机械设计基础第2版教学课件作者柴鹏飞主编4第11章轴课件.ppt

轴的强度计算 3.轴的结构设计并绘制草图 ① 轴的结构分析：要确定轴的结构形状，必须先确定轴上零件的装拆顺序和固定方式，因为不同的装拆顺序和固定方式对应着不同的轴的形状。 本题考虑齿轮从轴的右端装人，齿轮的左端用轴肩（或轴环）定位和固定，右端用套筒固定。因单级传动，一般将齿轮安装在箱体中间，轴承安装在箱体的轴承孔内，相对于齿轮左右对称为好，并取相同的内径，最后确定轴的形状如图 11-14 所示。 点击看结构图 轴的强度计算 返回上一页 轴的强度计算 ② 确定各段的直径：根据轴各段直径确定的原则，本题中各段直径选取如下：轴段 ① 的直径为最小直径，已由前面的计算确定为 d1＝ 42mm ； 轴段 ② 要考虑联轴器的定位和安装密封圈的需要，取 d2= 50mm ，取定位轴肩高 h = ( 0 . 07 ～ 0 . 1 ) d1； 轴段 ③ 安装轴承，为便于装拆应取 d3 d2，且与轴承的内径标准系列相符，故取 d3 = 55mm （轴承型号为 6311 ) ； 轴段 ④ 安装齿轮，此直径尽可能采用推荐的标准系列值，但轴的尺寸不宜取的过大，故取 d4 =56mm ； 轴段 ⑤ 为轴环，考虑左面轴承的拆卸以及右面齿轮的定位和固定，取轴径 d5 = 65mm ； 轴段 ⑥ 取与轴段 3 同样的直径，即d6= 55mm。 轴的强度计算 ③ 确定各轴段的长度： 为保证齿轮固定可靠，轴段 ④ 的长度应略短于齿轮轮毅的长度（设齿轮轮毂长与齿宽b相等，为 70mm ） ，取 L4 = 68mm。 为保证齿轮端面与箱体内壁不相碰，应留一定间隙，取两者间距为15 mm ，为保证轴承含在箱体轴承孔内，并考虑轴承的润滑，取轴承端面距箱体内壁距离为 5mm （图示为油润滑，如为脂润滑应取大些），故轴段 ⑤ 长度为 L5 = （15 + 5）mm = 20mm。 根据轴承内圈宽度 B = 29mm ，故取轴段 ⑥ L6 = 31mm。 因两轴承相对齿轮对称，故取轴段 ③ L3 = （ 2 + 20 + 29 ） mm = 51mm ； 轴的强度计算 为保证联轴器不与轴承端盖联接螺钉相碰，并使轴承盖拆卸方便，联轴器左端面与端盖间应留适当的间隙，再考虑箱体和轴承端盖的尺寸取定轴段 ② 的长度，经查 《 机械零件设计手册 》 ，取 L2 = 48mm ；根据联轴器轴孔长度 L1= 84 mm , （见 《 机械零件设计手册 》 ，本题选用弹性套柱销联轴器，型号为 TL7 , J 型轴孔），取 L1= 82mm 。 因此，全轴长 L =（82 + 48 + 51 + 68 + 20 + 31 ）mm = 300mm 。 轴的强度计算 ④ 两轴承之间的跨距 L：因深沟球轴承的支反力作用点在轴承宽度的中点，故两轴承之间的跨距 L= （70 + 20×2 + 14.5×2） mm = 139mm 。 4 ）按扭转和弯曲组合进行强度校核 ① 绘制轴的计算简图：对于图 11-15a 所示的轴，将载荷简化，两端轴承视为一端活动铰链，一端固定铰链，其受力简图如图 11-15b 所示。 轴的强度计算 轴的强度计算 轴的强度计算 轴的强度计算 轴的强度计算 轴的强度计算 一般设计过程e、f方法任选一种即可。 5）轴的工作图绘制（见图11-16） 轴的强度计算 轴的强度计算 轴的强度计算 轴的强度计算 下图是一轴系部件的结构图，在轴的结构和零件固定方面存在一些不合理的地方，请在图上标出不合理的地方，说明不合理的现象，最后画出正确的轴系部件的结构图。 实 例 分 析 轴结构改错图 返回1 返回2 序号1处有三处不合理的地方：①联轴器应打通；②安装联轴器的轴段应有定位轴肩；③安装联轴器的轴段上应有键。 序号2处有三处不合理的地方：①轴承端盖和轴接触处应留有间隙；②轴承端盖和轴接触处应装有密封圈；③轴承端盖的形状这个当然可以用，但不如改为下面改正图中的那样，即加工面与非加工面分开。 序号3处有二处不合理的地方：①安装轴承端盖的部位应高于整个箱体，以便加工；②箱体本身的剖面不应该画剖面线。 序号4处有一处不合理的地方：①安装轴承的轴段应高于前面的轴段留有一个轴肩，以便轴承的安装。 实 例 分 析 序号5处有二处不合理的地方：①安装齿轮的轴段长度应比齿轮的宽度短一点，以便齿轮更好的定位；②这里套筒直径太大，套筒的最大直径应小于轴承内圈的最小直径，以便轴承的拆卸。