第11章轴预案.ppt

? ? ? 本章教学内容 小 结 §11-1 概述 §11-2 轴的结构设计 §11-3 轴的强度计算 第一节 概述 作用：支承作回转运动的零件（如齿轮、带轮、链轮、凸轮、车轮、蜗轮等）； 传递运动和动力。 一、轴的分类 1.按轴线的形状，分为： 如用于发动机中，起运动转换作用 容易弯曲，把转矩和回转运动灵活地传到任何位置，但传递运动不准确。 光轴:形状简单，加工容易，应力集中源少，但轴上的零件不易装配及定位； 阶梯轴:一般中间粗，两头细，多用。 实心轴 空心轴 直轴 曲轴 钢丝软轴 （通用件） （专用件） （很少用） 2.按所受载荷的不同，分为： ◆ 转　轴─同时承受弯矩和转矩的轴，如减速器的轴。 ◆ 心　轴─只承受弯矩的轴，如火车车轮轴。 ◆ 传动轴─主要承受转矩，不受弯矩或弯矩很小的轴，如汽车的传动轴。 转动心轴 固定心轴 思考：自行车的三根轴各属于什么轴？ 第一节 概述 选材料 验算合格? 结 束 Yes No 轴的承载能力计算 估算最小直径 轴的结构设计 二、轴的设计过程 为了防止轴的断裂和塑性变形，必须进行轴的强度计算； 为防止轴产生过大弹性变形，还要进行刚度计算。 此外，对于高速运转的轴，还应进行振动稳定性计算，以防止产生共振现象。 第一节 概述 主要进行轴的强度计算； 碳钢 合金钢 钢 球墨铸铁、铸钢 ：用于外形复杂的轴。 三、轴的常用材料 表11-1 第一节 概述 ：45，正火、调质，最常用 优质碳素钢 ：Q235、Q275,受力小不重要的轴 普通碳素钢 ：40Cr、40MnB，淬火，价格较贵，受力大且要求结构紧凑时用 合金钢只能提高轴的强度和耐磨性，但不能提高轴的刚度，刚度可通过增大轴径，减小跨度来提高； 第二节 轴的结构设计 轴的结构设计 即确定轴的合理形状和全部结构尺寸。 轴的结构没有固定模式，设计较灵活 轴颈 轴头 轴身 安装部分 工作部分 连接部分 第二节 轴的结构设计 轴的结构设计应主要满足以下要求： ◆满足制造、安装要求 ◆满足零件定位固定要求 ◆满足强度要求，受力合理尽量减少应力集中等 轴应便于加工，轴上零件要方便装拆 轴和轴上零件有准确的工作位置，各零件要牢固而可靠地相对固定。 一、便于制造和装配 第二节 轴的结构设计 1、在满足使用要求前提下，轴的结构应尽量简单，段数尽可能少，且相邻轴段的直径差不宜过大，以减小应力集中。 2、为了便于轴上零件的装拆和固定，阶梯轴应设计成中间粗两端细的形状。 3、不同轴段上的键槽应布置在同一纵向线上。这样铣床加工键槽时，可减少装夹次数。 4、同一轴上的退刀槽、砂轮越程槽最好采用相同宽度，以减少车削时的换刀次数。 5、为了便于装配，轴端以及轴头和轴颈的端部应设计倒角。 二、轴上零件的定位和固定 第二节 轴的结构设计 定位：装配时保证轴上零件有准确的轴向位置。 固定：零件有了准确位置后，防止零件和轴之间的相对运动，以保证零件正常工作。 轴肩和套筒 为了定位准确，应使零件端面和轴肩紧密接触。各尺寸应满足如下关系。 轴向固定 周向固定 二、轴上零件的定位和固定 （一）轴向固定 1、轴肩:既定位又固定，简单可靠，有应力集中 第二节 轴的结构设计 2、套筒:简单，无应力集中，但不宜用于高速轴，长度不能过大（即两零件不能相隔过大） 3、圆螺母:可靠，有应力集中，需用双螺母或止退垫圈防松 4、弹性挡圈:结构紧凑，可靠性差，加工精度高，对轴的强度削弱较大 二、轴上零件的定位和固定 （一）轴向固定 5、锁紧挡圈:不可靠，由挡圈和紧定螺钉组成 第二节 轴的结构设计 6、轴端挡圈:又称压板，可靠，用于轴端零件的固定 7、圆锥面:要求被定位零件的对中性好，或承受冲击载荷时采用，拆卸容易，但加工困难 8、销联接:结构简单，可靠性差，应力集中较大，可同时作周向固定 二、轴上零件的定位和固定 （二）周向固定 1、键联接:结构简单，对中性好，平键应用最广泛 第二节 轴的结构设计 2、花键联接:承载能力强，加工困难 3、过盈联接:结构简单，对轴的削弱小，可同时作轴向固定，但加工精度高，装拆不方便，常与平键联接联合使用，以承受振动、冲击、较大循环变载荷 4、形面联接：对中性好，承载能力大，无应力集中，加工困难 5、销联接 3）为便于零件的装拆而设计的非定位轴肩高度（半径差）h ≈ 0.5～1.5mm。 1）轴径应圆整，以便于加工检验，与标准件（轴承、圆螺母、密封毡圈）配合的轴径应根据标准件的尺寸设计。 三、各轴段直径和长度的确定 滚动轴承的定位轴肩，应小于轴承内圈的厚度，以方便轴承的拆卸。 1. 直径的确定 2） 定位轴肩的高度（半径差） h≈（0.07 ～ 0.1）