8.2轴的结构设计.ppt

目录 §8.1 概述 （Introduction） 一、轴的分类 一、轴的分类 §8.1 概述 （Introduction） 一、轴的分类 §8.1 概述 （Introduction） 二、轴的常用材料 二、轴的常用材料 §8.2 轴的结构设计 一、轴的各部分名称 §8.2 轴的结构设计 §8.2 轴的结构设计 §8.2 轴的结构设计 §8.2 轴的结构设计 §8.2 轴的结构设计 §8.2 轴的结构设计 §8.2 轴的结构设计 §8.3 轴的强度计算 §8.3 轴的强度计算 §8.3 轴的强度计算 §8.3 轴的强度计算 本章结束 * 第八章 轴 东北大学国家工科机 械基础课程教学基地 § 8.2 轴的结构设计 § 8.3 轴的强度计算 § 8.1 概述 1、按承载分 心 轴：只受弯矩M 转 轴：承受弯矩M+扭矩T 传动轴：只受扭矩T 2 按轴的形状 常用材料：优质碳钢 45，35，50 正火或调质 一般的轴：普通碳钢 Q235，Q275 重要的轴：合金钢 40Cr，35SiMn 调质 表面淬火 注：①高强材料对应力集中敏感 ②轴的刚度不足时，应加大轴的截面，减小跨距 三、轴设计的基本准则 1、 具有足够的强度和刚度， 使用中不发生断裂和过大的弹性变形 2、 结构合理 二、轴上零件的轴向定位 1、轴肩或轴环 ①h=（2～3）C=(2～3)R (h=3～5mm) ②rR ,rC ③与标准件配合的轴段 d,h,r参考标准件确定 2、轴套(活动的轴肩或轴环) ①轴套的径向尺寸参照定位轴肩确定 ②轴套定位的零件:轮毂长-轴段长=2～3mm ③轴套与轴为过渡配合 定位结构要求 常用定位方法 3、其他轴向定位方法 紧定螺钉（图8-16a，e） 弹性挡圈（图8-16b） 轴端挡圈（图8-16c，f） 圆 螺 母（图8-16d） 紧定螺钉（图8-16a，e） 弹性挡圈（图8-16b） 圆 螺 母（图8-16d） 轴端挡板（图8-16c，f） 常用轴向定位方法 4、轴系整体轴向定位—轴承端盖 三、轴上零件的周向定位--键,花键,销，紧配合 四、轴的结构工艺性 1、减少应力集中 ①轴的圆角尽可能大，重载轴r≥0.1d ②相邻轴段直径差不要太大 ③减少应力集中的常用结构形式（图8-13，8-14） 常用周向定位方法 2、加工方便 ①轴的形状力求简单,减少轴段的变化. ②轴的所有键槽在一条直线上,圆角尽量统一 ③有必要的螺纹退刀槽,砂轮越程槽 3、装拆方便 ①轴端有45°倒角 ②非定位轴肩，h=0.5 ～1mm ③零件间留必要的轴向间隙 ④滚动轴承定位轴肩低于轴承内圈厚度 4、轴上零件合理布置—改变轴的受力状态 四、轴的设计步骤 2、确定最小轴径dmin 按轴只受扭矩作用 设计式: A =110～160,材质好、弯矩小、载荷平稳取小值 1、确定轴上零件的装配方案-装配方案影响结构 3、考虑轴上零件的定位和装拆要求，确定各轴段的径向尺寸 —由外向内 4、考虑轴上零件的定位和装拆要求，确定各轴段的轴向尺寸 —由内向外 5、精确校核轴的强度 一、弯扭合成强度计算 1、绘出轴的空间受力图 2、外载荷向轴线简化 3、空间力系分解为: XY（V面）、XZ（H面）力系和扭矩力系 4、求解XY平面力系得支反力和弯矩， 并作弯矩图 5、求解XZ平面力系得支反力和弯矩， 并作弯矩图 6、求合成弯矩,作合成弯矩图 7、计算扭矩，作扭矩图 8、求当量弯矩,作当量弯矩图 —应力折算系数(将 ) 考虑T引起的τ与M引起的σ循环特性不同，将τ折算成等效的σ 9、校核危险截面强度 或 注：键槽削弱轴的强度,一个键槽,轴径d 加大4~5%, 两个键槽,轴径d 加大7~10% （1）轴单向稳定运转, τ为静应力 （2）频繁启动或扭矩波动, τ为脉动变应力 （3）轴频繁正反转,τ为对称循环变应力 二、按疲劳强度计算安全系数 考虑应力集中、尺寸因素、表面状态对轴疲劳强度的影响 三、按静强度计算轴的安全系数 对瞬时过载较大的轴，按尖峰载荷计算静强度 ——仅受弯矩作用时的静强度安全系数