第14章軸西科大ppt課件

1、shafts 軸在機(jī)器中是一個(gè)起著“中心作用的關(guān)鍵零件。機(jī)器的任務(wù)才干和任務(wù)質(zhì)量在很大程度上取決于軸。軸一旦失效，輕者必需停機(jī)修繕或改換，重者甚至呵斥嚴(yán)重事故。因此，軸的設(shè)計(jì)不可輕視。 本章的重點(diǎn)是軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)。軸的功用和類型軸的功用和類型軸的功用：支承回轉(zhuǎn)零件，傳送運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。軸的類型：軸的類型：1按承載情況分按承載情況分鐵路車輛軸轉(zhuǎn)動(dòng)心軸心軸心軸只接受彎距作用的軸只接受彎距作用的軸轉(zhuǎn)動(dòng)的心軸不轉(zhuǎn)動(dòng)的心軸不轉(zhuǎn)動(dòng)心軸前叉前輪軸前輪輪轂 傳動(dòng)軸只接受扭距作用的軸TT變速箱后橋傳動(dòng)軸 轉(zhuǎn)軸既接受扭距又接受彎矩作用的軸TTMM2按軸線的外形分：按軸線的外形分：曲軸直軸光軸階梯軸保證裝配質(zhì)量空心軸/實(shí)

2、心軸(等徑軸鋼絲軟軸鋼絲軟軸動(dòng)力機(jī)軟軸任務(wù)機(jī)軸的資料軸的資料軸的資料主要采用碳素鋼和合金鋼。碳素鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性小，故運(yùn)用廣泛。常用的優(yōu)質(zhì)碳素鋼有35、40、45和50鋼等，其中最常用的是45鋼軸鋼。為保證其機(jī)械性能，應(yīng)進(jìn)展調(diào)質(zhì)或正火處置。對(duì)于不重要或受力不大的場(chǎng)所可以用普通碳素鋼。軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)軸的各部分稱號(hào)：軸的各部分稱號(hào)：軸頭軸頭直徑應(yīng)按規(guī)范取圓整尺寸軸頸必需按軸承內(nèi)徑選取軸身由空間尺寸決議軸肩軸環(huán)軸系的各部分稱號(hào)：軸系的各部分稱號(hào)：帶輪軸端擋圈軸承軸承蓋套筒鍵齒輪機(jī)座光軸雖構(gòu)造簡(jiǎn)單，加工方便，應(yīng)力集中小，但等強(qiáng)條件差，軸上零件定位不可靠。故只用于簡(jiǎn)單的心軸或

3、有特殊要求的轉(zhuǎn)軸；軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)的主要要求：軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)的主要要求：1制造安裝要求軸應(yīng)便于加工，軸上零件應(yīng)便于裝拆；FM等強(qiáng)軸雖各截面等強(qiáng)，節(jié)省資料，分量輕，但加工困難，無(wú)法保證裝配質(zhì)量。階梯軸既保證了裝配質(zhì)量，又思索了節(jié)省資料、等強(qiáng)、便于加工，故常用。階梯軸的系的裝配過(guò)程：階梯軸系的裝配過(guò)程：為了便于安裝軸端應(yīng)有倒角磨削處應(yīng)有越程槽切制螺紋處應(yīng)有退刀槽2定位和固定要求軸和軸上零件應(yīng)有準(zhǔn)確的任務(wù)位置，并固定；23mm23mmRRrR當(dāng)RrC1rh(0.07d+3)(0.1d+5)mm或 h=(23)C1)b1.4h mm留意：滾動(dòng)軸承處的軸肩尺寸h、b)需查軸承規(guī)范。對(duì)非定位軸肩可取:h=1.5

4、2mm非定位軸肩軸上零件周向固定的方法：鍵花鍵成型聯(lián)接銷彈性環(huán)過(guò)盈聯(lián)接軸上零件軸向固定的方法：軸上零件軸向固定的方法：軸肩軸肩彈性擋圈彈性擋圈軸向力較小時(shí)軸向力較小時(shí)緊定螺釘緊定螺釘軸向力較小時(shí)軸向力較小時(shí)軸肩雙螺母雙鎖緊環(huán)軸肩套筒軸肩圓螺母帶翅墊片軸肩軸端擋圈制動(dòng)墊片錐形軸端軸端擋圈3減小應(yīng)力集中：減小應(yīng)力集中：盡量防止外形的突變；易采用較大的過(guò)渡圓角。假設(shè)圓角半徑受限制，可用凹切圓角、或用過(guò)渡肩環(huán)以保證圓角尺寸：r凹切圓角過(guò)渡肩環(huán)在過(guò)盈配合處，可在軸上或在輪轂上開(kāi)卸載槽。maxmaxdd44改善受力情況：改善受力情況：T(輸入輸入T1 (輸出輸出T2 (輸出輸出+-T1T2T(輸入輸入T1

5、 (輸出輸出T2 (輸出輸出T1T2+T2T1+圓錐滾子軸承：圓錐滾子軸承：LFFLFL2L1MM卷筒的輪轂構(gòu)造：卷筒的輪轂構(gòu)造：MmaxMmaxPP齒輪的合理布置：齒輪的合理布置：P較大任務(wù)載荷較大任務(wù)載荷自動(dòng)FtPFt自動(dòng)FtPFt起重機(jī)的卷筒：起重機(jī)的卷筒：心軸轉(zhuǎn)軸軸的構(gòu)造尺寸確定軸的構(gòu)造尺寸確定軸的構(gòu)造草圖的設(shè)計(jì)軸的構(gòu)造草圖的設(shè)計(jì)：首先將軸上的知或初定輪轂輪廓(齒輪、帶輪、軸承、鏈輪、聯(lián)軸器等按比例畫出：B1B2bbAHssaa1234567B1B2bbAHssaa1234567軸向尺寸確實(shí)定：L1=B1-23mm23mmL2=A+H其中：A由裝拆要求和空間構(gòu)造確定A值，見(jiàn)273頁(yè)無(wú)要

6、求時(shí)：可取A1020mm)12A見(jiàn)273頁(yè)，圖聯(lián)軸器的安裝AA空間構(gòu)造要求：H由軸承蓋尺寸確定B1B2bbAHssaa123456723mmL3=B+s+a 其中：b軸承寬度查S510 mm(思索制造安裝的誤差a1020 mm(思索制造安裝的誤差B1B2bbAHssaa123456723mmL4=B2-23 mm23mmL5軸環(huán)寬度=1.4h 其中：軸肩高度 h(0.07d4+3)(0.1d4+5) mmL6=a+s-L5L7=bB1B2bbAHssaa123456723mm故 軸全長(zhǎng)： L=L1 + L2+ L3+ L4+ L5+ L6+ L7(調(diào)整為整數(shù)留意：軸的跨距也已確定l1l2123

7、4567徑向尺寸確實(shí)定：首先估算最小直徑：dminCPn3mm其中：P功率，KWn轉(zhuǎn)速，r/minC系數(shù)，276頁(yè)，表13-2。另一種估算方法：高速級(jí)軸：dmin=0.81.2D (D為電機(jī)軸徑低速級(jí)軸：dmin=0.30.4a (a為齒輪中心距1234567d2=d1+2h1(d2應(yīng)與規(guī)范密封件相順應(yīng)d3=軸承內(nèi)徑；d4=d3+2h3；d5=d4+2h4d7= d3=軸承內(nèi)徑； d6= d7+2h軸承 h軸承是軸承規(guī)定的軸肩高度除軸承除外，其他軸的過(guò)渡圓角可取成一致。d1dmin軸頭的直徑應(yīng)按規(guī)范取圓整值；軸頭上零件為規(guī)范值時(shí)，那么按規(guī)范取值。B1B2bbAHssaa123456723mm此

8、時(shí)得到圖構(gòu)成稱為軸的構(gòu)造草圖。l1l2下一步義務(wù)：軸的構(gòu)造草圖軸的強(qiáng)度校核軸承的校核NoNoyesyes幾點(diǎn)提示：幾點(diǎn)提示：軸端無(wú)倒角軸端無(wú)倒角帶輪軸向未固定帶輪軸向未固定軸應(yīng)比輪轂軸應(yīng)比輪轂短短23mm缺鍵缺鍵缺密封件缺密封件軸承剖線錯(cuò)誤軸承剖線錯(cuò)誤軸應(yīng)比輪轂軸應(yīng)比輪轂短短23mm軸承應(yīng)在軸承座內(nèi)軸承應(yīng)在軸承座內(nèi)缺鍵缺鍵無(wú)足夠的裝拆無(wú)足夠的裝拆空間，且?guī)л喛臻g，且?guī)л喤c螺栓已相碰與螺栓已相碰軸承無(wú)法裝配軸承無(wú)法裝配軸承剖線錯(cuò)誤軸承剖線錯(cuò)誤軸承應(yīng)在軸承座內(nèi)軸承應(yīng)在軸承座內(nèi)軸端無(wú)倒角軸端無(wú)倒角缺墊片缺墊片矯正軸系設(shè)計(jì)錯(cuò)誤矯正軸系設(shè)計(jì)錯(cuò)誤軸的強(qiáng)度設(shè)計(jì)軸的強(qiáng)度設(shè)計(jì)常見(jiàn)的軸的強(qiáng)度計(jì)算：常見(jiàn)的軸的強(qiáng)度計(jì)

9、算：1按改動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算常用于軸構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)粗估最小直徑的計(jì)算最小直徑：dminCPn3mm其中：P功率，KWn轉(zhuǎn)速，r/minC系數(shù)，230頁(yè)，表14-2。2按彎扭合成計(jì)算在軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)之后，同時(shí)計(jì)入彎扭的影響，利用第三強(qiáng)度實(shí)際，針對(duì)危險(xiǎn)截面計(jì)算當(dāng)量應(yīng)力。強(qiáng)度條件：e=MeZ-1b其中： Me當(dāng)量彎矩，Me = M2+(T)2M危險(xiǎn)截面上的彎矩T危險(xiǎn)截面上的扭彎矩折合系數(shù)0.6Z軸的截面系數(shù)，Z0.1d3-1b對(duì)稱循環(huán)的許用彎曲應(yīng)力，表14-3強(qiáng)度條件的另一種方式：dMe0.1 -1b3mm式中： Me當(dāng)量彎矩，N.mm-1b對(duì)稱循環(huán)形狀下的許用彎曲應(yīng)力,MPa,表14-3。1、當(dāng)被校核危險(xiǎn)截面，

10、有鍵槽時(shí)，應(yīng)適當(dāng)增大軸徑：?jiǎn)捂I增大4%，雙鍵增大7%。 留意留意2、d計(jì)算d 構(gòu)造設(shè)計(jì)為平安 。12a按彎扭合成計(jì)算的步驟：1作計(jì)算簡(jiǎn)圖求支反力xyZQFaFrFtR1zR1xR2zR2x(2)分別作程度面彎矩 圖Mxy和垂直面彎MyzMyzM1yzMayzMayz3作合成彎矩圖MM1= M1xy2 +M1yz2Ma= Maxy2 +Mayz2Ma= Maxy2 +Mayz2M1xyMaxyMxyMM1MaMaxyZFaFrFtR1zR1xR2zR2xMyzM1yzMayzMayzM1xyMaxyMxyMM1MaMaQ1a2(4)作扭矩圖TTMeM1eMaeMae(5)作當(dāng)量彎矩圖Me危險(xiǎn)截面a-a上的當(dāng)量彎矩為：Mae = Ma2+(T)2dMae0.1 -1b3(6)計(jì)算危險(xiǎn)截面軸徑假設(shè)d計(jì)算d 構(gòu)造設(shè)計(jì)為平安 。本章學(xué)習(xí)內(nèi)容小結(jié)3 重點(diǎn)引見(jiàn)了軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)； 4 引見(jiàn)了軸的強(qiáng)度計(jì)算方法與步驟。1 引見(jiàn)了軸的類型與功用；2引見(jiàn)了軸的常用資料選擇；本章習(xí)題類型：軸的構(gòu)造設(shè)計(jì)軸的強(qiáng)度校核計(jì)算軸的剛