《机械设计》课程授课教案（讲稿）11.1、11.2概述、轴的结构设计

课程名称：《机械设计》第_17讲次第十一章轴授课题目11-1概述11-2轴的结构设计【目的要求】了解轴的功用、分类以及常用材料等基础知识；掌握轴的设计方法：【重点】轴的结构设计；【难点】轴的结构设计：内 容第十一章 轴11-1概述一、轴的用途及分类1.轴的功用2.轴的分类二、轴的材料轴的材料主要是碳钢和合金钢，钢轴的毛坏多数用圆钢或锻件，各种热处理和表面强化处理可以显著提高轴的抗疲劳强度。碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性比较低，适用于一般要求的轴。合金钢比碳钢有更高的力学性能和更好的淬火性能，在传递大功率并要求减小尺寸和质量、要求高的耐磨性，以及处于高温、低温和腐蚀条件下的轴常采用合金钢。碳钢和合金钢的弹性模量相差不多，因此相同尺寸的碳钢和合金钢轴的刚度相差不多。高强度铸铁和球墨铸铁可用于制造外形复杂的轴，且具有价廉、良好的吸振性和耐磨性，以及对应力集中的敏感性较低等优点，但是质较脆。三，轴设计的主要内容轴的设计包括：结构设计和工作能力验算两方面的内容。1：根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理设计轴的结构。2.轴的承载能力验算指的是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的验算。轴的设计过程：选择材料一初估轴径一结构设计一校核强度，刚度，稳定性

课程名称：《机械设计》 第 17 讲次 授课题目 第十一章 轴 11-1 概述 11-2 轴的结构设计 【目的要求】 了解轴的功用、分类以及常用材料等基础知识； 掌握轴的设计方法； 【重 点】 轴的结构设计； 【难 点】 轴的结构设计； 内 容 第十一章 轴 11-1 概述 一、轴的用途及分类 1．轴的功用 2．轴的分类 二、轴的材料 轴的材料主要是碳钢和合金钢，钢轴的毛坯多数用圆钢或锻件，各种热处理和表面强化处理 可以显著提高轴的抗疲劳强度。 碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性比较低，适用于一般要求的轴。 合金钢比碳钢有更高的力学性能和更好的淬火性能，在传递大功率并要求减小尺寸和质量、 要求高的耐磨性，以及处于高温、低温和腐蚀条件下的轴常采用合金钢。 碳钢和合金钢的弹性模量相差不多，因此相同尺寸的碳钢和合金钢轴的刚度相差不多。 高强度铸铁和球墨铸铁可用于制造外形复杂的轴，且具有价廉、良好的吸振性和耐磨性，以 及对应力集中的敏感性较低等优点，但是质较脆。 三．轴设计的主要内容 轴的设计包括：结构设计和工作能力验算两方面的内容。 1．根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理设计轴的结构。 2．轴的承载能力验算指的是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的验算。 轴的设计过程： 选择材料—初估轴径—结构设计—校核强度，刚度，稳定性

11-2轴的结构设计轴的结构设计：即确定轴的合理形状和全部结构尺寸。轴的结构设计应该保证：轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置；·便于轴上零件的装拆和调整；◆轴应具有良好的制造工艺性等。一、轴的各部名称及其功能1）轴头：轴上安装轮毂的轴段。2）轴颈：轴上安装轴承的轴段。「定位轴肩：用于确定轴上零件位置的轴肩。3）轴肩：非定位轴肩：为便于安装零件而设计的轴肩。二、拟定轴上零件的装配方案轴上零件的装配方案不同，则轴的结构形状也不相同。三、轴上零件的固定套筒轴端挡圈轴向固定方法：圆螺母（见图12-8）弹性挡圈等周向固定方法：键、花键、销、紧定螺钉以及过盈配合等。四、各轴段直径和长度的确定1.直径的确定原则1）估算的轴径作为轴上最细处的直径。2）与标准件配合的轴径应根据标准件的尺寸设计。3）定位轴肩的高度（半径差）h～（0.07～0.1）d+1～2mm。4）滚动轴承的定位轴肩，应小于轴承内圈的厚度。5）为便于零件的装拆而设计的非定位轴肩高度（半径差）h1～2mm

11-2 轴的结构设计

[本讲作业习题11-1、11-2

[本讲作业] 习题 11-1、11-2