机械设计基础 教学课件 ppt 作者 孙占刚 主编 邹克武 贾志宁 副主编第15章 轴和轴毂联接.ppt

轴的材料种类很多，选择时应主要考虑如下因素： 　 1.轴的强度、刚度及耐磨性要求； 　 2.轴的热处理方法及机加工工艺性的要求； 3.轴的材料来源和经济性等。 轴的常用材料是碳钢和合金钢。 15.3 轴的结构组成及设计 定位轴肩： rR 或 rC 轴肩或轴环的高度h必须大于 R或 r 轴环宽度 b≈l.4h 非定位轴肩： h=1.5~2mm, r≤(D-d)/2 轴在载荷作用下，将产生弯曲或扭转变形。若变形量超过允许的限度，就会影响轴上零件的正常工作，甚至会丧失机器应有的工作性能。轴的弯曲刚度的校核公式为： y≤[y] θ≤[θ] ф≤[ф] 式中 [y]——轴的许用挠度 [θ]——轴的许用转角 [ф]——轴的许用扭转角 15.4.3 刚度校核 * * 第15章 轴和轴毂联接 15.1 轴的类型及材料 15.2 动载荷与交变应力 15.3 轴的结构组成及设计 15.4 轴的设计计算 15.5 轴毂联接 15.1 轴的类型及材料 15.1.1 轴的类型 按承载情况分 转轴——扭矩和弯矩 心轴——只受弯矩 传动轴——主要受扭矩 转轴 心轴 例：汽车中联接变速箱与后桥之间的轴。 按轴的轴线形状可分为：直轴、曲轴、挠性轴。 光 轴 阶梯轴 光轴和阶梯轴。 15.1.2 轴的常用材料及其选择 轴的材料 15.3.1 轴的结构组成 轴没有标准结构。 1. 轴和轴上零件准确定位，各零件牢固可靠地相对固定。 2. 轴应便于加工， 轴上零件应便于装拆。 3. 轴的受力合理，尽量减少应力集中。 15.3.2 轴的结构设计 设计要求： 1. 零件在轴上的定位与固定 （1）零件在轴上的轴向定位与固定 1）轴肩和轴环 特点：结构简单，定位可靠，可承受较大的轴向力 应用：齿轮、带轮、联轴器、轴承等的轴向定位 要求轴肩高度滚动轴承内圈高度 错误 正确 2）套筒 3）轴用圆螺母 特点：定位可靠，装拆方便，可承受较大的轴向力 由于切制螺纹使轴的疲劳强度下降。 应用：常用于轴的中部和端部。 4）轴端挡圈 用于轴端定位，可承受剧烈振动和冲击。 5）弹性挡圈 特点：结构简单紧凑，只能承受很小的轴向力切槽需要一定的精度。 应用：常用于固定滚动轴承等的轴向定位。 6）锁紧挡圈、紧定螺钉或销 适用于轴向力小，转速低的场合。 1）键 2）花键 3）紧定螺钉、销 5）过盈配合 （2）零件在轴上的周向定位和固定 4）型面连接 3.轴的结构工艺性 1）轴肩圆角r和倒角高度C 2）轴端倒角 3）砂轮越程槽 4）螺纹退刀槽 5）多个键槽 1.减小应力集中；2.提高轴的表面质量 4. 提高轴的疲劳强度的措施 四处错误 正确答案 三处错误 正确答案 两处错误 1.左侧键太长，套筒无法装入 2.多个键应位于同一母线上 15.4 轴的设计计算 15.4.1 按扭转强度初步估算轴的最小直径： 强度条件 对圆截面： 式中 d——轴直径，mm τ——最大扭转切应力，MPa P——功率，kW n——转速，r/min [τ]——许用扭转切应力，MPa Wp——抗扭截面系数，mm3 轴上有键槽时，放大轴径，并调整为标准直径。 用于：①只受扭矩或主要承受扭矩的传动轴的强度计算 ②结构设计前按扭矩初估轴的直径dmin 设计公式 107~98 118~107 135~118 C 40~52 30~40 20~30 [τ]/MPa 40Cr，35SiMn 45 35 轴的材料 轴常用材料的[τ]值和C值 转轴同时承受弯曲应力和扭转应力的作用。 15.4.2 按弯扭组合强度校核 设计截面上的弯矩为M，扭矩为T，由第三强度理论，危险截面的当量应力为σe，其强度条件为： 由于转轴的弯曲应力σb为对称循环，而扭转切应力τ的循环特性可能与σb不同，考虑到σb与τ的循环特性的不同，引入折合系数α，则 ——危险截面的合成弯矩 W ——轴危险截面抗弯截面系数 式中 圆轴 Wp=2W MH——水平面上的弯矩 MV——垂直面上的弯矩 由上式推得轴设计公式为：