第23讲机械设计 轴.ppt

非定位轴肩 为加工装配方便设定，高度及过渡部位无特殊要求，但不应引起应力集中，高度取1～2mm。 ③ ④ Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅰ Ⅴ Ⅵ ⑥ 非定位轴肩 ②套筒定位 套筒 特点： a. 简单可靠 c. 简化了轴的结构且不削弱轴的强度。 b. 可实现两端定位。 设计时注意： a. 如两零件的间距较大时，不宜采用套筒定位。 b. 如轴的转速很高时，也不宜采用套筒定位。 ③ 圆螺母： 可承受较大的轴向力，但因切制螺纹而易引起应力集中，降低轴的疲劳强度 双圆螺母 主要用于轴端或轴上两零件间距较大时。 ④轴端挡圈 只适用于定位轴端零件。 ⑤弹性挡圈、紧钉螺钉、锁紧挡圈作轴向定位 特点：承受轴向力能力较差，适用于轴向力不大的场合。 弹性挡圈 紧钉螺定 锁紧挡圈 6圆锥面定位 特点： ⑥多用于承受冲击 载荷和同心度要求较高的 轴端零件。 ⑦ 轴承盖 特点：可承受较大的轴 向力，通常通过螺钉或榫 槽与箱体联接，通过轴承可对整个轴起轴向定位作用 ⑵零件的周向定位 作用：防止和限制轴上零件与轴发生相对转动。 常用定位零件：键、花键、销、紧钉螺定、有时可用过盈配合、型面联接等。 3 各轴段直径和长度的确定 ⑴各轴段直径的确定 首先按扭转强度初步估算轴的直径 A0值查表确定 然后考虑轴上零件的装配方案和定位要求，确定各轴段的直径 按纯扭T确定dmin 从dmin (处于轴端)开始 轴中间(d ) 在确定各轴段直径时应注意的问题； （1）安装标准件的部位的轴径，应取为相应的标准值。 （2）为了使齿轮、轴承等零件装拆方便，可设置非定位轴肩。 * * 第十五章 轴 §15-1 概 述 1 轴的用途及分类 2 轴的设计 3 轴的材料 1 轴的用途及分类 轴的功用 支撑回转零件，传递运动和动力。 轴的分类 按承受载荷不同分类 ①转轴：既承受弯矩又承受扭矩的轴，如齿轮轴 ② 心轴：只承受弯矩而不承受扭矩的轴，如自行车前轴、滑轮轴、火车车轮轴。分为转动心轴和固定心轴。 固定心轴 固定件 转动心轴 前轮轮毂 前叉 自行车 前轮轴 火车轮轴 车厢重力 支撑反力 转动心轴 ③传动轴：工作时只承受扭矩，不承受弯矩或所承受弯矩很小的轴。如汽车传动轴，万向联轴器中间轴。 双万向联轴器中间轴 发动机 后桥 传动轴 按轴线形状分类 ①曲轴：通过连杆可将旋转运动转化为直线运动或将直线运动转化为旋转运动。如汽车发动机曲轴。 潘存云教授研制 ②直轴： 直轴又分为光轴、阶梯轴；实心轴、空心轴 光轴：轴上零件不易装配定位，主要用于心轴和传动轴 阶梯轴：轴上零件易于装配定位，转轴多为阶梯轴 钢丝软轴：又称钢丝挠性轴，具有良好的挠性，可灵活地将回转运动传递到不开敞的位置。 钢丝软轴的绕制 钢丝软轴的应用 钢丝软轴 管道疏通器 2 轴的设计 轴的结构设计 主要解决轴上零件的安装、拆卸、定位以及轴的加工制造工艺等问题，结合工作能力计算确定轴的合理结构形状及各部分尺寸。 轴的工作能力设计 保证轴具有足够的承载能力，根据工作要求对轴进行强度计算、刚度计算、振动稳定性计算等。 轴设计应解决的两方面问题 轴的失效形式和设计准则 轴的失效形式： 设计准则： 断裂、塑性变形 过大的弹性变形 共振 轴的强度计算 轴的刚度计算 轴的振动稳定性计算 根据总体结构的要求进行轴的结构设计 轴的承载能力验算 验算合格? 结 束 yes no 轴的设计过程是： 3 轴的材料 轴的材料：主要是碳钢和合金钢 轴的毛坯：轧制圆钢：d100mm，锻件d100mm ①.一般应用:45钢(35、50代用)，调质正火 ②.传递大动力，要求减少尺寸及重量，提高 强度、耐磨性时：40Cr 40CrNi 40MnB 等，调质或轴颈表面淬火。 ③.高速、冲击载荷时，应提高轴的抗疲劳强度 20Cr 20CrMnTi 20Cr2Ni4A等，表面处理 （渗碳淬火、氧化、氮化），表面强化处理 （喷丸、滚压）。 ④.形状复杂的轴（曲轴、齿轮轴、空心轴）： 球墨铸铁、合金铸铁。 轴的材料 §15-2 轴的结构设计 1 拟订轴上零件的装配方案 2 轴上零件的定位 3 各轴段直径和长度的确定 4 轴的结构工艺性 5 提高轴的强度的常用措施 轴的结构设计的主要要求： 轴的结构没有标准的形式，应视具体情况设计，但都应满足如下要求： （1）轴和装在