第14章 轴.ppt.ppt

第14章轴,14-1概述,（一）轴的用途及分类,轴的功用：支承回转零件，传递运动和动力,轴的分类,1.按轴的承载分类,传动轴：只受扭矩，不受弯矩,心轴：只受弯矩,转轴：既受弯矩又受转矩,分析1：图示各轴属于何种类型轴？,轴传动轴,轴转轴,轴心轴,轴心轴,分析2：自行车各轴属于何种类型轴？,前轮轴心轴,脚蹬轴传动轴,后轮轴心轴,2.按轴线形状分类,直轴、曲轴、软轴,3.按轴的外形分,光轴、阶梯形轴,4.按轴的心部状态分,实心轴、空心轴,（二）轴设计的主要任务,轴设计的主要任务,工作能力设计的内容,(三)轴的材料,轴的材料表14-1钢碳素钢优质碳素钢:35、50、45轴钢普通碳素钢q235、q255、q2752.合金钢20cr、20crmnti、40cr35simn、35crmo3.球墨铸铁:qt500-5、qt600-2,选择碳素钢或合金钢依据的准则为：,强度、耐磨性、抗冲击能力及特殊要求,与刚度无关,?,14-2轴的结构设计,轴结构设计的内容:定出轴的合理外形和全部结构尺寸,轴的结构设计要考虑的因素,轴上零件的安装要求,轴上零件的定位要求,轴的制造工艺性要求,轴的受力合理、应力集中尽量小,（一）拟订轴上零件的装配方案,两种装配方案的比较,（a）,（b）,（二）轴上零件的定位,定位的目的防止轴上零件相对轴发生沿轴向或周向的相对运动,（1）轴肩定位,1.零件的轴向定位,轴肩的分类,轴肩定位的优点,方便可靠,轴肩定位的缺点,轴肩定位应用场所,轴向力较大的场所,定位轴肩的尺寸要求,h=（0.070.1）d,h轴肩的高度,d与零件相配处轴的直径,滚动轴承的定位轴肩的高度必须低于轴承内圈端面的高度，以便拆卸轴承,rh未实现定位,rh定位准确,为了使零件能靠轴肩准确定位，轴肩处的过渡圆角半径r必须小于零件毂孔端部的圆角半径r或倒角尺寸c,（2）套筒定位,优点：结构简单、定位可靠，对轴的强度削弱小,适用场所：轴上两零件的轴向距离不太大，转速不太高,轴承定位轴肩(套筒)不能过高(以便拆卸),轴的长度应短于与之相配合零件的毂宽（定位可靠）,定位可靠,定位不可靠,（3）轴端挡圈定位见教材p259,（4）圆螺母定位,单螺母加止动垫片,双螺母固定,（5）圆锥面定位、紧定螺钉定位和弹性挡圈定位,2.零件的周向定位,周向定位的目的限制轴上零件相对轴的转动,周向定位的常见形式,键联接，销联接，紧定螺钉联接和过盈配合等,（三）各轴段直径和长度的确定,确定轴各段长度及直径的顺序,轴,轴,轴,确定轴各段长度及直径应与轴所在的箱体整体结构相结合，综合考虑,由外向内定各段直径,首先，按纯扭初估外伸端最小直径dmin,空心轴：,轴上有单键，直径增大3%;有双键,直径增大7%当d100mm，有一个键时，轴径增大5%7%，有两个键时，应增大10%15%，然后圆整直径。p传递的功率(kw);n轴的转速(r/min);d轴的直径(mm)；d1空心轴的内径；c系数表(14-3),（四）提高轴强度的常用措施,1合理布置轴上零件以减小轴的载荷,t2,t3,t3,不合理的布置,合理的布置,2改进轴上零件的结构以减小轴的载荷,轴未受扭矩作用,轴受扭矩作用,3改进轴的结构以减小应力集中的影响,（1）采用内凹圆角靠轴肩定位的零件的圆角半径很小时，可采用此方法,（2）加装隔离环,（3）在轮毂或轴上开卸载槽,当轴与轮毂为过盈配合时，配合边缘处会产生较大的应力集中，为减小应力集中，采用采用卸载槽结构,过盈配合时的应力分布,轮毂采用卸载槽后的应力分布,轴上开卸载槽,4改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度,（1）减小轴表面加工粗糙度值,（2）轴表面强化处理,（五）轴的结构工艺性,轴的结构工艺性是指轴的结构形状应便于加工和装配,原则：在满足使用的前提下，轴的结构越简单越好,1为便于装配，轴端应制出45倒角,2需要磨削的轴段应留有砂轮越程槽,3需要车制螺纹的轴段应留有退刀槽,4为了减少装夹工件的时间，同一轴上不同轴段的键槽应布置在轴的同一母线上,轴上直径相近处的圆角、倒角、键槽宽度等应取相同尺寸,14-3轴的计算,1按扭转强度计算,p传递的功率(kw);n轴的转速(r/min);d轴的直径(mm);t材料的许用扭剪应力(mpa)t轴所受的扭矩（nm);wt轴的抗扭截面模量（mm3）,强度校核公式,强度设计公式,轴上有单键，直径增大3%;有双键,直径增大7%当d100mm，有一个键时，轴径增大5%7%，有两个键时，应增大10%15%，然后圆整直径。p传递的功率(kw);n轴的转速(r/min);d轴的直径(mm)；d1空心轴的内径；c系数表(14-3),轴系的结构改错,键太长,与齿轮配合轴段过长,透盖不应与轴接触，且缺密封圈,套筒不应高于轴承内圈,箱体处应区分加工面,缺调整垫片,缺联接螺钉,周向没定位（缺键）,轴向没定位（应有轴肩）,应有联接螺栓,轴系的结构改错,缺键联接,没有定位轴肩,左右端盖应区分加工面,固定件不能和轴相碰，缺垫圈,箱体处应区分加工面,缺调整垫片,不应有键,挡油环不应高于内圈,缺键联接,齿轮无法装配,例2,轴承采用脂润滑,轴系的结构改错,例3,锥齿轮无法安装,脂润滑缺挡油环,左轴承无法安装,两轴承应反装（背对背）,套杯应向左凸出以便于拆卸,座孔中部孔应大些以利