健康装备制造与维护专业《项目十二 轴2》

工程十二轴任务2 机械设计根底课程教学教案
教学内容及教学过程设计
本单元课程教学总计4学时〔时间：9090分钟〕
4
案例讲解和练习 思考并提问 稳固知识 2021
5
小结
认真回忆并答复
下列问题
稳固知识
10
教学具体内容 〔讲授5050分钟〕 二、轴的强度计算
〔一〕按扭转强度条件计算
设计时，先按转矩或用类比法来初步估算轴的直径只能作为仅受转矩的那一段轴的最小直径，并以此为根底进行轴的结构设计，定出轴的全部几何尺寸，最后校核轴的强度。

对于传递转矩的圆截面轴，其强度条件为
其中τ是转矩 T 在轴上产生的剪应力,单位为Mm 3，为许用剪应力，单位为Mm ，大齿轮2的分度圆
直径 d 2＝168mm ，轴的外伸端安装的是联轴器。

解：
22V H M M M +=合成弯矩：22
()
T e M M M α=+计算当量弯矩：221()[](153)
T e e M M M b
W W ασσ-+==≤-计算当量弯曲应力：
支承在水平面的分力：
图12-2 轴的载荷分布图
合成弯矩：
扭矩：此题中输入的扭矩为常量，对扭矩不变的情况，取校正
系数α＝，在轴线方向，扭矩的大小不变。

当量弯矩：
校核轴的强度：
由图f可知，载荷最大的截面在齿轮轮缘中点C处，此截面有键槽，但仍可近似用W≈〔轴的抗弯截面系数〕计算。

C点处当
量应力为：
〔三〕轴的使用与维护
轴是传递运动和动力的重要零件，轴的失效会危及整部机器，故应特别注意对轴的检查和维护。

1 轴的使用和检查
〔1〕轴在使用前，应注意轴和轴上零件固定要可靠；轴和轴上
有相对移动和转动的零件的间隙应适当；轴颈润滑应符合要求，润滑不当，是使轴颈非正常磨损的重要原因。

〔2〕轴在使用中，应防止突加、突减负载或超载，尤其是对新配滑动轴瓦的轴和使用已久的轴更应注意，防止疲劳断裂和弯扭变形。

〔3〕在机器大修或中修时，通常应检查轴有无裂纹、弯曲、扭曲及轴颈磨损等，如不合要求应进行修复和更换。

裂纹常发生在应力集中处，由此导致轴的疲劳断裂，应予以注意。

轴上的裂纹可用放大镜和磁力探伤器等检查。

轴颈的最大磨损量为测得的最小直径同公称径之差，当超过规定值时应进行修磨。

对于液体润滑轴承中的轴颈，应检查其圆度和圆柱度，因为失圆的轴颈运转时，会使油膜压力波动，不仅加速轴瓦材料的疲劳损坏，也会增加轴瓦和轴颈的直接接触，使磨损加剧。

轴上花键的磨损，可通过检查配合的齿侧间隙或用标准花键套在花键轴上检查。

2 轴的维修
〔1〕轴弯曲变形的校正
轴的变形过大时，可冷压校正或局部火焰加热校正。

校正时的支承部位应正确，尤其应注意不要使阶梯轴拐角处因校正而产生应力集中，如图12-3所示。

图12-3 轴弯曲变形的校正图12-4 轴颈磨损的镶套修复
〔2〕轴颈磨损的修复
通常先用磨削加工消除轴的几何形状误差，然后采用金属喷镀或刷镀，严重时可堆焊或镶套修理，镶套时套与轴为过盈配合，如图12-4所示。

〔3〕花键、键槽、螺纹的修复
可用气焊或堆焊法修复磨损的齿侧面，然后再以磨损的花键为根底，铣出花键，如图12-5a所示。

键槽损伤后，可适当加大键槽或将旧键槽焊堵，并配新键槽，如图12-5b所示。

轴上的螺纹损坏时，应进行堆焊，重车螺纹。

图12-5 花键键槽的修复
〔四〕小结
1．按扭转强度条件计算。

2．按弯扭合成强度计算。

3 轴的使用和维护。

〖思考与练习〗
1．转轴所受弯曲应力的性质如何？其所受扭转应力的性质又怎样考虑？。