轴的常用材料、结构设计、强度设计

内容：轴的功用轴的常用材料、结构设计、强度设计支承回转零件传递运动和动力第十六章轴和连轴器1.按轴线的形状分一、分类挠性钢丝轴第一节轴的分类直轴曲轴⑵轴颈与轴承配合的轴段轴肩支承传动零件、联轴器等，并与这些零件保持一定的配合的轴段⑶轴身联接轴头与轴径的轴段⑴轴头按轴段所起的作用不同，阶梯轴的轴段可分为三类：轴环定位轴肩自由轴肩转动心轴固定心轴2.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1.选材料3.轴的结构设计4.强度校核设计步骤：2.估算轴径合理的结构、足够的强度二、轴的设计要求和一般设计步骤球墨铸铁——适用于曲轴、凸轮轴等形状复杂的轴碳素钢——常用45，正火调质合金钢——对应力集中较敏感。注意：①采用合金钢并不能提高轴的刚度。②轴的热处理和表面强化可提高轴的疲劳强度。三轴的材料及其选择三、轴的材料及其选择最小直径C——计算系数，见表15-3TTTdnPdnPWT][τπτ≤×=×==363620105591610559...3362010559nP=CnPdT][..τ×≥四、轴的基本直径的估算第二节轴的设计要求：①轴和轴上零件要有准确、牢固的工作位置②轴上零件装拆、调整方便③轴应具有良好的制造工艺性等④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r＜C＜a要求：b=1.4aa=(0.07～0.1)d二、轴上零件的定位1、零件的轴向定位⑴轴肩和轴环r＜R＜a⑵套筒aaaaL=B-(1～3）mm轴套LB不宜用于高转速轴正确⑷轴端挡圈错误1可承受较大轴向力⑶轴用圆螺母L=B-(1～3）mm错误2⑹弹性挡圈对中性好，只用于轴端轴向力小常用于轴承的固定7）锁紧挡圈、紧定螺钉或销⑸圆锥面（+挡圈、螺母）2、零件的周向定位⑴键⑵花键⑶紧定螺钉、销(4)过盈配合3.多键槽开在同一直线上2.越程槽、退刀槽1.轴的直径变化应尽可能少三、轴的结构工艺性①②③④IIIIIIIIIIII127.非定位轴肩的高度一般为：0.5～3mm9.固定滚动轴承的轴肩高度应小于轴承内圈厚度8.轴端应有倒角6.阶梯轴直径常为中间大两端小5.配合段直径取标准值4.在可能情况下，应使过度圆角、倒角、键槽、越程槽、退刀槽、中心孔等尺寸分别相等，并符合标准。指出图中轴结构设计中的不合理之处，并绘出改进后的结构图2.齿轮右侧未作轴向固定1.轴两端均未倒角7.轴端挡圈未直接压在轴端轮毂上6.齿轮与右轴承装卸不便3.齿轮处键槽太短4.键槽应开在同一条直线上5.左轴承无法拆卸轴系结构改错四处错误正确答案三处错误两处错误1.左侧键太长，套筒无法装入2.多个键应位于同一母线上第三节联轴器联轴器与离合器：相同点：联接两轴、传递运动和转矩不同点：联轴器——联接的两轴只有停车后经拆卸才能分离离合器——联接的两轴可在机器工作中方便地实现分离与接合两轴间可能产生的相对位移：一、联轴器的类型、结构和特性机械式联轴器、液力联轴器、电磁式联轴器弹性联轴器可移式刚性联轴器固定式刚性联轴器机械式联轴器刚性联轴器1）刚性固定式联轴器①套筒联轴器②凸缘联轴器ddAAAA③夹壳式联轴器允许的位移：α≤30´y≤0.04d2）刚性可移式联轴器①十字滑块联轴器123欲使两轴角速度相等：中间件两端的叉面必须位于同于平面内两轴与中间件的夹角相等45°45°②万向联轴器（双）③齿轮联轴器123456AA4:12、弹性联轴器1）弹性套柱销联轴器LsdD11:10圆锥形孔圆柱形孔短圆柱形孔2）弹性柱销联轴器3）轮胎联轴器A12345⑴载荷平稳的低速轴，轴的刚度大而对中严格——固定式联轴器⑶冲击、振动较大，有相对位移的高速轴——弹性可移式联轴器⑵载荷平稳的低速轴，轴的刚度小，有相对位移——刚性可移式联轴器T——工作转矩K——工作情况系数⑷对角位移较大的两轴——万向联轴器Tn——标称转矩()mNnPT•×=9550ncTKTT≤=二、联轴器的选择1、选联轴器类型:2、确定计算扭矩Tc:n≤[n]由d、Tc、n定型号（按标准）3、定型号4、校核转速5、协调轴孔直径6、规定部件安装精度