机械设计课件（第四版邱宣怀主编）第16章 轴.ppt

4、作合成弯矩图 5、作扭矩图 6、作当量弯矩图 α—为将扭矩折算为等效弯矩的折算系数 α－据转矩性质而定的应力校正系数(若T 变化规律不清楚，一般按脉动循环处理) 作出当量弯矩图后，针对某些危险截面 作强度校核。对实心圆轴： （16.4） 7、校核危险截面轴的强度 16.3.3 安全系数校核计算 1、疲劳强度校核 (3) 分别求出M、T作用下的安全系数 (1) 同上1）～5）绘出轴的弯矩图、转矩图； (2) 选择危险截面， 据M→σ→(σm, σa), T→τ→(τm, τa); 求复合安全系数S 目的：校核轴对塑性变形的抵抗能力 2 .静强度校核 （16.7） 若刚度不足，受载后产生过大的变形，直接影响 轴上零件正常工作，从而影响机器的性能。如， 电机轴产生过大挠度，会改变定子、转子间隙， 影响电机性能；齿轮轴转角过大，会使载荷沿齿 向分布不均匀，导致偏载。 16.4 轴的刚度计算 刚度计算即计算受载后的变形量，使之在 允许值范围内。 根据力学公式计算。 条件： 16.5 轴的临界转速 轴的共振－轴的转速达到一定值时，运转便不稳定而发生显著的反复变形，这种现象叫轴的振动。 临界转速——发生显著的反复变形的转速。引起共振时的转速。 刚性轴： 挠性轴： 轴的工作转速应避开临界转速： 一、改进轴的结构，减少应力集中 16.6 提高轴的强度、刚度和减轻轴的重量的措施 二、合理布置轴上零件以减少轴的载荷 三、改进轴上零件的结构，减小轴的载荷 四、选择受力方式以减小轴的载荷，改善轴的强度和刚度 五、改进表面质量提高轴的疲劳强度 16.1 轴 的 分 类 ω ω ω T 一、按受载情况分 1）转轴??? 既受弯矩又受转矩的轴(图a） -----如减速器中的轴 2）传动轴??? 主要受转矩，不受弯矩或弯矩很小的轴(图b)-----如汽车发动机与后桥之间的轴 3）心轴??? 只受弯矩而不受转矩的轴（图c）。 图 图 心轴根据其工作时是否转动，又可分为：（1）固定心轴----如自行车的前轮轴；（2）转动心轴-----如铁路机车轮轴 图 二、按轴线形状分 1、曲轴??? 各轴段轴线不在同一直线上 -----如内燃机中的曲轴 2、直轴??? 各轴段轴线为同一直线。 直轴按外形不同又可分为： 1）光轴：?形状简单，应力集中少，但轴上零件不易装配和定位。常用于心轴和传动轴 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????? ，但轴上零件不易装配和定位。常用于心轴和传动轴。 曲轴 图 2）阶梯轴：特点与光轴相反，常用于转轴。 3、钢丝软轴? 由几层紧贴在一起的钢丝绳构成，具有良好挠性，可弯曲绕过各种零部件将回转运动灵活地远距离传递（图d ）-----如手持动力机械、里程表和遥控装置传动。 直轴 1.了解轴的类型、特点、应用；轴的材料及选用； 2.了解轴的疲劳强度校核计算（安全系数法），轴的刚度计算，轴的振动及稳定性的概念； 3.复习轴毂联接； 4.掌握轴的扭转强度和弯扭组合强度计算； 5.掌握轴的结构设计及提高轴的强度的措施。 基本要求 返回 返回 重点： 轴的结构设计；轴的强度计算方法； 轴毂联接. 难点： 轴的结构设计；轴的疲劳强度校核计算. * * 作回转运动的零件都要装在轴上来实现其回转运动，大多数轴还起着传递转矩的作用。轴要用滑动轴承和滚动轴承来支承。常见的轴有直轴和曲轴，曲轴主要用于作往复运动的机械中。 第16章 轴 基本要求 重点、难点 主要内容 16.1.1 轴的分类 功用： 16.1 概述 按形状分：直轴、曲轴和钢丝软轴。 分类 16.1.2 轴的材料 Q235～Q275钢： 碳素钢——常用45#，调质或正火调质，价廉，对应力集中的敏感性较小 合金钢——对应力集中较敏感具有较高的机械强度，可淬性较好，可以在传递大功率并要求减少质量和提高轴颈耐磨性时采用。 不重要或受力较小的轴及一般传动轴可以使用。 合金铸铁或球墨铸铁，因其对应力集中敏感性低、可铸性好、吸振性较高。 注意： ①采用合金钢并不能提高轴的刚度。 ②轴的热处理和表面强化可提高轴的 疲劳强度。 合理选材－结构设计－强度计算－轴的刚度计算及振动稳定性计算。 16.1.3 轴设计的主要问题 轴头－装轮毂部分， 尺寸需圆整 轴颈－被支承部分轴段, 轴颈直径＝轴承内孔径 轴身－联接轴头和轴颈的部分 16.2 轴的结构设计 结构设计－合理确定轴的外形和各段尺寸。 16.2.1 轴的组成 轴的结构主要取决于以下因素