轴的结构设计和强度计算.ppt

轴 1.碳素钢——价廉，应力集中敏感性小，有较好机械性能。常用材料： 35、45、50钢－ －调质或正火 Q235、Q275钢－ －用于不重要的轴 2.合金钢——有更好的机械性能及淬透性，但对应力集中敏感且价较高。用来制造重要的轴。 常用材料：20Cr、20CrMnTi－－渗碳淬火回火 40Cr、35SiMn－－ 调质 3.球墨铸铁—用于制造形状较复杂的轴（如曲轴）。 1、足够的承载能力； 2、加工经济； 3、轴上零件装、拆方便； 4、轴上零件能准确可靠地定位和固定。 方案2：齿轮从右边装入。 联轴器两端的孔径可以不一样，但都要在同一型号的孔径范围内。 （40） 例：设dmin=20mm 注 意： 套筒定位 三、轴上零件的固定 1、轴上零件的轴向固定 2、轴上零件的周向固定 键联接尺寸按轴的直径在标准中查取。为加工方便，各轴段的键槽宜设计在同一加工直线上，并应尽量采用同一规格的键槽截面尺寸。 四、轴的各段直径和长度的确定 各个轴段的直径和长度与轴上零件的安装有直接的关系。在确定轴的几何尺寸时必须考虑轴上零件在轴向及周向的准确定位和可靠固定，以及安装、拆卸工艺性。 §7 (俯视图) §7 (俯视图) 注意轴承、密封件等结构的装拆： 分析错误并改正之 轴承安装处缺少小轴肩，不利于轴承安装。 轴承内圈无法拆卸。 分析错误并改正之 轴承无法装入！ 分析错误并改正之 轴承外圈无法拆卸。 指出以下轴系结构中的错误，说明其错误原因 9.套筒应加长，以保证圆锥轴承与套筒轴向定位； 分析齿轮轴系的错误并改正之。轴承采用脂润滑。 1)联轴器轴向和周向均未固定； 2)齿轮周向未固定； 3)套简轴向固定齿轮不可靠。 分析齿轮轴系的错误并改正之。轴承采用脂润滑。 1) 联轴器与轴承盖接触； 2）轴与轴承盖接触。 分析齿轮轴系的错误并改正之。轴承采用脂润滑。 1)箱体端面的加工面积过大； 2)轴头伸出过长，增加了加工和装配长度。 分析齿轮轴系的错误并改正之。轴承采用脂润滑。 1)轴缺少台阶，轴承装拆不便； 2)套筒过高，轴承无法拆卸； 3)缺少调整垫片，无法调整轴承间隙 分析齿轮轴系的错误并改正之。轴承采用脂润滑。 1)轴与轴承盖之间缺少密封； 2)缺少挡油环。 修改后的轴装配图 改错。先在错误处画圈，编序号，再按序号简要说明。 1：多余的结构和零件！ 2：缺少砂轮越程槽 3：轴肩太高，内圈无法拆卸 4：轴段长度应稍短于齿轮轮毂，以保证齿轮的轴向固定。 5：非定位轴肩过高。 6：转动的套筒不应与静止的轴承外圈相碰。 7：缺少非定位轴肩，不利于轴承装配。 8：转动的轴不应与静止的端盖相碰。 9：缺少密封圈。 10：缺少定位轴肩。 11：缺少键。 12：缺少轴端挡圈。 13：箱体结合面过大。 14：端盖与箱体之间缺少密封调整垫片。 修改后的轴装配图 作业：14－91、逐一指出错误。先在错误处画“O”，编序号，再按序号简要说明。2、画出改进后的装配图。 §14-4 轴的强度计算 不同载荷条件下计算方法不同。 在表14－3中， [?－1b]、 [?0b]、及 [?+1b]分别是对称循环、脉动循环、及静压力状态下的许用弯曲压力。先在表14－1中查强度极限?B的值。 6、校核轴的强度：针对危险截面 第一步：按所传递的转矩初估轴的最小直径 例：试设计图示斜齿圆柱齿轮轮减速器的低速轴。已知轴的转速n＝140r/min．传递功率P＝5kw。轴上齿轮的参数为：齿数Z＝58，法面模数mn＝3mm，分度圆螺旋角β＝11°17′ 3 ″齿宽及轮毂宽b＝70mm。 4)计算齿轮受力。 5）计算轴承支反力 合成弯矩图 10)绘制轴的工作图 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1、心轴——最大弯曲应力应小于许用弯曲应力。 式中：?b为弯曲压力，MPa； M为弯矩，N·mm； W为轴的抗弯截面系数，mm3；对于圆截面轴，W?0.1d3； d为轴的直径，mm； [?b]为许用弯曲压力，MPa，查表14－3。 静压力状态 对称循环状态 2、传动轴——主要受扭矩， 按扭转剪切应力进行计算。 式中：?为轴的扭切压力，MPa； T为转矩，N·mm； WT为抗扭截面系数，mm3；对于圆截面轴，WT?0.2d3； d为轴的直径，mm； P为传递的功率，KW； n为轴的转速，r/min； [?]为许用扭切压力，MPa，查表14－2。 3、转轴——既受弯矩又受扭矩。用弯扭合