轴的结构设计1要点.ppt

案例教学法 §12—2 轴的结构设计 （一）组织教学（考勤） （二）旧课复习 教师：1、按承受载荷不同，轴分为哪几种？ 学生： 心轴、转轴、传动轴 教师：2、既承受弯矩又承受转矩的是哪种轴？ 学生： 转轴 新课导入： 其实，轴在我们日常生活中非常重要，比如：齿轮传动就是通过齿轮和轴连接起来，传递运动和动力。这节课我们就来学习有关轴的结构设计方面的知识内容。(2min) 下面我们首先看一看轴在典型结构（譬如减速器输出轴）中的应用 一、提出问题 1、轴的设计任务是什么？ 使轴的各部分具有合理的形状和尺寸。（怎样理解？） 2、轴的设计要求有哪些？ 1）轴应便于制造，轴上零件要易于 装 拆；（制造安装） 2）轴和轴上零件要有准确的工作位置；(定位) （有哪些定位方法？） 3）各零件要牢固而可靠地相对固定； (固定) 4）改善应力状况，减小应力集中（有什么可行措施？） 二、解决问题 轴的设计任务： 1、轴的结构形式 轴的结构形式取决于轴上零件的装配方案；为了便于零件拆装，常常做成阶梯轴，如图： 在满足使用要求情况下，应尺寸、形状力求简单，便于加工。 2、轴段的直径和长度确定 1）各轴段直径确定 由于初期设计，轴承及轴上零件位置均不确定，无法求出危险截面直径，采用估算法 ①按类比法初步估算直径 （经验法） 优点： 不需要进行强度计算，结果比较可靠，缩短设计周期 缺点；存在一定的盲目性 ②按扭曲强度初步估算轴的直径 只能初步估算轴的最小直径，应在全面设计完全以后，再对轴进行全面受力分析及强度、刚度计算（在下次课中介绍），初步估算的直径，如果轴段有键槽，应把直径加大，单键增大3%；双键增大7%，然后圆整到标准直径。 （为什么？哪个同学能说说理由？） 2）各段轴的长度确定 ① 主要根据安装零件与轴配合部分的 轴向尺寸（或者考虑安装零件的位移 以及留有间隙）来确定。(举例轴安装齿轮部位） ②确定各段长度应充分保证轴上零件轴 向定位可靠 ③与齿轮、联轴器等相配合部分的轴长， 一般比轮毂的长度短2-3mm. 轴的设计有哪些要求： 1、轴上零件的轴向定位与固定 1）轴肩或轴环定位 （实物举例） 要保证轴的过渡圆角半径r小于相配零件 的倒角尺寸c1或圆角半径r1; 轴肩高度h必须大于c1或 r1，h=(2~3) r1 或c1，非定位轴肩h=1.5~2mm。 可承受较大的轴向力。 轴肩或轴环定位 轴环 2）套筒定位 3）圆螺母定位 承受较大的轴向力，但螺纹处有应力集中  无法采用套筒或套筒太长时，可用双圆螺母 4）轴端挡圈定位， 可承受较大的冲击和振动。 一般对装在轴端上的零件采用 5）轴承端盖定位 6）弹性挡圈定位 轴向力较小时，可采弹性挡圈 7）紧定螺钉定位 轴向力较小时 2、轴上零件的周向定位 1）键联接（包括普通键联接和花键联接） （实物展示） 2）过盈配合 3、轴的结构工艺性 主要考虑的问题： 1）轴的形状应力求简单、阶梯数尽 可能的少（减少加工次数以及应力集中） 2）为了便于轴上零件的装配，轴端应 加工出45（或35、60）倒角，与零件过 盈配合时，轴的装入端常加工倒向圆锥面。 3）在不同轴段开设键槽时，键槽应在 同一母线布置；在同一轴段应对称布置。 4）轴上某一段需要车削螺纹时， 须留出螺纹退刀槽 5）轴段进行磨削加工时需要留出 砂轮越程槽 6）同一轴段直径相近处的圆角、倒角、 键槽等尺寸应尽量相同， 减少刀具数量、节约换刀时间。 4、提高轴的强度和刚度的措施 1）改善轴的受力状况 例如：当轴上有两处动力输出时， 为了减小轴上的载荷，应将输入轮 布置在中间。 2）改善轴的结构，减少应力集中 3）改善轴的表面质量，提高轴的疲劳强度 ①降低表面粗糙度（比如轴承部位） ②进行轴的表面强化处理 （如渗碳、渗氮、喷丸等） 三、举例应用? 结构设计改错 （10min）  四、学生改错练习 （20min） 四、学生改错练习 （20min） 四、学生改错练习 （20min） 四、学生改错练习 （20min） 四、学生改错练习 （20min） 参考答案 1、转动件与静止件接触 1）联轴器左端与右端之间不能接触，