机械设计基础第9章轴.ppt

* 第九章 轴 【能力目标】 【案例导入】 【知识要点】 9.1 轴的类型 9.2 轴的材料 9.3 轴的结构设计 9.3.1 轴的各部分名称 9.3.2 轴上零件的轴向固定 9.3.3 各轴段直径和长度的确定 9.3.4 影响轴结构的一些因素 9.4 轴的设计强度计算 9.4.1 传动轴的强度计算 9.4.2 心轴的强度计算 9.4.3 转轴的强度计算与设计过程 9.5 应用举例 【能力训练】 本章小结 * 【能力目标】 能结合实际判明轴的类型。 掌握轴的材料选择，轴的结构设计，轴 的强度计算，常用的轴毂联接方法。 返回目录 * 【案例导入】 船舶推进系统轴系部分由推力轴、推力轴承、中间轴承、中间轴、尾轴、尾轴管轴承、螺旋桨等几个部分构成。推力轴、中间轴、尾轴采用法兰连接，工作时发动机经减速器带动轴系及螺旋桨旋转，螺旋桨在水中旋转产生推力，推力通过尾轴、中间轴、推力轴、推力轴承传递给船体，推动船舶前进。 返回目录 * 9.1 轴的类型 返回目录 * 9.1 轴的功用和类型 功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。 类型 转轴---传递扭矩又承受弯矩 按承受载荷分有： 分类： 按轴的形状分有： 带式运输机 减速器 电动机 转轴 返回目录 * 9.1 轴的功用和类型 功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。 类型 转轴---传递扭矩又承受弯矩 按承受载荷分有： 分类： 按轴的形状分有： 传动轴---只传递扭矩 发动机 后桥 传动轴 返回目录 * 9.1 轴的功用和类型 功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。 类型 转轴---传递扭矩又承受弯矩 按承受载荷分有： 分类： 按轴的形状分有： 传动轴---只传递扭矩 心轴---只承受弯矩 前轮轮毂 固定心轴 火车轮轴 车厢重力 前叉 自行车 前轮轴 支撑反力 转动心轴 返回目录 * 9.1 轴的功用和类型 功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。 类型 转轴---传递扭矩又承受弯矩 按承受载荷分有： 分类： 按轴的形状分有： 传动轴---只传递扭矩 心轴---只承受弯矩 直轴 返回目录 * 9.1 轴的功用和类型 功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。 类型 转轴---传递扭矩又承受弯矩 按承受载荷分有： 分类： 按轴的形状分有： 传动轴---只传递扭矩 心轴---只承受弯矩 直轴 曲轴 返回目录 * 本章只研究直轴 9.1 轴的功用和类型 功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。 类型 转轴---传递扭矩又承受弯矩 按承受载荷分有： 分类： 按轴的形状分有： 传动轴---只传递扭矩 心轴---只承受弯矩 直轴 曲轴 挠性钢丝轴 设计任务：选材、结构设计、强度和刚度设计、确 定尺寸等 返回目录 * 9.2 轴的材料 返回目录 * 返回目录 种类 碳素钢：35、45、50、Q235 轴的毛坯:一般用圆钢或锻件，有时也用铸钢或球墨铸铁。 9.2 轴的材料 合金钢: 20Cr、20CrMnTi、40CrNi、38CrMoAlA等 用途：碳素结构钢因具有较好的综合力学性能，应用较多，尤其是45钢应用最广。合金钢具有较高的力学性能，但价格较贵，多用于有特殊要求的轴。 如用球墨铸铁制造曲轴和凸轮轴，具有成本低廉、吸振性较好、对应力集中的敏感较低、强度较好等优点。 为了改善力学性能 正火或调质处理。 表14-1 轴的常用材料及其主要力学性能 材料及热处理 毛坯直径 mm 硬度 HBS 强度极限σb 屈服极限σs MPa 弯曲疲劳极限σ-1 应用说明 Q235 440 240 200 用于不重要或载荷不大的轴 35 正火 520 270 250 有较好的塑性和适当的强度，可用于一般曲轴、转轴。 ≤100 149 ~187 * 9.3 轴的结构设计 返回目录 * 返回目录 设计任务：使轴的各部分具有合理的形状和尺寸。 9.3 轴的结构设计 设计要求： 1.轴应便于制造，轴上零件要易于装拆；(制造安装) 2.轴和轴上零件要有准确的工作位置；(定位) 3.各零件要牢固而可靠地相对固