专升本机械设计基础第14章轴.ppt

第14章 轴 §14-1 轴的功用和类型 §14-2 轴的材料 §14-3 轴的结构设计 §14-4 轴的强度设计 §14-5 轴的刚度设计 带传动和链传动都是通过中间挠性件传递运动和动力的，适用于两轴中心距较大的场合。与齿轮传动相比，它们具有结构简单，成本低廉等优点。 设计：潘存云 §14-1 轴的功用和类型 功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。 类型 转轴---既受扭矩又受弯矩 按承受载荷分有： 分类： 按轴的形状分有： 带式运输机 减速器 电动机 转轴 §14-1 轴的功用和类型 功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。 类型 转轴---传递扭矩又承受弯矩。 按承受载荷分有： 分类： 按轴的形状分有： 传动轴---只受扭矩,有时小弯 发动机 后桥 传动轴 §14-1 轴的功用和类型 功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。 类型 转轴---传递扭矩又承受弯矩 按承受载荷分有： 分类： 按轴的形状分有： 传动轴---只传递扭矩 心轴---只承受弯矩 直轴 §14-1 轴的功用和类型 功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。 类型 转轴---传递扭矩又承受弯矩 按承受载荷分有： 分类： 按轴的形状分有： 传动轴---只传递扭矩 心轴---只承受弯矩 直轴 曲轴 设计：潘存云 本章只研究直轴 §14-1 轴的功用和类型 功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。 类型 转轴---传递扭矩又承受弯矩 按承受载荷分有： 分类： 按轴的形状分有： 传动轴---只传递扭矩 心轴---只承受弯矩 直轴 曲轴 挠性钢丝轴 设计任务：选材、结构设计、强度和刚度设计、确 定尺寸等 种类 碳素钢：35、45、50、Q235 轴的毛坯:一般用圆钢或锻件，有时也用铸钢或球墨铸铁。 §14-2 轴的材料 合金钢: 20Cr、20CrMnTi、40CrNi、38CrMoAlA等 用途：碳素结构钢因具有较好的综合力学性能，应用较多，尤其是45钢应用最广。合金钢具有较高的力学性能，但价格较贵，多用于有特殊要求的轴。 如用球墨铸铁制造曲轴和凸轮轴，具有成本低廉、吸振性较好、对应力集中的敏感较低、强度较好等优点。 为了改善力学性能 正火或调质处理。 表14-1 轴的常用材料及其主要力学性能 材料及热处理 毛坯直径 mm 硬度 HBS 强度极限σb 屈服极限σs MPa 弯曲疲劳极限σ-1 应用说明 Q235 440 240 200 用于不重要或载荷不大的轴 35 正火 520 270 250 有较好的塑性和适当的强度，可用于一般曲轴、转轴。 ≤100 149 ~187 设计：潘存云 设计任务：使轴的各部分具有合理的形状和尺寸。 §14-3 轴的结构设计 设计要求： 1.轴应便于制造，轴上零件要易于装拆；(制造安装) 2.轴和轴上零件要有准确的工作位置；(定位) 3.各零件要牢固而可靠地相对固定；(固定) 4.改善应力状况，减小应力集中。 轴端挡圈 带轮 轴承盖 套筒 齿轮 滚动轴承 设计：潘存云 典型轴系结构 设计：潘存云 装零件的轴端应有倒角，需要磨削的轴端有砂轮越程槽，车螺纹的轴端应有退刀槽。 ④ 设计：潘存云 为便于轴上零件的装拆，一般轴都做成从轴端逐渐向中间增大的阶梯状。零件的安装次序 一、制造安装要求 ② ③ ⑥ ⑦ ① ⑤ ① 倒角 取值见P119 设计：潘存云 零件的轴向定位由轴肩或套筒来实现。 二、轴上零件的定位 4、5间的轴肩使齿轮在轴上定位，1、2间的轴肩使带轮定位，6、7间的轴肩使右端滚动轴承定位。 设计：潘存云 轴肩----阶梯轴上截面变化之处。起轴向定位作用。 轴肩 套筒 1~2 1~2 设计：潘存云 设计：潘存云 轴向固定由轴肩、套筒、螺母或轴端挡圈来实现。 三、轴上零件的固定 齿轮受轴向力时，向右是通过4、5间的轴肩，并由6、7间的轴肩顶在滚动轴承的内圈上；向左则通过套筒顶在滚动轴承的内圈上。带轮的轴向固定是靠1、2间的轴肩和轴端当圈。 双向固定 设计：潘存云 设计：潘存云 设计：潘存云 设计：潘存云 无法采用套筒或套筒太长时，可采用双圆螺母加以固定。 轴肩的尺寸要求: r C1 或 r R b≈1.4h(与滚动轴承相配合处的h和b值,见轴承标准) D d r R 轴端挡圈 双圆螺母 D