《机械基础》课件——第十五章 轴.pptVIP

基本原则：1.与标准件（如滚动轴承、联轴器、密封圈等）相配合的轴径，应采用相应的标准值。2.为保证轴向定位可靠，与齿轮和联轴器等零件相配合部分的轴段长度应比轮毂长度短2~3mm。三、轴的结构设计为使零件的装配方便，减少配合表面的擦伤：1)相配合轴段的压入端应制成锥度2)配合段前后采用不同的尺寸公差在配合轴段前应采用较小的直径；为使与轴作过盈配合的零件易于装配：（四）轴的加工工艺结构----指轴的结构形式应便于加工和装配轴上的零件，且生产率高，成本低。在满足使用要求的前提下，轴的结构形式应尽量简化。一般说，轴的结构越简单，工艺性越好。三、轴的结构设计为便于轴上零件的装拆，一般轴都做成从轴端逐渐向中间增大的阶梯状。装零件的轴端应有倒角，需要磨削的轴端有砂轮越程槽。车螺纹的轴端应有退刀槽，◆为了加工方便，同一轴上不同轴段的键槽应布置在轴的同一母线上。◆为减少刀具种类和提高劳动力生产力：轴上直径相近处的圆角、倒角、键槽宽度、砂轮越程槽宽度和退刀槽宽度等应尽可能采用相同的尺寸。（四）轴的加工工艺结构（五）改善轴的受力情况Tmax=T11.合理布置轴上零件以减少轴的载荷为减少轴所受的弯矩：◆传动件应尽量靠近轴承，◆尽量不采用悬臂的支承形式，◆尽量缩短支承跨距及悬臂长度。2.改进轴上零件的结构以减小轴的载荷轴径大三、轴的结构设计3.改进轴的结构以减小应力集中的影响合金钢对应力集中比较敏感，应加以注意。应力集中出现在轴的截面尺寸发生突变处或过盈配合边缘处。措施：1)用圆角过渡；2)尽量避免在轴上开横孔、切口或凹槽;30?3）为增大轴肩处的圆角半径，可采用内凹圆角或过渡肩环。三、轴的结构设计4）在轮毂上或轴上开卸载槽或加大配合部分的直径可以减小过盈配合处的局部应力；5)用盘铣刀加工的键槽比键槽铣刀产生的应力集中小；6)尽可能避免在轴上受载较大的区段切制螺纹。4.改善轴的表面质量以提高轴的疲劳强度1）表面愈粗糙?疲劳强度愈低；?减小表面粗糙度；2）表面强化处理的方法有：▲表面高频淬火；▲表面渗碳、氰化、氮化等化学处理；▲碾压、喷丸等强化处理。通过碾压、喷丸等强化处理时可使轴的表面产生预压应力，从而提高轴的抗疲劳能力。三、轴的结构设计四、轴的强度校核通常是在初步完成结构设计后进行校核计算，计算准则是满足轴的强度或刚度要求，必要时还应校核轴的振动稳定性。（一）轴的合成弯矩和扭矩传动轴------按扭转强度条件计算转轴------按弯扭合成强度条件计算心轴------按弯曲强度条件计算1.按弯扭合成强度条件计算步骤如下：1)作出轴的计算简图◆轴的支承简化通常把轴当作置于铰链支座上的梁，支反力的作用点与轴承的类型和布置方式有关。可按教材中图15—23来确定。1)作出轴的计算简图◆轴的载荷简化分布载荷简化为集中力，其作用点取在载荷分布段的中点。作用在轴上的扭矩，从传动件轮毂宽度的中点算起。1)作出轴的计算简图作计算简图时：求出轴上受力零件的载荷把它们全部转化到轴上将其分解为水平分力和垂直分力求出各支承处的水平反力FNH和垂直反力FNV2)作出弯矩图和扭矩图（二）组合变形概念和轴的当量弯矩按第三强度理论，计算应力M-----对称循环变应力，T-----常不是对称循环变应力。引入折合系数0.3-----转矩不变；0.6-----转矩脉动变化；1-----轴频繁正反转。折合系数：α=弯曲应力：扭切应力：W------轴的抗弯截面系数计算应力：则轴的弯扭合成强度条件为[σ-1]-----对称循环变应力时轴的许用弯曲应力注：近似计算时，单、双键槽一般可忽略，花键轴截面可视为直径等于平均直径的圆截面。表15—4抗弯、抗扭截面系数计公式截面WWT截面WWTbd1d1dbtDdbtddd（三）当量弯矩的修正和强度校核公式综上所述，可得轴的强度校核公式为：考虑到弯矩作用下产生的弯曲正应力（为对称循环）与扭矩作用下产生的扭转切应力的应力性质不同，所以在计算当量弯矩时，应修正为：