9.1 概述 - 太原理工大学.ppt

2．轴的静强度校核计算 例题 已知： Ⅱ轴的传递功率P=15 kW，转速n＝500 r/min，齿轮2、3的分度圆直径分别为：d2＝286mm，d3＝92mm，宽度分别为：B2＝75mm，B3＝115mm，螺旋角 求：设计此轴结构，并分别用弯扭合成法和安全系数法来校核其强度。 1.选择轴的材料及热处理方式 45钢，调质，查表14-1 2. 最小轴径估算 P=15 kW, C=120 n＝500 r/min 取dmin＝40mm 3.轴的结构设计 （1）确定轴上零件的装配方案。 （2）确定各轴段的直径 。 1）由于斜齿轮会产生轴向力，因此，支承选用角接触球轴承7308C，此轴段（左轴颈）直径取为d1＝40mm。 2）为了便于齿轮2的装拆，并不损伤左轴颈表面，与齿轮2配合的轴段直径取为d2＝45mm。 3）齿轮2右端采用轴肩实现轴向定位，轴肩高度h＝(0.07～0.1)d2＝3.15～4.5。因此，轴肩处直径取为d3＝55mm。 4）由于齿轮3的直径较小，因此做成齿轮轴结构。其齿根圆直径df3 =84.5mm。 5）与左轴颈一样，右支承也选用角接触球轴承7308C，因此，此轴段（右轴颈）直径取为d4＝40mm。 6）齿轮3与右轴颈之间采用轴肩过渡，为便于右轴承的左端轴向定位，取该轴段直径为d5＝50mm。 （3）确定各轴段的长度 1）取右轴颈d4轴段的长度等于轴承7308C的宽度（经查表为23mm）。 2）考虑到齿轮端面距离减速器箱体内壁的距离应不小于箱体壁厚（考虑到铸造工艺，壁厚应≥8mm），因此，取d5轴段长度为20mm。 3）齿轮3处轴段即为其宽度，根据已知条件，该段长度为115mm。 4）取d3轴段处长度为10mm。 （4）确定其他细节尺寸 1）轴两端倒角尺寸可取为1.5×45°，轴肩处过渡圆角半径取为1.5mm，齿轮3与其两边轴段之间的过渡圆角半径可取为10mm。 2）齿轮2与轴为过渡配合（H7/k6），且采用A型平键连接实现周向固定。该轴段上键槽宽度b=14mm，槽深t=5.5mm，键槽长度L=63mm。 5）已知齿轮2的宽度为75mm，则d2轴段长度应比其小1～2mm，取该轴段长度为73mm。 6）与 2）同，齿轮2左端面也应距箱体内壁至少8mm，同样取其与左轴承右端面距离为20mm，因此，d1轴段的长度为（23＋20＋2）＝45mm。 机械设计 16.1概述 16.2轴的结构设计 16.3轴的强度计算 16.4轴的刚度计算 16.5轴的临界转速 16.6提高轴的强度、刚度和减轻重量的措施 16.1概述 1.支承做回转运动的零件（如凸轮、齿轮、带轮及联轴器等），并保证其具有确定的工作位置。 2.传递运动和动力。 一、用途 1.根据轴线形状分 （1）直轴 二、分类 光轴 阶梯轴 特殊用途轴 齿轮轴 空心轴 （1）直轴 （2）曲轴 （3） 挠 性 轴 2.根据轴所受载荷性质分类 （1）心轴 转动心轴 固定心轴 转动心轴 固定心轴 只承受弯矩的轴 问：火车轮轴属于什么类型？ 问：自行车轴属于什么类型？ （2）传动轴 只承受转矩的轴 （3）转轴 既承受弯矩 也承受转矩 的轴 问：根据承载情况下列各轴分别为哪种类型？ 0 轴： Ⅰ轴： Ⅴ轴： Ⅱ轴： Ⅲ轴： Ⅳ轴： 传动轴 转轴 转动心轴 转轴 转轴 转动心轴 如何判断轴是否传递转矩： 从原动机向工作机画传动路线，若传动路线沿该轴轴线走过一段距离，则该轴传递转矩。 如何判断轴是否承受弯矩： 该轴上除联轴器外是否还有其它传动零件，若有则该轴承受弯矩，否则不承受弯矩。 三、设计内容及步骤 1. 轴的设计内容 主要包括结构设计和工作能力计算。 2. 轴的设计步骤 四、轴的材料 失效型式：疲劳断裂（主要）、塑性变形、脆性断裂、磨损和振动 等。 性能要求：强度（主要）、韧性、耐磨性、加工工艺性以及经济性等 。 1、失效形式及对材料的性能要求 2、常用材料及热处理 1）碳素钢：45、30、40、Q235和Q275等。调质、正火 2） 合金钢：40Cr、20CrMnTi、38CrMoAlA 等。调质、淬火等 3）铸铁：高强度铸铁和球墨铸铁 16.2 轴的结构设计 主要任务——是根据工作条件和要求，合理确定出轴的具体结构形状和全部尺寸。 组成 轴的结构主要应满足的要求 （1）轴上零件应便于装拆和调整。 （2）轴上零件应定位准确，固定可靠。 （3）轴应具有良好的加工和装配工艺性。 （4）轴应