軸的常用材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1第一頁，共28頁。1.1.按軸線按軸線(zhu (zhu xin)xin)的形狀分的形狀分一、分類一、分類(fn li)撓性鋼絲撓性鋼絲(n s)軸軸第一節(jié)第一節(jié) 軸的分類軸的分類直軸直軸曲軸曲軸第1頁/共28頁第二頁，共28頁。軸頸軸頸與軸承與軸承(zhuchng)配合配合的軸段的軸段軸肩軸肩 支承傳動(dòng)支承傳動(dòng)(chundng)零件、聯(lián)軸零件、聯(lián)軸器等，并與這些零件保持器等，并與這些零件保持一定的配合的軸段一定的配合的軸段軸身軸身聯(lián)接聯(lián)接(lin ji)軸頭與軸軸頭與軸徑的軸段徑的軸段軸頭軸頭按軸段所起的作用不同，階梯軸的軸段可分為三類：按軸段所起的作用不同，階梯軸的軸段可分為三類：

2、軸環(huán)軸環(huán)定位軸肩定位軸肩自由軸肩自由軸肩第2頁/共28頁第三頁，共28頁。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)(zhun dng)心軸心軸固定固定(gdng)心軸心軸2.2.按承載按承載(chngzi)(chngzi)情況分情況分： 轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸扭矩和彎矩扭矩和彎矩 心軸心軸只受彎矩只受彎矩 傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸主要受扭矩主要受扭矩 1.1.選材料選材料3.3.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.4.強(qiáng)度校核強(qiáng)度校核設(shè)計(jì)步驟：設(shè)計(jì)步驟：2.2.估算軸徑估算軸徑合理的結(jié)構(gòu)、足夠的強(qiáng)度合理的結(jié)構(gòu)、足夠的強(qiáng)度二、軸的設(shè)計(jì)要求和一般設(shè)計(jì)步二、軸的設(shè)計(jì)要求和一般設(shè)計(jì)步驟驟第3頁/共28頁第四頁，共28頁。球墨鑄鐵球墨鑄鐵適用于曲軸、凸輪軸等形狀適用于

3、曲軸、凸輪軸等形狀(xngzhun)復(fù)雜的軸復(fù)雜的軸碳素鋼碳素鋼常用常用(chn(chn yn yn)45)45，正火調(diào)質(zhì)正火調(diào)質(zhì)合金鋼合金鋼對應(yīng)力集中對應(yīng)力集中(jzhng)(jzhng)較敏感。較敏感。 注意：采用合金鋼并不能提高軸的剛度。注意：采用合金鋼并不能提高軸的剛度。 軸的熱處理和表面強(qiáng)化可提高軸的疲勞強(qiáng)度。軸的熱處理和表面強(qiáng)化可提高軸的疲勞強(qiáng)度。 三軸三軸的材料及其選擇的材料及其選擇三、軸三、軸的材料及其選擇的材料及其選擇第4頁/共28頁第五頁，共28頁。最小直徑最小直徑(zhjng)C計(jì)算計(jì)算(j sun)系數(shù)，見表系數(shù)，見表15-3T TT TT Td dn nP Pd dn

4、 nP PW WT T =3 36 63 36 62 20 0101055559 91616101055559 9.3 33 36 62 20 0101055559 9n nP P=C=Cn nP Pd dT T . . . 四、四、 軸的基本軸的基本(jbn)直徑的直徑的估算估算第5頁/共28頁第六頁，共28頁。第二節(jié)第二節(jié) 軸的設(shè)計(jì)軸的設(shè)計(jì)(shj)(shj)要求要求(yoqi(yoqi) )： 軸和軸上零件要有準(zhǔn)確、牢固軸和軸上零件要有準(zhǔn)確、牢固(log)(log)的工作位的工作位置置 軸上零件裝拆、調(diào)整方便軸上零件裝拆、調(diào)整方便 軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等 盡

5、量避免應(yīng)力集中盡量避免應(yīng)力集中 一、擬定軸上零件的裝配方案一、擬定軸上零件的裝配方案 原則：原則：1 1）軸的結(jié)構(gòu)越簡單越合理）軸的結(jié)構(gòu)越簡單越合理 2 2）裝配越簡單、方便越合理）裝配越簡單、方便越合理第6頁/共28頁第七頁，共28頁。r rC Ca a要求要求(yoqi)：b=1.4ab=1.4aa=(0.07a=(0.070.1)d0.1)d二 、 軸 上 零 件二 、 軸 上 零 件 ( l n( l n jin)jin)的定位的定位1 1、零件、零件(ln(ln jin)jin)的軸向定位的軸向定位 軸肩和軸環(huán)軸肩和軸環(huán) r rR Ra a套筒套筒 a aa aa aa aL = B

6、-(1L = B-(13 3）mm軸套軸套L LB不宜用于高轉(zhuǎn)速軸不宜用于高轉(zhuǎn)速軸第7頁/共28頁第八頁，共28頁。正確正確(zhngqu)軸端擋圈軸端擋圈錯(cuò)誤錯(cuò)誤(cuw(cuw)1)1可承受可承受(chngshu)較大較大軸向力軸向力軸用圓螺母軸用圓螺母 L = B-(1L = B-(13 3）mm錯(cuò)誤錯(cuò)誤2 2第8頁/共28頁第九頁，共28頁。彈性彈性(tnxng)(tnxng)擋擋圈圈對中性對中性(zhngxng)好，好，只用于軸端只用于軸端軸向力小軸向力小常用常用(chn yn)于于軸承的固定軸承的固定7 7）鎖緊擋圈、緊定螺釘或銷）鎖緊擋圈、緊定螺釘或銷 圓錐面（圓錐面（+ +擋圈

7、、螺母）擋圈、螺母） 第9頁/共28頁第十頁，共28頁。2 2、零件、零件(ln(ln jin) jin)的的周向定位周向定位 鍵鍵花鍵花鍵緊定螺釘緊定螺釘(ludng)(ludng)、銷、銷 (4)(4)過盈配合過盈配合(pih)(pih)第10頁/共28頁第十一頁，共28頁。3.3.多鍵槽開在同一多鍵槽開在同一(tngy)(tngy)直直線上線上2.2.越程槽、退刀槽越程槽、退刀槽1.1.軸的直徑軸的直徑(zhjng)(zhjng)變化變化應(yīng)盡可能少應(yīng)盡可能少三、軸的結(jié)構(gòu)三、軸的結(jié)構(gòu)(jigu)工藝性工藝性第11頁/共28頁第十二頁，共28頁。7.7.非定位非定位(dngwi)(dngwi

8、)軸肩的高度一般為：軸肩的高度一般為：0.50.53mm3mm9.9.固定滾動(dòng)軸承的軸肩高度固定滾動(dòng)軸承的軸肩高度(god)(god)應(yīng)小于軸承內(nèi)圈應(yīng)小于軸承內(nèi)圈厚度厚度8.8.軸端應(yīng)有軸端應(yīng)有(yn(yn yu)yu)倒角倒角6.6.階梯軸直徑常為中間大兩端小階梯軸直徑常為中間大兩端小5.5.配合段直徑取標(biāo)準(zhǔn)值配合段直徑取標(biāo)準(zhǔn)值 4. 4.在可能情況下，應(yīng)使過度圓角、倒角、鍵槽、越在可能情況下，應(yīng)使過度圓角、倒角、鍵槽、越程槽、退刀槽、中心孔等尺寸分別相等，并符合標(biāo)準(zhǔn)。程槽、退刀槽、中心孔等尺寸分別相等，并符合標(biāo)準(zhǔn)。第12頁/共28頁第十三頁，共28頁。指出指出(zh ch)圖中軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中

9、的不合理之處，并繪出改進(jìn)后圖中軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的不合理之處，并繪出改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)圖的結(jié)構(gòu)圖2.2.齒輪齒輪(chln)(chln)右側(cè)未作軸右側(cè)未作軸向固定向固定1.1.軸兩端軸兩端(lin(lin dun)dun)均未倒角均未倒角7.7.軸端擋圈未直接壓在軸軸端擋圈未直接壓在軸端輪轂上端輪轂上6.6.齒輪與右軸承裝卸不便齒輪與右軸承裝卸不便3.3.齒輪處鍵槽太短齒輪處鍵槽太短4.4.鍵槽應(yīng)開在同一條直線上鍵槽應(yīng)開在同一條直線上5.5.左軸承無法拆卸左軸承無法拆卸第13頁/共28頁第十四頁，共28頁。軸系結(jié)構(gòu)軸系結(jié)構(gòu)(jigu)改錯(cuò)改錯(cuò)四處四處(sch)錯(cuò)錯(cuò)誤誤正確正確(zhngqu)答案答案三處錯(cuò)

10、誤三處錯(cuò)誤第14頁/共28頁第十五頁，共28頁。兩處錯(cuò)誤兩處錯(cuò)誤(cuw)1.1.左側(cè)左側(cè)(zu c)(zu c)鍵太長，套筒無法鍵太長，套筒無法裝入裝入2.2.多個(gè)鍵應(yīng)位于同一母線上多個(gè)鍵應(yīng)位于同一母線上第15頁/共28頁第十六頁，共28頁。第三節(jié)第三節(jié) 聯(lián)聯(lián) 軸軸 器器 聯(lián)軸器與離合器：聯(lián)軸器與離合器：相同點(diǎn)：相同點(diǎn)：聯(lián)接聯(lián)接(lin ji)兩軸、傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩兩軸、傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩不同點(diǎn)：不同點(diǎn)：聯(lián)軸器聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸只有停車聯(lián)接的兩軸只有停車(tng ch)后經(jīng)拆卸才能分離后經(jīng)拆卸才能分離離合器離合器聯(lián)接的兩軸可在機(jī)器工作聯(lián)接的兩軸可在機(jī)器工作中方便中方便(fngbin)地地實(shí)現(xiàn)分離與接

11、合實(shí)現(xiàn)分離與接合第16頁/共28頁第十七頁，共28頁。兩軸間可能兩軸間可能(knng)產(chǎn)生的相對產(chǎn)生的相對位移：位移：一、聯(lián)軸器的類型、結(jié)構(gòu)一、聯(lián)軸器的類型、結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)和特性和特性 機(jī)械式聯(lián)軸器、液力聯(lián)軸器、電磁式聯(lián)軸器機(jī)械式聯(lián)軸器、液力聯(lián)軸器、電磁式聯(lián)軸器 彈性聯(lián)軸器彈性聯(lián)軸器可移式剛性聯(lián)軸器可移式剛性聯(lián)軸器固定式剛性聯(lián)軸器固定式剛性聯(lián)軸器機(jī)械式聯(lián)軸器機(jī)械式聯(lián)軸器 剛性聯(lián)軸剛性聯(lián)軸器器 第17頁/共28頁第十八頁，共28頁。1 1）剛性）剛性( (nn xn xn) )固固定式聯(lián)軸器定式聯(lián)軸器 套筒聯(lián)軸器套筒聯(lián)軸器 凸緣凸緣(t (t yun)yun)聯(lián)軸器聯(lián)軸器 第18頁

12、/共28頁第十九頁，共28頁。夾殼式聯(lián)軸器夾殼式聯(lián)軸器 第19頁/共28頁第二十頁，共28頁。允許允許(ynx)的位移：的位移：3030 y0.04d2 2）剛性）剛性( (nn xn xn) )可可移式聯(lián)軸器移式聯(lián)軸器 十字十字(sh z)(sh z)滑塊滑塊聯(lián)軸器聯(lián)軸器 第20頁/共28頁第二十一頁，共28頁。欲使兩軸角速度相等欲使兩軸角速度相等(xingdng)：中間件兩端中間件兩端(lin dun)的叉面必須位的叉面必須位于同于平面內(nèi)于同于平面內(nèi)兩軸與中間件的夾角兩軸與中間件的夾角(ji jio)相等相等萬向聯(lián)軸器（雙）萬向聯(lián)軸器（雙） 第21頁/共28頁第二十二頁，共28頁。齒輪齒輪

13、(chln)(chln)聯(lián)軸器聯(lián)軸器 第22頁/共28頁第二十三頁，共28頁。2 2、彈性、彈性(tnxng)(tnxng)聯(lián)軸聯(lián)軸器器 1 1）彈性）彈性(tnxng)(tnxng)套套柱銷聯(lián)軸器柱銷聯(lián)軸器 第23頁/共28頁第二十四頁，共28頁。2 2）彈性）彈性(tnxng)(tnxng)柱柱銷聯(lián)軸器銷聯(lián)軸器 第24頁/共28頁第二十五頁，共28頁。3 3）輪胎）輪胎(lnti)(lnti)聯(lián)軸器聯(lián)軸器 第25頁/共28頁第二十六頁，共28頁。載荷平穩(wěn)的低速軸，軸的剛度載荷平穩(wěn)的低速軸，軸的剛度( (nn d) d)大大而對中嚴(yán)格而對中嚴(yán)格 固定式聯(lián)軸器固定式聯(lián)軸器沖擊沖擊(chngj)(chngj)、振動(dòng)較大，有相對位、振動(dòng)較大，有相對位移的高速軸移的高速軸 彈性可移式聯(lián)軸器彈性可移式聯(lián)軸器載荷平穩(wěn)的低速載荷平穩(wěn)的低速(d s)(d s)軸，軸的剛度小，有相對位軸，軸的剛度小，有相對位移移 剛性可移式聯(lián)軸器剛性可移式聯(lián)軸器T工作轉(zhuǎn)矩工作轉(zhuǎn)矩K工作情況系數(shù)工作情況系數(shù)對角位移較大的兩軸對角位移較大的兩軸萬向聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器Tn標(biāo)稱轉(zhuǎn)矩標(biāo)稱轉(zhuǎn)矩()m mN Nn nP PT T= 9 95 55 50 0n nc cT TK KT TT T =二、聯(lián)軸器的選擇