吉林大学机械设计课件--第8章-1、2、3节 轴

§8－1概述一.轴的分类分类：按受载情况分为转轴、心轴、传动轴第8章轴功用:支承传动件并传递动力和运动MMTTT转轴:受弯矩和扭矩心轴:只承受弯矩传动轴:只承受扭矩按轴线的形状分挠性钢丝轴直轴曲轴二、轴设计中的主要内容轴的结构设计轴的承载能力计算刚度振动稳定性强度三.轴的材料碳素钢、合金钢合金钢的强度（)高于碳钢。1,s,B合金钢和碳钢的弹性模量E相近,故改变材料对轴的刚度影响不大。材料种类的选择取决于强度和耐磨性。§8-2轴的结构设计1、轴的受力合理，满足承载能力要求；3、轴上零件定位可靠；2、轴上零件装拆方便；4、轴具有良好的工艺性。已知条件：轴系装配简图、轴上零件的尺寸、传动的功率P和转速n。轴的结构和尺寸应使：一、拟定轴上零件装配方案方案一方案二二、轴上零件的轴向定位1、轴肩和轴环为能拆卸轴承，应使hδ。hδBlr＜C＜a要求：b=1.4aa=(0.07～0.1)dr＜R＜aaaaa3、圆螺母固定2、套筒定位｝为保证零件定位可靠，应使lB。Bl正确错误1L=B-(1～3）mm错误25、锥形轴端与轴端挡圈定位4、弹簧挡圈定位轴上零件的周向固定：键联接36Td2.0nP1055.9WT作为转轴的轴端直径30minnPAd按扭转强度求最小轴径：三、确定轴的各段直径和长度按轴上零件的装配方案和结构要求，确定各段轴径和长度，基本原则：mind4、各段长度要考虑零件的定位、装配、运转空间尺寸等。确定各段轴径和长度的基本原则：1、与标准件配合处直径按标准件取值；2、与非标准件配合处直径取标准尺寸；3、非配合直径的轴肩高度要保证定位可靠、装拆方便；mind四、轴的结构工艺性螺纹退刀槽砂轮越程槽两个键槽布置在同一母线上§8－3轴的计算一、轴的强度计算1、按扭转强度计算36Td2.0nP1055.9WT30nPAd轴端有弯矩时，取大值。0A2、按弯扭合成强度计算转轴｛弯矩M扭矩TTWTWM传动轴直径转轴的最小直径WTM42222ca按第三强度理论：t－1r=转轴弯曲应力的循环特性扭转剪应力的循环特性取决于扭矩作用性质：当扭矩频繁正反作用时，r=;T当扭矩单向不连续作用时，r=0;当扭矩不变化时，r=+1;－1SWTM4s2222ca12222caW)T(M4材力：静强度转轴设计：疲劳强度应力折算系数，根据扭矩T的作用性质定：当扭矩频繁正反作用（r=-1)时,=1；当扭矩单向不连续作用（r=0)时,=0.6;当扭矩不变化（r=+1)时，=0.3。是考虑弯曲和扭转应力循环特性不同的应力折算系数。对于心轴，T=0,1caWM3、按安全系数法的精确校核计算ma1KSkKSSSSSS22ca二、轴的刚度计算三、轴的临界转速计算计算截面有多个应力集中源时，有效应力集中系数应取大值。例题：设计减速器输出轴3、求轴传递的功率、转速、扭矩23221ⅢPPi1ⅢnnⅢⅢ63nP1055.9T4、按扭转强度求最小轴径mm6.43nPAd3ⅢⅢ0min1、2详见P2035、轴的结构设计605560647672488250319072566、按弯扭合成强度校核(1)、画轴计算简图N1116tgcosFFntrN643tgFFtaN2998coszmT2dT2Fn33t(2)、计算轴上外力—齿轮受力(3)、求支反力(4)、计算轴的弯矩，并画弯矩图(5)、画轴计算简图T2V2HMMMrFaFtF1HR2HR2VR1VRntF1HR2HRHMVMrFaMaF1VR2VR单向转动，取α=0.6MPa60MPa61.15W)T(M122ca7、按安全系数法精确校核计算计算截面有三个应力集中源，有效应力集中系数应取大值。mindk(6)、计算并画当量弯矩图3.多键槽开在同一直线上2.越程槽、退刀槽1.轴的直径变化应尽可能少轴的结构工艺性总结①②③④IIIIIIIIIIII127.非定位轴肩的高度一般为：0.5～3mm9.固定滚动轴承的轴肩高度应小于轴承内圈厚度8.轴端应有倒角6.阶梯轴直径常为中间大两端小5.配合段直径取标准值4.在可能情况下，应使过度圆角、倒角、键槽、越程槽、退刀槽、中心孔等尺寸分别相等，并符合标准。指出图中轴结构设计中的不合理之处，并绘出改进后的结构图2.齿轮右侧未作轴向固定1.轴两端均未倒角7.轴端挡圈未直接压在轴端轮毂上6.齿轮与右轴承装卸不便3.齿轮处键槽太短4.键槽应开在同一条直线上5.左轴承无法拆卸轴系结构改错四处错误正确答案两处错误1.左侧键太长，套筒无法装入2.多个键应位于同一母线上