《机械设计基础》课程PPT教学课件（讲稿）第十四章 轴

机械设计基础 第14章轴

第14章 轴 机械设计基础

第14章轴 141轴的分类、失效形式和设计准则 142轴的强度计算 1按扭转强度条件计算 2按弯扭合成强度条件计算 例题 提高轴的强度的常用措施

第14章 轴 14.1 轴的分类、失效形式和设计准则 14.2轴的强度计算 1.按扭转强度条件计算 2.按弯扭合成强度条件计算 例题 提高轴的强度的常用措施

14-1轴的分类、失效形式和设计准则 (一)轴的用途及分类 轴的用途 L支撑轴上零件 2传递转矩 3确定并保持轴上零件的轴向位置 轴的分类 按轴的形状: 心轴:只受弯矩的轴 ★按轴受载荷性质传动轴:只受扭矩的轴 转轴:既受弯矩又受扭矩的轴 按轴的工作频率刚性轴、挠性

1.支撑轴上零件 2.传递转矩 3.确定并保持轴上零件的轴向位置 14－1 轴的分类、失效形式和设计准则 （一）轴的用途及分类 轴的用途 轴的分类 按轴的形状 ： 按轴受载荷性质 按轴的工作频率 刚性轴 、挠性 轴 心轴：只受弯矩的轴 传动轴：只受扭矩的轴 转轴：既受弯矩又受扭矩的轴

按轴受载荷性质:心轴、传动轴、转轴 传动轴:扭矩T 心轴:弯矩M 转轴:T+M

按轴受载荷性质：心轴、传动轴、转轴 传动轴：扭矩T 心轴 ： 弯矩M 转轴： T + M 

(二)轴的材料 对轴材料的要求:强度、刚度、耐磨性 碳钢的特点:价格低对应力集中不敏感 可以通过热处理提高耐磨性 合金钢的特点:强度高耐磨性好 可以满足特殊工作要求 球墨铸铁的特点:价廉、对应力集中敏感性低 适于复杂外形的轴

碳钢的特点： 价格低 对应力集中不敏感 可以通过热处理提高耐磨性 合金钢的特点：强度高 耐磨性好 可以满足特殊工作要求 球墨铸铁的特点：价廉、对应力集中敏感性低 适于复杂外形的轴 （二）轴的材料 对轴材料的要求：强度、刚度、耐磨性

(三)轴的失效形式和设计准则 静强度断 失效形式因强度不足发生断裂 裂 失稳(刚度不够) 疲劳断裂

静强度断 裂 疲劳断裂 （三）轴的失效形式和设计准则 失效形式 因强度不足发生断裂 失稳（刚度不够）

(三)轴的失效形式和设计准则 静强度破坏时: 危险截面的 静应力的许用 设计准则 十算应力 弯曲应力 疲劳强度破坏 ≤[oAb 对称循环许用弯曲应力 失稳时y≤[y]许用挠度 B≤[0]_许用转角

设计准则 （三）轴的失效形式和设计准则 静强度破坏时： 疲劳强度破坏 c b [ ]    +1 c b [ ]    −1 危险截面的 计算应力 静应力的许用 弯曲应力 对称循环许用弯曲应力 失稳时 [ ] [ ]    y  y 许用挠度 许用转角

142轴的强度计算 1按扭转强度条件计算 9.55×10 校核式:τ T 0.2d3 4-4) 抗弯截面快里 设计式:d 55×10°p19.55×10p 02r]nV0.2[ (14-5) P231,表14-1 有键槽等结构应将所计算的直径适当放大7%

14.2轴的强度计算 1.按扭转强度条件计算 [ ] (14 4) 0.2 9.55 10 3 6  −  =  T T T d n p W T 校核式：  (14 5) 0.2[ ] 9.55 10 0.2[ ] 9.55 10 3 3 3 6 3 6  =  −  =    n p C n p n p d T T   设计式： P231，表14-1 有键槽等结构应将所计算的直径适当放大7% 抗弯截面模量

142轴的强度计算 2按弯扭合成强度条件计算 设轴在水平面内弯矩M,在 垂直面内弯矩My;扭矩L 合成弯矩:M=√M+M 计算当量弯矩:M=√M2+(a) 计算当量弯曲应力 M+(aT ≤[a_1](14-6

设轴在水平面内弯矩MH ，在 垂直面内弯矩MV ；扭矩 T. 2 2 合成弯矩：M = MH + MV 2 2 M M ( T) 计算当量弯矩： e = +  [ ] (14 6) ( ) 1 2 2  − + = =  −   W M T W Me 计算当量弯曲应力： e 14.2轴的强度计算 2.按弯扭合成强度条件计算

(二)轴的刚度校核计算介绍 P234表

（二）轴的刚度校核计算介绍 P234表