轴的结构设计.ppt

1、第6章轴零件、6.1轴、06章轴零件、6.1轴、支撑旋转零件(齿轮、皮带轮、凸轮)、传动力矩和运动。功能3360，6.1.1 . 1轴类型和特性6.1.2轴材料和6.1.3轴结构设计6.1.4轴设计计算，6.1.1轴类型和特性，根据6 . 1 . 1轴形状的不同而不同轴：扭矩和弯矩；驱动轴：仅接收扭矩或接收的弯矩较小。示例：汽车连接变速箱和后桥之间的轴。中轴：弯矩，6.1.2轴材料和选择，轴材料主要是碳钢和合金钢。碳钢比合金钢价格便宜，对应力集中的敏感度低，机械特性好，通过热处理提高综合性能，加工工艺优秀，应用最广。一般用途的轴常用高质量碳钢，碳含量为0.250.5%，特别是45号钢。对于不重

2、要或力小的轴，可以使用Q235、Q235等碳素结构钢。合金钢的机械性能和淬火性能优于碳钢，但对应力集中敏感，价格昂贵，主要用于对强度和耐磨性有特殊要求的轴。20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢提高渗碳淬火后的耐磨性。20CrMoV、38CrMoAl等合金钢具有良好的高温机械特性，经常用于在高温、高速和中等距离条件下工作的轴。普通轴：轧制的圆钢或锻造。重要的轴：锻造毛坯。轴的结构主要是：决定轴的合理形状和结构大小，6.1.3轴的结构设计，影响轴的结构和大小的诸多因素，以及设计轴时需要综合考虑的各种因素。无论特定元素为何，轴的结构都必须满足轴和轴上安装的零件的准确位置。轴的部件必须容易安装和调整

3、。轴必须有良好的制造工艺。结构分析，6.1.3轴结构设计，轴肩、圆形螺母(止动)、套筒、挡圈、紧固螺钉、轴端挡圈位置等防止轴向移动，圆周固定：轴向固定：键，花键，销，过盈配合但是，轴的轴颈大小变大，阶梯上形成应力集中，阶梯太多，对加工不好。应用：齿轮、皮带轮、联轴器、轴承等轴向位置、轴套位置、轴向固定、特点：简单可靠，不削弱轴的结构设计，但不适合高速工作的轴。应用：轴零件位置固定，零件之间的距离小时，圆形螺母位置、轴固定，特征：位置稳定，安装方便，可承受大轴向力，螺纹切割导致轴的疲劳强度降低，应用：套筒太长或套筒不可用，轴允许汽车螺纹。轴的中端、挡圈固定、轴向固定、特征：需要结构简单，只能承受

4、小轴向力槽的精度。应用：主要用于具有振动和冲击的轴端的轴向定位滚动轴承，轴端压板定位和紧固螺钉固定，轴向固定，轴向定位能承受强烈的振动和冲击，轴向力较小，轴向固定，轴向处理和装配工艺，3 .轴结构设计、轴结构设计中需要注意的问题、1)装配方便的安装零件时经过的每一段都比零件的孔小。2)放置轴肩或轴环时，其高度必须小于轴承内圈末端的厚度。3)在轴向放置套筒、圆螺母、轴端挡圈时，常规部件零件的轴长度必须比零件轮毂的长度短2-3mm，这样才能将套筒、螺母或轴端固定在零件端面上。4)轴上磨削的轴段和汽车螺纹的轴段，砂轮槽和螺纹颈，减少应力集中的措施，1)倒角和圆角2)转换结构，测试问题：在图中指出结构

5、不合理的地方，并尝试修正。扭转强度计算(驱动轴线)，6.1.4轴线设计计算，1。轴的强度计算，如果是环形剖面中的实体轴，则扭转强度条件：计算的直径值舍入为标准直径，并用作轴的最小直径。如果轴有键槽，您可以将值增加4% 5%；如果有两个键槽，您可以将值增加7%。估计直径：弯曲和扭转合成强度计算(轴)，2。轴的强度计算，轴允许扭矩和弯矩，必须计算两种联接强度。轴通常是放置在铰链支撑上的梁，作用于轴的零件的力用作集中力，其作用点用作零件轮毂宽度的中点。具体的计算步骤如下：1)绘制轴的空间力图。(水平面分割力和垂直面分割力分解)2)计算水平面和垂直面上的弯矩，然后创建力矩图表。3)计算合成力矩m，制作

6、力矩图。4)计算转矩MT并生成转矩图。5)计算等效力矩m，绘制等效力矩图。6)根据等效力矩图查找危险截面，对轴进行强度校核。6.1.4轴设计计算，6.1.4轴设计计算，3 .轴向刚度计算扭转刚度条件为：弯曲刚度条件为：YY，开始设计轴时，通常不识别轴的零件位置和支承情况。仅在默认情况下完成轴的结构设计后，才能进行轴的应力分析和强度计算。因此，在进行轴的结构设计之前，通常将轴的直径估计为纯扭应力。然后，设计轴的结构后，根据弯曲和扭转合成理论，进行轴风险剖面的强度校核。6.1.4轴设计计算，轴设计的一般步骤为：1)材料选择；2)扭转强度估算轴的最小直径；3)设计轴的结构，绘制轴的结构。4)通过弯扭

7、合成强度进行轴向强度检查。确定零件在轴上的位置和固定方式。确定每个轴段的直径、长度。一般选择23个危险截面进行检查。如果危险截面的强度不足，则需要重新修改轴的结构。6.1.4轴设计计算，摘要，1 .轴功能和分类，3 .轴结构设计，4 .轴向强度计算，2 .轴向常用材料和热处理，5 .轴设计，此部分已完成，谢谢_，6.2滑动轴承，第6章轴零件，目录，6.2.1滑动轴承的类型，特性，以及应用了6.2.2滑动轴承的结构形式6.2.3滑动轴承套筒的结构形式6.2.4轴承材料6.2.5滑动轴承的润滑，6.2特征：承载力、抗冲击、低噪音、平稳运行、高旋转精度、良好的高速性能等分为载荷方向：径向轴承：轴承的

8、反作用力和轴中心线的垂直推力轴承：轴承的反作用力与轴中心线的方向一致。配合轴承：既承受轴向载荷又承受径向载荷，运行速度非常高的轴承；需要轴的精确支撑位置，特别是旋转精度高的轴承。特殊重型轴承；能承受巨大冲击和震动的轴承；需要使用单面结构的轴承需要径向尺寸特别小、特殊运行条件的轴承用途，例如内燃机、汽轮机、铁路机车、轧机、金属切削机器、天文望远镜等；6 . 2 . 1滑动轴承的类型、特性和应用；6 . 2 . 2滑动轴承的结构形式(轴承座、轴承、润滑装置、密封装置等)；6 . 2 . 2整体滑动轴承，构造：轴承座，轴承特性：结构简单，成本低，但不能调整轴颈和轴承孔之间的间距，需要进行一定程度的更

9、换。组装的时候要轴向移动，所以很不方便。应用：轻负荷、低速、间歇性工作的简单机器。，2 .分模滑动轴承，建构：由轴承座、轴承盖、剖面轴承、轴承盖栓等组成的衬套，是轴承直接接触轴颈的零件，轴承衬层通常贴附至轴承内表面。如果在轴承内壁不承担载荷的表面打开油槽，油会通过油孔和油槽流向轴承间隙。最好使剖分面与载荷方向几乎垂直，轴承盖和轴承座的剖分面通常呈阶梯状，以便在工作时定位和防止错误的位置。3 .中心滑动轴承，将轴承宽度与轴颈直径的比率(B/d)称为纵横比。对于B/d1.5轴承，可以使用自动中心轴承特性。轴承外表面与轴承盖和轴承底座的球形内表面相符，轴承套可以自动重新定位，以适应轴折弯时产生的超高

10、。6.2.2.2推力轴承，6.2.3滑动轴承套的结构，结构：整体式，分体式，6.2.3滑动轴承套的结构，轴承套必须打开供油孔和油槽，以便油流入轴承，并在整个工作面内流动。通常，油槽的轴长度约为轴承宽度的80%，通过在轴承套筒的两端放置油封部分来防止润滑剂的损失。轴承套的油槽通常应在非压力区域或剖分表面打开。6.2.4滑动轴承材料和常用轴承材料。轴承合金、灰铸铁、酚醛塑料、尼龙、6.2.5滑动轴承的润滑，目的：1)确保滑动轴承的减摩、磨损和轴承正常运行。2)冷却、防尘、防锈、缓冲振动吸收；润滑剂：润滑剂、希腊。固体润滑剂、水、空气。1 .润滑油、润滑油是滑动轴承中使用最广泛的润滑剂、移动/植物油

11、、矿物油、合成油、目前使用的润滑剂多种矿物油。润滑油最重要的室内性能是粘度，也是选择润滑剂的主要依据。粘度表示液体流动的内部摩擦特性，粘度具有较大的摩擦阻力和较多的油阻力，有利于油膜的形成。粘度随温度的增加而降低。性能指标包括凝固点、闪点。2 .润滑脂，组成：润滑油的各种增稠剂(钙、钠、铝、锂)稳定剂糊特性：一致性、不易丢失的承载力也大，但物理和化学性质不如润滑油稳定，摩擦功耗大，不能温度变化大或高速使用。润滑脂主要是钙基润滑脂耐水性好，但不耐热(60)钠基润滑脂是耐热(115-145)铝基润滑脂良好耐水性锂基润滑脂，性能好，耐热(-20-150)，3 .润滑方式，k2: 1)润滑脂润滑帽油杯

12、手动加油；2)润滑油润滑油杯，旋转油杯定期加油，3 .润滑方法，k=2-16:滴润滑，3。润滑方法，k=16-32:使用油环油方法或连续供油方法(例如飞溅、压力循环等)润滑。完成本节后，谢谢_，6.3滚动轴承，06章轴零件，目录，6.3.1滚动轴承的结构，材料，特性，6.3.2滚动轴承应用类型6.3.3滚动轴承代码配置6.3.3.3滚动轴承类型选择6.3.5滚动轴承组合结构设计，6.3结构，构造：内环、外环、滚动体和保持架内环大多数情况下，外环不旋转，内圆随轴旋转。在内外环之间相对旋转时，滚动将沿流道滚动。保持架确保滚动实体均匀分布在流道中，并减少滚动实体之间的碰撞和磨损。2 .材料、滚动轴承

13、的内外环和滚动实体必须具有较高的硬度和接触疲劳强度、良好的耐磨性和冲击韧性。通常使用特殊轴承钢制造，常用材料为GCrl5、GCrl5SiMn、GCr6、GCr9等，热处理后的硬度为60-65HRC。滚动轴承的工作表面必须磨削以提高接触疲劳强度。保持架可以使用多低碳钢板以冲压方式制造，也可以用有色金属或塑料等材料制造。某些滚动轴承使用特殊元件或特殊结构，例如没有内部或外部环的轴承、防尘密封结构或向外部环加入止动环，以满足特定要求。实心保持架用多用途铜合金或塑料制造，定心效果好，3 .特性及应用，优点：滚动轴承比滑动轴承具有摩擦阻力小、起动灵敏、效率高、润滑简单、更换方便、旋转精度高、润滑容易、装

14、配方便等优点，广泛应用于各种机器和机构。缺点：抗冲击性差、高速噪音、工作寿命和旋转精度设计好、不润滑的滑动轴承滚动轴承是标准零部件，由轴承工厂批量生产，设计者可以根据需要直接选择。6.3.2滚动轴承类型，6.3.2.1按滚动轴承载荷方向分类6.3.2.2按滚动轴承体形状分类6.3.2.3滚动轴承是否可以调整中心，6.3.2.1按滚动轴承方向分类，中心轴承上的径向载荷主要受轴向载荷或仅受径向载荷的影响，0-45推力轴承主要受轴向载荷的影响深沟球轴承6000、角接触球轴承7000、圆锥滚子轴承3000、圆柱滚子轴承n、推力圆柱滚子轴承8000、推力滚珠轴承5000、6.3.2.3滚动轴承工作时是否

15、可以居中；分割：刚性轴承、定心轴承、6.3.3滚动轴承的代码配置有关类型代码，请参阅表6-3。内径代码、尺寸系列代码宽度(高)也是系列、相同结构、内径相同、外径、宽度不同、前导代码和后续代码、前导代码和后续代码是在结构、形状、尺寸、公差、技术要求等发生变化时添加到轴承中默认代码左侧和右侧的补充代码。前弦左侧，英文字母表示后弦右侧，内部结构，密封防尘，环变形，保持架及其材料，轴承材料，公差等级，间隙组，配置安装代码等特定语义检查相关手册，示例6-1表示滚动轴承代码含义62808/P5。212，6.3.4选择滚动轴承类型，1 .负载大小负载较大的线接触滚子轴承。小点接触2。负载方向纯轴向负载推力轴

16、承；主要是径向负载深沟球轴承；径向和轴向负载时间角接触轴承可以同时承受。轴向载荷径向载荷推力轴承和深沟球轴承的组合结构；冲击负载滚子轴承。注意事项：推力轴承无法承受径向负载，圆柱滚子轴承无法承受轴向负载。负载特性；负载稳定；滚珠轴承；轻微冲击滚子轴承；径向冲击大型圆柱滚子轴承。6.3.4选择滚动轴承类型，4 .选取速度条件轴承时，请注意极限速度nlim。如果转速高，建议使用滚珠轴承。(球轴承旋转精度高)推断轴承极限速度高速角接触轴承5。使用定心性能支持范围大成对定心轴承。滚子轴承对轴向倾斜尽可能不敏感。经济普通球轴承的价格比滚子轴承低。精度越高，价格越高。同样精度的轴承是深槽滚珠轴承，价格最低

17、，向心滚子轴承是最贵的。为了满足使用要求，必须尽可能选择精度低、价格低的轴承。6.3.5滚动轴承组合结构设计，正常滚动轴承支撑应允许轴正常转移载荷，而轴向移动和轴向热膨胀后卡不工作。常用的滚动轴承支撑结构样式有三种。1两端固定在一个方向上2-固定方式：一端固定在两个方向上，一端移动在三个方向上，两端固定在一个方向上，c=0.25-0.5mm，固定方式：一端固定在两个方向上，一端游动，两端不沿轴移动，滚动轴承结合和装配滚动轴承是标准零件，因此内环和轴用作基本孔。N6、M6、K6、js6。外环和箱座孔使用默认的轴系统。对于J7、J6、H7、G7，回路旋转(通常是内圆)的配合要紧一些，不旋转的池环(通常是外圆)要松一些。速度快、载荷大、振动大时必