西南交通大学机械基础系列电子讲稿：《机械设计》精品课程（第二版）第八章 轴

第八章轴 §1、概述 §2、轴的结构设计 §3、轴的强度计算 §4、轴的刚度计算 §5、轴的临界转速 §6、提高轴的强度、刚度 和减轻重量的措施

§1、概述 §2、轴的结构设计 §3、轴的强度计算 §4、轴的刚度计算 §5、轴的临界转速 §6、提高轴的强度、刚度 和减轻重量的措施 第八章 轴

→第人章轴 §1、概述 、主要功用 1、支承轴上回转零件(如齿轮) 2、传递运动和动力 二、分类 带式 输送|I 电动机 机 1、按承载分 减速器 心轴:只承受弯曲(M),不传递转矩(T=0) 转动心轴:轴转动 固定心轴:轴固定

机械设计 第八章 轴 2 §1、概述 一、主要功用 二、分类 1、按承载分 心轴：只承受弯曲（M），不传递转矩（T=0） 1、支承轴上回转零件（如齿轮） 转动心轴：轴转动 固定心轴：轴固定 2、传递运动和动力

第八章轴 问:火车轮轴属于什么类型? 问:自行车轴属于什么类型? 圈壮

机械设计 第八章 轴 3 问：火车轮轴属于什么类型？ 问：自行车轴属于什么类型？

第八章轴 传动轴:只受转矩,不受弯矩M=0,T≠0 如:汽车下的传动轴。 转轴:既传递转矩(T)、又承受弯矩(M) 如:减速器中的轴。 受扭轴段

机械设计 第八章 轴 4 转轴：既传递转矩（T）、又承受弯矩（M） 如：减速器中的轴。 传动轴：只受转矩，不受弯矩M=0，T≠0 如：汽车下的传动轴

您没设第八章轴 5 问:根据承载情况下列各轴分别为哪种类型? 减速器 0 电动机 0轴:传动轴 I轴:转轴 小齿轮 Ⅱ轴:转动心轴 卷筒 Ⅲ轴:转轴 V Ⅳ轴:转轴 齿 V轴:转动心轴 如何判断轴是否传递转矩: 从原动机向工作机画传动路线,若传动路 线沿该轴轴线走过一段距离,则该轴传递转矩。 如何判断轴是否承受弯矩: 该轴上除联轴器外是否还有其它传动零件, 若有则该轴承受弯矩,否则不承受弯矩

机械设计 第八章 轴 5 问：根据承载情况下列各轴分别为哪种类型？ 0 轴： Ⅰ轴： Ⅴ轴： Ⅱ轴： Ⅲ轴： Ⅳ轴： 传动轴 转轴 转动心轴 转轴 转轴 转动心轴 如何判断轴是否传递转矩： 从原动机向工作机画传动路线，若传动路 线沿该轴轴线走过一段距离，则该轴传递转矩。 如何判断轴是否承受弯矩： 该轴上除联轴器外是否还有其它传动零件， 若有则该轴承受弯矩，否则不承受弯矩

您没设第八章轴 6 2、按轴线形状分 光轴母∈已∈ 直轴 阶梯轴旨 又可分为实心、空心(加工困难) 曲轴:发动机专用零件 摭 曲轴

机械设计 第八章 轴 6 曲轴：发动机专用零件 2、按轴线形状分 直轴 又可分为实心、空心（加工困难） 光轴 阶梯轴

您没设第八章轴 钢丝软轴:轴线可任意弯曲,传动灵活。 接头 动力源 被驱动装置 钢丝软轴 接头

机械设计 第八章 轴 7 钢丝软轴：轴线可任意弯曲，传动灵活。 动力源 被驱动装置 接头 接头 钢丝软轴

您没设第八章轴 命粉 多命 钢丝软轴的绕制 三、轴的材料 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。 2、中、低碳合金钢:强度高、寿命长,对应力集中敏感, 用于重载、小尺寸的轴

机械设计 第八章 轴 8 三、轴的材料 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。 2、中、低碳合金钢：强度高、寿命长，对应力集中敏感， 用于重载、小尺寸的轴。 钢丝软轴的绕制

→第人章轴 注意:钢材/种类 对钢材弹性模量E影响很小, 热处理 热处理 用 不能提高轴的刚度。 合金钢 问:当轴的刚度不足时,如何提高轴的刚度? ○3.合金铸铁、QT:铸造成形,吸振,可靠性低,品 质难控制,常用于凸轮轴、曲轴。 四、轴设计的主要问题 失效形式:1、疲劳破坏一疲劳强度校核。 2、变形过大一刚度验算(如机床主轴)

机械设计 第八章 轴 9 注意：钢材 种类 热处理 对钢材弹性模量E影响很小， 3、合金铸铁、QT：铸造成形，吸振，可靠性低，品 质难控制，常用于凸轮轴、曲轴。 四、轴设计的主要问题 失效形式：1、疲劳破坏— 疲劳强度校核。 2、变形过大— 刚度验算（如机床主轴）。 问：当轴的刚度不足时，如何提高轴的刚度？ ∴用 热处理 合金钢 不能提高轴的刚度

第八章轴 10 3、振动折断一高速轴,自振频率与轴转速接近; 4、塑性变形—短期尖峰载荷—验算屈服强度。 设计的主要问题: 合理的结构设计一保证轴上零件有可靠的工 作位置,装配、拆卸方便,周向、轴向固定 可靠,便于轴上零件的调整; 2、工作能力计算 a、有足够的强度—疲劳强度、静强度; b、有足够的刚度一防止产生大的变形; C、有足够的稳定性一防止共振一稳定性计算

机械设计 第八章 轴 10 3、振动折断— 高速轴，自振频率与轴转速接近； 4、塑性变形— 短期尖峰载荷— 验算屈服强度。 设计的主要问题： a、有足够的强度— 疲劳强度、静强度； 1、合理的结构设计— 保证轴上零件有可靠的工 作位置，装配、拆卸方便，周向、轴向固定 可靠，便于轴上零件的调整； b、有足够的刚度— 防止产生大的变形； c、有足够的稳定性— 防止共振— 稳定性计算。 2、工作能力计算