第10章轴.ppt

10-5 轴的强度校核计算 一、轴的计算简图 简化成简支梁， 力的作用点：弯矩、扭矩，简化在中点， 支点：与轴承类型有关。 10-4 轴的结构设计 二、按弯扭合成强度计算 强度条件（第三强度理论、当量应力） 在计算截面上 弯曲应力σb=M/W 扭转剪应力τ=T/WT 10-4 轴的结构设计 三、轴的安全系数校核计算 1.轴的疲劳强度安全系数的校核计算 危险剖面：指发生破坏可能性最大的剖面 校核危险剖面疲劳强度安全系数的公式为 危险剖面的可能位置：截面小、受力大、应力集中 弯曲应力的循环特性: 扭剪应力的循环特性: 10-4 轴的结构设计 2.静强度的安全系数校核计算 静强度安全系数条件: 若强度不够：换材料、增大尺寸、热处理、修改结构 若强度富裕：减小尺寸等 综合考虑刚度、结构等要求 10-4 轴的结构设计 许用安全系数： 查表10-5 应力集中系数： 影响因素： 圆角半径 键槽、孔 过盈配合 10-4 轴的结构设计 表面质量系数： 影响因素： 表面强化处理 表面粗糙度 腐蚀情况 尺寸系数： 影响因素： 尺寸大小 材料性能 10-6 轴的刚度计算 设计时的轴的刚度条件为 10-6 轴的刚度计算 10-6 轴的刚度计算 一、弯曲变形计算 二、扭转变形计算 等直径轴的挠曲线近似微分方程 对于阶梯轴，其当量直径 等直径轴扭转角 阶梯轴 做一次积分得偏转角方程，做二次积分得挠曲线方程，根据边界条件可得θ、y 谢谢！ 减速器中的低速轴 火车轮轴 自行车轴 汽车变速箱至后桥的传动轴 汽车变速箱至后桥的传动轴 实例分析 * 好课件要交流，浙教版初中科学课件交流QQ群瑞安市东山中学　杨直梭 QQ有点烦之家：/ * 好课件要交流，浙教版初中科学课件交流QQ群瑞安市东山中学　杨直梭 QQ 第十章 轴 合肥学院 王学军 10-1 概述 一 、轴的功用 支承、定位：支承轴上零件、并使之有确定的工作位置 传递：传递运动和扭矩 二、轴的组成 轴颈：轴上被支承的部分 轴头：安装轮毂的部分 轴身：连接上述两者的部分 10-1 概述 三、轴的分类 1、按受载荷分 转轴：工作时既承受弯矩又承受转矩的轴称为转轴。减速器中的轴。 心轴：用来支撑转动零件且只承受弯矩而不传递转矩的轴称为心轴。 转动心轴——工作时轴承受弯矩，且轴转动。如火车轮轴。 固定心轴——工作时轴承受弯矩，且轴固定。如自行车轴。 传动轴：用来传递转矩而不承受弯矩的轴称为传动轴。汽车变速箱至后桥的传动轴。 实例分析 10-1 概述 2、按结构形状分 曲轴 软轴 空心轴 在AB之间的任意截面上，只有弯矩M，因此只有弯曲应力 。 在BC之间的任意截面上，既作用有弯矩M，又作用有转矩T，因此，即有弯曲应力 ，又有扭转剪应力。 而在CD之间的任意截面上，只作用有转矩T，因此只有扭转剪应力 。 10-1 概述 四、轴的受力、应力及失效形式 以减速器输出轴为例来讨论转轴的受力、应力及失效形式 1、受力及应力分析 转轴 当转矩T按脉动循环变化时，扭转剪应力 也为脉动循环，其循环特征r=0（见图c）。 当转矩T的大小及方向恒定不变时，扭转剪应力 为静应力，其循环特征r=+1（见图b）。 图a 图b 图c 图d 当转矩T为对称循环时，扭转剪应力 也为对称循环，其循环特征r=-1（见图d）。 弯曲应力 为对称循环变应力，其循环特征r=-1(见图a) 。扭转剪应力 的循环特征r随转矩的性质而变化。 10-1 概述 2、应力循环特征 10-1 概述 3、轴的一般失效形式 疲劳断裂：疲劳裂纹发展到一定程度后突然断裂。 五、轴的设计过程 设计计算 结构设计 轴的设计分三步进行: （1）初定轴径; （2）结构设计: 画草图, 确定轴的各段尺寸, 得到轴的跨距和力的作用点; （3）计算弯矩、弯曲应力及扭剪应力，进行校核计算。 已知 条件 选择 轴的 材料 初算 轴径 结构 设计 计算 弯矩 校核 计算 完善 设计 修改直径 转轴设计程序框图 轴的设计主要解决两个方面的问题 10-1 概述 轴的材料主要采用 常用的优质碳素钢有 30、40、45、和50钢， 其中45钢应用最多 碳素钢 合金钢 常用的合金钢有20Cr、40Cr、35SiMn和35CrMo等 10-2 轴的材料 一、类比法 二、经验公式计算 高速输入轴的直径d可按与其相联的电动机轴的直径D估算 d=(0.8~1.2)D 各级低速轴的直径d可按同级齿轮传动中心a估算 d=(0.3~0.4)a 通常估算轴的最小直径，作为结构设计的依据 参考同类已有机器的轴的结构和尺寸进行分析对比 10-3 轴径的初步估