第15章 轴课件.ppt

第15章 轴 15.1 概述 15.2 轴的结构设计 15.3 轴的计算 15.4 轴的设计 15.1 概述 一、轴的功用 二、轴的分类 三、轴设计的主要问题 四、轴的材料及其选择 一、轴的功用 1、支承旋转或摆动零件； 2、传递运动或动力； 3、承受扭矩或弯距； 二、轴的分类 根据轴的承载情况可分为： 转轴：既承受弯距又承受转矩。如减速器的轴。 传动轴：传递转矩而不承受弯距或弯距很小的轴。 如汽车传动轴。 心轴：只受弯距，不受转矩。如火车车轮轴。 按轴线形状： 直轴： 按外形的不同分：光轴和阶梯轴 曲轴：往复机械的专用零件 钢丝软轴：可将回转运动灵活地输送到任何空间位置 ，其轴线可任意弯曲。 三、轴设计的主要问题 结构设计 轴的结构设计要求 1、受力合理，尽量减少应力集中； 2、轴上零件的定位和固定可靠； 3、有利于装拆、调整和具有良好的工艺性 工作能力计算 轴的强度、刚度、振动稳定性等。 强度：防止断裂 刚度：防止过大的变形 振动稳定性：高速轴，防止共振破坏 四、轴的材料及其选择 要求：具有足够的疲劳强度，较低的应力集中敏感性和良 好的加工性能，此外还应考虑经济性、工艺性等。 1、碳钢 对应力集中敏感性较低，可通过热处理提高其耐磨性和疲劳强度，且价廉易加工，应用广泛。30～50钢，调质或正火 2、合金钢 具有较高的综合力学性能和热处理性能，但对应力集中较敏感，价贵，因此多用于重要场合，传递大功率，耐磨等特殊要求场合下。 3、球墨铸铁 易铸造成复杂形状，吸振，耐磨性好，但铸件质量不宜控制，可靠性差。 15．2 轴的结构设计 一、轴的组成（阶梯轴） 二、轴的结构设计 三、轴的结构设计中要解决的几个问题 四、提高轴的强度的常用措施 五、轴的结构工艺性 六、装配方案 轴上零件的装配过程 例题 习题1 习题2 一、轴的组成（阶梯轴） 轴头： 安装轮毂部分（直径应取标准值，大小由与之相配合部件的内孔决定） 轴颈(位置：端轴径、中轴径) （受力:径向轴径、止推轴径） 轴上被支承部分（直径应取标准值） 轴身： 联接轴颈和轴头的部分 （整数，最好为偶数或5进位的数） 轴肩、轴环、轴段 二、轴的结构设计 1、结构设计： 主要是确定轴的结构形状和尺寸。 2、轴的结构和形状取决于下面几个因素： 1）轴的毛坯种类； 2）轴上作用力的大小及其分布情况； 3）轴上零件的位置、配合性质以及联接固定的方法； 4）?轴承的类型、尺寸和位置； 5）?轴的加工方法、装配方法以及其他特殊要求。 设计时要全面综合的考虑各种因素。一般在进行结构设计时的已知条件:有机器的装配简图、轴的转速、传递的功率、轴上零件的主要参数和尺寸等。 三、轴的结构设计中要解决的几个问题 （1）、拟定轴上零件的装配方案 就是预定出轴上主要零件的装配方向、顺序和相互关系。 （2）、轴上零件的定位 （3）、各轴毂直径和长度的确定 （1）、拟定轴上零件的装配方案 装配方案 预定出轴上主要零件的装配方向、顺序和相互关系。 轴上零件的装配方案不同，则轴的结构形状也不相同。设计时可拟定几种装配方案，进行分析与选择。 （2）、轴上零件的定位 1、轴上零件的轴向固定(内圈紧固方法） （1）轴肩或轴环 （2）轴端挡圈与圆锥面 （3）定位套筒与圆螺母 （4）弹性挡圈与紧定螺钉 *(外圈紧固方法） 2、轴上零件的周向固定 例题 （1）轴肩或轴环 简单可靠，能承受较大的轴向力，应优先使用，只能单向固定。 （2）轴端挡圈与圆锥面 轴端挡圈常用于轴端零件的固定； （3）定位套筒与圆螺母 套筒用于两个零件相隔距离不大时的固定，结构简单，装拆方便，且可减少轴的阶梯数和应力集中。不宜用于高速。 圆螺母与止动垫圈作轴向固定，可承受较大轴向力。适用于滚动轴承的轴向固定，轴上相邻零件间距较大. （4）弹性挡圈与紧定螺钉 用于轴向力较小或仅为防止零件偶然沿轴向滑动的场合。 *(外圈紧固方法） 2、轴上零件的周向固定 目的：传递转矩，防止零件与轴产生相对 滑动。 （1）键联接 （2）花键联接 静、动联接，承载能力高，有较高的定心性和导向性 （3）过盈联接 利用零件间的过盈量来实现联接 （4）成形联接 （5）销联接 （6）弹性环联接 （1）键联接 （2）花键联接 （3）过盈联接 （4）成形联接 （5）销联接 （6）弹性环联接 （3）、各轴毂直径和长度的确定 先按扭矩估算轴的最小直径，再从两端到中间，按结构或装配要求逐一确定各段轴的直径。 ◆ 轴承、联轴器、密封圈处采用标准直径； ◆ 安装标准件的轴径，应满足装配尺寸要求。 ◆有配合要求的零件要便于装拆。 ◆应保证轴上零