传动轴承和动轴的设计
机械设计课程设计两级展开式圆柱齿轮减速器
机械设计课程设计两级展开式圆柱齿轮减速器-目录课程设计书2二设计要求2三设计步骤21. 传动装置总体设计方案32. 电动机的选择43. 确定传动装置的总传动比和分配传动比54. 计算传动装置的运动和动力参数55. 设计V 带和带轮66. 齿轮的设计87. 滚动轴承和传动轴的设计198. 键联接设计269. 箱体结构的设计2710. 润滑密封设计3011.联轴器设计30四设计小结31五参考资料32机械设计课程设计两级展开式圆柱齿轮减速器一. 课程设计书设计课题:设计一用于带式运输机上的两级展开式圆柱齿轮减速器•运输机连续单向运转，载荷变化不大，空载起动，卷筒效率为0.96(包括其支承轴承效率的损失)，减速器小批量生产，使用期限8年(300天/年)，两班制工作，运输容许速度误差为5%,车间有三相交流，电压380/220V表二. 设计要求1•减速器装配图一张(A1) o2. CAD绘制轴、齿轮零件图各一张(A3)3. 设计说明书一份。
三. 设计步骤1. 传动装置总体设计方案2. 电动机的选择机械设计课程设计两级展开式圆柱齿轮减速器机械设计课程设计两级展开式圆柱齿轮减速器3. 确定传动装置的总传动比和分配传动比4. 计算传动装置的运动和动力参数5. 设计V 带和带轮6. 齿轮的设计7. 滚动轴承和传动轴的设计8. 键联接设计9. 箱体结构设计10. 润滑密封设计11. 联轴器设计1. 传动装置总体设计方案:1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。
2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。
3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V 带设置在高速级。
其传动方案如下：图一:（传动装置总体设计图）初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。
选择V带传动和二级圆柱斜齿轮减速器（展开式）。
传动装置的总效率=0.96 X Q.983X Q.952 X0.97 X0.96 = 0.759 ; 1为V带的效率,n2为轴承的效率,3为第一对齿轮的效率，4为联轴器的效率,5为卷筒轴滑动轴承的效率（因是薄壁防护罩，采用开式效率计算2.电动机的选择电动机所需工作功率为：P = P、/ n = 1900 X1.3/1000 3.25kW,执行机构的曲柄转速为n = =82.76r/mi n ,I经查表按推荐的传动比合理范围，V带传动的传动比「=2〜4 ,I ）。
传动轴设计及应用解读
• 准等速万向节：是指输入轴和输出轴以近似等速传递运动 的万向节。双联式万向节、凸块式万向节和三销轴式万向 节等为准等速万向节。主要用于转向驱动桥。
• 等速万向节：等速万向节是指输入轴和输出轴以等速传递 运动的万向节。球笼式万向节和球叉式万向节等为等速万 向节。主要用于轿车和驱动桥。 • 挠性万向节：挠性万向节依靠其中弹性零件的弹性变形来 保证在相交两轴间传动时不发生干涉。它能减小传动系的 扭转振动、动载荷和噪声，结构简单，使用中不需润滑， 一般用于两轴间夹角不大和很小轴向位移的万向传动场合。
传动轴的动平衡
• 传动轴总成不平衡是传动系弯曲振动的一个激 励源，当高速旋转时，将产生明显的振动和噪 声。所以传动轴装配后必须100％进行动平衡 检验，并在传动轴两端焊平衡片校正不平衡量， 其剩余不平衡量不应低于GB 9293中规定的G40 平衡品质等级。 • 影响传动轴动平衡品质的因素： 1、万向节十字轴的轴向间隙； 2、传动轴滑动花键副中的间隙； 3、传动轴总成两端连接处定心精度； 4、高速回转时传动轴的弹性变形。
传动轴额定载荷的确定
• • 传动轴的额定载荷是根据车型的配置参数计算出来的。先按发动机最大扭矩 计算，再按车轮的最大附着力计算，取二者中的小值作为额定扭矩。 1、按发动机最大扭矩计算： Mg=Memax×ik1×ip1/n 式中 Mg—按发动机最大扭矩计算时传动轴承受的扭矩，N.m Memax—发动机最大扭矩，N.m ik1 —变速箱一档速比 ip1 —分动箱低档速比 n —使用分动器低档时的驱动轴数目 2、按车轮最大附着力计算： Mφmax=G×rk×ψ/io 式中 Mφmax—按附着力计算时传动轴承受的扭矩，N.m G—满载时驱动轴上的载荷，N rk —车轮的滚动半径，m ψ —轮胎与地面的附着系数（在良好的沥青路面上取0.8） io —减速器速比
转轴结构设计案例
转轴结构设计案例一、转轴类型选择在转轴结构设计中，选择合适的转轴类型是至关重要的。
常见的转轴类型包括心轴、传动轴和支撑轴等。
选择哪种类型的转轴取决于应用需求和机械系统的要求。
例如，对于需要传递扭矩的场合，应选择传动轴；对于需要支撑重物并保持稳定的场合，应选择支撑轴。
二、轴径与轴承选择轴径和轴承的选择对于转轴结构设计至关重要。
轴径的大小应根据传递扭矩、转速等因素来确定。
同时，应根据轴径的大小选择合适的轴承类型和尺寸。
例如，对于大直径的转轴，应选择滚珠轴承或滚柱轴承；对于小直径的转轴，可选择滑动轴承或球轴承。
三、轴承游隙与预紧力调整轴承游隙和预紧力的调整对于转轴的稳定性和寿命具有重要影响。
轴承游隙是指轴承内圈与外圈之间的间隙，适当的游隙可以保证轴承的正常运转。
预紧力是指轴承安装后施加在轴承上的预压载荷，可以提高轴承的刚度和承载能力。
因此，在转轴结构设计中，应根据应用需求和轴承类型选择合适的游隙和预紧力调整方案。
四、转轴刚度与强度校核转轴的刚度和强度是评价其性能的重要指标。
在转轴结构设计中，应对其进行刚度和强度校核，以确保其满足使用要求。
校核方法可以采用有限元分析、刚度矩阵分析等手段，以评估转轴在不同工况下的变形量和应力分布。
根据校核结果，对设计进行优化或改进。
五、润滑与密封设计润滑和密封是保证转轴正常运转的重要措施。
在转轴结构设计中，应考虑润滑和密封方案的选择和设计。
润滑系统可采用油脂润滑或强制润滑，根据实际需求进行选择。
密封系统可以采用端面密封、油封等方案，以保证转轴内部的清洁和润滑油的密封效果。
六、防尘与防水措施在恶劣的工作环境下，防尘和防水措施对于转轴的正常运转至关重要。
在转轴结构设计中，应考虑采用适当的防尘和防水措施。
例如，在轴承端面设置密封罩或密封环，以防止灰尘和水进入轴承内部；在转轴与外部连接部位采用防水结构或防水套，以防止水或其他液体渗入内部。
七、热设计考虑热设计对于确保转轴长期稳定运行具有重要意义。
传动轴的设计及校核
第一章轻型货车原始数据及设计要求发动机的输出扭矩：最大扭矩285.0N·m/2000r/min；轴距：3300mm；变速器传动比: 五挡1 ，一挡7.31，轮距：前轮1440毫米，后轮1395毫米，载重量2500千克设计要求：第二章万向传动轴的结构特点及基本要求万向传动轴一般是由万向节、传动轴和中间支承组成。
主要用于在工作过程中相对位置不节组成。
伸缩套能自动调节变速器与驱动桥之间距离的变化。
万向节是保证变速器输出轴与驱动桥输入轴两轴线夹角的变化，并实现两轴的等角速传动。
一般万向节由十字轴、十字轴承和凸缘叉等组成。
传动轴是一个高转速、少支承的旋转体，因断改变的两根轴间传递转矩和旋转运动。
重型载货汽车根据驱动形式的不同选择不同型式的传动轴。
一般来讲4×2驱动形式的汽车仅有一根主传动轴。
6×4驱动形式的汽车有中间传动轴、主传动轴和中、后桥传动轴。
6×6驱动形式的汽车不仅有中间传动轴、主传动轴和中、后桥传动轴，而且还有前桥驱动传动轴。
在长轴距车辆的中间传动轴一般设有传动轴中间支承．它是由支承架、轴承和橡胶支承组成。
传动轴是由轴管、伸缩套和万向此它的动平衡是至关重要的。
一般传动轴在出厂前都要进行动平衡试验，并在平衡机上进行了调整。
因此，一组传动轴是配套出厂的，在使用中就应特别注意。
图 2-1 万向传动装置的工作原理及功用图 2-2 变速器与驱动桥之间的万向传动装置基本要求：1.保证所连接的两根轴相对位置在预计范围内变动时，能可靠地传递动力。
2.保证所连接两轴尽可能等速运转。
3.由于万向节夹角而产生的附加载荷、振动和噪声应在允许范围内。
4.传动效率高，使用寿命长，结构简单，制造方便，维修容易等第三章轻型货车万向传动轴结构分析及选型由于货车轴距不算太长，且载重量2.5吨属轻型货车，所以不选中间支承，只选用一根主传动轴，货车发动机一般为前置后驱,由于悬架不断变形，变速器或分动器输出轴轴线之间的相对位置经常变化,根据货车的总体布置要求，将离合器与变速器、变速器与分动器之间拉开一段距离，考虑到它们之间很难保证轴与轴同心及车架的变形，所以采用十字轴万向传动轴，为了避免运动干涉,在传动轴中设有由滑动叉和花键轴组成的伸缩节,以实现传动轴长度的变化。
传动轴基本知识
传动轴基本知识目录一、传动轴的基本概念 (2)1.1 定义与分类 (2)1.2 结构组成 (3)二、传动轴的工作原理 (4)2.1 动力传递过程 (5)2.2 转速与扭矩传递 (6)三、传动轴的材料与性能要求 (8)3.1 常用材料 (9)3.2 性能要求 (10)四、传动轴的设计与计算 (11)4.1 设计原则与步骤 (12)4.2 主要计算 (14)五、传动轴的制造工艺 (16)5.1 热处理工艺 (17)5.2 切削加工工艺 (18)六、传动轴的试验与检测 (19)6.1 试验项目与方法 (21)6.2 检测标准与要求 (22)七、传动轴的应用与维护 (22)7.1 应用领域 (24)7.2 维护保养知识 (25)八、传动轴的发展趋势与新技术 (25)8.1 发展趋势 (27)8.2 新技术应用 (28)一、传动轴的基本概念传动轴是机械动力传输的重要部件，广泛应用于各类机械、车辆及设备中。
基本概念是指一种用于将发动机的动力通过旋转运动传递给其它机械部件的轴系装置。
其主要功能在于将动力源（如发动机、电动机等）产生的旋转运动及扭矩，传递到需要运动的部件上，从而实现设备或机器的整体运行。
传动轴通常连接于发动机与变速器之间，或者是其他需要连续转动并传递动力的机械之间。
通过其精确的旋转运动，传动轴能够有效地将动力从源头传输到各个需要运转的部件，从而确保机器的高效运作。
传动轴的设计结构根据不同的应用环境和需求会有所不同，一般包括轴管、伸缩套管、万向节等多个部分。
这些部件协同工作，保证了传动轴的灵活性和耐久性，使其能够在各种复杂环境下稳定运行。
传动轴的基本概念是机械动力传输的关键组成部分，对于设备的运行效率、性能和寿命等方面具有重要的影响。
了解和掌握传动轴的基本知识，对于维护和保养机械设备，以及进行相关的技术研发和改造具有重要意义。
1.1 定义与分类1轴杆类传动轴：这类传动轴主要由实心轴或空心轴构成，其结构较为简单，承载能力较大。
机械设计基础滚动轴承
较高 低
2’~4’ 不允许
能承受较大旳径向。因 线性接触，内外圈只允 许有小旳相对偏转。除U 构造外，还有内圈无挡 边(NU)、外圈单挡边 (NF)、内圈单挡边(NJ)等 型式
只能承受径向载荷。承 载能力大，径向尺寸特 小。一般无保持架，因 而滚针间有摩擦，极限 转速低。
几点阐明：因为构造不同，各类轴承旳使用性能也不相同，现阐明如下。
设计：潘存云
主要承受径向载荷，
同步也能承受少许
中
轴向载荷。因为外
2˚ ~3˚ 滚道表面是以轴承
中点为中心旳球面，
故能调心。
表16-2 滚动轴承旳主要类型和特征（续）
轴承名称、 类型及代号
构造简图 承载方向 极限转速 允许角偏差
主要特征和应用
调心滚 子轴承 20230C
设计：潘存云
能承受很大旳径向载荷
前置代号
基本代号共5位
（ 成套轴承分 部件代号
0
）
类
尺寸系列代号
型
宽(高)度 直径系列
代 系列代号 代号
号
后置代号 或加
注：
代表字母；
代表数字
1. 前置代号----成套轴承分部件代号。 是轴承代号旳基础，有三项 2. 基本代号：表达轴承旳基本类型、构造和尺寸。
类型代号 ----左起第一位，为0（双列角接触球轴承） 则省略。
6 2 2 03
轴承内径 d=17 mm 直径系列代号，2(轻)系列 宽度系列代号，2(宽)系列 深沟球轴承 7 (0) 3 12 AC / P6
公差等级6级 公称接触角 α=25˚ 轴承内径 d=12×5=60 mm 直径系列代号，3(中)系列 宽度系列代号，0(窄)系列，代号为0，不标出 角接触球轴承
两级展开式圆柱齿轮减速器用滚动轴承和传动轴的设计
两级展开式圆柱齿轮减速器用滚动轴承和传动轴的设计好家伙，今天咱们来聊聊一个有点“硬核”的话题——两级展开式圆柱齿轮减速器里的滚动轴承和传动轴的设计。
别看名字长，其实就是我们生活中经常见到的那种机器减速器。
就拿洗衣机、车床、甚至是电动工具来说吧，里头的转动部分大多数都离不开这东西。
哎，不说可能你没注意，稍微一说你就知道了。
所以今天咱们就从最简单的地方开始，看看怎么把这些看似复杂的设计搞清楚，别担心，咱们不搞高深的理论，轻轻松松聊点有趣的。
咱们得搞明白，为什么减速器得有齿轮？这就好比你开车，发动机有劲儿，轮子没劲儿，那就啥都干不了。
所以，齿轮在这儿的作用就是把发动机那股劲儿，给“减速”下来，省得把东西搞得乱七八糟。
简单来说，齿轮就像是一位老练的“调皮捣蛋”高手，把转动的速度和力矩调整得恰到好处。
可问题来了，齿轮转得那么快，力那么大，谁来帮它稳定下？这就得靠咱们今天要说的这些“硬邦邦”的东西了——滚动轴承和传动轴。
咱先来说说这个“滚动轴承”。
哎，别看它名字有点拗口，作用其实就像是咱们脚下的轮子。
试想一下，如果你用木板直接摩擦地面走，那脚可不一定轻松，反而会摩擦得让你像是要打滑一样。
滚动轴承就像是帮齿轮和轴“擦肩而过”的润滑剂，它减少了摩擦，让设备运行得更加顺畅。
你想，少了摩擦，机器就能减少磨损，延长使用寿命，哪怕你天天拿它当马达转，轴承也能“咬”得住。
没错，轴承就好像是个能“耐住”劲儿的小伙伴，永远不怕摔。
接下来聊聊传动轴，这玩意儿说白了，就是传递动力的“桥梁”。
它可不像小齿轮那么精致，更像是粗犷的“大汉”。
传动轴的任务就是接收发动机传过来的力量，顺着齿轮和轴承一环环传递出去。
它不求精美，但求结实耐用。
想象一下，你拿个大锤子挥舞，力气大了，传动轴就得承受住这份力气，不然马上就要“散架”了。
咱们常说，工作再累，但只要轴承和传动轴配合得好，机器的寿命就能延长，啥都不怕。
设计这些东西的时候呢，得考虑到很多“软硬兼施”的地方。
轴的设计
d
r
r
h
b
R
h
c
D
d
D
轴肩 3）轴肩轴 环高度h
轴环
定位轴肩：高度h>C(或R) ,通常取h=(2～3)C或(2
～3)R或h=0.07d+(2～3) mm 滚动轴承：轴肩高度<滚动轴承内圈高度
非定位轴肩：为使零件装拆方便， 取h=(1～2)mm
d
2．套筒----常用于两个距离相近的零件之间，起定位和固 定的作用。套筒与轴之间配合较松，不宜用于转速较高 的轴上。 套筒 B
2）表面强化处理的方法有：
▲ 表面高频淬火； ▲ 表面渗碳、氰化、氮化等化学处理； ▲ 碾压、喷丸等强化处理。 通过碾压、喷丸等强化处理时可使轴的表面产生预压应力， 从而提高轴的疲劳能力。
轴系结构设计中常见错误实例分析
指出图示结构设计的错误，并绘出正确的结构图。
轴 齿轮 套筒 滚动轴承
1
2
3 正确结构图
a）截面尺寸变化处 的应力集中
b）过盈配合处的应力集中
c）小孔处的应力集中
减小应力集中的措施： 1）用圆角过渡； 2）尽量避免在轴上开横孔、切口或凹槽； 3）重要结构可增加卸载槽B、过渡肩环、凹切圆角、
增大圆角半径。也可以减小过盈配合处的局部应力。
B d/4 B
30˚ r
d
卸载槽
过渡肩环
凹切圆角
4）避免相邻轴径相差太大；
5、转动的轴，受不变的载荷作用，其所受的弯曲应力的性质为＿ ＿。 A、脉动循环 B、对称循环 C、静应力 D、非对称 循环 6、对于受对称循环转矩作用的转轴，计算当量弯矩 ， α应取＿＿。 A、0.3 B、0.6 C、1 D、1.3 7、设计减速器中的轴，其一般设计步骤为＿＿。 A、先进行结构设计，再按转矩、弯曲应力和安全系数校核 B、按弯曲应力初算轴径，再进行结构设计，最后校核转矩和 安全系数 C、根据安全系数定出轴径和长度，冉校核转矩和弯曲应力 D、按转矩初估轴径，再进行结构设计，最后校核弯曲应力和 安全系数 8、根据轴的承载情况，＿＿的轴称为转轴。 A、既承受弯矩又承受转矩 B、只承受弯矩不承受转矩 C、不承受弯矩只承受转矩 D、承受较大轴向载荷
带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器(斜齿)设计
目录一设计题目 (3)二应完成的工作 (3)三传动装置总体设计方案 (3)1.电动机的选择 (4)2.确定传动装置的总传动比和分配传动比 (3)3.计算传动装置的运动和动力参数 (5)4.V带的设计和带轮设计 (6)5.齿轮的设计 (6)6.传动轴承和传动轴的设计 (9)7.键的设计和计算 (14)8.箱体结构的设计 (15)9. 润滑密封设计 (17)四. 设计小结 (18)五参考资料. (18)一、设计题目带式运输机上的单级圆柱齿轮减速器（斜齿）5643121-电动机2-带传动3-减速器4-联轴器5-滚筒6-传送带给定数据及要求：已知条件：运输带拉力F(N)=2600 N.m；运输带工作速度v=1.6m/s；滚筒直径D=450mm；二、应完成的工作1.减速器装配图1张；2.零件工作图1—2张（从动轴、齿轮）3.设计说明书1份。
三、传动装置总体设计方案:1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。
2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。
3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。
其传动方案如下：初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。
选择V 带传动和一级圆柱斜齿轮减速器 传动装置的总效率总η1η为V 带的传动效率, 2η为轴承的效率，3η为对齿轮传动的效率，（齿轮为7级精度，油脂润滑）4η为联轴器的效率，5η为滚筒的效率 查机械设计手册知：η带＝0.96 η齿＝0.97 η轴＝0.98 η联＝0.99 η卷＝0.96 ηα=η带η齿η4轴η联η卷=0.96*0.97*0.984*0.99*0.96 =0.81631.电动机的选择工作机功率： P w =F N V/1000=2600*1.6/1000=4.16kw 电动机功率： P d = P w /ηa =4.16/0.8163=5.10kw 滚筒轴工作转速：n ＝Dπ60v 1000⨯=4501.6601000⨯⨯⨯π=67.94r/min ，经查表按推荐的传动比合理范围，V 带传动的传动比i ＝2～4，一级圆柱斜齿轮减速器传动比i ＝3～6，则总传动比合理范围为i '总＝6～24，电动机转速的可选范围为电动机n ＝i '总×n ＝（6～24）×69.94r/min ＝419.64～1678.56r/min 。
机械设计轴承与轴的公差配合轴承与孔的公差配合
机械设计轴承与轴的公差配合轴承与孔的公差配合机械设计中，轴承与轴的公差配合和轴承与孔的公差配合是非常重要的技术问题。
公差配合直接影响着机械装配的质量和性能，合理的公差配合能够保证机械的运转精度和寿命，提高整机的可靠性和稳定性。
下面我们就来详细介绍一下机械设计中轴承与轴的公差配合和轴承与孔的公差配合的相关知识。
轴承与轴的公差配合是指在轴上加工一个与轴承相适配的孔，使轴承能够旋转并支撑轴的旋转。
公差配合可以分为过盈配合、干涉配合和游隙配合三类。
1.过盈配合过盈配合是指轴承外圈的尺寸大于轴的尺寸，即轴承的公差大于轴的公差。
这种配合方式能够产生紧固力，提高轴承在轴上的固定力，增加轴与轴承的联接强度。
同时，过盈配合还能够有效地防止轴承在工作过程中的相对位移，提高机械的运转精度。
2.干涉配合干涉配合是指轴承外圈的尺寸小于轴的尺寸，即轴承的公差小于轴的公差。
这种配合方式能够产生压力，使轴承与轴更加紧密地配合在一起。
干涉配合适用于要求高精度、高速度、高负荷的场合，能够提高机械的承载能力和抗疲劳能力。
3.游隙配合游隙配合是指在轴与轴承之间保留一定的间隙，使轴承能够在轴上有一定的活动空间。
游隙配合能够满足机械的运动要求，并且能够减小因热胀冷缩引起的安装变形和运动阻力，提高机械的效率和精度。
轴承与孔的公差配合是指在机械的孔上加工一个与轴承相适配的孔，使轴承能够安装在孔中并旋转。
与轴承与轴的公差配合相似，轴承与孔的公差配合也可以分为过盈配合、干涉配合和游隙配合三类。
1.过盈配合过盈配合是指轴承外径的尺寸大于孔的尺寸，即轴承的公差大于孔的公差。
这种配合方式能够产生紧固力，使轴承和孔更加牢固地连接在一起，提高机械的传动精度和可靠性。
2.干涉配合干涉配合是指轴承外径的尺寸小于孔的尺寸，即轴承的公差小于孔的公差。
这种配合方式能够产生压力，使轴承和孔之间形成紧密的连接，增加机械的承载能力和抗疲劳能力。
3.游隙配合游隙配合是指在孔上保留一定的间隙，使轴承能够在孔中有一定的活动空间。
【课程思政课件】《机械设计与创新》轴的设计
§11-1 概述 §11-2 轴径的初步估算 §11-3 轴的结构设计 §11-4 轴的强度和刚度计算
§11-1 概述
一、轴的主要功用 1、支承轴上回转零件（如齿轮） 2、传递运动和动力
3、受弯矩，抵抗变形，保证轴上零件正常工作。
二、轴的分类
1、按承载情况分 转轴：既传递转矩（T）、又承受弯矩（M）
2、合金钢：40Cr、40MnB、20CrMnTi等，强度高、寿命 长，对应力集中敏感，价格较贵。用于重载、 小尺寸的轴。
§17-3 轴的结构设计
设计任务：使轴的各部分具有合理的形状和尺寸。 设计要求： 1.轴和轴上零件应有确定的位置和可靠固定；
2.轴上零件应便于安装、拆卸和调整； 3.轴应具有良好的加工工艺性； 4.应有利于提高轴的强度和刚度。
直轴 阶梯轴
又可分为实心、空心（加工困难）
曲轴：发动机专用零件
钢丝软轴：轴线可任意弯曲，传动灵活。
动力源 接头
接头 驱动装置
钢丝软轴（外层为护套）
钢丝软轴的绕制
三、轴的材料
对轴材料要求：轴的强度和刚度足够；材料的热处理性能和加 工工艺性好；材料来源广，价格适中。
1、碳素钢：30、35、45、50(正火或调质)，45应用最广。 价廉，对应力集中不敏感，良好的加工性。
如：减速器中的轴。
传动轴：只受转矩，不受弯矩M=0，T≠0 如：汽车中联接变速箱与后桥之间的轴。
心轴：只承受弯矩（M），不传递转矩（T=0） 转动心轴：轴转动 固定心轴：轴固定 问：火车轮轴属于什么类型？
转动心轴
问：自行车的前轮轴属于什么类型？
Hale Waihona Puke 滑轮轴转动心轴自行车的中轴是转轴
机械设计-轴设计
e b2 4 2
M W
2 4 T 2W
2
M2 T2 W
对于直径为 d 的实心轴：
b
M W
M
d 3 / 32
M 0.1d 3
T WT
d
T 3/
16
T 0.2d 3
T 2W
由于b 与 的循环特征可能不同，需引进校正系数α将 折
合成对称循环变应力。
e
M 2 (T )2
W
Me 0.1d 3
轴肩或轴环 定位轴肩：h＝(0.07~0.1)d ＞ R 或 C 非定位轴肩：h＝1～2 mm，作用是 便于轴上零件的装拆 为保证定位准确，R 或 C ＞ r 轴环宽度一般取：b =1.4 h
套筒
对轴上零件起固定作用。 常用于近距离的两个零件间的固定。
注意：
为保证固定可靠， 应使：与轮毂相配 的轴段长度比轮毂 宽度短2～3 mm，
一般的轴
扭转强度
扭剪应力:
T
T
WT
9.55 106 P / n
d 3 /16
9.55 106 P 0.2d 3n
T
轴的抗扭
剖面系数
扭转强度设计式:
d 3
9.55106 3 0.2T
P n
C3
P n
mm
令其为系数 C
系数 C 与轴的材料和承载情况有关
轴的材料 Q235A，20
35
[τT] /MPa 12～20
2、根据初算轴径，进行轴的结构设计。 N
3、按弯扭合成强度校核轴的危险截面。
弯扭合成强度校核
● 画出空间受力图，求出支反力；
● 分别作出水平面受力图和垂直面受力图；
● 分别作出水平面弯矩图MH和垂直面弯矩图MV ；
机械设计基础-轴及轴承设计
轴及轴承设计
按照轴的轴线形状,可将轴分为直轴、曲轴和挠性轴。 直轴各轴段轴线为同一直线。 曲轴各轴段轴线不在同一直 线上,主要用于有往复式运动的机械中,如内燃机中的曲轴 (见图10-5)。挠性轴轴线可任意弯曲,可改变运动的传递方向, 常用于远距离控制机构、 仪表传动及手持电动工具中(见图 10-6)。另外还有空心轴、光轴和阶梯轴(见图10-7)。
轴及轴承设计
图10-11 减小轴圆角处应力集中的结构
轴及轴承设计
(2)制造工艺方面。提高轴的表面质量,降低表面粗糙度, 对轴表面采用碾压、喷丸和 表面热处理等强化方法,均可显 著提高轴的疲劳强度。
(3)轴上零件的合理布局。在轴结构设计时,可采取改变 受力情况和零件在轴上的位 置等措施,达到减轻轴载荷,减小 轴尺寸,提高轴强度的目的。
轴及轴承设计
图10-8 轴的结构
轴及轴承设计
在图10-8中,轴各部分的含义: 轴颈:轴与轴承配合处的轴段。 轴头:安装轮毂键槽处的轴段。 轴身:轴头与轴颈间的轴段。 轴肩或轴环:阶梯轴上截面尺寸变化的部位,其中一个尺 寸直径最大称为轴环。
轴及轴承设计
1.轴上零件的定位和固定 轴上零件的定位是为了保证传动件在轴上有准确的安装 位置;固定则是为了保证轴上 零件在运转中保持原位不变。 (1)轴上零件的轴向定位和固定。为了防止零件的轴向 移动,通常采用下列结构形式 实现轴向固定:轴肩、轴环、套 筒、圆螺母和止退垫圈、弹性挡圈、轴端挡圈等。 (2)轴上零件的周向固定。周向固定的目的是为了限制 轴上零件相对于轴的转动,以 满足机器传递扭矩和运动的要 求。常用的周向固定方法有键、花键、销、过盈配合、成型 连 接等,其中以键和花键连接应用最广。
齿轮润滑采用油浴润滑,轴承采用脂润滑。
传动轴系精度设计
§ 7.2 滚动轴承的公差带
• 精度等级选用：
– 0：用于旋转精度要求不高的一般机构中，比如普通 机床变速箱和进给箱；
– 6、5：用于比较精密的机床和机器中，比如普通机 床主轴前端用5级，后端用6级；
– 4：用于旋转精度要求较高或转速很高的机构中，比 如高精度磨床和车床。
设计实例：
例 某一级齿轮减速器的小齿轮轴，由6级单列向心轴 承(d×D×B=Φ40×Φ90×23)支承，见图， Pr=4kN， Cr=32kN。
Φ40 k5 E
设计实例
包容
1. 配合的选择：
要求
2. 负荷类型：内圈旋转负荷，外圈定向负荷。
3. 负荷大小：∵P/C=4/32=0.125，
4. 为正常负荷(0.07~0.15Cr) ；
3.2
A
0.008 A
0.006
1.6
A
0.015 A
测验-有过程，标注在给出的图上
•如图，该轴f56处采用平键装一个齿轮，2xf55用深沟球轴承6211 (d=55,D=100,B=21, 0级精度)支承。齿轮在轴上固定，其配合最大 间隙为+0.030，最大过盈为-0.025，要求保证配合性质和回转精度； 滚动轴承额定负荷为25kN，工作时内圈旋转，外圈固定，承受的当 量动负荷为1250N。完成
A 15.7
7 t1 M A M
谢谢
§ 7.3 和滚动轴承配合件精度设计
1. 配合的选择 ➢ 选择轴承配合的依据是： • 轴承套圈承受的负荷类型 • 轴承套圈承受的负荷大小 • 其它影响因素
§ 7.3 和滚动轴承配合件精度设计
滚动轴承轴系结构设计
9—3 滚动轴承轴系结构设计滚动轴承轴系的结构设计，主要是解决轴承在机器中的固定、调整、预紧、配合、装拆、润滑与密封等问题。
一、支承部分的刚度和同轴度轴承在载荷的作用下应具有一定的旋转精度和寿命，这就要求轴承以及与轴承相配的轴、轴承座或箱体都应具有足够的刚度。
一般外壳及轴承座孔壁均应有足够的厚度，壁板上的轴承座的悬臂应尽可能地缩短，并用加强筋来增强支承部位的刚度 ( 图 9 － 12) 。
如果外壳是用轻合金或非金属制成的，安装轴承处应采用钢或铸铁制的套杯 ( 图 9 － 13) 。
对于一根轴上两个支承的座孔，必须尽可能地保持同心，以免轴承内外圈间产生过大的偏斜。
最好的办法是采用整体结构的外壳，并把安装轴承的两个孔一次镗出。
如在一根轴上装有不同尺寸的轴承时，外壳上的轴承孔仍应一次镗出，这时可利用衬筒来安装尺寸较小的轴承。
当两个轴承孔分在两个外壳上时，则应把两个外壳组合在一起进行镗孔。
图 9—12 用加强筋增强轴承座孔刚度图 9—13 利用套杯安装轴承二、滚动轴承的轴向固定滚动轴承的轴向固定，包括轴承外圈与机座的固定和轴承内圈与轴的固定。
对这两种固定的要求取决于轴系 ( 轴、轴上零件、轴承与机座的组合 ) 的使用和布置情况。
一方面，轴和轴承相对于机座应有确定的位置，以保证轴上零件能正常地传递力和运动；另一方面，由于工作中轴和机座的温度不相等 ( 通常轴的温度高于机座的温度 ) ，而温差可能产生较大的温度应力。
为保证轴系中不致产生过大的温度应力，应在适当的部位设置足够大的间隙，使轴可以自由伸缩。
常见的滚动轴承的轴向固定形式有如下几种。
1 . 两端固定支承如图 9 － 14 所示，轴两端的轴承各限制轴在一个方向的轴向移动，合起来就限制轴的双向移动。
为补偿轴的受热伸长，轴承盖与外圈端面之间应留有 0.25 ～0.4mm 的补偿间隙 c （图 9 — 14b ）。
间隙值可用改变轴承盖和箱体之间的垫片厚度进行调整。
机械设计之轴承
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图11-13 圆锥滚子轴承30204实物图
轴承
5）推力轴承
类型代号--5
推力球轴承分为：
51000 型用于承受单向轴
向载荷， 52000 型用于承
受双向轴向载荷。推力球轴
承只能承受轴向载荷，不能
承受径向力，不宜在高速下
工作，常用于起重机吊钩、
蜗杆轴和立式车床主轴的支 51314轴承
承等，如右图所示。
轴承
2. 滚动轴承选择的一般原则
l）球轴承与同尺寸和同精度的滚子轴承相比，它的极 限转速和旋转精度较高，因此更适用于高速或旋转精度要 求较高的场合。
2）滚子轴承比同尺寸的球轴承的承载能力大，承受 冲击载荷的能力也较高，因此适用于重载及有一定冲击载 荷的地方。
3）非调心的滚子轴承对于轴的挠曲敏感，因此这类轴 承适用于刚性较大的轴和能保证严格对中的地方。
11-3 滑动轴承 点击播放
轴承
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11.2 滚动轴承的构造及类型
如右图所示，滚动轴承一般
由内圈、外圈、滚动体及保持 架等四部分组成。通常内圈用 过盈配合与轴颈装配在一起， 外圈则以较小的间隙配合装在 轴承座孔内，内、外圈的一侧 均有滚道，工作时，内、外圈 作相对转动，滚动体可在滚道 内滚动。为防止滚动体相互接 触而增加摩擦，常用保持架将 滚动体均匀地分开。
轴承内径代号：d=08×5=40mm 尺寸系列代号：（0）2 ，宽度系列0（代号中省略），直径系列2（轻） 轴承类型代号：深沟球轴承
轴承内径代号：d=04×5=20mm 尺寸系列代号：直径系列2（轻） 尺寸系列代号：宽度系列0（窄） 轴承类型代号：角接触球轴承
轴承
轴承内径代号：d=11×5=60mm 尺寸系列代号：直径系列3（中） 尺寸系列代号：宽度系列2（宽） 轴承类型代号：圆柱滚子轴承
轴和轴承的设计和选择
轴和轴承的设计和选择轴和轴承是机械设备中重要的组成部分，它们的设计和选择对机械设备的性能和寿命有着重要的影响。
在本文中，我们将从轴和轴承的功能、设计原则、选择指南以及常见问题等方面进行探讨。
一、轴和轴承的功能轴是机械设备中重要的传动部件，它传递动力和承受负载。
轴必须具有一定的强度和刚度，以保证机械设备的正常工作。
同时，轴也需要具有较好的耐磨性和韧性，以承受不断的摩擦和振动。
轴承是连接轴和机器设备的部件，它可以减少轴与机器设备之间的摩擦，使得机器可以平稳运转。
轴承的选择应该根据轴的尺寸、负荷、旋转速度、工作环境等多个因素来进行决定，以确保轴能够在正常负荷下运转。
二、轴和轴承的设计原则设计一个合适的轴和轴承需要从以下几个方面考虑：1. 强度和刚度轴的强度和刚度是轴能够承受负载的重要指标。
强度和刚度的大小取决于轴所承受的转矩，同时还要考虑到轴的直径、材料、制造工艺等因素。
轴的直径越大，承受的转矩就越大，但同时也会带来更大的惯性负荷和成本。
因此，轴的设计需要在强度和成本之间进行平衡。
2. 耐磨性和韧性轴承处于不断的摩擦状态下，因此轴必须具有一定的耐磨性和韧性。
通常采用高强度合金钢等材料制造轴，同时也可以采用表面镀层和表面强化等技术提高轴的性能。
3. 摩擦力和润滑轴与轴承之间的接触会产生一定的摩擦力，这会导致轴和轴承的磨损。
因此，轴承必须具有良好的润滑性能，并能够在一定程度上减少摩擦力。
常用的润滑方式包括干润滑和液润滑两种。
4. 工作环境不同的工作环境对轴和轴承的要求也不同。
例如，在沙漠或海洋环境下，轴和轴承必须能够抵御腐蚀和氧化。
在高温或低温环境下，轴和轴承必须能够保持较好的工作性能。
三、轴和轴承的选择指南选择适合的轴和轴承需要根据实际情况进行决定。
以下是轴和轴承选择的一些主要问题：1. 轴的尺寸轴的尺寸直接影响轴的强度和承载能力。
因此，必须确保轴的尺寸与负载相适应，并采取合适的制造和加工工艺。
2. 负载轴和轴承的承载能力必须符合机器的负载要求。
主传动件结构设计,轴的结构设计,轴承组合设计
主传动件、轴和轴承组合是机械设备中的重要组成部分，它们的设计对于设备的性能和使用寿命具有重要影响。
以下是对这三个方面的结构设计进行简要介绍：一、主传动件结构设计主传动件是机械设备中的核心部件，它负责将动力传递到工作机构，实现设备的运动和功能。
主传动件的结构设计需要考虑以下几个方面：1. 传动方式：根据设备的工作需求和结构特点，选择合适的传动方式，如齿轮传动、链传动、带传动等。
2. 传动精度：为了保证设备运动的准确性和稳定性，需要选择高精度的传动件，并进行精确的装配和调整。
3. 承载能力：根据设备的工作负载和转速要求，选择具有足够承载能力的传动件，以确保设备的安全运行。
4. 可靠性：主传动件的结构设计应考虑其可靠性和耐久性，采用耐磨、耐腐蚀的材料和结构，以减少故障和维修频率。
二、轴的结构设计轴是机械设备中的重要支撑和传动部件，它承担着传递动力和运动的任务。
轴的结构设计需要考虑以下几个方面：1. 轴径和长度：根据设备的工作负载和转速要求，选择合适的轴径和长度，以确保轴的强度和刚度。
2. 支撑结构：根据设备的工作环境和要求，选择合适的支撑结构，如轴承支撑、滚轮支撑等，以提高轴的稳定性和精度。
3. 材料选择：轴的材料应具有良好的力学性能、耐磨性、耐腐蚀性等特性，常用的材料有碳钢、合金钢等。
4. 表面处理：为了提高轴的耐磨性和耐腐蚀性，可以对轴的表面进行喷涂、镀层等处理。
三、轴承组合设计轴承是机械设备中的重要支承部件，它可以使轴在设备中灵活运动，并承受一定的载荷。
轴承组合设计需要考虑以下几个方面：1. 轴承类型选择：根据设备的工作环境和要求，选择合适的轴承类型，如深沟球轴承、圆柱滚子轴承等。
2. 轴承配合选择：根据轴径和轴承内径的大小关系，选择合适的配合方式，如过盈配合、间隙配合等。
3. 安装方式：根据设备的工作环境和要求，选择合适的安装方式，如两侧安装、两端安装等。
4. 密封装置：为了防止轴承润滑油的泄漏和外部杂质的侵入，需要设计合适的密封装置。
机械设计课程设计 轴的设计
第四章轴的设计机器上所安装的旋转零件，例如带轮、齿轮、联轴器和离合器等都必须用轴来支承，才能正常工作，因此轴是机械中不可缺少的重要零件。
本章将讨论轴的类型、轴的材料和轮毂联接，重点是轴的设计问题，其包括轴的结构设计和强度计算。
结构设计是合理确定轴的形状和尺寸，它除应考虑轴的强度和刚度外，还要考虑使用、加工和装配等方面的许多因素。
4.1 轴的分类按轴受的载荷和功用可分为：1.心轴：只承受弯矩不承受扭矩的轴，主要用于支承回转零件。
如.车辆轴和滑轮轴。
2.传动轴：只承受扭矩不承受弯矩或承受很小的弯矩的轴,主要用于传递转矩。
如汽车的传动轴。
3.转轴：同时承受弯矩和扭矩的轴，既支承零件又传递转矩。
如减速器轴。
4.2轴的材料主要承受弯矩和扭矩。
轴的失效形式是疲劳断裂，应具有足够的强度、韧性和耐磨性。
轴的材料从以下中选取：1. 碳素钢优质碳素钢具有较好的机械性能，对应力集中敏感性较低，价格便宜，应用广泛。
例如：35、45、50等优质碳素钢。
一般轴采用45钢，经过调质或正火处理；有耐磨性要求的轴段，应进行表面淬火及低温回火处理。
轻载或不重要的轴，使用普通碳素钢Q235、Q275等。
2. 合金钢合金钢具有较高的机械性能，对应力集中比较敏感，淬火性较好，热处理变形小，价格较贵。
多使用于要求重量轻和轴颈耐磨性的轴。
例如：汽轮发电机轴要求，在高速、高温重载下工作，采用27Cr2Mo1V、38CrMoAlA等。
滑动轴承的高速轴，采用20Cr、20CrMnTi 等。
3. 球墨铸铁球墨铸铁吸振性和耐磨性好，对应力集中敏感低，价格低廉，使用铸造制成外形复杂的轴。
例如：内燃机中的曲轴。
4.3 轴的结构设计如图所示为一齿轮减速器中的的高速轴。
轴上与轴承配合的部份称为轴颈，与传动零件配合的部份称为轴头，连接轴颈与轴头的非配合部份称为轴身，起定位作用的阶梯轴上截面变化的部分称为轴肩。
轴结构设计的基本要求有：（1）、便于轴上零件的装配轴的结构外形主要取决于轴在箱体上的安装位置及形式，轴上零件的布置和固定方式，受力情况和加工工艺等。
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减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。
减速器按用途可分为通用减速器和专用减速器两大类，两者的设计、制造和使用特点各不相同。
20世纪70－80年代，世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命的发展紧密结合。
减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要，在某些场合也用来增速，称为增速器。
选用减速器时应根据工作机的选用条件，技术参数，动力机的性能，经济性等因素，比较不同类型、品种减速器的外廓尺寸，传动效率，承载能力，质量，价格等，选择最适合的减速器。
减速器是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。
传动轴承和传动轴的设计1. 传动轴承的设计⑴. 求输出轴上的功率P 3，转速3n ，转矩3TP 3=2.70KW 3n =82.93r/min3T =311.35N ．m⑵. 求作用在齿轮上的力已知低速级大齿轮的分度圆直径为2d =143.21 mm而 F t ==232d T N 16.43481021.14335.31123=⨯⨯- F r = F t N oon 06.163086.13cos 20tan 16.4348cos tan =⨯=βαF a = F t tan β=4348.16×0.246734=1072.84N圆周力F t ，径向力F r 及轴向力F a 的方向如图示:⑶. 初步确定轴的最小直径先按课本15-2初步估算轴的最小直径,选取轴的材料为45钢,调质处理,根据课本315361-表P 取112=o Amm n P A d o 763.35333min == 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径ⅡⅠ-d ,为了使所选的轴与联轴器吻合,故需同时选取联轴器的型号查课本114343-表P ,选取5.1=a Km N T K T a ca ⋅=⨯==0275.46735.3115.13因为计算转矩小于联轴器公称转矩,所以查《机械设计手册》11222-选取LT7型弹性套柱销联轴器其公称转矩为500Nm,半联轴器的孔径mmL mm L mm d mm d 84.112.40,4011====-与轴配合的毂孔长度为半联轴器半联轴器的长度故取ⅡⅠ⑷. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度① 为了满足半联轴器的要求的轴向定位要求,Ⅰ-Ⅱ轴段右端需要制出一轴肩,故取Ⅱ-Ⅲ的直径mm d 47=-ⅢⅡ;左端用轴端挡圈定位,按轴端直径取挡圈直径mm D 50=半联轴器与轴配合的轮毂孔长度 为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴端上, 故Ⅰ-Ⅱ的长度应比 略短一些,现取mm l 82=-ⅡⅠ② 初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列角接触球轴承.参照工作要求并根据mm d 47=-ⅢⅡ,由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组 标准精度级的单列角接触球轴承7010C 型.d D B 2d 2D 轴承代号45 85 19 58.8 73.2 7209AC45 85 19 60.5 70.2 7209B45 100 25 66.0 80.0 7309B50 80 16 59.2 70.9 7010C50 80 16 59.2 70.9 7010AC50 90 20 62.4 77.7 7210C2. 从动轴的设计对于选取的单向角接触球轴承其尺寸为的mm mm mm B D d 168050⨯⨯=⨯⨯,故mm d d 50==-=ⅧⅦⅣⅢ;而 mm l 16=-ⅧⅦ .右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位.由手册上查得7010C 型轴承定位轴肩高度57,5.3,07.0==>-ⅤⅣ因此取d mm h d h mm,③ 取安装齿轮处的轴段mm d 58=-ⅦⅥ;齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位.已知齿轮毂的宽度为75mm,为了使套筒端面可靠地压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,故取mm l 72=-ⅦⅥ. 齿轮的左端采用轴肩定位,轴肩高 3.5,取mm d 65=-ⅥⅤ.轴环宽度h b 4.1≥,取b=8mm.④ 轴承端盖的总宽度为20mm(由减速器及轴承端盖的结构设计而定) .根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求,取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离mm l 30= ,故取mm l 50=-ⅢⅡ.⑤ 取齿轮距箱体内壁之距离a=16mm ,两圆柱齿轮间的距离c=20mm .考虑到箱体的铸造误差,在确定滚动轴承位置时,应距箱体内壁一段距离 s,取s=8mm ,已知滚动轴承宽度T=16mm ,高速齿轮轮毂长L=50mm ,则mm mm a s T l 43)316816()7275(=+++=-+++=-ⅧⅦmmmm l l a c s L l 62)8241620850(=--+++=--+++=---ⅥⅤⅣⅢⅤⅣ至此,已初步确定了轴的各端直径和长度.5. 求轴上的载荷首先根据结构图作出轴的计算简图, 确定顶轴承的支点位置时,查《机械设计手册》20-149表20.6-7.对于7010C 型的角接触球轴承,a=16.7mm,因此,做为简支梁的轴的支承跨距. mm mm mm L L 6.1758.608.11432=+=+N F L L L F t NH 15066.1758.6016.43483231=⨯=+= N F L L L F t NH 28436.1758.11416.43483222=⨯=+= N L L D F L F F ar NV 80923231=++= N F F F NV r NV 821809163022=-=-=mm N M H ⋅=8.172888mm N L F M NV V ⋅=⨯==2.928738.114809211mm N L F M NV V ⋅=⨯==8.499168.60821322mm N M M M V H ⋅=+=+=19625592873172889222121 mm N M ⋅=1799512传动轴总体设计结构图:(从动轴)(中间轴)(主动轴)从动轴的载荷分析图:6. 按弯曲扭转合成应力校核轴的强度根据ca σ=W T M 2321)(∂+=82.10274651.0)35.3111(19625522=⨯⨯+ 前已选轴材料为45钢，调质处理。
查表15-1得[1-σ]=60MP aca σ〈 [1-σ] 此轴合理安全7. 精确校核轴的疲劳强度.⑴. 判断危险截面截面A,Ⅱ,Ⅲ,B 只受扭矩作用。
所以A Ⅱ Ⅲ B 无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面Ⅵ和Ⅶ处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C 上的应力最大.截面Ⅵ的应力集中的影响和截面Ⅶ的相近,但是截面Ⅵ不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C 上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C 截面也不必做强度校核,截面Ⅳ和Ⅴ显然更加不必要做强度校核.由第3章的附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小，因而,该轴只需胶合截面Ⅶ左右两侧需验证即可.⑵. 截面Ⅶ左侧。
抗弯系数 W=0.13d =0.1350⨯=12500抗扭系数 T w =0.23d =0.2350⨯=25000截面Ⅶ的右侧的弯矩M 为 mm N M M ⋅=-⨯=1446098.60168.601 截面Ⅳ上的扭矩3T 为 3T =311.35m N ⋅ 截面上的弯曲应力==W M b σMPa 57.1112500144609= 截面上的扭转应力 T σ=T W T 3=MPa 45.1225000311350= 轴的材料为45钢。
调质处理。
由课本355P 表15-1查得：a B MP 640=σ a MP 2751=-σ a MP T 1551=- 因=d r 04.0500.2= =d D 16.15058= 经插入后得 =∂σ 2.0 T σ=1.31轴性系数为82.0=σq τq =0.85∴K σ=1+)1(-∂σσq =1.82K τ=1+τq （T σ-1）=1.26所以67.0=σε 82.0=τε 92.0==τσββ综合系数为： K σ=2.8K τ=1.62碳钢的特性系数 2.01.0～=σϕ 取0.1 1.005.0～=τϕ 取0.05安全系数ca SS σ==+-m a a K σϕσσσ125.13 S τ=+-m t a k τϕσττ113.71 ca S 5.1022=+τστσS S S S ≥S=1.5 所以它是安全的截面Ⅳ右侧抗弯系数 W=0.13d =0.1350⨯=12500抗扭系数 T w =0.23d =0.2350⨯=25000截面Ⅳ左侧的弯矩M 为 M=133560截面Ⅳ上的扭矩3T 为 3T =295 截面上的弯曲应力 ==W M b σ68.1012500133560= 截面上的扭转应力T τ=T W T 3=80.1125000294930=∴K σ=8.211=-+σσσβεK K τ=62.111=-+τττβεK所以67.0=σε 82.0=τε 92.0==τσββ 综合系数为：K σ=2.8 K τ=1.62碳钢的特性系数 2.01.0～=σϕ 取0.1 1.005.0～=τϕ 取0.05 安全系数ca S S σ==+-m a a K σϕσσσ125.13S τ=+-m t a k τϕσττ113.71 ca S 5.1022=+τστσS S S S ≥S=1.5所以它是安全的。