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1、第十四章 支承零部件的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)零件必須借助其他零部件的支持才能傳遞運(yùn)動(dòng)與動(dòng)力。這種起支持作用的零部件稱(chēng)為支承零部件。支承零部件主要有軸和軸承。/qinglv/77.html第一節(jié) 軸的功用、結(jié)構(gòu)和材料一、軸的功用與分類(lèi) 軸是組成機(jī)器的重要零件之一。各種做回轉(zhuǎn)（或擺動(dòng)）的零件（如齒輪、帶輪）都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞。因此 軸的主要功用是支撐回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。軸有不同的分類(lèi)方法，也有不同類(lèi)型的軸。常用的分類(lèi)方法有兩類(lèi)。 1）根據(jù)受載情況分類(lèi)； 2）根據(jù)軸線(xiàn)形狀的分類(lèi)。1）根據(jù)受載情況分類(lèi)1)轉(zhuǎn)軸-既傳遞轉(zhuǎn)矩又承受彎矩2)心軸-承受彎矩。不傳遞轉(zhuǎn)矩3)傳動(dòng)軸-以傳遞轉(zhuǎn)矩為主

2、，不承受彎矩或承受很小的彎矩 轉(zhuǎn)軸-既傳遞轉(zhuǎn)矩（T）又承受彎矩（M）的軸 例如齒輪減速器的輸出軸軸頸軸頭軸身傳動(dòng)軸-以傳遞轉(zhuǎn)矩（T）為主不承受彎矩（M）或承受很小的彎矩的軸。例如汽車(chē)的傳動(dòng)軸2）根據(jù)軸線(xiàn)形狀分類(lèi)光軸階梯軸直軸根據(jù)需要可制成空心軸 2）曲軸 3）撓性鋼絲軸 1）曲軸二、軸的材料 由于軸工作時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力多為變應(yīng)力，所以軸的失效多為疲勞損壞，因此軸的材料應(yīng)具有足夠的疲勞強(qiáng)度、較小的應(yīng)力集中敏感性和良好的加工性能等。 軸的主要材料是碳鋼和合金鋼碳鋼：價(jià)格低廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，可以利用熱處理提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度。常用的有35、40、45、50鋼，其中以45鋼使用最廣。對(duì)于受力

3、較小的或不太重要的軸，可以使用Q235、Q275等普通碳素鋼 合金鋼具有較高的力學(xué)性能，熱處理變形小，價(jià)格貴，對(duì)應(yīng)力集中比較敏感。 用于要求重量輕及有特殊要求的軸。 對(duì)于形狀復(fù)雜的軸，如曲軸、凸輪軸等，也采用球墨鑄鐵或高強(qiáng)度鑄造材料來(lái)進(jìn)行鑄造加工。 球墨鑄鐵 易于得到所需形狀，而且具有較好的吸振性能和好的耐磨性，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性也較低。材料牌號(hào)熱處理類(lèi)型毛坯直徑/mm硬度/HBS抗拉強(qiáng)度 屈服點(diǎn)應(yīng)用說(shuō)明Q275Q235149610275235用于不很重要的軸 35正火調(diào)質(zhì) 100100300100100300149187143187156207520500560540270260300280

4、用與一般軸45正火調(diào)質(zhì)100100300200170217162217217255600580650300290360用于強(qiáng)度高、韌性中等的較重要的軸軸的常用金屬材料及力學(xué)性能40Cr調(diào)質(zhì) 251001003002072412861000750700800550500用于強(qiáng)度要求高、有強(qiáng)烈磨損而無(wú)很大沖擊的重要軸 35SiMn 調(diào)質(zhì)25100100300229229286217269900800750750520450可代替40Cr，可用于中、小型軸 42SiMn調(diào)質(zhì)25100100200200300220229286217269217255900800750700750520470450與3

5、5SiMn相同，但專(zhuān)供表面淬火之用40MnB調(diào)質(zhì)252002072412861000750800500可替代40Cr，用于小型軸 35CrMo調(diào)質(zhì)251001003002292072691000750700350550500用于重載的軸38CrMnMo調(diào)質(zhì)100100300229285217269750700600550可代替35CrMo三、軸的結(jié)構(gòu)軸頸軸環(huán)軸頭圖12-11所示為圓柱齒輪減速器低速軸的結(jié)構(gòu)圖。綜上所述。軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿(mǎn)足于以下幾點(diǎn)： 1）軸上零件的準(zhǔn)確定位與固定； 2）軸上零件便于裝拆和調(diào)整； 3）良好的加工工藝性； 4）盡量減少應(yīng)力集中。 從制造工藝性出發(fā)。軸的兩端常設(shè)有中心孔以

6、保證加工時(shí)各軸段的同軸度和尺寸精度。 需切制螺紋和磨削的軸段，還應(yīng)留有螺紋退刀槽和砂輪越程槽。第二節(jié)、軸的強(qiáng)度計(jì)算、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算直徑當(dāng)主要考慮扭矩作用時(shí)，由力學(xué)知識(shí)可知，其強(qiáng)度條件為： 1055.96tt=nPWT0.2dn3其中： 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力（MPa）； T 軸所傳遞的扭矩（Nmm）；Wn軸的抗扭截面模量（mm3）；注釋P軸所傳遞的功率（kW）；n軸的轉(zhuǎn)速(r/min)；d軸的直徑（mm）； 軸材料的許用應(yīng)力（MPa）故軸的直徑為： （mm） 3362.01055.9nPnPd=t常見(jiàn)材料的和值見(jiàn)下表、按彎扭合成進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算對(duì)于一般轉(zhuǎn)軸， 為對(duì)稱(chēng)變化的彎曲應(yīng)力，而 的應(yīng)力特性則隨著T的特性

7、而定。軸強(qiáng)度的基本公式為： bsedMdTM1.01.0)(3322+=asbs1 為當(dāng)量彎矩，其量綱為N.mm；d的量鋼為mm； 的量綱為MPa。 為當(dāng)量應(yīng)力；M為合成彎矩 ；T為軸傳遞的轉(zhuǎn)矩。由此得設(shè)計(jì)公式為： 31.0beMd-s如果截面上有鍵槽，則應(yīng)該按照求得的直徑增加適當(dāng)?shù)臄?shù)值，如下表： 軸的直徑d/mm100有一個(gè)鍵槽時(shí)的增大值（）753有相隔180鍵槽時(shí)的增大值（）15107軸的許用彎曲應(yīng)力bsabs+1abs0bs1第三節(jié) 軸系的維護(hù) 一、軸系的維護(hù)工作主要有：1）恰當(dāng)方式的裝配與拆卸；2）機(jī)器的定期維修和調(diào)整；3）潤(rùn)滑條件的維持。二、軸和軸承的修理 普通精度、誤差較小的滑動(dòng)軸承，可采用刮研法修理； 大尺寸的軸瓦可采用熱噴涂（青銅）修復(fù)； 精度要求較高的軸，磨損