轴的常用材料、结构设计、强度设计.ppt

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1、内容：,轴的功用,轴的常用材料、结构设计、强度设计,支承回转零件,传递运动和动力,第 十 六 章 轴和连轴器,1.按轴线的形状分,一、分类,挠性钢丝轴,第一节 轴的分类,直轴,曲轴,轴颈,与轴承配合的轴段,轴肩,支承传动零件、联轴器等，并与这些零件保持一定的配合的轴段,轴身,联接轴头与轴径的轴段,轴头,按轴段所起的作用不同，阶梯轴的轴段可分为三类：,轴环,转动心轴,固定心轴,2.按承载情况分：,转轴扭矩和弯矩,心轴只受弯矩,传动轴主要受扭矩,1.选材料,3.轴的结构设计,4.强度校核,设计步骤：,2.估算轴径,合理的结构、足够的强度,二、轴的设计要求和一般设计步骤,球墨铸铁适用于曲轴、凸轮轴等

2、形状复杂的轴,碳素钢常用45，正火调质,合金钢对应力集中较敏感。,注意：采用合金钢并不能提高轴的刚度。,轴的热处理和表面强化可提高轴的疲劳强度。,三轴的材料及其选择,三、轴的材料及其选择,最小直径,C计算系数，见表15-3,四、轴的基本直径的估算,第二节 轴的设计,要求：,轴和轴上零件要有准确、牢固的工作位置,轴上零件装拆、调整方便,轴应具有良好的制造工艺性等,尽量避免应力集中,一、拟定轴上零件的装配方案,原则：1）轴的结构越简单越合理,2）装配越简单、方便越合理,rCa,要求：,b=1.4a,a=(0.070.1)d,二、轴上零件的定位,1、零件的轴向定位,轴肩和轴环,rRa,套筒,L=B-

3、(13）mm,不宜用于高转速轴,正确,轴端挡圈,错误1,可承受较大轴向力,轴用圆螺母,L=B-(13）mm,错误2,弹性挡圈,对中性好，只用于轴端,轴向力小,常用于轴承的固定,7）锁紧挡圈、紧定螺钉或销,圆锥面（+挡圈、螺母）,2、零件的周向定位,键,花键,紧定螺钉、销,(4)过盈配合,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,三、轴的结构工艺性,7.非定位轴肩的高度一般为：0.53mm,9.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

4、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,三处错误,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,第三节 联 轴 器,联轴器与离合器：,相同点：,联接两轴、传递运动和转矩,不同点：,联轴器联接的两轴只有停车后经拆卸才能分离,离合器联接的两轴可在机器工作中方便地实现分离与接合,两轴间可能产生的相对位移：,一、联轴器的类

5、型、结构和特性,机械式联轴器、液力联轴器、电磁式联轴器,1）刚性固定式联轴器,套筒联轴器,凸缘联轴器,夹壳式联轴器,允许的位移：,30,y0.04d,2）刚性可移式联轴器,十字滑块联轴器,欲使两轴角速度相等：,中间件两端的叉面必须位于同于平面内,两轴与中间件的夹角相等,万向联轴器（双）,齿轮联轴器,2、弹性联轴器,1）弹性套柱销联轴器,2）弹性柱销联轴器,3）轮胎联轴器,载荷平稳的低速轴，轴的刚度大而对中严格 固定式联轴器,冲击、振动较大，有相对位移的高速轴 弹性可移式联轴器,载荷平稳的低速轴，轴的刚度小，有相对位移 刚性可移式联轴器,T工作转矩,K工作情况系数,对角位移较大的两轴万向联轴器,Tn标称转矩,二、联轴器的选择,1、选联轴器类型:,2、确定计算扭矩Tc:,nn,由d、Tc、n定型号（按标准）,3、定型号,4、校核转速,5、协调轴孔直径,6、规定部件安装精度,