1、第四篇：轴系零部件轴、轴承、联轴器 第十一章 轴 111 概述 一、轴的用途与分类 1、功用：1）支承回转零件；2）传递运动和动力 2、分类：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 整理课件按轴线形状分 直轴：阶梯轴 光轴曲轴：空心轴和钢丝软轴 整理课件二、轴的材料及其选择 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。表11-1 三、轴设计的主要内容 结构设计 工作能力计算 整理课件112 轴的结构设计 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
2、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、方便越合理二、轴上零件的定位整理课件1、零件的轴向定位 1）轴肩和轴环 要求r轴R孔或r轴C孔 错误 正确整理课件2）套筒 3）轴用圆螺母 错误 正确要求轴肩高度滚动轴承内圈高度整理课件当用轴肩、轴环、套筒、圆螺母、轴端挡圈进行零件的轴向定位时，为保证轴向定位可靠，要求L轴L毂4）轴端挡圈 错误 正确正确 II II I III II I I12IIIIIIIIIIII12整理课件5）轴承端盖 6）弹性挡圈 7）锁紧挡圈、紧定螺钉或销 轴承端盖与机座间加垫片，以调整轴的位置 IIIIIIIII
3、III12整理课件8）圆锥面（+挡圈、螺母）2、零件的周向定位 1）键2）花键整理课件3）紧定螺钉、销 4）过盈配合三、各轴段的直径和长度的确定1、各轴段直径确定 a)按扭矩估算轴段直径d min ，公式11-2b)按轴上零件安装、定位要求确定各段轴径，经验值 整理课件同一轴径轴段上不能安装三个以上零件。注意：与标准零件相配合轴径应取标准植2、各轴段长度 转动零件与静止零件之间必须有一定的间隙。各轴段与其上相配合零件宽度相对应四、轴的结构工艺性 1）轴肩圆角r 2）轴端倒角 3）砂轮越程槽 4）螺纹退刀槽 1.6整理课件5）同一轴上键槽位于圆柱同一母线上，且取相同尺寸IIIIIIIIIIII1
4、2整理课件轴系结构改错四处错误正确答案三处错误正确答案整理课件两处错误1.左侧键太长，套筒无法装入2.多个键应位于同一母线上整理课件113 轴的强度计算 一、按扭转强度条件计算用于：只受扭矩或主要承受扭矩的传动轴的强度计算 结构设计前按扭矩初估轴的直径dmin 强度条件 2.01055.936TTTdnPWT设计公式 30361055.95nPAnPdT放大轴径：一个键槽：35%二个键槽：710%取标准植轴上有键槽时：整理课件二、按弯扭合成强度条件计算条件：已知支点、扭距，弯矩 步骤：1、作轴的空间受力简图L1ATRv1Rv1RH1BCFtFrFaDRH2Rv2L2L3FtRH1MHRH2MH
5、FrRv1=FaRv1FaRv2Mv1Mv2M1M2MvMMMcaMca1Mca2TMa=FaD2(a)(b)(c)(d)(e)(f)整理课件2、求水平面支反力RH1、RH2作水平面弯矩图 L1ATRv1Rv1RH1BCFtFrFaDRH2Rv2L2L3FtRH1MHRH2MHFrRv1=FaRv1FaRv2Mv1Mv2M1M2MvMMMcaMca1Mca2TMa=FaD2(a)(b)(c)(d)(e)(f)整理课件3、求垂直平面内支反力RV1、RV2，作垂直平面内的弯矩图 4、作合成弯矩图 22VHMMML1ATRv1Rv1RH1BCFtFrFaDRH2Rv2L2L3FtRH1MHRH2MH
6、FrRv1=FaRv1FaRv2Mv1Mv2M1M2MvMMMcaMca1Mca2TMa=FaD2(a)(b)(c)(d)(e)(f)L1ATR v1Rv1RH 1BCFtFrFaDRH 2Rv2L2L3FtRH 1MHRH 2MHFrR v1=FaRv1FaRv2Mv1Mv2M1M2MvMMMc aMc a1Mc a2TMa=FaD2(a)(b)(c)(d)(e)(f)整理课件5、作扭矩图 6、作当量弯矩图 22)(TMMca为将扭矩折算为等效弯矩的折算系数 L1ATRv1Rv1RH1BCFtFrFaDRH2Rv2L2L3FtRH1MHRH2MHFrRv1=FaRv1FaRv2Mv1Mv2M
7、1M2MvMMMc aMc a1Mc a2TMa=FaD2(a)(b)(c)(d)(e)(f)L1ATR v1Rv1RH 1BCFtFrFaDRH 2Rv2L2L3FtRH 1MHRH 2MHFrR v1=FaRv1FaRv2Mv1Mv2M1M2MvMMMc aMc a1Mc a2TMa=FaD2(a)(b)(c)(d)(e)(f)整理课件7、校核 危险截面轴的强度bcacacacadMdMWM1.0321133311.0bcaMd设计公式 三、轴的安全系数校核计算1、疲劳强度校核 SSSSSSca22)(1maKS)(1maKS2、静强度校核校核轴对塑性变形的抵抗能力 整理课件114 轴的刚
8、度及振动稳定性 一、轴的刚度计算 1、弯曲刚度 挠曲线方程：EIXMdxyd)(22挠 度：yy 偏转角：cmrey整理课件2、扭转刚度 M PGITL二、轴的振动稳定性及临界转速 弯曲振动（横向）扭转振动 轴向振动（纵向）临界转速 轴引起共振时的转速cn整理课件弯曲临界转速的计算 轴的临界角速度 mkCk=mg/y0 0/ygC011946260yncc刚性轴：185.0cnn 挠性轴：2185.015.1ccnnnecmm gcmrey整理课件115 提高轴的强度、刚度和减轻轴的重量的措施 一、改进轴的结构，减少应力集中 rr(a)rr(a)d1d1.05ddr整理课件二、合理布置轴上零件以减少轴的载荷 三、改进轴上零件的结构，减小轴的载荷QQ(a)(b)T1T4T3T2T1T3T443214312T2整理课件四、选择受力方式以减小轴的载荷，改善轴的强度和刚度(a)(a)整理课件五、改进表面质量提高轴的疲劳强度整理课件
