机械设计基础第9章　轴.ppt

9.2　轴的结构设计 图9-19　几种轴与轮毂的过盈配合方法a) 增大配合处轴径　b) 在配合边缘开卸载槽　c) 在轮毂上开卸载槽 9.2　轴的结构设计 图9-20　起重机卷筒 9.2　轴的结构设计 图9-21　轴上零件的两种布置方案 9.2　轴的结构设计 图9-22　两种不同结构产生的轴弯矩 9.3　轴的强度计算 9.3.1　按抗扭强度估算最小轴径 9.3　轴的强度计算 表9-2　常用材料的［τ］值和C值 9.3.2　按弯扭合成强度计算图9?23所示为一单级圆柱齿轮减速器设计草图，图中各符号表示有关的长度尺寸。显然当零件在草图上布置妥当后，外载荷和支反力的作用位置即可确定。由此可作轴的受力分析及绘制弯矩图和转矩图。这时就可按弯扭合成强度计算轴径。 9.3　轴的强度计算 图9-23　单级齿轮减速器设计草图 第9章　轴 第9章　轴 9.1　轴的类型与材料9.2　轴的结构设计9.3　轴的强度计算9.4　轴的设计实例 9.1　轴的类型与材料 9.1.1　轴的功用和类型轴是机器中的重要零件之一，用来支持旋转零件，如齿轮、带轮等。根据承受载荷的不同，轴可分为转轴、传动轴和心轴三种。转轴既承受转矩又承受弯矩，如图9?1所示的减速箱转轴。传动轴主要承受转矩，不承受或承受很小的弯矩， 如图9?2所示的汽车的传动轴，通过两个万向节与发动机转轴和汽车后桥相联，传递转矩。心轴只承受弯矩而不传递转矩。心轴又可分为固定心轴（图9?3）和转动心轴（图9?4）。 图9-1　减速箱转轴 9.1　轴的类型与材料 图9-2　汽车传动轴 9.1　轴的类型与材料 图9-3　固定心轴 9.1　轴的类型与材料 图9-4　转动心轴 9.1　轴的类型与材料 图9-5　曲轴 9.1　轴的类型与材料 图9-6　挠性轴1—被驱动装置　2—接头　3—其他设备　4—加有外层保护套的挠性轴　5—动力装置 9.1　轴的类型与材料 图9-7　空心轴 9.1.2　轴的材料在轴的设计中，首先要选择合适的材料。轴的材料常采用碳素钢、合金钢和球墨铸铁。 9.1　轴的类型与材料 表9-1　轴的常用材料及其主要力学性能 9.2　轴的结构设计 9.2.1　制造安装要求为了方便轴上零件的装拆，常将轴做成阶梯形。对于一般剖分式箱体中的轴，它的直径从轴端逐渐向中间增大。如图9?8所示，可依次将齿轮、套筒、左端滚动轴承、轴承盖和带轮从轴的左端装拆，另一滚动轴承从右端装拆。为使轴上零件易于安装，轴端及各轴段的端部应有倒角。 图9-8　轴的结构 9.2　轴的结构设计 9.2.2　零件轴向和周向定位1.轴上零件的轴向定位和固定 图9-9　圆螺母定位 9.2　轴的结构设计 图9-10　圆锥面定位 9.2　轴的结构设计 图9-11　挡圈 9.2　轴的结构设计 图9-12　弹性挡圈 9.2　轴的结构设计 图9-13　轴端挡圈 9.2　轴的结构设计 图9-14　销定位 2.轴上零件的周向固定 9.2　轴的结构设计 9.2.3　结构工艺性要求 图9-15　轴肩的圆角和倒角 9.2　轴的结构设计 图9-16　键槽应在同一素线上 9.2　轴的结构设计 图9-17　越程槽、退刀槽、倒角和锥面 9.2　轴的结构设计 9.2.4　强度要求 在零件截面发生变化处会产生应力集中现象，从而削弱材料的强度。因此，进行结构设计时，应尽量减小应力集中。特别是合金钢材料对应力集中比较敏感，应当特别注意。在阶梯轴的截面尺寸变化处应采用圆角过渡，且圆角半径不宜过小。另外，设计时尽量不要在轴上开横孔、切口或凹槽，必须开横孔须将边倒圆。在重要的轴的结构中，可采用卸载槽B(图9?18a)、过渡肩环（图9?18b）或凹切圆角(图9?18c)增大轴肩圆角半径，以减小局部应力。在轮毂上做出卸载槽B(图9?18d)，也能减小过盈配合处的局部应力。 9.2　轴的结构设计 图9-18　减小应力集中的措施