安全系數(shù)校核計(jì)算?！?-3軸的計(jì)算

一、軸的強(qiáng)度計(jì)算1、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算

適用于只承受轉(zhuǎn)矩的軸的精確計(jì)算，也可用于既受彎矩又受扭矩的軸的近似計(jì)算。對(duì)于只傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩的圓截面軸，其強(qiáng)度條件為：對(duì)于既傳遞轉(zhuǎn)矩又承受彎矩的軸，設(shè)計(jì)公式：

注：當(dāng)軸所受彎矩較小或只受轉(zhuǎn)矩時(shí)，C取小值，否則取較大值；若求的直徑的軸段上開(kāi)有鍵槽時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增大軸徑，單鍵增大4%-5%,雙鍵增大7%-10%。軸的材料Q235、20

4540Cr35SiMn35CrMo[τ]

/MPa12~2030~4040~52C159~135118~106106~97因σb和τ的循環(huán)特性不同，折合后得：二、按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度條件為：l1l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)；α----折合系數(shù)Me---當(dāng)量彎矩材料σb[σ+1b][σ0b][σ-1b]40013070405001707545600200955570023011065800270130759003001408010003301509050012070404001005030表14-3軸的許用彎曲應(yīng)力碳素鋼合金鋼鑄鋼折合系數(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)。靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力設(shè)計(jì)公式：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)。設(shè)計(jì)公式：材料σb[σ+1b][σ0b][σ-1b]40013070405001707545600200955570023011065800270130759003001408010003301509050012070404001005030表14-3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)。設(shè)計(jì)公式：材料σb[σ+1b][σ0b][σ-1b]40013070405001707545600200955570023011065800270130759003001408010003301509050012070404001005030表14-3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

按彎扭合成強(qiáng)度

計(jì)算軸徑的一般步驟如下：（1）畫(huà)出軸的空間受力簡(jiǎn)圖；（2）將外載荷分解到水平面和垂直面內(nèi)；（3）作垂直面彎矩MV

圖和水平面彎矩MH圖；（4）作合成彎矩M

圖；（5）作轉(zhuǎn)矩T圖；（6）作當(dāng)量彎矩Me圖；（7）強(qiáng)度計(jì)算（確定危險(xiǎn)剖面、強(qiáng)度校驗(yàn)或軸徑計(jì)算）3、按許用安全系數(shù)校核軸的疲勞強(qiáng)度該方法是考慮軸上變應(yīng)力的循環(huán)特性、應(yīng)力集中、表面質(zhì)量及尺寸因素等對(duì)軸疲勞強(qiáng)度影響的精確校核方法。對(duì)2點(diǎn)取矩例：計(jì)算某減速器輸出軸危險(xiǎn)截面的直徑。已知作用在齒輪上的圓周力Ft=17400N,徑向力，F(xiàn)r=6140N,軸向力Fa=2860N,齒輪分度圓直徑d2=146mm,作用在軸右端帶輪上外力F=4500N（方向未定）,L=193mm,K=206mmL/2LKFtFrFaFFAFaFrF1vF2v12解：1)求垂直面的支反力和軸向力=Fad2aadMavM’avFtF1HF2HMaHF1FF2F2)求水平面的支反力L/2LKFtFrFaFFAFaFrF1vF2v12=Fad2aadF3)求F力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力4)繪制垂直面的彎矩圖5)繪制水平面的彎矩圖MaMavM’avFtF1HF2HMaHF1FF2FM2F6)求F力產(chǎn)生的彎矩圖L/2LKFtFrFaFFAFaFrF1vF2v12=Fad2aadF7)繪制合成彎矩圖考慮F可能與H、V內(nèi)合力共面a-a截面F力產(chǎn)生的彎矩為：MaFM’aM