機(jī)械基礎(chǔ)（微課版）課件 30軸的類型與設(shè)計(jì)

軸

---軸的概述與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸系零部件滑動軸承滾動軸承箱體

軸承軸上零件軸軸鍵銷

聯(lián)軸器離合器軸：支承旋轉(zhuǎn)零件的零件軸的功用1.支承旋轉(zhuǎn)零件并傳遞運(yùn)動和動力2.保證所有軸上零件有確定的軸向工作位置減速器拆裝實(shí)驗(yàn)

軸機(jī)械基礎(chǔ)（1）傳動軸：------扭轉(zhuǎn)變形（2）心軸：------彎曲變形（3）轉(zhuǎn)軸：------彎曲變形+扭轉(zhuǎn)變形固定心軸轉(zhuǎn)動心軸1

軸的類型轉(zhuǎn)軸

軸的概述按載荷性質(zhì)分類

機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ)直軸、曲軸、撓性軸軸的概述按軸線形狀分類

機(jī)械基礎(chǔ)直軸的外形光軸、階梯軸、空心軸軸的概述機(jī)械基礎(chǔ)2軸的材料1.碳素鋼優(yōu)質(zhì)碳素鋼：應(yīng)用最廣泛普通碳素鋼：不重要的軸2.合金鋼對應(yīng)力集中較敏感，價(jià)格較貴，多用于重載、高溫、尺寸小、重量輕、耐磨性好等特殊要求的場合合金鋼比碳鋼有更高的強(qiáng)度和更好的淬火性能。一般情況下用碳鋼，重要的軸用合金鋼。合金鋼代替碳鋼并不能提高軸的剛度。3.球墨鑄鐵和高強(qiáng)度鑄鐵大型轉(zhuǎn)軸、形狀復(fù)雜的軸不需要鍛壓設(shè)備、價(jià)廉、吸振性好、對應(yīng)力集中不敏感；沖擊韌性低、鑄造質(zhì)量不易控制軸的概述機(jī)械基礎(chǔ)機(jī)械基礎(chǔ)3軸的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則疲勞強(qiáng)度校核—防止軸發(fā)生疲勞斷裂靜強(qiáng)度校核—防止軸發(fā)生塑性變形或脆性斷裂剛度校核—防止軸發(fā)生過大的彈性變形震動穩(wěn)定性計(jì)算—防止軸發(fā)生共振軸的概述機(jī)械基礎(chǔ)軸的結(jié)構(gòu)軸肩：軸的直徑變化所形成的階梯處軸環(huán)：軸上的環(huán)形部分

軸頭：軸和旋轉(zhuǎn)零件的配合部分軸頸：軸和軸承配合的部分軸身：連接軸頸與軸頭部分軸頸軸頭軸身軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)1.軸上零件的裝拆與調(diào)整2.零件在軸上的定位和固定3.良好的制造工藝性4.減少應(yīng)力集中，改善軸的受力情況

對軸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要就是確定軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，保證軸具有足夠的強(qiáng)度和剛度。1.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)1.軸上零件的裝配方案為保證軸上零件拆裝順利，軸設(shè)計(jì)成階梯軸；軸端、軸頭、軸頸的端部都要有倒角；過盈配合時(shí)，可加工成圓錐面；鍵槽長度延長至該軸段末端面；固定軸承的軸肩高度應(yīng)低于軸承內(nèi)圈厚度；軸承游隙的調(diào)整主要靠改變調(diào)整墊片的厚度來實(shí)現(xiàn)動畫

軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)2.零件在軸上的定位和固定1）零件在軸上的軸向定位與固定2）零件在軸上的周向定位和固定定位：零件有準(zhǔn)確的工作位置固定：零件在軸上的位置牢固可靠動畫

軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)1）零件在軸上的軸向定位和固定（1）軸肩或軸環(huán)（2）套筒軸頭長度<輪轂的軸向長度軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)（3）圓螺母（4）軸端擋板（5）圓錐面軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)（6）彈性擋圈（7）緊釘螺釘軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)2）零件在軸上的周向定位和固定

常用的周向固定方法：鍵連接、花鍵連接、銷連接、成形連接及過盈配合等防止軸上零件與軸發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，以傳遞轉(zhuǎn)矩軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)階梯軸（1）沿軸長度方向需要銑制幾個(gè)鍵槽時(shí),將這些鍵槽開在同一母線上。（2）為便于加工，應(yīng)使軸上直徑相近處的圓角、倒角、鍵槽和越程槽等尺寸一致。3.良好的制造工藝性（3）螺紋退刀槽；砂輪越程槽軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)4.減少應(yīng)力集中，改善軸的受力情況（1）改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)降低應(yīng)力集中h軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)（2）提高軸的表面質(zhì)量，降低粗糙度（3）改變軸上零件的布置，減小軸上的載荷。例題1例題2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟機(jī)器的結(jié)構(gòu)

軸的長度軸上零件的位置載荷計(jì)算簡圖力學(xué)分析簡化強(qiáng)度計(jì)算軸徑軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)FT計(jì)算方法：按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算例題3例題4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械基礎(chǔ)強(qiáng)度—防止軸發(fā)生疲勞斷裂剛度—防止軸發(fā)生過大的彈性變形結(jié)構(gòu)—確定軸的形狀和尺寸工藝性—便于加工選擇材料及熱處理方式，確定許用應(yīng)力估算軸最小直徑校核軸的強(qiáng)度、剛度繪制軸的工作圖軸的設(shè)計(jì)步驟：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，初定尺寸noyes軸的設(shè)計(jì)過程機(jī)械基礎(chǔ)軸的設(shè)計(jì)實(shí)例軸的結(jié)構(gòu)分析裝配過程演示一、軸的結(jié)構(gòu)分析軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足：軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整，軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。下面通過一具體軸系結(jié)構(gòu)的改錯加以說明。二、裝配順序演示軸上裝有多種零件時(shí)，各零件有其正確的裝配順序，下面通過一具體實(shí)例來說明裝配順序。三、軸的設(shè)計(jì)實(shí)例軸的設(shè)計(jì)包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作能力計(jì)算兩方面的內(nèi)容，下面通過設(shè)計(jì)一個(gè)圓錐─圓柱齒輪減速器的輸出軸來說明一具體軸的設(shè)計(jì)內(nèi)容。軸的設(shè)計(jì)實(shí)例軸系結(jié)構(gòu)的改錯軸的設(shè)計(jì)實(shí)例機(jī)械基礎(chǔ)本章結(jié)束三處錯誤1.左側(cè)鍵太長，套筒無法裝入2.右側(cè)輪轂未開鍵槽3.多個(gè)鍵應(yīng)位于同一母線上返回主頁軸系結(jié)構(gòu)改錯1機(jī)械基礎(chǔ)四處錯誤正確答案三處錯誤正確答案返回主頁軸系結(jié)構(gòu)改錯2機(jī)械基礎(chǔ)軸向定位不確定軸頭無倒角軸承沒定位軸承用錯并裝錯無調(diào)整墊片端蓋端面無凹坑加工量大箱體加工面過大軸端無倒角無定位軸肩鍵槽太長端蓋無密封旋轉(zhuǎn)零件與非旋轉(zhuǎn)零件接觸無非定位軸肩套筒太高①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩返回主頁11121314結(jié)構(gòu)示例3：結(jié)構(gòu)改錯機(jī)械基礎(chǔ)返回主頁結(jié)構(gòu)示例4機(jī)械基礎(chǔ)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例

已知：二級減速器輸出軸，兩對齒輪的軸向相關(guān)尺寸，dmin，裝配方案，外伸端接聯(lián)軸器。機(jī)械基礎(chǔ)1.按所受載荷性質(zhì)，軸可分為哪幾類？（說明載荷性質(zhì)）答：傳動軸：主要承受轉(zhuǎn)矩心軸：只承受彎矩，不承受轉(zhuǎn)矩或轉(zhuǎn)矩很小轉(zhuǎn)軸：既承受彎矩，又承受轉(zhuǎn)矩2.說明下列軸的材料的適用場合：45、40Cr、20Cr、QT600-3答：45應(yīng)用最為廣泛40Cr用于載荷較大，而無很大沖擊的重要軸20Cr用于要求強(qiáng)度、韌性及耐磨性均較高的軸QT600-3用于制造形狀復(fù)雜的軸機(jī)械基礎(chǔ)選擇題1.自行車的前軸是（）。A.心軸B.轉(zhuǎn)軸C.傳動軸2.將轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)成階梯形的主要目的是（）。A.提高軸的剛度B.便于軸的加工C.便于軸上零件的固定和裝拆

6.軸常用４５號鋼制造并經(jīng)（）處理，以提高耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度。A.退火B(yǎng).淬火C.回火D.正火或調(diào)質(zhì)7.軸與軸承配合的部分稱為（）。A.軸頭B.軸頸C.軸身D.定心表面

機(jī)械基礎(chǔ)選擇題8.軸與其他旋轉(zhuǎn)零件配合的部分稱為（）。A.軸頭B.軸頸C.軸身

9.與滾動軸承配合的軸段直徑，必須符合滾動軸承的（）標(biāo)準(zhǔn)系列。A.內(nèi)徑B.外徑C.寬度12.軸上零件輪轂寬度Ｂ應(yīng)（）與之配合的軸段軸向尺寸。A.＞B.＝C.＜13.為使零件軸向定位可靠，軸上的倒角或倒圓半徑須（）輪轂孔的倒角或倒圓半徑。A.＞B.＝C.＜機(jī)械基礎(chǔ)判斷題：軸的材料常用碳素結(jié)構(gòu)鋼，重要場合采用合金結(jié)構(gòu)鋼。#對用軸肩、套筒、擋圈等結(jié)構(gòu)可對軸上零件作(周)向固定。#軸彈性擋圈與緊定螺釘定位，僅用于軸向力較小的場合。#對光軸和階梯軸都屬于直軸。#對只有軸頭上才有鍵槽。#對機(jī)械基礎(chǔ)填空題按軸的____形狀不同，可把軸分為直軸和曲軸兩種。#軸線

心軸在工作中只承受____作用。

#彎矩軸上支持____零件的部位稱為軸頭。#轉(zhuǎn)動

階梯軸的____變化部位叫軸肩或軸環(huán)。#截面軸肩對軸上零件能起____作用。#軸向固定既支承零件又傳遞動力的軸叫____。

#轉(zhuǎn)軸軸上零件周向固定的目的是為了保證傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，軸上零件與軸之間不產(chǎn)生

。

#相對轉(zhuǎn)動

軸上零件作軸向固定的目的：是為了保證零件在軸上有確定的軸向位置，防止零件產(chǎn)生軸向竄動，并能承受____。

#軸向力

機(jī)械基礎(chǔ)制造軸的材料，用的廣泛的是____號鋼。#45為便于軸上零件固定可靠和裝拆方便，并使各軸段接近等強(qiáng)度，常采用____結(jié)構(gòu)。#階梯軸