机械设计基础 课件 第9--16章 螺纹联接和螺旋传动 ---机械传动系统设计.ppt

13.3轴的强度计算13.3.1轴的扭转强度计算开始设计轴时，通常还不知道轴上零件的位置及支点位置，无法确定轴的受力情况，只有待轴的结构设计基本完成后，才能对轴进行受力分析及强度、刚度的计算。因此，一般在进行轴的结构设计前先按纯扭转受力情况对轴的直径进行估算。对于圆截面的实心轴，其抗扭强度条件为轴的设计计算公式为求出的直径值，需圆整成标准直径，并作为轴的最小直径13.3.2轴的弯扭合成强度计算完成轴的结构设计后，作用在轴上外载荷（扭矩和弯矩）的大小、方向、作用点、载荷种类及支点反力等就已确定，可按弯扭合成的理论进行轴危险截面的强度校核。进行强度计算时通常把轴当作置于铰链支座上的梁，作用于轴上零件的力作为集中力，其作用点取为零件轮毂宽度的中点。支点反力的作用点一般可近似的取在轴承宽度的中点上。具体的计算步骤如下：1．画出轴的空间力系图。将轴上作用力分解为水平面分力和垂直面分力，并求出水平面和垂直面上的约束反力。2．分别作出水平面上的弯矩图和垂直面上的弯矩图。3．计算出合成弯矩,绘出合成弯矩图。4．作出扭矩图.5．计算当量弯矩,绘出当量弯矩图。6．校核危险截面的强度。13.3.3轴的刚度计算轴受载荷的作用后会发生弯曲、扭转变形，如变形过大会影响轴上零件的正常工作，例如装有齿轮的轴，如果变形过大会使齿轮啮合状态恶化。因此，对于有刚度要求的轴必须要进行轴的刚度校核计算。轴的刚度有弯曲刚度和扭转刚度两种，下面分别讨论这两种刚度的计算方法。1．轴的弯曲刚度校核计算2．轴的扭转刚度校核计算13.4轴的设计1．类比法这种方法是根据轴的工作条件，选择与其相似的轴进行类比及结构设计，画出轴的零件图。用类比法设计轴一般不进行强度计算。由于完全依靠现有资料及设计者经验进行轴的设计，设计结果比较可靠、稳妥，同时又可加快设计进程，因此类比法较为常用，但有时这种方法有一定的盲目性。2．设计计算法用设计计算法设计轴的一般步骤为：1）根据轴的工作条件选择材料，确定许用应力。2）按纯扭转强度计算初估轴的最小直径。3）设计轴的结构，绘制出轴的结构草图。具体内容包括以下几点：（1）根据工作要求确定轴上零件的位置和固定方式；（2）确定各轴段的直径；（3）确定各轴段的长度；（4）根据有关设计手册确定轴的结构细节，如圆角、倒角、退刀槽等尺寸。需要指出的是：（1）一般情况下设计轴时不必进行轴的刚度、振动、稳定性等校核。如需进行轴的刚度校核时，也只作轴的弯曲刚度校核。（2）对用于重要场合的轴、高速转动的轴应采用疲劳强度校核计算方法进行轴的强度校核。具体内容可查阅机械设计方面的有关资料。4）按弯扭合成进行轴的强度校核。一般在轴上选取2～3个危险截面进行强度校核。若危险截面强度不够或强度裕度过大，则必须重新修改轴的结构。5）修改轴的结构后再进行校核计算。这样反复交替地校核和修改，直至设计出较为合理的轴的结构。6）绘制轴的零件图。第14章轴承14.1滚动轴承的结构、类型及代号14.1.1滚动轴承的结构◆外圈1：有沟槽。与轴承座装配。◆内圈2：有沟槽。与轴颈装配。◆滚动体3：在内、外圈滚道间滚动，实现滚动摩擦。有球形和滚子两大类。◆保持架4：将滚动体均匀地隔开。14.1.2滚动轴承的类型1．按滚动体的形状分◆球轴承：与套圈滚道点接触，摩擦小。◆滚子轴承：与套圈滚道线接触，承载能力高。2．按能承受载荷的方向分◆向心轴承：只能承受或主要承受径向载荷，其接触角α为。◆推力轴承：只能承受或主要承受轴向载荷，其接触角α为。3．轴承按其工作时能否调心,分为:◆调心轴承；◆非调心轴承；4．轴承按滚动体的列数,分为:◆单列轴承——具有一列滚动体的轴承；◆双列轴承——具有二列滚动体的轴承；◆多列轴承——具有多于两列滚动体的轴承,如三列、四列轴承。14.1.3滚动轴承的代号按GB/T272—93的规定，轴承代号由基本代号、前置代号和后置代号构成。1．基本代号基本代号表示轴承的基本类型、结构、尺寸，是轴承代号的基础。基本代号由轴承类型代号、尺寸系列代号、及内径代号三部分组成。直径系列代号宽度高度系列代号内径代号尺寸系列代号类型代号其他代号多轴承配置代号游隙代号公差等级代号特殊轴承材料代号保持架及其材料代号密封与防尘结构代号内部结构代号一二三四五轴承分部件代号