1、第四篇：轴系零部件轴、轴承、联轴器,第十六章 轴,161 概述,一、轴的用途与分类,1、功用：1）支承回转零件；2）传递运动和动力,2、分类：,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,按轴线形状分,直轴：,阶梯轴,光轴,曲轴：,空心轴和钢丝软轴,二、轴的材料及其选择,碳素钢常用45#，正火调质,合金钢对应力集中较敏感。,注意：采用合金钢并不能提高轴的刚度。,轴的热处理和表面强化可提高轴的疲劳强度。,表11-1,三、轴设计的主要内容,结构设计,工作能力计算,112 轴的结构设计,要求：,轴和轴上零件要有准确、牢固的工作位置,轴上零件装拆、调整方便,轴应具有良好的制造工艺性
2、等,尽量避免应力集中,一、拟定轴上零件的装配方案,原则：1）轴的结构越简单越合理,2）装配越简单、方便越合理,二、轴上零件的定位,1、零件的轴向定位,1）轴肩和轴环,要求r轴R孔或r轴C孔,错误,正确,二、轴上零件的定位,2）套筒,错误,要求轴肩高度滚动轴承内圈高度,3）轴用圆螺母,当用轴肩、轴环、套筒、圆螺母、轴端挡圈进行零件的轴向定位时，为保证轴向定位可靠，要求L轴L毂,4）轴端挡圈,5）轴承端盖,6）弹性挡圈,轴承端盖与机座间加垫片，以调整轴的位置,7）锁紧挡圈、紧定螺钉或销,8）圆锥面（+挡圈、螺母）,2、零件的周向定位,1）键,2）花键,3）紧定螺钉、销,4）过盈配合,三、各轴段的直
3、径和长度的确定,1、各轴段直径确定,a) 按扭矩估算轴段直径d min ， 公式16-2,b) 按轴上零件安装、定位要求确定各段轴径，经验值,同一轴径轴段上不能安装三个以上零件。,注意：与标准零件相配合轴径应取标准植,2、各轴段长度,转动零件与静止零件之间必须有一定的间隙。,各轴段与其上相配合零件宽度相对应,四、轴的结构工艺性,1）轴肩圆角r,2）轴端倒角,3）砂轮越程槽,4）螺纹退刀槽,5）同一轴上键槽位于圆柱同一母线上，且取相同尺寸,轴系结构改错,错误,正确答案,错误,正确答案,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,113 轴的强度计算,一、按扭转强度条件计算,用于
4、：只受扭矩或主要承受扭矩的传动轴的强度计算,结构设计前按扭矩初估轴的直径dmin,强度条件,设计公式,放大轴径：一个键槽：35%二个键槽：710%,轴上有键槽时：,二、按弯扭合成强度条件计算,条件：已知支点、扭距，弯矩,步骤：,1、作轴的空间受力简图,2、求水平面支反力RH1、RH2作水平面弯矩图,3、求垂直平面内支反力RV1、RV2，作垂直平面内的弯矩图,4、作合成弯矩图,5、作扭矩图,6、作当量弯矩图,为将扭矩折算为等效弯矩的折算系数,7、校核 危险截面轴的强度,设计公式,三、轴的安全系数校核计算,1、疲劳强度校核,2、静强度校核校核轴对塑性变形的抵抗能力,114 轴的刚度及振动稳定性,一
5、、轴的刚度计算,1、弯曲刚度,挠曲线方程：,挠 度：,偏转角：,2、扭转刚度,二、轴的振动稳定性及临界转速,临界转速 轴引起共振时的转速,刚性轴：,挠性轴：,115 提高轴的强度、刚度和减轻轴的重量的措施,一、改进轴的结构，减少应力集中,二、合理布置轴上零件以减少轴的载荷,三、改进轴上零件的结构，减小轴的载荷,四、选择受力方式以减小轴的载荷，改善轴的强度和刚度,五、改进表面质量提高轴的疲劳强度,1：图示一台二级锥-柱齿轮减速器简图，输入轴由左端看为逆时针转动。 已知Ft1=5000N， Fr1=1690N， Fa1=676N， dm1=120mm, l1=l3=60mm， l2=120mm， 试画出输入轴的计算简图，计算轴的支反力，画出轴1的弯扭图,2：两级展开式斜齿圆柱齿轮减速器的中间轴的尺寸和结构如图。轴的材料为45钢，调质处理，轴单向运转，齿轮与轴均采用H7/k6配合，并采用圆头普通平键联接，轴肩处的圆角半径为r=1.5mm。若已知轴所受扭矩T=292N.m，轴的弯矩图如图所示。试按弯扭合成理论验算轴上截面和的强度,图题1,图题2,
