機(jī)械原理軸課件

1、第第16章軸章軸16-1概概 述述16-2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16-3軸的計(jì)算軸的計(jì)算16-4軸的剛度計(jì)算軸的剛度計(jì)算 16-5軸的臨界轉(zhuǎn)速軸的臨界轉(zhuǎn)速 16-6提高軸的強(qiáng)度、剛度和減輕提高軸的強(qiáng)度、剛度和減輕 重量的措施重量的措施 潘存云教授研制帶式運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)輸機(jī)減速器減速器電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸16-1概概 述述 功用：功用：用來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、用來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、 鏈輪、凸輪等。鏈輪、凸輪等。 傳遞轉(zhuǎn)矩傳遞轉(zhuǎn)矩 類(lèi)類(lèi)型型轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸傳遞扭矩又承受彎矩。傳遞扭矩又承受彎矩。按承受載荷分有按承受載荷分有 分類(lèi)：分類(lèi)：按軸的形狀分有按軸的形狀分有 一、軸的用

2、途及分類(lèi)一、軸的用途及分類(lèi)按軸的外形分有按軸的外形分有 潘存云教授研制功用：功用：用來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、用來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、 鏈輪、凸輪等。鏈輪、凸輪等。 傳遞轉(zhuǎn)矩傳遞轉(zhuǎn)矩 類(lèi)類(lèi)型型轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸傳遞扭矩又承受彎矩。傳遞扭矩又承受彎矩。按承受載荷分有按承受載荷分有 分類(lèi)：分類(lèi)：按軸的形狀分有按軸的形狀分有傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸只傳遞扭矩只傳遞扭矩發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)后橋后橋傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸一、軸的用途及分類(lèi)一、軸的用途及分類(lèi)16-1概概 述述 按軸的外形分有按軸的外形分有 潘存云教授研制前輪輪轂前輪輪轂潘存云教授研制功用：功用：用來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、用來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件

3、，如齒輪、帶輪、 鏈輪、凸輪等。鏈輪、凸輪等。 傳遞轉(zhuǎn)矩傳遞轉(zhuǎn)矩 類(lèi)類(lèi)型型轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸傳遞扭矩又承受彎矩傳遞扭矩又承受彎矩 按承受載荷分有按承受載荷分有 分類(lèi)：分類(lèi)：按軸的形狀分有按軸的形狀分有傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸只傳遞扭矩只傳遞扭矩心軸心軸只承受彎矩只承受彎矩固定心軸固定心軸火車(chē)輪軸火車(chē)輪軸車(chē)廂重力車(chē)廂重力 前叉前叉支撐反力支撐反力轉(zhuǎn)動(dòng)心軸轉(zhuǎn)動(dòng)心軸一、軸的用途及分類(lèi)一、軸的用途及分類(lèi)16-1 概概 述述 自行車(chē)自行車(chē)前輪軸前輪軸按軸的外形分有按軸的外形分有 功用：功用：用來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、用來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、 鏈輪、凸輪等。鏈輪、凸輪等。 傳遞轉(zhuǎn)矩傳遞轉(zhuǎn)矩 類(lèi)類(lèi)型型轉(zhuǎn)

4、軸轉(zhuǎn)軸傳遞扭矩又承受彎矩傳遞扭矩又承受彎矩 按承受載荷分有按承受載荷分有 分類(lèi)：分類(lèi)：傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸只傳遞扭矩只傳遞扭矩心軸心軸只承受彎矩只承受彎矩直軸直軸一、軸的用途及分類(lèi)一、軸的用途及分類(lèi)16-1概概 述述 光軸光軸 階梯軸階梯軸 按軸的形狀分有按軸的形狀分有潘存云教授研制按軸的外形分有按軸的外形分有 功用：功用：用來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、用來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、 鏈輪、凸輪等。鏈輪、凸輪等。 傳遞轉(zhuǎn)矩傳遞轉(zhuǎn)矩 類(lèi)類(lèi)型型轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸傳遞扭矩又承受彎矩傳遞扭矩又承受彎矩 按承受載荷分有按承受載荷分有 分類(lèi)：分類(lèi)：按軸的形狀分有按軸的形狀分有傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸只傳遞扭矩只傳遞扭矩

5、心軸心軸只承受彎矩只承受彎矩直軸直軸一、軸的用途及分類(lèi)一、軸的用途及分類(lèi)16-1概概 述述 光軸光軸 階梯軸階梯軸 曲軸曲軸潘存云教授研制潘存云教授研制按軸的外形分有按軸的外形分有 功用：功用：用來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、用來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、 鏈輪、凸輪等。鏈輪、凸輪等。 傳遞轉(zhuǎn)矩傳遞轉(zhuǎn)矩 類(lèi)類(lèi)型型轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸傳遞扭矩又承受彎矩傳遞扭矩又承受彎矩 按承受載荷分有按承受載荷分有 分類(lèi)：分類(lèi)：按軸的形狀分有按軸的形狀分有傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸只傳遞扭矩只傳遞扭矩心軸心軸只承受彎矩只承受彎矩直軸直軸一、軸的用途及分類(lèi)一、軸的用途及分類(lèi)16-1概概 述述 光軸光軸 階梯軸階梯軸 曲軸曲軸

6、撓性鋼絲軸撓性鋼絲軸(軟軸）軟軸）潘存云教授研制按軸的外形分有按軸的外形分有 功用：功用：用來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、用來(lái)支撐旋轉(zhuǎn)的機(jī)械零件，如齒輪、帶輪、 鏈輪、凸輪等。鏈輪、凸輪等。 傳遞轉(zhuǎn)矩傳遞轉(zhuǎn)矩 類(lèi)類(lèi)型型轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸傳遞扭矩又承受彎矩傳遞扭矩又承受彎矩 按承受載荷分有按承受載荷分有 分類(lèi)：分類(lèi)：按軸的形狀分有按軸的形狀分有傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸只傳遞扭矩只傳遞扭矩心軸心軸只承受彎矩只承受彎矩直軸直軸一、軸的用途及分類(lèi)一、軸的用途及分類(lèi)16-1概概 述述 光軸光軸 階梯軸階梯軸 曲軸曲軸撓性鋼絲軸撓性鋼絲軸(軟軸）軟軸）按軸的外形分有按軸的外形分有 考慮等強(qiáng)度原理不同零件的定位用，做成階梯

7、形狀階梯軸：按照結(jié)構(gòu)需要光軸：直徑一樣大種種類(lèi)類(lèi)碳素鋼：碳素鋼：3535、4545、5050、Q235Q235軸的毛坯軸的毛坯: :一般用圓鋼或鍛件，有時(shí)也用鑄鋼或球墨鑄鐵。圓鋼或鍛件，有時(shí)也用鑄鋼或球墨鑄鐵。二、二、 軸的材料軸的材料-剛度、強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)性要求：剛度、強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)性要求： 合金鋼合金鋼: 20Cr: 20Cr、20CrMnTi20CrMnTi、40CrNi40CrNi、38CrMoAlA38CrMoAlA等等用途：用途：碳素結(jié)構(gòu)鋼因具有較好的綜合力學(xué)性能，應(yīng)用較碳素結(jié)構(gòu)鋼因具有較好的綜合力學(xué)性能，應(yīng)用較多，尤其是多，尤其是4545鋼應(yīng)用最廣鋼應(yīng)用最廣。合金鋼具有較高的力學(xué)性能，。

8、合金鋼具有較高的力學(xué)性能，但價(jià)格較貴，多用于有但價(jià)格較貴，多用于有特殊要求的軸。特殊要求的軸。正火或調(diào)質(zhì)處理。正火或調(diào)質(zhì)處理。表表16-116-1軸的常用材料及其主要力學(xué)性能軸的常用材料及其主要力學(xué)性能 材料及熱處理材料及熱處理毛坯直徑毛坯直徑/mm硬度硬度/ /HBSHBS強(qiáng)度極限強(qiáng)度極限b b 屈服極限屈服極限s s MPaMPa彎曲疲勞極限彎曲疲勞極限-1-1應(yīng)用說(shuō)明應(yīng)用說(shuō)明Q235Q235440440240240200200用于不重要或載荷不大的軸35 35 正火正火520520270270250250有較好的塑性和適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，可用于一般曲軸、轉(zhuǎn)軸。100100149149187187

9、 表表16-2軸的常用材料及其主要力學(xué)性能軸的常用材料及其主要力學(xué)性能材料牌號(hào)材料牌號(hào) 熱處理熱處理 毛坯直徑毛坯直徑 硬度硬度 / /mm mm / /HBSHBS抗拉強(qiáng)抗拉強(qiáng)度極限度極限b b屈服強(qiáng)屈服強(qiáng)度極限度極限s s彎曲疲彎曲疲勞極限勞極限-1-1剪切疲剪切疲勞極限勞極限-1-1許用彎許用彎曲應(yīng)力曲應(yīng)力 -1-1 備備 注注應(yīng)用最為廣泛應(yīng)用最為廣泛用于不太重要及受用于不太重要及受載荷不大的軸載荷不大的軸用于載荷較大，而無(wú)用于載荷較大，而無(wú)大的沖擊的重要軸大的沖擊的重要軸用于很重要的軸用于很重要的軸用于重要軸，性能用于重要軸，性能近于近于40CrNi40CrNi用于要求高耐磨性，用于要

10、求高耐磨性，高強(qiáng)度且熱處理變高強(qiáng)度且熱處理變形很小的軸形很小的軸用于要求強(qiáng)度及韌用于要求強(qiáng)度及韌性均較高的軸性均較高的軸用于腐蝕條件下的軸用于腐蝕條件下的軸用于高、低溫及腐用于高、低溫及腐蝕條件下的軸蝕條件下的軸用于制造復(fù)雜外形用于制造復(fù)雜外形的軸的軸 100 400420 225 100250 375390 215 170 105 40 100 170217 590 295 255 140 100300 162217 570 285 245 135 100300 685 490 335 185 241286 100300 240270 785 570 370 210 100300 21726

11、9 685 540 345 195 100160 241277 785 590 375 220 60100 277302 835 685 410 270 200 217255 640 355 275 155 100 735 540 355 200 100 270300 900 735 430 260 100 229286 735 590 365 210 60 293321 930 785 440 280 淬火淬火 60 5662 640 390 305 160 5560707570756075 100 241 835 635 395 230 100 530 190 115 100200 490

12、 180 110 190270 600 370 215 185 245335 800 480 290 250 45195 192滲碳滲碳 滲碳滲碳回火回火 HRC調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)正火正火熱軋或鍛熱軋或鍛后空冷后空冷Q235A4540Cr40CrNi38SiMnMo38CrMoAlAMPa20Cr3Cr13 1Cr18NiTi QT600-3 QT800-2調(diào)質(zhì)調(diào)質(zhì)淬火淬火1 1、設(shè)計(jì)任務(wù)：、設(shè)計(jì)任務(wù)：選材、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工作能力計(jì)算。選材、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工作能力計(jì)算。 （根據(jù)工作要求和制造的因素，選擇合適的材料）（根據(jù)工作要求和制造的因素，選擇合適的材料） 三、軸設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

13、三、軸設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容-軸的設(shè)計(jì)中解決的主要問(wèn)題軸的設(shè)計(jì)中解決的主要問(wèn)題 2 2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。結(jié)構(gòu)形式和尺寸。 3 3、工作能力計(jì)算：、工作能力計(jì)算： 軸的承載能力驗(yàn)算指的軸的承載能力驗(yàn)算指的是軸的強(qiáng)度、剛度和振動(dòng)穩(wěn)是軸的強(qiáng)度、剛度和振動(dòng)穩(wěn)定性等方面的驗(yàn)算。（定性等方面的驗(yàn)算。（經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)工作能力計(jì)算，定出軸的結(jié)工作能力計(jì)算，定出軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸構(gòu)形狀和尺寸 ） 4 4、軸的設(shè)計(jì)過(guò)程：、軸的設(shè)計(jì)過(guò)程：N 選擇材料選擇材料 結(jié)構(gòu)

14、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的承載能力驗(yàn)算軸的承載能力驗(yàn)算驗(yàn)算合格驗(yàn)算合格?結(jié)結(jié) 束束Y結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)：確定軸的形狀，有多少階梯？每個(gè)階梯的直徑？長(zhǎng)度？是確定軸上零件的定位（周向定位、軸向定位） 工作能力計(jì)算：可能的失效：變形 （套用材料力學(xué)） 強(qiáng)度計(jì)算 剛度計(jì)算 臨界轉(zhuǎn)速校核 16-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目的：目的： 各段的直徑，各段的長(zhǎng)度各段的直徑，各段的長(zhǎng)度取決于：取決于：軸的毛坯軸的毛坯 軸上零件作用力大小，分配情軸上零件作用力大小，分配情況況軸承的類(lèi)型和位置軸承的類(lèi)型和位置 軸的加工和裝配工藝性軸的加工和裝配工藝性其中的核心問(wèn)題是軸上零件的定位其中的核心問(wèn)題是軸上零件的定位 軸端擋圈軸端擋

15、圈 帶輪帶輪軸承蓋軸承蓋套筒套筒齒輪齒輪滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承潘存云教授研制典型典型軸系軸系結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)一、基本知識(shí)：一、基本知識(shí)： 1、毛坯：毛坯形式： 鑄件或焊接：例如曲軸可以是復(fù)雜的鍛件：尺寸較大，形狀圓鋼：形狀簡(jiǎn)單實(shí)心軸，空心軸：考慮1)軸的制造工藝性，如細(xì)長(zhǎng)軸，掏空心，制造不易，容易偏心。2)多大的情況才合理，d0和d的關(guān)系，當(dāng)d0=0.625d，對(duì)于強(qiáng)度的削弱占18%，重量減輕39%2、軸段 的軸段，自由決定軸身：起過(guò)渡定位作用按軸承型號(hào)確定段，完全取決于軸承，軸頸：與軸承連接的軸上零件共同決定的位置，它的尺寸與軸軸頭：與軸上零件配合圈、螺釘壓板固定：套筒、螺母、擋錐軸頭定位：軸肩、套筒、圓

16、軸向：緊定螺釘聯(lián)接、成形聯(lián)接、銷(xiāo)、周向：鍵、花鍵、過(guò)盈3、軸上零件的定位 4、軸的結(jié)構(gòu)尺寸分析：、軸的結(jié)構(gòu)尺寸分析： 1) 軸肩的高度：h 2) 軸環(huán)；h=2c+(35)，寬度10 3) 定位窗口；用途：保證定位可靠，保證安裝合理、 方便 形成： 4) 圓角；圓角越大，應(yīng)力集中越小，但定位不準(zhǔn)確。 rc 5) 退刀槽；為了軸上車(chē)螺紋要形成退刀槽 性，隨意過(guò)渡軸肩：美化，合理定位軸肩：)42(2ch寬度的寬度大于相關(guān)的軸段軸向：保證被定位零件合理肩，使安裝方便，結(jié)構(gòu)徑向：形成一個(gè)過(guò)渡軸5、最小軸頸估算、最小軸頸估算 2 . 0/1055. 936TTTdnpWT 3362 . 01055. 9n

17、pCnpdr二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟：步驟： 1) 根據(jù)功率和轉(zhuǎn)速，確定最小直徑根據(jù)功率和轉(zhuǎn)速，確定最小直徑d 2) 根據(jù)軸上零件個(gè)數(shù)，確定主要零件的位置根據(jù)軸上零件個(gè)數(shù)，確定主要零件的位置 3) 根據(jù)軸上零件情況，完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸上零件情況，完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4) 受力分析受力分析 5) 完成工作能力計(jì)算完成工作能力計(jì)算 6) 結(jié)構(gòu)的細(xì)化結(jié)構(gòu)的細(xì)化 潘存云教授研制1 1、擬定軸上零件的裝配方案、擬定軸上零件的裝配方案 裝配方案：裝配方案：確定軸上零件的裝配方向、順序、和相互確定軸上零件的裝配方向、順序、和相互 關(guān)系。關(guān)系。潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制軸上零件的裝配方案不同，則

18、軸的結(jié)構(gòu)形狀也不軸上零件的裝配方案不同，則軸的結(jié)構(gòu)形狀也不相同。設(shè)計(jì)時(shí)可擬定幾種裝配方案，進(jìn)行分析與選擇。相同。設(shè)計(jì)時(shí)可擬定幾種裝配方案，進(jìn)行分析與選擇。 圖示減速器輸出軸就有兩種裝配方案。圖示減速器輸出軸就有兩種裝配方案。sa B c L a圓錐圓柱齒輪圓錐圓柱齒輪二級(jí)減速器二級(jí)減速器方案二方案二 方案二需要一個(gè)用于軸向定位的長(zhǎng)套筒，多了一方案二需要一個(gè)用于軸向定位的長(zhǎng)套筒，多了一個(gè)零件，加工工藝復(fù)雜，且質(zhì)量較大，故不如方案一個(gè)零件，加工工藝復(fù)雜，且質(zhì)量較大，故不如方案一合理合理 。方案一方案一潘存云教授研制2、軸上零件的定位、軸上零件的定位 軸肩軸肩階梯軸上截面變化之處。階梯軸上截面變化之

19、處。起軸向定位作用。 定位方法：定位方法：軸肩、套筒、圓螺母、擋圈、軸承端蓋。軸肩、套筒、圓螺母、擋圈、軸承端蓋。軸肩套筒套筒1212潘存云教授研制軸向固定軸向固定由軸肩、套筒、螺母或軸端擋圈來(lái)實(shí)現(xiàn)。由軸肩、套筒、螺母或軸端擋圈來(lái)實(shí)現(xiàn)。雙向固定雙向固定無(wú)法采用套筒或套筒太長(zhǎng)時(shí)，可采用無(wú)法采用套筒或套筒太長(zhǎng)時(shí)，可采用雙圓螺母雙圓螺母加以固定。加以固定。軸肩的尺寸要求軸肩的尺寸要求:r C1 或或 r 200 mm mm。 按靜強(qiáng)度條件進(jìn)行校核按靜強(qiáng)度條件進(jìn)行校核 對(duì)于瞬時(shí)過(guò)載很大，或應(yīng)力循環(huán)的不對(duì)稱(chēng)性較為嚴(yán)對(duì)于瞬時(shí)過(guò)載很大，或應(yīng)力循環(huán)的不對(duì)稱(chēng)性較為嚴(yán)重的軸，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行靜強(qiáng)度條件校核。軸的靜強(qiáng)度條件

20、為重的軸，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行靜強(qiáng)度條件校核。軸的靜強(qiáng)度條件為 S2S2SSSSca+=SSSSSSSS=1.21.4高塑性材料的鋼軸高塑性材料的鋼軸(S /B 0.6)； SS=1.41.8中等塑性材料的鋼軸中等塑性材料的鋼軸(S /B =0.60.8)； SS=1.82.0低塑性材料的鋼軸；低塑性材料的鋼軸； SS=2.02.3鑄造軸鑄造軸; ; SS按屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)的安全系數(shù)；按屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)的安全系數(shù)； SSca危險(xiǎn)截面靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)的安全系數(shù)；危險(xiǎn)截面靜強(qiáng)度設(shè)計(jì)的安全系數(shù)； 其中其中 SS 同時(shí)考慮彎矩和軸向力時(shí)的安全系數(shù)。同時(shí)考慮彎矩和軸向力時(shí)的安全系數(shù)。 N212319321462860對(duì)2點(diǎn)取矩1

21、932146286021936410舉例：舉例：計(jì)算某減速器輸出軸危計(jì)算某減速器輸出軸危險(xiǎn)截面的直徑。已知作用在齒險(xiǎn)截面的直徑。已知作用在齒輪上的圓周力輪上的圓周力Ft=17400N, 徑向徑向力，力， Fr=6140N, 軸向力軸向力Fa=2860N,齒輪分度圓直徑齒輪分度圓直徑d2=146 mm,作用在軸右端帶作用在軸右端帶輪上外力輪上外力F=4500N（方向未（方向未定）定）, L=193 mm, K=206 mmL/2LKFtFrFaFFAFaFrF1vF2v解：解：1) 求垂直面的支反力和軸向力求垂直面的支反力和軸向力LdFLFF222ar1vN4287212364101vFvrvF

22、FF12=FaaAFF d2示例：示例：軸的設(shè)計(jì)實(shí)例軸的設(shè)計(jì)實(shí)例12潘存云教授研制daa潘存云教授研制N930348034500MavMavF1HF2HMaHF1FF2F2) 求水平面的支反力求水平面的支反力N480319320645001FLKFF87002/t2H1HFFF3) 求求F力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力1F2FFFF4) 繪制垂直面的彎矩圖繪制垂直面的彎矩圖2/193. 04287aVM 2/2VaVLFMmN4142/193. 02123aVM2/=1VaVLFMmN2055) 繪制水平面的彎矩圖繪制水平面的彎矩圖2/193. 08700 aVM 2/1HaHLFMmN

23、840FtFL/2LKFtFrFaFFAFaFrF1vF2v12=Fad2aadMaMavMavF1HF2HMaHF1FF2FM2F6) 求求F力產(chǎn)生的彎矩圖力產(chǎn)生的彎矩圖7) 繪制合成彎矩圖繪制合成彎矩圖考慮F可能與H、V內(nèi)合力共面228404144632aH2aVaFaMMMMmN1400206. 04500aVMKFM2FmN927a a 截面截面F力產(chǎn)生的彎矩為：力產(chǎn)生的彎矩為：2/193. 04803aVM2/1FaFLFMmN463MaF228402054632aH2aVaFa)(MMMMmN1328 MaFtFL/2LKFtFrFaFFAFaFrF1vF2v12=Fad2aad潘

24、存云教授研制潘存云教授研制MaMavMavF1HF2HMaHF1FF2FM2F8) 求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩9)求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩MaF22ae)( TMMM2Ma2/146. 0174002T2/2tdFTmN1270T扭切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，扭切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取折合系數(shù)取折合系數(shù): =0.6 22e)12706.0(1400TMmN1600mN9272F2 MMFtFL/2LKFtFrFaFFAFaFrF1vF2v12=Fad2aad求考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將求考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將d值增大值增大4%，故得：，故得：mm67d10)計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直

25、徑計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑 33601 .0101600=31be 1.0MdmN4.64選選45鋼，調(diào)質(zhì)，鋼，調(diào)質(zhì)，b =650 MPa, -1b =60 MPa 符合直徑系列。符合直徑系列。按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算軸徑的一般步驟：按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算軸徑的一般步驟：1. 將外載荷分解到水平面和垂直面。求垂直面支撐反將外載荷分解到水平面和垂直面。求垂直面支撐反力力FV和水平面支撐反力和水平面支撐反力FH ;2. 作垂直彎矩作垂直彎矩MV圖和彎矩圖和彎矩MH圖圖 ;3. 作合成彎矩作合成彎矩M圖；圖；4. 作轉(zhuǎn)矩作轉(zhuǎn)矩T圖；圖；5. 彎扭合成，作當(dāng)量彎矩彎扭合成，作當(dāng)量彎矩Me圖；圖；6. 計(jì)算危險(xiǎn)截面

26、軸徑計(jì)算危險(xiǎn)截面軸徑:22e)( TMM2V2HMMMmm 1 . 031beMd1. 若危險(xiǎn)截面上有鍵槽，則應(yīng)加大若危險(xiǎn)截面上有鍵槽，則應(yīng)加大4%2. 若計(jì)算結(jié)果大于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初步估計(jì)的軸徑，則強(qiáng)度若計(jì)算結(jié)果大于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初步估計(jì)的軸徑，則強(qiáng)度不夠，應(yīng)修改設(shè)計(jì)；不夠，應(yīng)修改設(shè)計(jì)；3. 若計(jì)算結(jié)果小于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初步估計(jì)的軸徑，且相若計(jì)算結(jié)果小于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初步估計(jì)的軸徑，且相 不大，一般以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的軸徑為準(zhǔn)。不大，一般以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的軸徑為準(zhǔn)。對(duì)于一般剛軸，按上述方法設(shè)計(jì)即可。對(duì)于重要的軸，還必須用安全系數(shù)法作精確校核計(jì)算。說(shuō)明：說(shuō)明：SS 只考慮扭矩時(shí)的安全系數(shù)只考慮扭矩時(shí)的安全系數(shù)maxSS/WTSMm

27、ax 軸的危險(xiǎn)截面上所受的最大彎矩；軸的危險(xiǎn)截面上所受的最大彎矩； Tmax 軸的危險(xiǎn)截面上所受的最大扭矩軸的危險(xiǎn)截面上所受的最大扭矩, N, Nmmmm； Famx 軸的危險(xiǎn)截面上所受的最大軸向力軸的危險(xiǎn)截面上所受的最大軸向力, N, N； A 軸的危險(xiǎn)截面的面積，軸的危險(xiǎn)截面的面積， mmmm2 2； W 軸的危險(xiǎn)截面的抗彎截面系數(shù)，軸的危險(xiǎn)截面的抗彎截面系數(shù)， mmmm3 3； W軸的危險(xiǎn)截面的抗扭截面系數(shù)，軸的危險(xiǎn)截面的抗扭截面系數(shù)， mmmm3 3。 s 材料材料的抗彎屈服極限；的抗彎屈服極限； s 材料材料的抗扭屈服極限；的抗扭屈服極限； AFWMSmaxmaxSS l潘存云教授研

28、制FF F 12彎矩彎矩 彎曲變形彎曲變形扭矩扭矩 扭轉(zhuǎn)變形扭轉(zhuǎn)變形變形量的描述：變形量的描述：撓度撓度 y、轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)角 、扭角、扭角 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求 y y 彎曲變形計(jì)算彎曲變形計(jì)算方法有方法有(1)按微分方程求解按微分方程求解(2)變形能法變形能法適用于等直徑軸。適用于等直徑軸。適用于階梯軸。適用于階梯軸。y16-4 軸的剛度計(jì)算軸的剛度計(jì)算 潘存云教授研制TTl潘存云教授研制表表16-8軸的許用變形量軸的許用變形量變形種類(lèi)變形種類(lèi)許用值許用值適用場(chǎng)合適用場(chǎng)合變形種類(lèi)變形種類(lèi)許用值許用值適用場(chǎng)合適用場(chǎng)合(0.00030.0005)l一般用途的軸一般用途的軸0.0002l剛度要求較高剛度要

29、求較高感應(yīng)電機(jī)軸感應(yīng)電機(jī)軸( (0.010.05)mn安裝齒輪的軸安裝齒輪的軸0.01 ( (0.020.05) m安裝蝸輪的軸安裝蝸輪的軸滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承0.05向心球軸承向心球軸承調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承0.0010.002齒輪處軸截面齒輪處軸截面0.51一般傳動(dòng)一般傳動(dòng)0.20.5較精密傳動(dòng)較精密傳動(dòng)重要傳動(dòng)重要傳動(dòng)撓度撓度/mm轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角/rad每米長(zhǎng)每米長(zhǎng)的扭角的扭角( )/ml 支撐間的跨矩支撐間的跨矩 0.25 0.0016 電機(jī)定子與轉(zhuǎn)電機(jī)定子與轉(zhuǎn)子間的間隙子間的間隙 mn齒輪的模數(shù)齒輪的模數(shù) m 蝸輪的模數(shù)蝸輪的模數(shù) 0.0010.050.