机械设计-9轴

第九章 轴,目录,9.1 概述,9.2 轴的结构设计,9.3 轴的强度计算,9.1 概述 （Introduction） 一、轴的分类,一、轴的分类,心 轴：只受弯矩M,转 轴：承受弯矩M+扭矩T,传动轴：只受扭矩T,9.1 概述 （Introduction） 一、轴的分类,2 按轴的形状,9.1 概述 （Introduction） 二、轴的常用材料,二、轴的常用材料,常用材料：优质碳钢 45，35，50 正火或调质一般的轴：普通碳钢 Q235，Q275重要的轴：合金钢 40Cr，35SiMn 调质 表面淬火注：高强材料对应力集中敏感 轴的刚度不足时，应加大轴的截面，减小跨距,三、轴设计的基本准则,1、 具有足够的强度和刚度， 使用中不发生断裂和过大的弹性变形2、 结构合理,9.2 轴的结构设计,一、轴的各部分名称,9.2 轴的结构设计,二、轴上零件的轴向定位,1、轴肩或轴环非定位轴肩（h=1.52mm),定位轴肩 (h=0.07d+30.1d+5mm)rR ,rC1与标准件配合的轴段 d,h,r参考标准件确定,2、轴套(活动的轴肩或轴环)轴套的径向尺寸参照定位轴肩确定轴套定位的零件:轮毂长-轴段长=23mm轴套与轴为过渡配合,9.2 轴的结构设计,3、其他轴向定位方法紧定螺钉弹性挡圈轴端挡圈圆 螺 母,紧定螺钉,弹性挡圈,圆 螺 母,轴端挡板,9.2 轴的结构设计,4、轴系整体轴向定位轴承端盖,三、轴上零件的周向定位-键,花键,销，紧定螺钉及过盈配合,四、轴的结构工艺性,1、减少应力集中轴的圆角尽可能大，重载轴r0.1d相邻轴段直径差不要太大减少应力集中的常用结构形式,9.2 轴的结构设计,2、加工方便,轴的形状力求简单,减少轴段的变化.轴的所有键槽在一条直线上,圆角尽量统一有必要的螺纹退刀槽,砂轮越程槽,9.2 轴的结构设计,3、装拆方便,轴端有45倒角非定位轴肩，h=1.5 2mm零件间留必要的轴向间隙滚动轴承定位轴肩低于轴承内圈厚度,9.2 轴的结构设计,4、轴上零件合理布置改变轴的受力状态,9.2 轴的结构设计,四、轴的设计步骤,1、确定轴上零件的装配方案-装配方案影响结构,3、考虑轴上零件的定位和装拆要求，确定各轴段的径向尺寸 由外向内,4、考虑轴上零件的定位和装拆要求，确定各轴段的轴向尺寸 由内向外,5、精确校核轴的强度,9.3 轴的强度计算,一、弯扭合成强度计算,1、绘出轴的空间受力图2、外载荷向轴线简化3、空间力系分解为:XY（V面）、XZ（H面）力系和扭矩力系4、求解XY平面力系得支反力和弯矩， 并作弯矩图5、求解XZ平面力系得支反力和弯矩， 并作弯矩图6、求合成弯矩,作合成弯矩图7、计算扭矩，作扭矩图T8、求当量弯矩,作当量弯矩图,注：键槽削弱轴的强度,一个键槽,轴径d 加大45%, 两个键槽,轴径d 加大710%,9.3 轴的强度计算,9.3 轴的强度计算,二、按疲劳强度计算安全系数,考虑应力集中、尺寸因素、表面状态对轴疲劳强度的影响,9.3 轴的强度计算,三、按静强度计算轴的安全系数,对瞬时过载较大的轴，按尖峰载荷计算静强度,仅受弯矩作用时的静强度安全系数仅受扭矩作用时的静强度安全系数静强度计算安全系数尖峰载荷作用时的应力,四、轴的刚度计算,本章结束,自行车的前、后轴是心轴；自行车的中轴俗称中天心，是转动轴 。 希望对您能有帮助。追问前轴与中轴没有异议 但对后轴有异议 认为后轴为转轴 因为后轴既承受转矩又承受弯矩 回答O 您认为后轴为转轴，可能是误以为自行车在骑行时，链轮带动后轴，再转动后轮前行。实际上是理解错了。 自行车的后轮花鼓上，装有一单向棘轮即“飞轮”、俗称“飞”的。“飞轮”上的齿轮只能向后转动，若向前转动，就带动整个“飞轮”连同后轮一起转动了。 而无论“飞轮”、后轮转与不转或倒转或自行车后退前行，后轴都是紧紧的、不转动的固定在自行车的后叉架上，和“飞轮”不产生直接接触。 不