轴幻灯片best

(3)紧配合处采用卸载槽；
(4)减少表面粗糙度； (5)采用輾压、喷丸工艺。 16.2.3 零件在轴上的固定 轴上零件常以其毂和轴联接在一起。轴和毂的固定可分为 轴向固定和周向固定两类。
16.2 轴的结构设计
1.轴上零件的轴向固定 轴上零件轴向固定的方法由：轴肩（或挡环）、弹性挡圈、 套筒、锁紧挡圈（加紧定螺钉）、锥形轴头、紧定螺钉、 圆螺母、紧配合、轴端挡圈。
阶梯轴
光轴
§14-2 轴的材料
轴的材料主要是碳素钢和合金钢。
碳素钢：对应力集中敏感性 ，价格 ，应用广泛 合金钢：综合机械性能及热处理性能 ，成本 ，对应力集中
敏感性
球墨铸铁或合金铸铁：吸振性 ，易于制成各种复杂形状。
耐磨性 ，对应力集中敏感性
轴的常用材料及其部分机械性能（见下页）
正确
错误
2.轴上零件的轴向定位 （2）圆螺母
特点：定位可靠，装拆方便，可承受较大的轴向力
由于切制螺纹使轴的疲劳强度下降
应用：常用于轴的中部和端部
2.轴上零件的轴向定位 （3）弹性挡圈
特点：结构简单紧凑， 只能承受很小的轴向力， 切槽需要一定的精度 应用：常用于固定滚 动轴承等的轴向定位
2.轴上零件的轴向定位 （4）轴端挡圈（压板）、紧定螺钉
对于圆截面的实心轴，其抗扭强度条件为： MT p 估算直径：
求出的直径值，需圆整成标准直径，并作为轴 的最小直径。如轴上有一个键槽，可将值增大3%— 5%，如有两个键槽可增大7%—10%。
16.1 轴
4.轴的强度计算 —— 弯扭合成强度计算（转轴）
转轴同时承受扭矩和弯矩，必须按二者组合强度进 行计算。通常把轴当作置于铰链支座上的梁，作用于轴 上零件的力作为集中力，其作用点取为零件轮毂宽度的 中点上。具体的计算步骤如下：
M BR
M BL M CR M CL
（6）作合成弯曲图M（图f）
M
2 2 M M H MV
(f)
T T
逐点合成 （7）作T图（图g）
P T 9.55 10 n 作T图 （8）作当量弯矩图 M e (图h)
直轴按外形的不同，可分为：
光轴、阶梯轴
转轴：机器中最常见的轴，通常简称为轴。
工作时既承受弯矩又承受转矩。
例：减速器中的轴
心轴： 用来支承转动零件， 只承受弯矩而不传递转矩。
例 ： 自 行 车 的 前 轮 轴
传动轴:主要用于传递转矩而不承受弯矩，
或所承受的弯矩很小的轴。
箱例 与： 后汽 桥车 之中 间联 的接 轴变 速
Fr 2
(a)
RVA Ft 3 Ft 2 RVD
Y 0, RVD Ft 2 Ft 3 RVA
（3）作 M V图（图c）
MV
(b)
M VB RVA l1 () M VC RVD l3 ()
M VB
M VC
(c)
16.3 轴的强度计算
（4）作水平平面（H面）受力图， 计算支反力（图d）
Q
合理设计轴上零件结构 轮毂配合面分成两段,减小弯矩、改善配合
减小应力集中
轴系结构改错
(1)
(2)
(4)
(3)
四处错误
正确答案
(2)
(1)
(3)
三处错误
正确答案
三处错误
1.左侧键太长，套筒 无法装入
2、轮毂键槽是通槽
3.多个键应位于同一 母线上
§14-3 轴的强度计算 4.轴的强度计算 —— 扭转强度计算(传动轴）
d3 d2 Fr 3 (l2 l3 ) Fa 3 Fr 2 l3 Fa 2 2 2 RHA l1 l2 l3
Fa 2
RHA Fr 3 Fa 3
Fr 2
RHD
MD 0
(d)
M A 0
RHD
d3 d2 Fr 2 (l1 l2 ) Fa 2 Fr 3 l1 Fa 3 2 2 l1 l2 l3
16.3 轴的强度计算
2.算式
T 9.55 106 P [ T ] 强度条件： T 3 WT 0.2d n MPa
(16.1)
设计式： 式中：
9.55 106 P P d 3 C3 0.2[ T ]n n
(16.2)
[ T ] 许用切应力， MPa, 查表16.2；

WT 2W
强度条件：（当量应力 ） e 2 4 2
式中： b ] 材料许用弯曲应力， MPa [
M、T载荷性质不同时：
M2 T2 [ b ] W
b
t
T
t
疲劳破坏不一样
将 T 修正成与 b 性质相同的应力（引入 ）
16.3 轴的强度计算
(6)作当量 M M 2 (T ) 2 ； M [ 1b ] ； (7) b W (8)设计式 (W 0.1d )
轴颈
轴头
轴身
1.制造安装要求
车制螺纹轴段有退刀槽
磨削轴段有越程槽
2.轴上零件的轴向定位
（1）轴肩（截面变化处）、套筒、轴承端盖
轴颈
轴头
轴身
轴向固定 —— 轴肩定位
特点：结构简单，定位可靠，可承受较大的轴向力 应用：齿轮、带轮、联轴器、轴承等的轴向定位
r轴<R孔或r轴<C孔！
正确
错误
轴肩高度<滚动轴承内圈高度！
Mmax
16.2 轴的结构设计
2.轴在轴上零件定位、固定可靠、装拆方便 见16.2.3
3.良好的工艺性
（1）退刀槽

需磨削处 需车螺纹处
(2）倒角 易对中安装（紧配合处），安全 倒角、圆角一致。 (3) 键槽：在同一母线上
16.2 轴的结构设计
(4) 非定位轴肩的设置：便于紧配合处的安装 4.尽量避免应力集中 (1)减小不必要的尺寸变化和减小尺寸变化的幅度； (2)采用大过渡圆角；
1）画出轴的空间力系图；（分解为水平面分力和垂直面分力） 2）计算水平面和垂直面上的弯矩并作出弯矩图； 3）计算合成弯矩M并作出弯矩图； 4）计算转矩M T并作出转矩图； 5）计算当量弯矩M ，绘出当量弯矩图。 6）根据当量弯矩图找出危险截面，进行轴的强度校核。
16.1 轴
4.轴的强度计算 —— 弯扭合成强度计算（转轴）
合金钢具有比碳钢更好的机械性能和淬火性能，但对应 力集中比较敏感，且价格较贵，多用于对强度和耐磨性 有特殊要求的轴。如20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢，经 渗碳淬火处理后可提高耐磨性；20CrMoV、38CrMoAl等 合金钢，有良好的高温机械性能，常用于在高温、高速 和重载条件下工作的轴。
16.1 轴
MH
M HBL M HBR
（5）作 M H图（图e）

M HBL RHA l1 ()
M HBR d3 RHA l1 Fa 3 () 2
M HCL
M HCR
(e)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
16.3 轴的强度计算

M HCR RHD l3 ()
M HCL d2 RHD l3 Fa 2 2
6.轴的设计
设计轴的一般步骤为：
1）选材;
2）按扭转强度估算轴的最小直径;
3）设计轴的结构，绘出轴的结构草图;
确定轴上零件的位置和固定方法； 确定各轴段直径、长度。
4）按弯扭合成进行轴的强度校核。
一般按一般选2—3个危险截面进行校核。 若危险截面强度不够，则必须重新修改轴的结构。
16.2 轴的结构设计
3
M d 3 0.1[ 1b ]
(16.3)
(16.4)
式中 －应力修正系数；

[ 1b ] 对于不变T： [ 1b ]
M 当量弯矩； 对于心轴,T 0 : 转动 [ 1b ]；不转 [ 1b ]或[ 0b ]
[ 1b ] 对于脉动循环的T： [ 0b ] 对于对称循环的T： [ 1b ] [ 1b ]
用于轴端定位
可承受剧烈振动和冲击
适用于轴向力小， 转速低的场合
3.轴上零件的周向定位——键、花键
4.改善轴受力状况，减小应力集中
改变轴上零件的布置，改善轴的受力状况。
输入 输入
T 1+T 2
T1 T2
T1
(a) 最大转矩: (a)<(b)
(b)
T2
Q (a) (b)
大齿轮和卷筒连成一体，转矩经大齿轮直接传给卷筒， 卷筒轴只受弯矩而不传递扭矩。
要求：

受载合理 轴上零部件定位及拆装 良好工艺性 减小应力集中
输入 输入
1. 受载合理
(1)减小轴上扭矩。 改变轴上零件的 布置，有时可以减 小轴上的载荷。
T 1+T 2
T2
T1
T1
T2
16.2 轴的结构设计
(2)减小轴上弯矩。 改进轴上零件的结构也可以减小轴上的载荷。
Mmax
卷筒的轮毂结构
(3)减小轴上载荷 a)T由卷筒传递，轴仅受M(心轴) b)T由轴传递，轴受M、T(转轴)
第14章 轴
§14.1 概述 §14.2 轴的结构设计 §14.3 轴的强度计算
§14.4 轴的刚度计算
§14.5 轴的临界转速
§14-1 轴的功用和类型
1.轴的功用 支承旋转零件、 传递转矩和运 动。
2.轴的分类
按承受载荷不同，可分为：
转轴、心轴、传动轴
按轴线形状的不同，可分为：
直轴、曲轴、挠性钢丝轴
加P311图16.3扫描图
16.2 轴的结构设计
轴肩处
r C或R 定位轴肩 3 ~ 5mm，但 C或R h