轴系改错大全

? ? M,?? T ? T
W
WT 2W
? ca
?
M ca W
?
M 2 ? (? T )2
W
?
[?
?1]
M ca ? M 2 ? (? T )2 ——当量弯矩
∴
M?
M
2 H
?
M
2 V
37
对于转轴：已知支点，扭矩、弯矩可求；以斜齿轮轴为例
1）作轴的空间受力简图
Fr
Ft
Fa
?
(a)
T
R'v1
A
B Rv1 RH1
C
L1
L2
D
RH2
Rv2
L3
38
2）求水平面支反力RH1、RH2 ，作水平面弯矩图——MH
Fr
Ft
Fa
?
(a)
T
R' v1
A
B Rv1 RH1
① 采用合金钢并不能提高轴的刚度。 ② 轴的热处理和表面强化可提高轴的疲劳强度。
三、轴设计的主要内容
结构设计：按轴上零件安装定位要求确定轴的形状和尺寸。 工作能力计算：强度、刚度、振动稳定性计算。
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知识回顾
1、蜗轮蜗杆轮齿所受各力的大小； 2、圆柱蜗杆传动的强度计算：蜗轮齿面接触疲劳强度和轮齿弯 曲疲劳强度计算， 蜗杆刚度计算 3、闭式蜗杆传动的热平衡计算和冷却措施 4、轴的用途与分类，轴的材料及其选择原则； 5、轴设计的主要内容：结构设计和强度校核。
一、拟定轴上零件的装配方案 原则：1、轴的结构越简单越合理。 2、装配越简单、方便越合理。
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轴身
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二、轴上零件的定位 1、零件的轴向定位 (1) 轴肩和轴环：最常用，能承受较大轴向载荷。
定位轴肩 过渡轴肩
20
要求r〈C〈a和r〈R〈a
要求轴肩高度<滚动轴承内圈高度
21
(2) 套筒：轴上相邻零件定位，套筒不宜过长。 (3) 轴用圆螺母：可承受较大轴向力，但有应力集中(细牙)。
(4) 轴端挡圈：仅适用于轴端零件固定， 可承受较大轴向力，应用广。
Байду номын сангаас23
当用轴肩、轴环、套筒、圆螺母、轴端挡圈进
行零件的轴向定位时，为保证轴向定位可靠，要求
L轴<L毂 。
2
2
②
③
④
③
④
II
III
III
II
24
III
(5) 轴承端盖：用螺钉等与箱体联接而使 轴1承外圈得到轴向定位。
(6) 弹性挡圈 结构简单定位方便，
学习目标：
1 ）了解轴的功用与分类，掌握各类轴的受力与应力分析。 2 ）掌握轴的结构设计基本要求和方法。 3 ）掌握轴的强度计算方法和刚度计算原理。
7
9.1 概 述
一、轴的用途与分类
1、用途 (1) 支承回转零件；(2) 传递运动和动力
2、分类 按承载情况分
转轴——同时受扭矩T和弯矩M 心轴——只受弯矩不传递扭矩(T=0) 传动轴——主要受扭矩
?
0.5 ~ 0.6
d1 —空心轴的内径 d —空心轴的外径
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二、按弯扭合成强度条件计算（按许用弯曲应力计算）
强度计算对于钢材料，用第三强度理论：
? ca ? ? 2 ? 4? 2
通常M→σ，T→τ， 两者在轴上的循环特性不同 ——引入折合系数 α
? ca ? ? 2 ? 4(? ?)2
对于直径为d 的圆轴:
1
滚动轴承
平键1
齿轮
套筒
轴承端盖 半联轴器 平键2 轴端挡圈
①
②
I
II
I
R rh
(a)
③
④
III
II
b hr
C
(b)
⑤
III
2~3mm
(c)
2
3
4
A向 A
转动心轴
固定心轴
5
第九章 轴
66
计划学时：4学时 主要内容：
轴的分类；转轴的受力、应力与失效分析；轴的材料；轴径的初算；轴的 结构设计；轴的强度计算和刚度计算
9.55 ? 106 0.2d 3
P n
? [?T ]
设计公式：
d
?
3
5? 9.55 ? 106 P
[?T ]n
?
A0 3
P n
A0 ——轴的材料系数,表15.3
35
轴上有键槽 放大轴径：
一个键槽：3~5% 二个键槽：7~10%
取标准值
对于空心轴：
P
d ? A0 3 n(1 ? ? 4 )
?
?
d1 d
8
转轴——同时受扭矩和弯矩
9
心轴——只受弯矩不传递扭矩（T=0）
10
自行车前轴属于哪种？
11
传动轴——主要受扭矩
12
传动轴
0轴：
轴
转轴
Ⅰ轴：
轴
心轴
Ⅱ轴：
轴
转轴
Ⅲ轴：
轴
转轴
Ⅳ轴：
轴
Ⅴ轴： 心轴
轴
13
光轴
直轴
按
轴
阶梯轴
线
形
状
分
曲轴
14
空心轴和钢丝软轴
15
二、轴的材料及其选择
碳素钢——35,45,50钢(正火或调质),常用45#。 合金钢——力学性能高，贵，多用于有特殊要求的轴。 如：20Cr（轴颈耐磨性↑ ）；对应力集中较敏感。 注意：钢材弹性模量E基本相同。
(1) 键：常用
(2) 花键：承载大、定位精度高，适于动联接。
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(3) 紧定螺钉、销
(4) 过盈配合
（5）型面连接
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三、各轴段的直径和长度的确定 1）各轴段直径确定 a) 按扭矩估算轴段直径d min ， 相关公式。 b) 按轴上零件安装及定位要求确定各段轴径，经验值。
注意：①与标准零件相配合轴径应取标准值。 ②同一轴径轴段上不能安装三个以上零件。
问题：
1、蜗杆与蜗轮所受各力的关系如何？
2、闭式蜗杆传动中，如果温度很高，超过80度，应采取哪 些措施？
3、如何判断转轴、心轴和传动轴？
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9.2 轴 的 结 构 设 计
设计要求： ① 轴和轴上零件要有准确、牢固的工作位置。 ② 轴上零件装拆、调整方便。 ③ 轴应具有良好的制造工艺性等。 ④ 尽量避免应力集中。
2）各轴段长度
a) 各轴段长度与其上相配合零件宽度相对应。 b) 转动零件与静止零件之间必须有一定的间隙。
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四、轴的结构工艺性
1）轴肩圆角r——避免应力集中，查标准。 2）轴端倒角 ——便于安装，去毛刺。
3）装配轴段不宜过长
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4）砂轮越程槽
5）螺纹退刀槽
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6）同一轴上键槽位于圆柱同一母线上，且取相同尺寸
但有应力集中。
①
②
I
II
轴承端盖与机座间加垫片
以调整轴的位置I。
③
④
III
II
25
(7) 锁紧挡圈、紧定螺钉或销 承载能力低，可同时兼做周向定位。
(8) 圆锥面（+挡圈、螺母）
适于承受冲击和同心度要求较高的
轴端零件，可兼做周向定位。
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2、零件的周向定位 周向定位是为了保证轴上零件与轴不发生相对转动并能传递一定的力矩。
1
2
①
②
③
④
I
II
III
I
II
III
32
轴系结构改错
四处错误
正确答案
三处错误
正确答案
33
两处错误
正确答案
34
9.3 轴 的 强 度 计 算
一、按扭转强度条件计算（按许用切应力计算） ① 只受扭矩或主要承受扭矩的传动轴的强度计算 ② 结构设计前按扭矩初估轴的直径dmin
强度条件：
?T
?
T WT
?