機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)第14章軸課件

第14章軸中國地質(zhì)大學(xué)專用(zhuānyòng)作者：潘存云教授精品資料§14-1概述§14-2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計§14-3軸的計算(jìsuàn)§14-4軸的設(shè)計(shèjì)實(shí)例中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授研制帶式運(yùn)輸機(jī)減速器電動機(jī)轉(zhuǎn)軸§14-1概述功用(gōngyòng)：用來支撐旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪、凸輪等。類型(lèixíng)轉(zhuǎn)軸——傳遞扭矩又承受彎矩。按承受載荷分有分類：按軸的形狀分有一、軸的用途及分類中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授(jiàoshòu)研制功用：用來支撐旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪(liànlún)、凸輪等。類型轉(zhuǎn)軸——傳遞扭矩又承受彎矩。按承受載荷分有分類：按軸的形狀分有傳動軸——只傳遞扭矩發(fā)動機(jī)后橋傳動軸一、軸的用途及分類§14-1概述中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授研制前輪輪轂潘存云教授(jiàoshòu)研制功用：用來(yònɡlái)支撐旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪、凸輪等。類型轉(zhuǎn)軸——傳遞扭矩又承受彎矩按承受載荷分有分類：按軸的形狀分有傳動軸——只傳遞扭矩心軸——只承受彎矩固定心軸火車輪軸車廂重力前叉支撐反力轉(zhuǎn)動心軸一、軸的用途及分類§14-1概述自行車前輪軸中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料功用：用來(yònɡlái)支撐旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪、凸輪等。類型(lèixíng)轉(zhuǎn)軸——傳遞扭矩又承受彎矩按承受載荷分有分類：傳動軸——只傳遞扭矩心軸——只承受彎矩直軸一、軸的用途及分類§14-1概述光軸階梯軸按軸的形狀分有一般情況下，直軸做成實(shí)心軸，需要減重時做成空心軸潘存云教授研制中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料功用(gōngyòng)：用來支撐旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪、凸輪等。類型(lèixíng)轉(zhuǎn)軸——傳遞扭矩又承受彎矩按承受載荷分有分類：按軸的形狀分有傳動軸——只傳遞扭矩心軸——只承受彎矩直軸一、軸的用途及分類§14-1概述光軸階梯軸曲軸潘存云教授研制潘存云教授研制中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料本章只研究直軸功用：用來支撐旋轉(zhuǎn)(xuánzhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪、凸輪等。類型(lèixíng)轉(zhuǎn)軸——傳遞扭矩又承受彎矩按承受載荷分有分類：按軸的形狀分有傳動軸——只傳遞扭矩心軸——只承受彎矩直軸一、軸的用途及分類§14-1概述光軸階梯軸曲軸撓性鋼絲軸潘存云教授研制中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料設(shè)計任務(wù)：選材、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工作能力(nénglì)計算。二、軸設(shè)計(shèjì)的主要內(nèi)容軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。工作能力計算：軸的承載能力驗(yàn)算指的是軸的強(qiáng)度、剛度和振動穩(wěn)定性等方面的驗(yàn)算。軸的設(shè)計過程：N選擇材料結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的承載能力驗(yàn)算驗(yàn)算合格?結(jié)束Y中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料種類(zhǒnglèi)碳素鋼：35、45、50、Q235軸的毛坯:一般用圓鋼或鍛件(duànjiàn)，有時也用鑄鋼或球墨鑄鐵。三、軸的材料合金鋼:20Cr、20CrMnTi、40CrNi、38CrMoAlA等用途：碳素結(jié)構(gòu)鋼因具有較好的綜合力學(xué)性能，應(yīng)用較多，尤其是45鋼應(yīng)用最廣。合金鋼具有較高的力學(xué)性能，但價格較貴，多用于有特殊要求的軸。如用球墨鑄鐵制造曲軸和凸輪軸，具有成本低廉、吸振性較好、對應(yīng)力集中的敏感較低、強(qiáng)度較好等優(yōu)點(diǎn)。為了改善力學(xué)性能正火或調(diào)質(zhì)處理。表14-1軸的常用材料及其主要力學(xué)性能材料及熱處理毛坯直徑/mm硬度/HBS強(qiáng)度極限σb

屈服極限σs

MPa彎曲疲勞極限σ-1應(yīng)用說明Q235440240200用于不重要或載荷不大的軸35正火520270250有較好的塑性和適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，可用于一般曲軸、轉(zhuǎn)軸。≤100149~187……中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料表14-2

軸的常用材料及其主要力學(xué)性能材料牌號熱處理毛坯直徑硬度

/mm/HBS抗拉強(qiáng)度極限σb屈服強(qiáng)度極限σs彎曲疲勞極限σ-1剪切疲勞極限σ-1許用彎曲應(yīng)力[σ-1]備注應(yīng)用最為廣泛用于不太重要及受載荷不大的軸用于載荷較大，而無大的沖擊的重要軸用于很重要的軸用于重要軸，性能近于40CrNi用于要求高耐磨性，高強(qiáng)度且熱處理變形很小的軸用于要求強(qiáng)度及韌性均較高的軸用于腐蝕條件下的軸用于高、低溫及腐蝕條件下的軸用于制造復(fù)雜外形的軸≤

100400~420225>100~250375~39021517010540≤

100170~217590295255140>100~300162~217570285245135>100~300685490335185241~286>100~300240~270785570370210>100~300217~269685540345195>100~160241~277785590375220>60~100277~302835685410270≤

200217~255640355275155≤

100735540355200≤

100270~300900735430260≤

100229~286735590365210≤

60293~321930785440280淬火≤

6056~626403903051605560707570756075≤

100≥241835635395230≤

100530190115>100~200490180110190~270600370215185245~33580048029025045195≤

192滲碳滲碳回火HRC調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)正火熱軋或鍛后空冷Q235A4540Cr40CrNi38SiMnMo38CrMoAlAMPa20Cr3Cr131Cr18NiTiQT600-3QT800-2調(diào)質(zhì)淬火中國地質(zhì)大學(xué)專用作者(zuòzhě)：潘存云教授精品資料設(shè)計任務(wù)：使軸的各部分具有合理(hélǐ)的形狀和尺寸。§14-2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計(shèjì)要求：1.軸應(yīng)便于制造，軸上零件要易于裝拆；(制造安裝)2.軸和軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置；(定位)3.各零件要牢固而可靠地相對固定；(固定)4.改善應(yīng)力狀況，減小應(yīng)力集中。軸端擋圈帶輪軸承蓋套筒齒輪滾動軸承潘存云教授研制典型軸系結(jié)構(gòu)中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授(jiàoshòu)研制一、擬定(nǐdìng)軸上零件的裝配方案裝配方案：確定軸上零件的裝配方向、順序、和相互關(guān)系。潘存云教授研制中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授(jiàoshòu)研制潘存云教授研制軸上零件的裝配方案不同，則軸的結(jié)構(gòu)形狀也不相同。設(shè)計時可擬定幾種裝配方案，進(jìn)行分析(fēnxī)與選擇。圖示減速器輸出軸就有兩種裝配方案。saBcLa圓錐圓柱齒輪二級減速器中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料方案二方案二需要一個用于軸向定位的長套筒，多了一個零件，加工工藝復(fù)雜(fùzá)，且質(zhì)量較大，故不如方案一合理。方案一中國地質(zhì)大學(xué)專用(zhuānyòng)作者：潘存云教授精品資料潘存云教授研制④②③⑥⑦⑤①二、軸上零件(línɡjiàn)的定位4、5間的軸肩使齒輪在軸上定位(dìngwèi)，1、2間的軸肩使帶輪定位(dìngwèi)，6、7間的軸肩使右端滾動軸承定位(dìngwèi)。軸肩——階梯軸上截面變化之處。起軸向定位作用。

定位方法：軸肩、套筒、圓螺母、擋圈、軸承端蓋。軸肩套筒1~21~2中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授(jiàoshòu)研制軸向固定(gùdìng)由軸肩、套筒、螺母或軸端擋圈來實(shí)現(xiàn)。齒輪受軸向力時，向右是通過4、5間的軸肩，并由6、7間的軸肩頂在滾動軸承的內(nèi)圈上；向左則通過套筒頂在滾動軸承的內(nèi)圈上。帶輪的軸向固定是靠1、2間的軸肩和軸端當(dāng)圈。雙向固定中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料無法采用套筒或套筒太長時，可采用雙圓螺母加以(jiāyǐ)固定。軸肩的尺寸(chǐcun)要求:r<C1

或r<Rb≈1.4h(與滾動軸承相配合處的h和b值,見軸承標(biāo)準(zhǔn))DdrR潘存云教授研制軸端擋圈潘存云教授研制雙圓螺母DdC1rh≈(0.07d+3)~(0.1d+5)mm裝在軸端上的零件往往采用軸端擋圈圓錐面定位。hh潘存云教授研制C1Ddr潘存云教授研制DdrRb潘存云教授研制中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授研制軸向力較小時(xiǎoshí)，可采彈性擋圈或緊定螺釘來實(shí)現(xiàn)。周向固定(gùdìng)大多采用鍵、花鍵、過盈配合或型面連接等形式來實(shí)現(xiàn)。潘存云教授研制為了加工方便，鍵槽應(yīng)設(shè)計成同一加工直線上，且緊可能采用同一規(guī)格的鍵槽截面尺寸。潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制鍵槽應(yīng)設(shè)計成同一加工直線中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料三、各軸段直徑和長度(chángdù)的確定確定(quèdìng)軸段直徑大小的基本原則：最小軸徑dmin的確定軸段直徑大小取決于作用在軸上的載荷大?。?.

按軸所受的扭矩估算軸徑，作為軸的最小軸徑dmin。4.

有配合要求的零件要便于裝拆。3.

安裝標(biāo)準(zhǔn)件的軸徑，應(yīng)滿足裝配尺寸要求。2.

有配合要求的軸段，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)直徑。T——扭矩，[τT]——許用應(yīng)力，WT——抗扭截面系數(shù)，P——功率，n——轉(zhuǎn)速，d——計算直徑，A0——材料系數(shù)。中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料標(biāo)準(zhǔn)直徑(zhíjìng)應(yīng)按優(yōu)先數(shù)系選?。篟51.001.602.504.006.3010.00R101.001.251.602.002.503.154.005.006.308.0010.001.001.121.251.401.601.802.002.242.502.803.153.554.004.505.005.606.307.108.009.0010.001.001.061.121.181.251.321.401.501.601.701.801.902.002.122.242.362.502.652.803.003.153.353.553.754.004.254.504.755.005.305.606.006.306.707.107.508.008.509.009.5010.00R40R20優(yōu)先數(shù)——表中任意一個(yīɡè)數(shù)值。大于10的優(yōu)先數(shù)，可將表數(shù)值分別乘以10、100、1000。

Q275,3540Cr,35SiMn1Cr18Ni9Ti38SiMnMo,3Cr13[τT]/(N/mm)15~2520~3525~4535~55A0

149~126135~112126~103112~97表15-３常用材料的[τT]值和A0值軸的材料Q235-A3,2045中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料說明①估算確定的軸徑d是階梯軸承(zhóuchéng)受扭矩作用的軸段的最小直徑dmin，通常也把它作為中間軸Ⅱ軸裝軸承(zhóuchéng)處的直徑。②當(dāng)剖面上開有一鍵槽時，軸徑增大3%～7%，有兩個鍵槽時，增大7%～15%，然后將軸徑圓整至標(biāo)準(zhǔn)直徑。中國地質(zhì)大學(xué)專用(zhuānyòng)作者：潘存云教授精品資料以dmin為基礎(chǔ)(jīchǔ)畫圖，初步確定各段軸直徑和長度1）階梯軸各段直徑的確定（徑向尺寸由兩端向中間推算）根據(jù)擬定的裝配方案、軸上零件的固定、裝拆要求，以dmin為基礎(chǔ)(jīchǔ)，逐次加大各段軸的直徑。d1=dmind2=d1+2(0.07～0.1)d1d3=d2+2(1.5～2.5)，取標(biāo)準(zhǔn)值d4=d3+2(1.5～2.5)d5=d4+2(0.07～0.1)d4d6=d3+2(0.07～0.1)d3中國地質(zhì)大學(xué)專用作者(zuòzhě)：潘存云教授精品資料常用(chánɡyònɡ)的與軸相配的標(biāo)準(zhǔn)件有滾動軸承、聯(lián)軸器等。配合軸段的直徑應(yīng)由標(biāo)準(zhǔn)件和配合性質(zhì)確定。(1)裝配(zhuāngpèi)軸承與滾動軸承配合段軸徑一般為5的倍數(shù)；(φ20~385mm)與滑動軸承配合段軸徑應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)直徑系列軸套：…32、35、38、40、45、48、50、55、60、65、70…..(2)裝配聯(lián)軸器配合段直徑應(yīng)符合聯(lián)軸器的尺寸系列。聯(lián)軸器的孔徑與長度系列孔徑d

3032353840424548505565606365…長系列82112142短系列6084107長度L中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料便于零件的裝配，減少配合表面(biǎomiàn)的擦傷的措施：潘存云教授研制H7/r6潘存云教授研制H7/D11H7/r6為了(wèile)便于軸上零件的拆卸，軸肩高度不能過大。(2)

配合段前端制成錐度；(3)

配合段前后采用不同的尺寸公差。

(1)

在配合段軸段前應(yīng)采用較小的直徑；結(jié)構(gòu)不合理！潘存云教授研制中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料2）階梯軸各段長度的確定（軸向尺寸由中間向兩端推算）根據(jù)(gēnjù)軸上各零件與軸配合部分的軸向尺寸來確定。例如：l3=b+s+Δ（b為軸承寬度）l1=聯(lián)軸器與軸配合長度-（2～4）mml2=l+軸承端蓋的總寬度；l4=B-(2～4)mml5：軸環(huán)寬度，≥1.4h；l6=Δ+s-l5其中：l根據(jù)(gēnjù)軸承端蓋和聯(lián)軸器的裝拆要求定出，l=20～30mm，s滾動軸承內(nèi)側(cè)與箱體的距離，s=5～10mm，Δ齒輪端面距箱體內(nèi)壁的距離，Δ=10～20mm，B為齒輪寬度。為保證軸向固定牢靠，與齒輪、聯(lián)軸器等零件相配合的軸段落長度應(yīng)比輪轂長度略短2～4mm。中國地質(zhì)大學(xué)專用(zhuānyòng)作者：潘存云教授精品資料潘存云教授(jiàoshòu)研制潘存云教授(jiàoshòu)研制Q方案b

四、提高軸的強(qiáng)度的常用措施圖示為起重機(jī)卷筒兩種布置方案。A圖中大齒輪和卷筒聯(lián)成一體，轉(zhuǎn)距經(jīng)大齒輪直接傳遞給卷筒，故卷筒軸只受彎矩而不傳遞扭矩。圖b中軸同時受彎矩和扭矩作用。故載荷相同時，圖a結(jié)構(gòu)軸的直徑要小。輸出輸出輸入輸出輸出輸入Tmax=T1+T2Tmax=T11.改進(jìn)軸上零件的結(jié)構(gòu)當(dāng)軸上有兩處動力輸出時，為了減小軸上的載荷，應(yīng)將輸入輪布置在中間。T2T1T1+T2T1T1+T2T2合理不合理T2.合理布置軸上零件Q方案a軸徑大軸徑小中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料3.改進(jìn)(gǎijìn)軸的局部結(jié)構(gòu)可減小應(yīng)力集中的影響合金鋼對應(yīng)力集中比較(bǐjiào)敏感，應(yīng)加以注意。應(yīng)力集中出現(xiàn)在截面突然發(fā)生變化或過盈配合邊緣處。潘存云教授研制應(yīng)力集中處

措施：(1)

用圓角過渡；(2)盡量避免在軸上開橫孔、切口或凹槽;R(3)重要結(jié)構(gòu)可增加卸載槽、過渡肩環(huán)、凹切圓角、增大圓角半徑。也可以減小過盈配合處的局部應(yīng)力。中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授研制潘存云教授研制軸上開卸載槽應(yīng)力集中系數(shù)可減少40%軸上開卸載槽應(yīng)力集中系數(shù)(xìshù)可減少15%~25%潘存云教授研制增大軸的直徑應(yīng)力集中系數(shù)可減少30%~40%d1.05d(3）采取增加卸載槽、增大軸徑、過渡肩環(huán)、凹切圓角、等也可以減小過盈配合處的局部(júbù)應(yīng)力。潘存云教授研制30?r凹切圓角過渡肩環(huán)1.06~1.06dd潘存云教授研制中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料4.改善(gǎishàn)軸的表面質(zhì)量可提高軸的疲勞強(qiáng)度（1）表面愈粗糙(cūcāo)疲勞強(qiáng)度愈低；提高表面粗糙(cūcāo)度；軸的表面粗糙度和強(qiáng)化處理方法會對軸的疲勞強(qiáng)度產(chǎn)生影響（2）表面強(qiáng)化處理的方法有：▲

表面高頻淬火▲

表面滲碳、氰化、氮化等化學(xué)處理▲

碾壓、噴丸等強(qiáng)化處理通過碾壓、噴丸等強(qiáng)化處理時可使軸的表面產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，從而提高軸的疲勞能力。中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授(jiàoshòu)研制④為便于軸上零件的裝拆，一般軸都做成從軸端逐漸向中間增大的階梯狀。在滿足使用要求的前提下，軸的結(jié)構(gòu)越簡單，工藝性越好。零件的安裝(ānzhuāng)次序五、軸的結(jié)構(gòu)工藝性裝零件的軸端應(yīng)有倒角，需要磨削的軸端有砂輪越程槽，車螺紋的軸端應(yīng)有退刀槽。②③⑥⑦①⑤①潘存云教授研制倒角退刀槽中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料軸承蓋的端面處應(yīng)減少(jiǎnshǎo)加工面軸承(zhóuchéng)端蓋與箱體間無調(diào)整密封墊片軸肩超過軸承內(nèi)圈高度鍵太長，右端定位套筒無法裝入套筒超過軸承內(nèi)圈高度，不便軸承拆卸軸段太長，出現(xiàn)過定位，齒輪軸向定位不可靠懸伸軸加工面過長，軸承裝配不便軸與端蓋直接接觸，且無密封聯(lián)軸器與右端軸承蓋接觸與齒輪處鍵不在同一直線上

中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料中國地質(zhì)大學(xué)專用作者(zuòzhě)：潘存云教授精品資料§14-3軸的計算(jìsuàn)一、按扭轉(zhuǎn)(niǔzhuǎn)強(qiáng)度計算軸的強(qiáng)度設(shè)計應(yīng)根據(jù)軸的承載情況，采用相應(yīng)的計算方法，常用方法有兩種。對于只傳遞扭轉(zhuǎn)的圓截面軸，強(qiáng)度條件為設(shè)計公式為計算結(jié)果為最小直徑！解釋各符號的意義及單位考慮鍵槽對軸有削弱，可按以下方式修正軸徑軸徑d≤100mm

d

增大5%～7%d增大10%～15%軸徑d＞100mm

d

增大3%d增大7%有一個鍵槽有兩個鍵槽中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料注:當(dāng)作用在軸上的彎矩比傳遞的轉(zhuǎn)矩小或只傳遞轉(zhuǎn)矩、載荷較平穩(wěn)、無軸向載荷或只有較小的軸向載荷、減速器的低速軸、軸只作單向旋轉(zhuǎn),[τT]取較大(jiàodà)值，A0取較小值;否則[τT]取較小值，A0取較大(jiàodà)值。軸的材料(cáiliào)Q235-A3,20Q275,354540Cr,35SiMn1Cr18Ni9Ti38SiMnMo,3Cr13[τT](N/mm)15~2520~3525~4535~55A0

149~126135~112126~103112~97表14-４常用材料的[τT]值和A0值中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授研制L1L2L3ABCD減速器中齒輪軸的受力為典型(diǎnxíng)的彎扭合成。在完成單級減速器草圖設(shè)計后，外載荷與支撐(zhīchēng)反力的位置即可確定，從而可進(jìn)行受力分析。二、按彎扭合成強(qiáng)度計算1.軸的彎矩和扭矩分析一般轉(zhuǎn)軸強(qiáng)度用這種方法計算，其步驟如下2.軸的強(qiáng)度校核3.按疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行校核4.按靜強(qiáng)度條件進(jìn)行校核中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授研制ABCDFNH2FNH2FrFaFtF′NV1FNV2FNV1FNH2FNH2FNV2FNV1Fr水平面受力及彎矩圖→

鉛垂面受力及彎矩圖→

水平(shuǐpíng)鉛垂彎矩合成圖→扭矩圖→

ωTF′NV1FaMa=Fa

r二、按彎扭合成(héchéng)強(qiáng)度計算1.軸的彎矩和扭矩分析一般轉(zhuǎn)軸強(qiáng)度用這種方法計算，其步驟如下L1L2L3MHMHMV1MV2M1M2T中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料對于一般鋼制軸，可用第三強(qiáng)度理論（最大切應(yīng)力理論）求出危險截面(jiémiàn)的當(dāng)量應(yīng)力。彎曲應(yīng)力扭切應(yīng)力(yìnglì)W——抗彎截面系數(shù)；WT

——抗扭截面系數(shù)。軸的強(qiáng)度校核按第三強(qiáng)度理論得出的軸的強(qiáng)度條件為中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料注：近似計算時，單、雙鍵槽一般可忽略，花鍵軸截面可視為直徑等于平均直徑的圓截面。軸的抗彎和抗扭截面系數(shù)截面WWT截面WWT

bd1d1dbtDdbtddd中國地質(zhì)大學(xué)專用作者(zuòzhě)：潘存云教授精品資料因σb和τ的循環(huán)(xúnhuán)特性不同，折合后得對于一般鋼制軸，可用第三強(qiáng)度(qiángdù)理論（最大切應(yīng)力理論）求出危險截面的當(dāng)量應(yīng)力。彎曲應(yīng)力扭切應(yīng)力代入得W——抗彎截面系數(shù)；WT

——抗扭截面系數(shù)；按第三強(qiáng)度理論得出的軸的強(qiáng)度條件為中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授(jiàoshòu)研制材料σb[σ+1b][σ0b][σ-1b]

4001307040

5001707545

6002009555

70023011065

80027013075

90030014080

100033015090

5001207040

4001005030表14-５軸的許用彎曲應(yīng)力碳素鋼合金鋼鑄鋼折合(zhéhé)系數(shù)取值α=

0.3

——轉(zhuǎn)矩不變

0.6

——脈動變化1

——頻繁正反轉(zhuǎn)靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力設(shè)計公式中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授(jiàoshòu)研制折合(zhéhé)系數(shù)取值α=

0.3

——轉(zhuǎn)矩不變；

0.6

——脈動變化；1

——頻繁正反轉(zhuǎn)。設(shè)計公式材料σb[σ+1b][σ0b][σ-1b]

4001307040

5001707545

6002009555

70023011065

80027013075

90030014080

100033015090

5001207040

4001005030表14-6軸的許用彎曲應(yīng)力碳素鋼合金鋼鑄鋼脈動循環(huán)狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授(jiàoshòu)研制折合(zhéhé)系數(shù)取值α=

0.3

——轉(zhuǎn)矩不變

0.6

——脈動變化1

——頻繁正反轉(zhuǎn)設(shè)計公式材料σb[σ+1b][σ0b][σ-1b]

4001307040

5001707545

6002009555

70023011065

80027013075

90030014080

100033015090

5001207040

4001005030表14-７軸的許用彎曲應(yīng)力碳素鋼合金鋼鑄鋼對稱循環(huán)狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料l潘存云教授研制FF′

F"

θ1θ2彎矩彎曲(wānqū)變形扭矩扭轉(zhuǎn)(niǔzhuǎn)變形若剛度不夠?qū)е螺S的變形過大，就會影響其正常工作。變形量的描述：撓度y、轉(zhuǎn)角θ

、扭角φ

設(shè)計要求

y

≤[y]θ≤[θ]

φ≤[φ]

彎曲變形計算方法有(1)按微分方程求解(2)變形能法適用于等直徑軸。適用于階梯軸。復(fù)習(xí)材料力學(xué)相關(guān)內(nèi)容。y三、軸的剛度校核計算潘存云教授研制TTlφ中國地質(zhì)大學(xué)專用作者：潘存云教授精品資料潘存云教授(jiàoshòu)研制表14-8軸的許用變形量變形種類許用值適用場合變形種類許用值適用場合(0.0003~0.0005)l一般用途的軸≤0.0002l剛度要求較高感應(yīng)電機(jī)軸(0.01~0.05)mn安裝齒輪的軸≤0.01?

(0.02~0.05)m安裝蝸輪的軸滾動軸承≤0.05向心球軸承調(diào)心球軸承圓柱滾子軸承圓錐滾子軸承0.001~0.002齒輪處軸截面0.5~1一般傳動0.2~0.5較精密傳動重要傳動撓度/mm轉(zhuǎn)角/rad每米長的扭角(?)/ml

——支撐間的跨矩<0.25≤0.0016?

——電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子間的間隙mn——齒輪的模數(shù)m

——蝸輪的模數(shù)≤0.001≤0.05≤0.0025中國地質(zhì)大學(xué)專用(zhuānyòng)