第16章轴11.ppt

零件：轴、轴毂联结零件（键、花键、销） 内容：受力，设计中考虑的问题，结构上 如何实现 复习：机械零件的载荷 Loads on the machine elements 载荷过程分类（Load classification） 1) 静载荷或变化过程十分缓慢（Static load） 2) 始终不变，如重力（Sustained load） 3) 周期性动载荷（Cyclic load） 4) 冲击载荷（Impact load） 载荷与应力及其循环特性 轴向力F：拉（压）应力σ Axial load: tensile (compressive) stress 横向力V：剪切应力τ Transverse load: shear stress 弯矩M：拉（压）应力σ Bending moment: tensile (compressive) stress 扭矩T：扭转剪切应力τ Torque: torsional shear stress 循环特性r 第十六章 轴（Shaft） 两级直齿圆柱齿轮减速器 蜗杆传动 轮系 转轴——减速器的轴 心轴——转动心轴与固定心轴 传动轴——汽车的传动轴 1. 合金钢对应力集中敏感。 2.在一般工作温度下（低于200℃），各种碳钢和合金钢的弹性模量均相差不多，因此相同尺寸的碳钢和合金钢的刚度相差不多。 B.经验公式计算 （3）轴身长度的确定应考虑轴上各零件之间的相互位置关系和拆装工艺要求，各零件间的间距可查手册。 （4）轴环宽度一般可取b=(0.1～0.15)d，并圆整为整数。 16.2 轴的结构设计 注意： 轴颈和轴头的直径应按规范圆整取标准值，特别是安装滚动轴承的轴颈必须按照轴承的孔径选取。 轴身的形状和尺寸主要按轴颈和轴头的结构决定。 设计要求： 设计任务：使轴的各部分具有合理的形状和尺寸。 减速器低速轴结构图 制造要求：台阶数尽可能少； 多个键槽最好同线 必要的退刀槽和越程槽 安装要求：台阶； 倒角； 圆角； 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。 1) 轴应便于加工，轴上零件应便于装拆 （制造安装要求） 2) 轴和轴上零件应有正确而可靠的工作位置 （定位固定要求） 3) 轴的受力合理，尽量减少应力集中等 以减速器的低速轴为例加以说明 设计：陈德淑 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：陈德淑 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 16.2.2 制造安装要求 ② ③ ⑥ ⑦ ① ⑤ ① 倒角 16.2.3 固定要求 1、轴上零件的轴向固定方法 (1) 轴肩固定 错误 (2)套筒固定 (3)圆螺母固定 错误 (4) 轴端挡圈 特别注意：选用套筒、圆螺母、轴端挡圈作轴向固定时，应把装零件的轴段长度设计得比轮毂短2-3mm，以确保套筒、圆螺母、轴端挡圈能靠紧轴上零件端面。 (5) 弹性挡圈 (6)紧定螺钉 2、轴上零件的周向固定 为了传递运动和转矩,或因需要,轴上零件还需有周向固定：键、花键、销、型面等 《机械设计》王黎钦教授 2665年16月 轴系零部件设计 Shafts and associated parts 载荷形式分类(Types): 法向力(Normal)、 剪切力(shear force)、弯矩(bending moment)和转矩/扭矩(torque) 其中： r =1 r =0 r =-1 16.1 概述 功用：支撑传动件、传递动力和运动 16.1.1 轴的分类 转 轴: 心 轴: 传动轴: 工作时既承受弯矩M又承受转矩T 只承受弯矩M，不传递转矩T或转矩很小 传递转矩T而不承受弯矩M 转动心轴 固定心轴 按载荷分类 直轴: 曲轴: 软轴: 轴线是直线 轴线是平行线 轴线可大幅度改变 按轴线分类 实心轴: 空心轴: 常用 在航空、导弹、航天领域。为什么？ 按轴芯分类 轴的材料主要采用 常用的优质碳素钢有 36、46、45、和56钢， 其中45钢应用最多 碳素钢 合金钢 常用的合金钢有26Cr、46Cr、35SiMn和35CrMo等 16.1.2 轴的材料及热处理 热处理 1）中碳钢：调质或者淬火 2）低碳钢：渗碳后淬火 3）重要的轴：深冷尺寸稳定、或高温回火 注意： 即不能靠选合金钢来提高轴