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1、81 概述,一.轴的分类,分类：按受载情况分为 转轴、心轴、传动轴,第8章 轴,功用:支承传动件并传递动力和运动,转轴: 受弯矩和扭矩,心轴: 只承受弯矩,传动轴: 只承受扭矩,按轴线的形状分,挠性钢丝轴,直轴,曲轴,二、轴设计中的主要内容,轴的结构设计,轴的承载能力计算,三.轴的材料,碳素钢、合金钢,合金钢的强度（ )高于碳钢。,合金钢和碳钢的弹性模量E 相近,故改变材料对轴的刚度影响不大。,材料种类的选择取决于强度和耐磨性。,8-2 轴的结构设计,1、轴的受力合理，满足承载能力要求；,3、轴上零件定位可靠；,2、轴上零件装拆方便；,4、轴具有良好的工艺性。,已知条件：轴系装配简图、轴上零件
2、的尺 寸、传动的功率P 和转速n。,轴的结构和尺寸应使：,一、拟定轴上零件装配方案,1、轴肩和轴环,为能拆卸轴承， 应使h 。,rCa,要求：,b=1.4a,a=(0.070.1)d,rRa,3、圆螺母固定,2、套筒定位,为保证零件定位可靠，应使l B。,正确,错误1,L = B-(13）mm,错误2,5、锥形轴端与 轴端挡圈定位,4、弹簧挡圈定位,轴上零件的周向固定：键联接,按扭转强度求最小轴径：,三、确定轴的各段直径和长度,按轴上零件的装配方案和结构要求， 确定各段轴径和长度，基本原则：,4、各段长度要考虑零件的定位、装配、 运转空间尺寸等。,确定各段轴径和长度的基本原则：,1、与标准件配
3、合处直径按标准件取值；,2、与非标准件配合处直径取标准尺寸；,3、非配合直径的轴肩高度要保证定位可靠、 装拆方便；,四、轴的结构工艺性,83 轴的计算,一、轴的强度计算,1、按扭转强度计算,轴端有弯矩时， 取大值。,2、按弯扭合成强度计算,按第三强度理论：,1,扭转剪应力的循环特性取决于扭矩作用性质：,1,材力： 静强度,转轴设计： 疲劳强度,应力折算系数 ，根据扭矩 T 的作用性质定：,当扭矩频繁正反作用（r=-1)时, = 1 ；,当扭矩单向不连续作用（r=0)时, = 0.6 ;,当扭矩不变化（r=+1)时， = 0.3 。, 是考虑弯曲和扭转应力循环特性不同的应力折算系数。,对于心轴，
4、T=0,3、按安全系数法的精确校核计算,二、轴的刚度计算,三、轴的临界转速计算,计算截面有多个应力集中源时，有效应力集中系数应取大值。,例题：设计减速器输出轴,3、求轴传递的功率、转速、扭矩,4、按扭转强度求最小轴径,1、2详见P203,5、轴的结构设计,6、按弯扭合成强度校核,(1)、画轴计算简图,(2)、计算轴上外力齿轮受力,(3)、求支反力,(4)、计算轴的弯矩，并画弯矩图,(5)、画轴计算简图,单向转动，取 = 0.6,7、按安全系数法精确校核计算,(6)、计算并画当量弯矩图,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,轴的结构工艺性总结,7.非定位轴肩的高度一般为：0.53mm,9.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,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,