《機械設(shè)計基礎(chǔ) 第4版》 課件 第12章 軸

第12章軸

教學(xué)要求、重點與難點12.1軸的分類和材料12.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計12.3軸的設(shè)計計算小結(jié)作業(yè)教學(xué)要求、重點與難點

一、教學(xué)要求

了解軸的類型和材料；掌握軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及軸徑的估算。

二、教學(xué)重點與難點重點：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及軸徑的估算

。

難點：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計

。

返回章目錄一、軸的用途與分類

1、功用：

1）支承回轉(zhuǎn)零件；2）傳遞運動和動力

2、分類：

1)按承載情況分

（1）心軸——只受彎矩。

心軸12.1軸的分類和材料（2）轉(zhuǎn)軸——受扭矩和彎矩。（3）傳動軸——主要受扭矩。變速箱后橋傳動軸轉(zhuǎn)軸2)按軸線形狀分

(2)階梯軸

（1）光軸(3)曲軸鋼絲軟軸的繞制結(jié)構(gòu)（4）鋼絲軟軸

二、軸的材料及其選擇

碳素鋼——常用45鋼，正火或者調(diào)質(zhì)處理。合金鋼——對應(yīng)力集中較敏感。注意：①采用合金鋼并不能提高軸的剛度。

②軸的熱處理和表面強化可提高軸的疲勞強度。

軸的常用材料的力學(xué)性能，查表12-1。

三、軸設(shè)計的主要內(nèi)容

1.結(jié)構(gòu)設(shè)計。

2.工作能力計算。

軸在變應(yīng)力下工作，易發(fā)生疲勞破壞。返回章目錄設(shè)計要求：

①軸和軸上零件要有準確、牢固的工作位置；

②軸上零件裝拆、調(diào)整方便；

③軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等；

④盡量避免應(yīng)力集中。

一、擬定軸上零件的裝配方案

1.裝配原則：1）軸的結(jié)構(gòu)越簡單越合理；2）裝配越簡單、越方便越合理。12.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計2.工藝要求：力求簡單，便于加工．拆裝砂輪越程槽倒角軸端擋圈套筒1、零件的軸向定位

1）軸肩和軸環(huán)

要求r軸<R孔或r軸<C孔

錯誤

正確二、軸上零件的固定2）套筒

3）軸用圓螺母

錯誤

正確要求軸肩高度<滾動軸承內(nèi)圈高度當(dāng)用軸肩、軸環(huán)、套筒、圓螺母、軸端擋圈進行零件的軸向定位時，為保證軸向定位可靠，要求軸的長度<輪轂的寬度。4）軸端擋圈

5）軸承端蓋

6）彈性擋圈

軸承端蓋與機座間加墊片，以調(diào)整軸的位置。

彈性擋圈定位

周向定位——鍵、銷、緊定螺釘。兩個以上鍵槽．銷孔．螺釘孔在同一加工直線上緊定螺釘圓錐面7）緊定螺釘或銷

2、零件的周向定位

1）鍵2）花鍵3）緊定螺釘、銷

4）過盈配合②同一軸徑軸段上不能安裝三個以上零件。

注意：①與標準零件相配合軸徑應(yīng)取標準值。2、各軸段長度確定

b)轉(zhuǎn)動零件與靜止零件之間必須有一定的間隙。

a)各軸段與其上相配合零件寬度相對應(yīng)。三、各軸段的直徑和長度的確定1、各軸段直徑確定

a)按扭矩估算軸段直徑dmin。b)按軸上零件安裝、定位要求確定各段軸徑，經(jīng)驗值。

四、軸的結(jié)構(gòu)工藝性

1）軸肩圓角r

；2）軸端倒角；

3）砂輪越程槽；

4）螺紋退刀槽；5）同一軸上鍵槽位于圓柱同一母線上，且取相同尺寸。R磨削軸段rhrhh>R>rh>C1>rc1砂輪越程槽對軸肩的要求h=(2~3)ch=0.07d+3~0.1d+5mm返回章目錄一、軸的強度計算用于：①只受扭矩或主要承受扭矩的傳動軸的強度計算

②轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計前按扭矩初估軸的直徑dmin

強度條件：

設(shè)計公式：

放大軸徑：一個鍵槽：3~5%；二個鍵槽：7~10%；然后取標準植。軸上有鍵槽時：1、按轉(zhuǎn)矩估算軸徑12.3軸的設(shè)計計算

2、按當(dāng)量彎矩校核軸徑條件：已知支點、載荷、軸徑。

步驟：

1）作軸的空間受力簡圖；2）求水平面支反力RH1、RH2作水平面彎矩圖；

3）求垂直平面內(nèi)支反力RV1、RV2，作垂直平面內(nèi)的彎矩圖；

4）作合成彎矩圖

5）作扭矩圖；

6）作當(dāng)量彎矩圖

—為將扭矩折算為等效彎矩的折算系數(shù)。

7）校核

危險截面軸的強度；設(shè)計公式：撓度：

偏轉(zhuǎn)角：

二、軸的剛度計算

返回章目錄本章小結(jié)1.軸主要用來支承回轉(zhuǎn)零件以及傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。

2.軸可分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動軸；根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)形狀不同，可分為直軸、曲軸和撓性軸。

3.軸的材料中，優(yōu)質(zhì)碳素鋼成本低，性能好，應(yīng)用廣；合金結(jié)構(gòu)鋼用于高強度、結(jié)構(gòu)要求緊湊的場合。

4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，要滿足強度要求和安裝、