軸的用途和分類(共10頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第十一章 軸§11-1 概述軸的用途和分類簡單說，用戶有時處于結(jié)構(gòu)限制，沒有空間布置聯(lián)軸器，電機，制動器。就會在減速機一側(cè)安裝電機，聯(lián)軸器與一個輸入軸相連，一側(cè)的輸入軸安裝一個制動用的制動輪和制動器，門式和橋式，鑄造吊等吊車的起升機構(gòu)或其他空間有限的地方多這樣布置.對了，你是要購機嗎？我推薦上海迦爾重工機械有限公司公司，他們經(jīng)驗一軸的功用：支承回轉(zhuǎn)零件，并傳遞運動和動力。軸的分類：按受載按軸線形狀直軸二 軸的設(shè)計內(nèi)容軸的設(shè)計包括三 軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。碳鋼：價格低廉，對應(yīng)力集中的敏感性低，可用熱1處理或化學(xué)處理提高耐磨性和抗疲勞強度，最常用45號鋼。

2、合金鋼：比碳鋼具有更高的機械性能和更好的淬火性能。在傳遞大動力，并要求減小尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性，以及在高溫或低溫條件下工作的軸，采用合金鋼。注意：在一般工作溫度下（低于200），各種碳鋼和合金鋼的彈性模量相差不多，所以不能用合金鋼提高軸的剛度。在選擇鋼的種類和熱處理方法時，應(yīng)根據(jù)強度和耐磨性，而不是剛度。但在既定條件下，有時也用強度較低的鋼材，而用適當(dāng)增大軸的截面面積的辦法來提高軸的剛度。ZT和QT容易做成復(fù)雜的形狀，且價廉，有良好的吸振性和耐磨性，對應(yīng)力集中敏感性低，可制造外形復(fù)雜的軸。§11-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。軸的結(jié)構(gòu)主要取決

3、于：軸在機器中的安裝位置及形式；軸水零件的類型、尺寸、數(shù)量及和軸的聯(lián)接方法；載荷的性質(zhì)、大小及分布情況；軸的加工工藝等。軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足：軸和軸上零件有準(zhǔn)確的工作位置；軸上零件便于裝拆和調(diào)整；軸有良好的制造工藝等。一 擬定軸上零件的裝配方案二 軸上零件的定位1 軸上零件的軸向定位定位軸肩的高度：h=(0.71.0)d，非定位軸肩的高度，一般取為12mm。2零件的周向定位三 各軸段直徑和長度的確定 四 提高軸的強度的常用措施1 合理布置軸上零件以減小軸的載荷2 改進軸上零件的結(jié)構(gòu)以減小軸的載荷3 改進軸的結(jié)構(gòu)以減小應(yīng)力集中的影響4 改進軸的表面質(zhì)量以提高軸的疲勞強度五軸的結(jié)構(gòu)工藝性§11

4、-3 軸的計算軸的計算通常在初步完成結(jié)構(gòu)設(shè)計后進行校核計算。計算準(zhǔn)則是滿足軸的強度或剛度要求，必要時校核軸的振動穩(wěn)定性。一 軸的強度校核計算根據(jù)軸的受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的計算方法，并恰當(dāng)選取許用應(yīng)力。對于僅僅（或主要）承受扭矩的軸（傳動軸），按扭轉(zhuǎn)強度計算；對于只承受彎矩的軸（心軸），按彎曲強度計算；對于既承受彎矩又承受扭矩的軸（轉(zhuǎn)軸），按彎扭組合強度進行計算，需要時按疲勞強度進行精確校核。1 按扭轉(zhuǎn)強度條件計算這種方法只按軸所受的扭矩計算軸的強度；如果還受不大的彎矩，則用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的方法予以考慮。在作軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，通常用這種方法初步估算軸徑。對于不太重要的軸，也可作為最后計算結(jié)

5、果。軸的扭轉(zhuǎn)強度為由上式可得軸徑 式中：，表15-3。對于空心軸，=0.50.6當(dāng)軸截面上開有鍵槽時，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強度的削弱。對于直徑d>100mm的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大3%；有兩個鍵槽時，應(yīng)增大7%。對直徑d100mm的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大57%；有兩個鍵槽時，應(yīng)增大1015%。然后將軸徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑。這樣求出的直徑，只能作為承受扭矩作用的軸段的最小直徑dmin。2 按彎扭組合強度條件計算通過軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸、軸上零件的位置、外載荷和支反力的作用位置均已確定，軸上載荷（彎矩和扭矩）可求得，因而可按彎扭組合強度條件對軸進行強度校核計算。1） 作出

6、軸的計算簡圖（即力學(xué)模型）軸所受的載荷是從軸上零件傳來的。計算時，常將軸上的分布載荷簡化為集中力，其作用點取為載荷分布段的中點。作用在軸上的扭矩，一般從傳動件輪轂寬度的中點算起。通常把軸當(dāng)作置于鉸鏈支座上的梁，支反力的作用點與軸承的類型和布置方式有關(guān)，按圖15-23確定。在作計算簡圖時，應(yīng)先求出軸上受力零件的載荷（若為空間力系，應(yīng)把空間力分解為圓周力、徑向力和軸向力，然后把他們?nèi)哭D(zhuǎn)化到軸上），并將其分解為水平分力和垂直分力，然后求出各支承處的水平反力RH和垂直反力RV（軸向反力可表示在適當(dāng)?shù)拿嫔希?） 作出彎矩圖根據(jù)上述簡圖，分別按水平面和垂直面計算各力生產(chǎn)的彎矩，并按計算結(jié)果分別作出水平

7、面上的彎矩MH圖和垂直面上的彎矩MV圖；然后按下式計算總彎矩并做出M圖：3） 作出計算扭矩圖將T折算為T。4） 作出計算彎矩圖根據(jù)已做出的總彎矩圖和扭矩圖，求出計算彎矩Mca，并做出Mca圖。式中：-考慮扭矩和彎矩的加載情況及產(chǎn)生應(yīng)力的循環(huán)特性差異的系數(shù)。通常彎矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力是對稱循環(huán)變應(yīng)力，扭矩產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力常常不是對稱循環(huán)變應(yīng)力，故在求計算彎矩時，必須計及這種循環(huán)特性差異的影響。當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時，取0.3；扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力時，取0.6；若扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力也為對稱循環(huán)變應(yīng)力時，則取=1。5)校核軸的強度已知軸的計算彎矩后,即可針對某些危險截面作強度校核計算。按第三強度理論，計算

8、彎曲應(yīng)力心軸工作時,只受彎矩而不承受扭矩,所以上式中,應(yīng)取T=0。轉(zhuǎn)動心軸的彎矩在軸截面上引起的應(yīng)力是對稱循環(huán)變應(yīng)力；固定心軸，考慮啟動、停車等的影響,彎矩在軸截面上產(chǎn)生的應(yīng)力可視為脈動循環(huán)變應(yīng)力,所以其許用應(yīng)力為,。3 按疲勞強度條件進行精確校核實質(zhì)在于確定變應(yīng)力情況下軸的安全程度。在已知軸的外形、尺寸及載荷的基礎(chǔ)上，可通過分析確定一個或幾個危險截面（這時不僅考慮計算彎矩的大小，而且要考慮應(yīng)力集中和絕對尺寸等因素影響的程度），求出計算安全系數(shù)Sca并應(yīng)使其稍大于或至少等于計算安全系數(shù)S，即：僅有法向應(yīng)力時，應(yīng)滿足 僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力時，應(yīng)滿足 S=1.31.5，；用于材料均勻，載荷與應(yīng)力計算精確

9、時；S=1.51.8，用于材料不夠均勻，計算精確度較低時；S=1.82.5，用于材料和計算精確度很低，或軸的直徑d>200mm時。二 軸的剛度校核計算軸在載荷作用下，將產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形。若變形量超過允許的限度，就會影響軸上零件的正常工作，甚至喪失機器應(yīng)有的工作性能。軸的彎曲剛度以撓度或偏轉(zhuǎn)角來度量；扭轉(zhuǎn)剛度以扭轉(zhuǎn)角來度量。軸的剛度校核通常是計算出軸在受載時的變形量，并控制其不大于允許值。1 軸的彎曲剛度校核計算常見的軸大多為簡支梁。若是光軸，可直接用材料力學(xué)中的公式計算其撓度或偏轉(zhuǎn)角。若是階梯軸，如果對計算精度要求不高，可用當(dāng)量直徑法作近似計算。即把階梯軸看成直徑為dv的光軸，然后用材

10、料力學(xué)的公式計算。當(dāng)量直徑dv為當(dāng)載荷作用在兩支承之間時，L=l（l為支承跨距）；當(dāng)載荷作用于懸臂端時，L=l+K（K為軸的懸臂長度）。軸的彎曲剛度為：撓度 mm偏轉(zhuǎn)角 2 軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核計算軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長的扭轉(zhuǎn)角來表示。圓軸扭轉(zhuǎn)角的計算公式為：光軸 階梯軸 式中：T軸所受的扭矩，N.mm；G軸的材料的剪切彈性模量，MPa，對于鋼材，G=8.1*104MPa；Ip -軸截面的極慣性矩，mm4,對于圓軸，；L階梯軸受扭矩作用的長度，；Ti、li、Ipi-分別表示階梯軸第段上所受的扭矩、長度及極慣性矩；z-階梯軸受扭矩作用的軸段數(shù)。軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件為式中：-為軸每米長的允許扭轉(zhuǎn)角。對于一般

11、傳動軸，；對于精密傳動軸，；對于精度要求不高的軸，可大于1。例：設(shè)計單級斜齒傳動齒輪減速器的低速軸。已知：電機功率P=4kW，轉(zhuǎn)速n1=750rpm，n2=130rpm，大齒輪分度圓直徑d2=300，b2=90，=120，n=200。要求：1.完成軸的全部結(jié)構(gòu)設(shè)計；2 根據(jù)彎扭組合強度條件，驗算軸的強度；3 精確校核軸的危險截面是否安全。解：1.求低速軸上的P、T取聯(lián)=0.99, 齒=0.96, 承=0.98P2=P1.= P1.聯(lián).齒.承 =4*0.99*0.96*0.98=3.73W2.求作用在齒輪上的力3.初估軸的最小軸徑,選擇聯(lián)軸器安裝聯(lián)軸器處軸徑最小,軸的材料選用45鋼,由表15-2

12、,A0=118107 考慮軸上鍵槽對軸強度的削弱,軸徑需增大57%則d(38.6534.398)mm選聯(lián)軸器:由T=N.mm,查手冊,選用TLT型彈性套柱銷聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器長度L112mm，L1=84mm，孔徑d=40mm，所以取此處軸徑d=40mm。4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1） 擬定裝配方案：軸上齒輪、軸承、軸承端蓋、聯(lián)軸器從右端裝入，左端裝入軸承、軸承端蓋。（2） 根據(jù)軸上零件軸向及周向定位、固定要求，各段軸徑及長度確定如下：滾動軸承處選用30310軸承，尺寸d*D*T*B=50*110*29.2*27軸環(huán)定位高度h=（0.070.1）d=3.55mm，取h=5mm軸環(huán)處d=2h+55=65mm

13、寬度l=1.4h=1.4*5=7mm，取l=10mm(3)軸上零件的周向固定：齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向固定采用過盈配合+平鍵。齒輪處：平鍵尺寸為b*h*l=16*10*70(GB1096-79)，為保證齒輪與軸有良好對中性，采用H7/r6配合。半聯(lián)軸器處：C型平鍵尺寸為b*h*l=12*8*70(GB1096-79)，H7/r6配合。滾動軸承與軸的周向固定用過盈聯(lián)接，選H7/m6配合。（4） 定出軸肩處圓角半徑的值，倒角2*450。5 選用軸的材料、熱處理方法，確定許用應(yīng)力材料：45鋼調(diào)質(zhì)，毛坯直徑d<200mm,B=650MPa,s=360MPa,-1=300MPa,-1=155MPa許用應(yīng)力 6 畫軸的計算簡圖求RAV、RBV由MA=0 求RAH、RBHT=0.6*=.2 N.mm 7.按彎扭組合應(yīng)力校核軸的強度 由Mca可知,齒輪中點處計算彎矩最大,校核該截面強度 所以,此截面強度足夠. 8.精確校核軸危險截面 截面C為危險截面 左剖面W=0.1*553=16637.5mm3, WT =0.2*5