《机械设计基础》课程PPT教学课件（讲稿）第十四章 轴

第十四章轴 基本要求:了解轴的类型和材料:掌握轴的 结构设计和轴的强度计算方法。 重点:按扭转强度计算轴径

基本要求：了解轴的类型和材料；掌握轴的 结构设计和轴的强度计算方法。 重 点：按扭转强度计算轴径。 第十四章 轴

§14-1轴的功用和类型 轴的功用 二、轴的类型 、按承受载荷的性质分 转动攻由 固定心轴m 1)转轴 减速器 发就r1 车 电动机 2)传动轴 之 Arm 3)心轴 ∫转动心轴 固定心轴 2、按轴线的形状分 1)曲轴 实心轴、「 2)直轴 固定轴、阶梯轴 绕性钢丝轴 3)特殊轴 蜗杆轴

§14-1 轴的功用和类型 一、轴的功用 二、轴的类型 1、按承受载荷的性质分    固定心轴 转动心轴 ）心轴 ）传动轴 ）转轴 3 2 1 2、按轴线的形状分       蜗杆轴 绕性钢丝轴 ）特殊轴 固定轴、阶梯轴 实心轴、空心轴 ）直轴 ）曲轴 3 2 1 转动心轴 固定心轴 转轴 曲轴 绕性钢丝轴 蜗杆轴

三、轴的设计步骤 l、选材 2、结构设计 3、强度和刚度设计 4、振动稳定性设计

三、轴的设计步骤 、振动稳定性设计 、强度和刚度设计 、结构设计 、选材 4 3 2 1

§14-2轴的材料 一、对轴材料的要求 、具有足够的疲劳强度。 2、对应力集中敏感性小。 3、具有良好的加工工艺性。 4、能经过热处理提高轴颈的耐磨性。 碳素钢 二、轴的材料合金网 表14-1 球墨铸铁

§14-2 轴的材料 一、对轴材料的要求 、能经过热处理提高轴颈的耐磨性。 、具有良好的加工工艺性。 、对应力集中敏感性小。 、具有足够的疲劳强度。 4 3 2 1 二、轴的材料      球墨铸铁 合金刚 碳素钢 表14−1

§14-3轴的结构设计 轴的结构设计依据 l、轴在机器中的安装位置及形式。 2、轴上安装零件的类型、尺寸、数量和轴的联接方式。 3、载荷的性质、大小、方向、及分布情况。 轴的加工工艺性。 轴的结构应满足的条件 1、轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置。 2、各零件必须定位及固定可靠。 3、轴上的零件便于装拆和调整。 4、轴应有良好的加工工艺性。 5、尽量减少应力集中

§14-3 轴的结构设计 • 轴的结构设计依据 、轴的加工工艺性。 、载荷的性质、大小、方向、及分布情况。 、轴上安装零件的类型、尺寸、数量和轴的联接方式。 、轴在机器中的安装位置及形式。 4 3 2 1 • 轴的结构应满足的条件 、尽量减少应力集中。 、轴应有良好的加工工艺性。 、轴上的零件便于装拆和调整。 、各零件必须定位及固定可靠。 、轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置。 5 4 3 2 1

、制造安装要求 二、轴上零件的定位 赳承轴由上零件的固定 -1⊥1 工作面 螺母 轴向定 轴端 is 紧定 键 周向固定过盈配合 被包容件 包容件 紧定螺钉

1 2 3 4 5 6 7 轴承档板 带轮 轴承盖 套筒 齿轮 滚动轴承 一、制造安装要求 二、轴上零件的定位 h  C1 或R r  C1 或R 三、轴上零件的固定           紧定螺钉 弹性挡圈 轴端挡板 螺母 套筒 轴肩 轴向固定      紧定螺钉 过盈配合 键 周向固定

四、减少应力集中、改善受力情况 l、减少应力集中 2、改善受力情况 输出输入输出 输出输出输入 ↓=- 画Hs u

四、减少应力集中、改善受力情况 1、减少应力集中 2、改善受力情况

§14-4轴的强度计算 T 、按扭转强度计算r=srl 式中:c扭转弯应力,N/m2 T为转矩,T=9.55×10P,N,m P为传递功率kW Z为相截面系数圆截面zn=m13 ≈0.2d 16 d为轴径,mm 9.55×10°p 955×10°P ≤|]d≥ 0.2d3n 0.2 式中4一许用扭转弯应力,N/mm2;C= 9.55×10 0.2

§14-4 轴的强度计算 一、按扭转强度计算  =  [ ] ZP T d mm d d Z Z P kW N mm n P T T N mm P P , 0.2 16 , , 9.55 10 / 3 3 6 2 为轴径 为相截面系数圆截面 为传递功率 为转矩， ， 式中： 扭转弯应力， =  =     [ ] 0.2 9.55 10 3 6      = d n p mm n P C n P d 3 3 3 6 0.2[ ] 9.55 10  =    3 6 2 0.2[ ] 9.55 10 [ ] / ;    式中： — 许用扭转弯应力，N mm C =

例题分析 已知:n1=960r/min,i=14,P=14kW,45钢。 求:d1 Imin 2 min 解:45钢,C=118~107,取:C=110 960 =240r/min P d1≥C-=24.02mm,取:a1=25m d2≥C3=38.14mm,取:d2=40mm

例题分析 求 ： ， 。 已知： ， ， ， 钢 。 1min 2min 1 960r/ min 14 14kW 45 d d n = i = P = 解：45钢，C = 118 ~ 107,取：C = 110 240 / min 4 1 960 2 r i n n = = = mm d mm n P d C3 24.02 : 1 25 1 1  = ， 取 = mm d mm n P d C 38.14 : 40 2 3 2 2  = ， 取 =

二、按弯扭合成强度 b2+4z2≤|ob 式中 弯曲应力 M b Z一截面系数, B btal:B .23 32≈0.ld3 一扭切应力, TT 2Z

4 [ ] 2 2 e b  b  =  +   Z T Z T d d Z Z Z M p b b 2 0.1 32 3 3 = = =  =      — 扭切应力， — 截面系数， ； 式中： — 弯曲应力， 二、按弯扭合成强度计算