机械行业管理及轴系零件管理分析(PPT 32页).ppt

1、第四篇 轴系零部件,本篇将要讲授如下几章,第九章 轴,9-1 轴的功用及分类,一、功用支承旋转零件、传递运动与动力,二、分类,转轴最常见，受弯+扭,心轴只承受弯曲而不承受扭矩,传动轴只受扭而不受弯（或弯矩很小,分为三类,转动心轴如火车轮轴,固定心轴如自行车前轮轴,又分为,按承载性质,直轴,曲轴,挠性钢丝轴,分为三类,按轴线形状,光轴,阶梯轴,空心轴,9-2 轴的设计要点,一、主要内容,二、轴常用材料,结构设计指安装、定位及制造工艺等,工作能力设计指强度、刚度、稳定性等,碳钢30、40、45等。 载荷小时可用Q235A、Q275等,热处理方法常调质、正火。 此外：还可高频淬火、渗碳、氮化、氰化、

2、 强化处理（喷丸、滚压等,合金钢常用20Cr、40Cr等,其它材料高强度铸铁、合金铸铁、球墨铸铁等， 易铸造成型,主要用,毛坯（钢制）常选轧制圆钢或锻件、或圆型材，少用铸造,9-3 轴的结构设计,一、要素,含外形和尺寸,轴头安装轮毂的轴段,轴环,轴端,轴颈与轴承配合处,轴肩,轴段不安装任何零件,直径最好为偶数或5的倍数,轴身轴颈与轴头之间的轴段,二、结构,能使轴上零件位置确定,便于装拆和调整,易于制造,毛坯类型,常为阶梯轴结构,要求,应考虑,轴上力的分布和大小,安装位置及顺序、配合性质、固定方法,轴承类型、尺寸,轴的加工方法、装配方法,轴结构设计要点解说,1）各段配合直径d应尽量符合标准尺寸规

3、定。与滚动轴承、联轴器、油封等标准件相配合处的轴径，应符合标准件规定的内径系列,轴结构设计要点解说,2）与轴上零件（如齿轮）相配合的一段轴的长度，要比轴上相配零件的宽度短2-3mm,（即轴不露头），这样才可将轴上零件固定,23mm,23mm,23mm,23mm,23mm,轴结构设计要点解说,3）台阶有两类,定位用台阶如图中 处,非定位用台阶如图中A B 处,若台阶过低，则定位欠可靠；若台阶过高，则径向尺寸和应力集中增大,C倒角尺寸 R圆角直径,A,B,轴结构设计要点解说,4）轴的过渡圆角半径r应比与之相配合的零件的倒角C或圆角半径R小，这样才可使零件的端面紧贴轴的台肩，起到定位作用,5）为制造

4、方便，同一根轴上的圆角半径、倒角尺寸、中心孔尺寸等应尽量一致，键槽的布置宜处于同一直线上,轴结构设计要点解说,返 回,三、零件在轴上的定位方法,1、轴向定位方法,轴肩定位轴肩高度h=（0.070.1）d，分为,套筒定位,轴端挡圈定位,圆螺母定位,弹性挡圈定位,紧定螺钉定位,锁紧挡圈定位（套上开螺孔、用紧定螺钉限位,定位轴肩,非定位轴肩,双圆螺母,单圆螺母+止动垫圈,见前图,见后页图,见后页图,见后页图,单螺钉 加止动销定位,双螺钉 加止动垫片定位,单螺钉 加止动片定位,2、周向定位方法,键、花键定位,销定位,过盈配合定位,紧定螺钉定位,四、加工和装配工艺性,1）、形状尽量简单，阶梯级数尽量少,

5、注意,2）、各段的键槽、圆角半径、倒角、中心孔等尺寸尽量统一,3）、注意车削退刀槽、砂轮越程槽,4）、多处有键槽时，宜同向（同母线,5）、轴端有倒角便于装配,6）、宜中间大、两边小；或一边大、一边小,7）、勿使零件装配时接触其它配合面,9-4 轴的强度、刚度设计计算,一、注意事项,1、接近等强度条件,2、尽量避免截面突变以产生应力集中现象。 常考虑过渡处倒圆角,3、过盈配合的轴和孔在刚进入配合处应力集中较严重，此时可考虑用减(卸)载槽、或加大配合部分直径的方法改善,d1=(1.061.08)d,r(0.10.2)d,4、尽量避免在轴上开横孔、切口或凹槽、切螺纹等,5、注意减小Ra，避免产生疲劳

6、裂纹。对应力集中敏感的高强度材料，尤应注意,6、可用碾压、喷丸、渗碳、氮化等强化表面的方法以提高轴的疲劳强度,7、注意轴上零件的布置,二、强度计算,1、扭转强度计算,或写为设计公式形式,只适应于仅受扭转的传动轴,注意,若开键槽，应d值,开一个键槽d 值增大 35,开两个键槽d 值增大 710,d值应圆整为标准值,因为键槽削弱了轴的强度,2、按弯曲强度条件计算,仅用于只受弯矩的心轴,按材料力学中介绍的方法计算,3、按弯扭组合变形计算,仅用于既弯又扭的转轴,按材料力学中介绍的组合变形方法计算,要求,扭转切应力为静应力时：取=0.3； 扭转切应力为脉动循环交变应力时：取=0.6； 扭转切应力为对称循环交变应力时：取=1,通常：弯矩产生的弯曲