機(jī)基10章 軸.

1、10.1 軸的概述軸的概述10.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10.3 軸的計(jì)算軸的計(jì)算第第1010章章 軸和聯(lián)軸器軸和聯(lián)軸器10.4 聯(lián)軸器聯(lián)軸器支承旋轉(zhuǎn)零件，傳遞轉(zhuǎn)矩。支承旋轉(zhuǎn)零件，傳遞轉(zhuǎn)矩。 10.1 10.1 軸概述軸概述1.1.軸的功用及類(lèi)型軸的功用及類(lèi)型 軸上安裝傳動(dòng)零件軸上安裝傳動(dòng)零件，使零件具有確定的工作位置，使零件具有確定的工作位置，實(shí)現(xiàn)運(yùn)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞動(dòng)和動(dòng)力的傳遞； 軸通過(guò)軸承軸通過(guò)軸承支承在機(jī)架上支承在機(jī)架上。 2.2.軸的分類(lèi)軸的分類(lèi)按所承受載荷的性質(zhì)不同，可分為：按所承受載荷的性質(zhì)不同，可分為： 轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸、 心軸、心軸、 傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸按軸線(xiàn)形狀的不同，可分為：

2、按軸線(xiàn)形狀的不同，可分為： 直軸、直軸、 曲軸、曲軸、 撓性鋼絲軸撓性鋼絲軸 直軸又可分為：直軸又可分為： 光軸、光軸、 階梯軸階梯軸 轉(zhuǎn)軸：轉(zhuǎn)軸：機(jī)器中最常見(jiàn)的軸。 工作時(shí)既承受彎矩又傳遞轉(zhuǎn)矩。既承受彎矩又傳遞轉(zhuǎn)矩。例：減速器中的軸轉(zhuǎn)軸：轉(zhuǎn)軸：既承受彎矩又傳遞轉(zhuǎn)矩。既承受彎矩又傳遞轉(zhuǎn)矩。MT輪齒上的作用力在軸上引起彎矩輪齒上的作用力在軸上引起彎矩心軸：心軸： 用來(lái)支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件，只承受彎矩而不傳遞轉(zhuǎn)矩。用來(lái)支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件，只承受彎矩而不傳遞轉(zhuǎn)矩。M如：火車(chē)車(chē)廂的軸 自行車(chē)的前輪軸傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸: : 傳遞轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩，或彎矩很小。傳遞轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩，或彎矩很小。例：汽車(chē)中聯(lián)接變速箱與后橋之間

3、的軸例：汽車(chē)中聯(lián)接變速箱與后橋之間的軸TT汽車(chē)中連接變速箱與后橋之間的軸汽車(chē)中連接變速箱與后橋之間的軸發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)后橋后橋傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸按軸線(xiàn)形狀的不同，可分為：按軸線(xiàn)形狀的不同，可分為： 直軸、直軸、 曲軸、曲軸、 撓性鋼絲軸撓性鋼絲軸 曲軸曲軸內(nèi)燃機(jī)撓性鋼絲軸：撓性鋼絲軸：是由幾層緊貼在一起的鋼絲層構(gòu)成的，它能把回轉(zhuǎn)能把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)靈活地傳到任何位置運(yùn)動(dòng)靈活地傳到任何位置，主要用于兩傳動(dòng)軸線(xiàn)不在同一直線(xiàn)或工作時(shí)彼此有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的空間傳動(dòng)，也可用于受連續(xù)振動(dòng)的場(chǎng)合，具有緩和沖擊的作用。鋼絲軟軸鋼絲軟軸 由幾層緊貼在一起的鋼絲層構(gòu)成，可把轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由幾層緊貼在一起的鋼絲層構(gòu)成，可把轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)靈

4、活地傳到任何位置，常用于靈活地傳到任何位置，常用于振搗器振搗器等設(shè)備中。等設(shè)備中。直軸又可分為：直軸又可分為： 光軸、光軸、 階梯軸階梯軸1升降機(jī)升降機(jī)2341傳動(dòng)軸：傳動(dòng)軸：T2轉(zhuǎn)軸：轉(zhuǎn)軸：T + M3轉(zhuǎn)軸：轉(zhuǎn)軸：T + M4心軸心軸 ：MMotor軸的概述軸的概述2 23 3軸的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)步驟軸的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)步驟軸的設(shè)計(jì)：軸的設(shè)計(jì)：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和和工作能力驗(yàn)算工作能力驗(yàn)算（1 1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)：軸上零件的安裝、定位及軸的制造工）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)：軸上零件的安裝、定位及軸的制造工藝藝 （2 2）軸的承載能力驗(yàn)算：軸的強(qiáng)度、剛度和振動(dòng)穩(wěn)定性等方面）軸的承載能力驗(yàn)算：軸的強(qiáng)度、剛度和振

5、動(dòng)穩(wěn)定性等方面的驗(yàn)算的驗(yàn)算根據(jù)總體結(jié)構(gòu)的要求進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)總體結(jié)構(gòu)的要求進(jìn)行軸的結(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yesyesnono 軸的設(shè)計(jì)過(guò)程：軸的設(shè)計(jì)過(guò)程： 軸的常用材料主要是軸的常用材料主要是碳素鋼碳素鋼和和合金鋼合金鋼。軸的毛坯。軸的毛坯一般多為軋制圓鋼和鍛件。一般多為軋制圓鋼和鍛件。 碳素鋼碳素鋼價(jià)格便宜，對(duì)應(yīng)力集中敏感性?xún)r(jià)格便宜，對(duì)應(yīng)力集中敏感性小，為了保證機(jī)械性能，應(yīng)進(jìn)小，為了保證機(jī)械性能，應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)或正火處理。行調(diào)質(zhì)或正火處理。常用常用30、40、45號(hào)鋼號(hào)鋼 合金鋼合金鋼具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，更好的具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，更好的淬火性

6、能，所以，在傳遞大功淬火性能，所以，在傳遞大功率、減輕重量、提高軸頸耐磨率、減輕重量、提高軸頸耐磨性時(shí)采用。性時(shí)采用。40Cr、40CrNi、20Cr、20Cr2Ni4A、38SiMnMo 鑄鐵鑄鐵QT6003、QT8002易做成復(fù)雜的外形，價(jià)廉，具易做成復(fù)雜的外形，價(jià)廉，具有良好的吸振性和耐磨性，對(duì)有良好的吸振性和耐磨性，對(duì)應(yīng)力集中敏感性較低，但鑄造應(yīng)力集中敏感性較低，但鑄造品質(zhì)難控制，可靠性較差品質(zhì)難控制，可靠性較差 4.4.軸的材料軸的材料球墨鑄鐵或合金鑄鐵 值得注意的是：在一般工作溫度下，碳鋼和合金鋼的值得注意的是：在一般工作溫度下，碳鋼和合金鋼的彈性模量彈性模量相差不大，因此，相差不

7、大，因此，欲選用高強(qiáng)度合金鋼來(lái)提高軸欲選用高強(qiáng)度合金鋼來(lái)提高軸的的剛度剛度并無(wú)實(shí)效。并無(wú)實(shí)效。 另外，另外，合金鋼對(duì)應(yīng)力集中敏感性高，合金鋼對(duì)應(yīng)力集中敏感性高，所以所以設(shè)計(jì)合金設(shè)計(jì)合金剛軸時(shí)，必須要有合理的結(jié)構(gòu)形狀，盡量減少應(yīng)力集中源，剛軸時(shí)，必須要有合理的結(jié)構(gòu)形狀，盡量減少應(yīng)力集中源，并要求軸表面的粗糙度較低，并要求軸表面的粗糙度較低，否則，采用合金鋼并無(wú)實(shí)際否則，采用合金鋼并無(wú)實(shí)際意義。意義。l 毛坯直徑小于毛坯直徑小于150mm時(shí)，可用時(shí)，可用軋制軋制圓鋼；圓鋼；l 受力大，生產(chǎn)批量大的重要軸的毛坯可由受力大，生產(chǎn)批量大的重要軸的毛坯可由鍛造鍛造提供；提供；l 對(duì)直徑特大而件數(shù)很少的軸可

8、用對(duì)直徑特大而件數(shù)很少的軸可用焊件焊件毛坯；毛坯；l 生產(chǎn)批量大、外形復(fù)雜、尺寸較大的軸，可用生產(chǎn)批量大、外形復(fù)雜、尺寸較大的軸，可用鑄造鑄造毛坯毛坯。 10.2 10.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)軸上零件的根據(jù)軸上零件的安裝、定位安裝、定位及及軸的制造工藝軸的制造工藝等要求，確定等要求，確定軸軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1、制造安裝要求制造安裝要求 軸要便于加工，軸上零件要易于裝拆（制造安裝要求）；軸要便于加工，軸上零件要易于裝拆（制造安裝要求）；2 2、軸上零件的定位軸上零件的定位 軸和軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸和軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置

9、；3 3、軸上零件的固定軸上零件的固定 各零件要牢固而可靠地相對(duì)固定；各零件要牢固而可靠地相對(duì)固定；4 4、改善受力狀況，減小應(yīng)力集中。改善受力狀況，減小應(yīng)力集中。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要要求：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要要求：一、制造安裝要求一、制造安裝要求階梯軸階梯軸便于軸上零件的拆裝便于軸上零件的拆裝減速器低速軸結(jié)構(gòu)圖減速器低速軸結(jié)構(gòu)圖為使軸上零件易于安裝，軸端及各軸段的端部應(yīng)有倒角。為使軸上零件易于安裝，軸端及各軸段的端部應(yīng)有倒角。45 軸上需磨削的軸段應(yīng)有砂輪越程槽；車(chē)制螺紋的軸段應(yīng)有退刀槽。退刀槽砂輪越程槽二、軸上零件的定位二、軸上零件的定位軸肩、軸環(huán)，套筒。軸肩、軸環(huán)，套筒。目的：目的： 安裝在軸上零件

10、必須有確定的工作位置。安裝在軸上零件必須有確定的工作位置。定位方法：定位方法：軸肩軸肩軸環(huán)軸環(huán)軸肩軸肩或或軸環(huán)軸環(huán)定位定位階梯軸上截面階梯軸上截面變化處叫軸肩變化處叫軸肩 為保證零件端面能靠緊定位面為保證零件端面能靠緊定位面1 1）軸肩圓角半徑軸肩圓角半徑r r 必須必須小于小于零件轂孔的圓角半徑零件轂孔的圓角半徑R R或或倒角高度倒角高度C C1 1; ; 2 2）軸肩高度軸肩高度h h 應(yīng)應(yīng)大于大于零件轂孔的圓角半徑零件轂孔的圓角半徑R R 或或倒角高度倒角高度C C1 1; 3 3）為了有足夠的強(qiáng)度來(lái)承受軸向力，通常?。榱擞凶銐虻膹?qiáng)度來(lái)承受軸向力，通常取h h=(0.070.1)=(0

11、.070.1)d d。軸。軸環(huán)寬度環(huán)寬度b b1.41.4h h。hDdbrRrhDdC1軸肩軸肩定位軸肩：定位軸肩：h (35）mm 或或 h(0.070.1)d；軸環(huán)寬度軸環(huán)寬度:b 1.4h非定位軸肩非定位軸肩: :h (0.51)mm。為能拆卸軸承，應(yīng)使為能拆卸軸承，應(yīng)使h h 。hBl軸肩優(yōu)點(diǎn)：軸肩優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位可靠，可承受較大軸向力。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位可靠，可承受較大軸向力。套筒定位套筒定位特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, ,定位可靠定位可靠, ,用于零件間距較小場(chǎng)合。用于零件間距較小場(chǎng)合。套筒定位套筒定位三、軸上零件的固定三、軸上零件的固定 應(yīng)把安裝零件的軸段長(zhǎng)度，做成比零件輪轂

12、短應(yīng)把安裝零件的軸段長(zhǎng)度，做成比零件輪轂短23mm， 以確保套筒能靠緊零件端面。以確保套筒能靠緊零件端面。軸肩、套筒、圓螺母、軸端擋圈軸肩、套筒、圓螺母、軸端擋圈應(yīng)用：無(wú)法采用套筒或套筒太長(zhǎng)時(shí)。應(yīng)用：無(wú)法采用套筒或套筒太長(zhǎng)時(shí)。 但切制螺紋使軸的疲勞強(qiáng)度下降。但切制螺紋使軸的疲勞強(qiáng)度下降。雙圓螺母固定雙圓螺母固定 通常用通常用細(xì)牙螺紋細(xì)牙螺紋來(lái)增來(lái)增強(qiáng)防松能力和減小對(duì)軸的強(qiáng)防松能力和減小對(duì)軸的強(qiáng)度消弱及應(yīng)力集中。強(qiáng)度消弱及應(yīng)力集中。圓螺母加止動(dòng)墊圈圓螺母加止動(dòng)墊圈固定可靠固定可靠, ,裝拆方便裝拆方便, ,可承受較大軸向力可承受較大軸向力, ,但螺紋對(duì)軸削弱較但螺紋對(duì)軸削弱較大大. .雙圓螺母固

13、定 應(yīng)用：應(yīng)用：常用于滾動(dòng)軸承等的軸向固定。常用于滾動(dòng)軸承等的軸向固定。彈性擋圈彈性擋圈在在軸上切出環(huán)形槽軸上切出環(huán)形槽將彈性擋圈嵌入槽中，利用它的側(cè)面將彈性擋圈嵌入槽中，利用它的側(cè)面壓緊被定位零件的端面。壓緊被定位零件的端面。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便，但對(duì)軸裝拆方便，但對(duì)軸的強(qiáng)度消弱較大，的強(qiáng)度消弱較大，常用于所受軸向力小的軸常用于所受軸向力小的軸。 特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,只能承受很小的軸向力只能承受很小的軸向力彈性擋圈彈性擋圈孔孔用用彈彈性性擋擋圈圈軸軸用用彈彈性性擋擋圈圈軸端擋圈軸端擋圈當(dāng)零件位于軸端時(shí)，可用軸端擋圈與軸肩使零件雙向固定。擋圈用螺釘緊固在軸端。但需在軸端加工螺紋孔。

14、可以承受大的軸向力，適用于固定軸端零件鎖緊擋圈用緊定螺釘固定在軸上用于軸向力小，轉(zhuǎn)速低的場(chǎng)合用于軸向力小，轉(zhuǎn)速低的場(chǎng)合緊定螺釘固定緊定螺釘固定 能消除軸與輪轂間的徑向間隙,裝拆較方便,對(duì)中性好,可兼作周向固定,但加工較困難圓錐面定位圓錐面定位鍵鍵軸上零件的周向固定軸上零件的周向固定采用采用鍵、花鍵鍵、花鍵或或過(guò)盈配合過(guò)盈配合等連接形式等連接形式裝拆方便，但對(duì)軸強(qiáng)度有削弱裝拆方便，但對(duì)軸強(qiáng)度有削弱精度較高，定心性好，精度較高，定心性好，拆裝方便，但制造需用專(zhuān)用拆裝方便，但制造需用專(zhuān)用設(shè)備和工具。設(shè)備和工具?；ㄦI花鍵圓柱銷(xiāo)圓錐銷(xiāo)只能傳遞較小扭矩,互換性好,拆裝方便,但對(duì)軸強(qiáng)度削弱較大.銷(xiāo)銷(xiāo) 不同軸

15、段的鍵槽寬度盡可能一致，并布置在同一加工直線(xiàn)不同軸段的鍵槽寬度盡可能一致，并布置在同一加工直線(xiàn)上，上，以便一次裝夾后就能加工。以便一次裝夾后就能加工。q 有配合要求的軸段應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)直徑；q 安裝滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器、密封圈等標(biāo)準(zhǔn)件的軸徑，應(yīng)符合各標(biāo)準(zhǔn)件內(nèi)徑系列的規(guī)定。q 非標(biāo)準(zhǔn)軸段： 定位軸肩 h(35)mm 非定位軸肩 h(0.51)mmq 滾動(dòng)軸承定位軸肩高度必須低于內(nèi)圈端面高度，以便于拆卸，具體尺寸由標(biāo)準(zhǔn)查出。1 1、各軸段直徑的確定、各軸段直徑的確定四、各四、各軸段直徑和長(zhǎng)度的確定軸段直徑和長(zhǎng)度的確定正確正確軸肩高度軸肩高度應(yīng)低于應(yīng)低于滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承內(nèi)圈內(nèi)圈高度高度。錯(cuò)誤錯(cuò)誤 滾滾動(dòng)

16、動(dòng)軸軸承承的的拆拆卸卸主要根據(jù)： 軸上零件的軸向尺寸 相鄰零件之間的距離 軸上零件的裝拆和軸向固定一般:輪轂長(zhǎng)度L=(1.52)d轂比軸長(zhǎng)23mm2 2、各軸段長(zhǎng)度的確定、各軸段長(zhǎng)度的確定Ld23mm五、改善軸受力狀況，減小應(yīng)力集中五、改善軸受力狀況，減小應(yīng)力集中當(dāng)動(dòng)力從兩輪輸出時(shí)，當(dāng)動(dòng)力從兩輪輸出時(shí)，為了減小軸上的轉(zhuǎn)矩，為了減小軸上的轉(zhuǎn)矩，應(yīng)將輸入輪布置在中間應(yīng)將輸入輪布置在中間。軸上的最大轉(zhuǎn)矩為軸上的最大轉(zhuǎn)矩為T(mén) T2 2軸上的最大轉(zhuǎn)矩為軸上的最大轉(zhuǎn)矩為T(mén) T2 2+T+T3 31 1、合理布置傳動(dòng)零件位置，以減小軸上的載荷、合理布置傳動(dòng)零件位置，以減小軸上的載荷Tmax= T1Tmax

17、= T2T2T1T3T3T2T1輸出T2輸入T1輸出T3輸入T1輸出T3輸出T2合理布置軸上零件，可改善軸的受力狀況合理布置軸上零件，可改善軸的受力狀況QQ不合理 軸同時(shí)受彎矩扭矩作用軸同時(shí)受彎矩扭矩作用 大齒輪和卷筒連成一體，大齒輪和卷筒連成一體，轉(zhuǎn)矩經(jīng)大齒輪直接傳給卷筒，轉(zhuǎn)矩經(jīng)大齒輪直接傳給卷筒，卷筒軸只受彎矩卷筒軸只受彎矩而不受扭矩。而不受扭矩。T由卷筒傳遞，軸僅受M(心軸)T由軸傳遞，軸受M、T(轉(zhuǎn)軸)合理 2 2、合理設(shè)計(jì)軸上零件的結(jié)構(gòu)、合理設(shè)計(jì)軸上零件的結(jié)構(gòu)減小軸上載荷（彎矩）。減小軸上載荷（彎矩）。輪轂配合面分成兩段，減小彎矩。輪轂配合面分成兩段，減小彎矩。合理合理不合理不合理

18、截面突變處會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中。應(yīng)增大過(guò)渡圓角半徑或采用卸載結(jié)構(gòu)。r內(nèi)凹圓角內(nèi)凹圓角過(guò)渡肩環(huán)過(guò)渡肩環(huán)3 3、改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)以減小應(yīng)力集中、改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)以減小應(yīng)力集中截面變化處采用圓角過(guò)渡，圓角半徑不宜過(guò)小。截面變化處采用圓角過(guò)渡，圓角半徑不宜過(guò)小。軸肩過(guò)渡結(jié)構(gòu)軸肩過(guò)渡結(jié)構(gòu)( (增大過(guò)度處圓角增大過(guò)度處圓角) )軸與輪轂為過(guò)盈配合時(shí)，配合邊緣會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，為了減小應(yīng)力集中，可在輪轂上開(kāi)卸荷槽，或加大配合部分直徑。在輪轂上做出卸載槽，在輪轂上做出卸載槽，能減小過(guò)盈配合處的局部應(yīng)力能減小過(guò)盈配合處的局部應(yīng)力在軸上開(kāi)卸荷槽，或加大配合部分直徑。在軸上開(kāi)卸荷槽，或加大配合部分直徑。軸段上的卸載槽軸段上的

19、卸載槽盤(pán)銑刀比端銑刀加工的鍵槽在過(guò)渡處產(chǎn)生的應(yīng)力集中??；漸開(kāi)線(xiàn)花鍵比矩形花鍵在齒根處的應(yīng)力集中小。端銑刀盤(pán)銑刀改善軸的改善軸的表面質(zhì)量表面質(zhì)量以提高軸的疲勞強(qiáng)度以提高軸的疲勞強(qiáng)度 （1）表面愈粗糙疲勞強(qiáng)度愈低； 降低表面粗糙度； （2）表面強(qiáng)化處理的方法有： 表面高頻淬火； 表面滲碳、氰化、氮化等化學(xué)處理； 碾壓、噴丸等強(qiáng)化處理。 通過(guò)碾壓、噴丸等強(qiáng)化處理時(shí)可使軸的表面產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，從而提高軸的疲勞能力。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改錯(cuò)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改錯(cuò)四處錯(cuò)誤四處錯(cuò)誤例一：例一：此處應(yīng)做成階梯軸此處應(yīng)有退刀槽軸應(yīng)比軸承稍短些軸的高度應(yīng)比軸承內(nèi)圈稍低些正確答案正確答案三處錯(cuò)誤三處錯(cuò)誤例二：例二：輪轂槽應(yīng)是通槽

20、此處無(wú)鍵槽此處應(yīng)做成軸肩正確答案正確答案 1軸與端蓋接觸；2套筒與軸承外圈接觸。 3套筒頂不住齒輪； 4鏈輪未定位； 5鏈輪周向未固定； 6鏈輪軸向未固定； 7卡圈無(wú)用。 8精加工面過(guò)長(zhǎng)且軸承裝拆不方便； 9箱體上軸承蓋端面與非加工面未分開(kāi)； 10臺(tái)肩過(guò)高，無(wú)法拆卸軸承；11鍵太長(zhǎng)、套筒無(wú)法裝入； 12無(wú)墊片，無(wú)法調(diào)整 軸承游隙； 13齒輪油潤(rùn)滑，軸承脂潤(rùn)滑而無(wú)擋油環(huán)；14無(wú)密封。結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)改錯(cuò)改錯(cuò)正確答案正確答案滾動(dòng)軸承的裝拆滾動(dòng)軸承的裝拆軸上零件的定位方法總結(jié)：軸上零件的定位方法總結(jié)：軸系結(jié)構(gòu)改錯(cuò)1軸系結(jié)構(gòu)改錯(cuò)2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)10.3 軸的計(jì)算軸的計(jì)算根據(jù)軸的承載情況，采用相應(yīng)的計(jì)算方法。

21、軸軸的的工工作作能能力力計(jì)計(jì)算算剛度剛度振動(dòng)穩(wěn)定性振動(dòng)穩(wěn)定性 強(qiáng)度強(qiáng)度軸抵抗斷裂或塑性變形的能力 軸抵抗彈性變形的能力 軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)防止發(fā)生共振 軸的計(jì)算準(zhǔn)則：滿(mǎn)足軸的強(qiáng)度或剛度要求，必要時(shí) 還應(yīng)校核軸的振動(dòng)穩(wěn)定性。軸的彎曲疲勞斷裂的斷口軸的彎曲疲勞斷裂的斷口軸的一般失效形式軸的一般失效形式疲勞斷裂疲勞斷裂：疲勞裂紋發(fā)展到一定程度后突然斷裂。：疲勞裂紋發(fā)展到一定程度后突然斷裂。斷裂的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸斷裂的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸汽車(chē)前軸斷裂軸的強(qiáng)度計(jì)算軸的強(qiáng)度計(jì)算 心軸：只受彎矩按彎曲強(qiáng)度計(jì)算心軸、傳動(dòng)軸、轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)軸：只受轉(zhuǎn)矩按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算轉(zhuǎn)軸：彎矩轉(zhuǎn)矩按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)軸的承載情況，采用相應(yīng)的計(jì)算方法。bbWM

22、33/320.1bbMMdd拉拉壓壓A一、按彎曲強(qiáng)度計(jì)算一、按彎曲強(qiáng)度計(jì)算注意：注意：彎曲應(yīng)力的變化性質(zhì)彎曲應(yīng)力的變化性質(zhì) 對(duì)稱(chēng)循環(huán)時(shí)對(duì)稱(chēng)循環(huán)時(shí)- 取取-1為許用應(yīng)力為許用應(yīng)力 脈動(dòng)循環(huán)時(shí)脈動(dòng)循環(huán)時(shí)- 取取0為許用應(yīng)力為許用應(yīng)力 靜應(yīng)力時(shí)靜應(yīng)力時(shí) - 取取+1為許用為許用應(yīng)力應(yīng)力 轉(zhuǎn)動(dòng)心軸轉(zhuǎn)動(dòng)心軸 彎曲應(yīng)力性質(zhì)對(duì)稱(chēng)循環(huán) 固定心軸固定心軸 彎曲應(yīng)力性質(zhì)脈動(dòng)循環(huán)滑輪受力方向不變滑輪受力方向不變滑輪受力方向不變滑輪受力方向不變二、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算二、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算用于：只受扭矩或主要承受扭矩的用于：只受扭矩或主要承受扭矩的傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸的強(qiáng)度計(jì)算的強(qiáng)度計(jì)算 一般轉(zhuǎn)軸一般轉(zhuǎn)軸在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前按扭矩初估軸的直徑

23、在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前按扭矩初估軸的直徑dmin2 . 01055. 936dnPWTT強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件 MPa 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ，Mpa T 軸所受的扭矩，N.mm WT 軸的抗扭截面系數(shù)，mm3 n 軸的轉(zhuǎn)速，r/min P 軸傳遞的功率，kw d 計(jì)算截面處軸的直徑，mm 633309.55 100.2PPdAnn設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)公式 軸上有鍵槽時(shí)，將數(shù)據(jù)放大35% 。mm 對(duì)于既傳遞扭矩有承受彎矩的轉(zhuǎn)軸，可用上式初步估算軸的直徑。 由表10-6 ，查出A0值，求出的d值作為傳遞轉(zhuǎn)矩軸段的最 小直徑dmin。三、按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算三、按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件224cabb 通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸的主要

24、結(jié)構(gòu)尺寸、軸上零件的位置、外載荷及支反力的作用位置等均已確定，這時(shí)可按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算軸徑。鋼制軸用鋼制軸用第三強(qiáng)度理論第三強(qiáng)度理論求出危險(xiǎn)截面的計(jì)算求出危險(xiǎn)截面的計(jì)算應(yīng)力應(yīng)力 。ca 將復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力將復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力 、 折合成簡(jiǎn)單應(yīng)力狀態(tài)下的當(dāng)折合成簡(jiǎn)單應(yīng)力狀態(tài)下的當(dāng)量彎曲應(yīng)力量彎曲應(yīng)力 ，再與許用彎曲應(yīng)力比較。，再與許用彎曲應(yīng)力比較。bca將軸上的分布載荷簡(jiǎn)化為集中力，作用在輪轂寬度的中點(diǎn)；軸轂采用過(guò)盈配合時(shí)，由于軸的彈性變形，載荷分布要向軸的兩端集中；FFFlaa=(0.20.3)l2F2F1）力的簡(jiǎn)化2)支承的簡(jiǎn)化l3lee與軸承的寬徑比有關(guān)a331 . 032dMdMW

25、MWTdTWTT22 . 03224ca22)(4ca 一般轉(zhuǎn)軸的一般轉(zhuǎn)軸的 為對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力，而為對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力，而 的循環(huán)特性往往與的循環(huán)特性往往與 不同。為此，對(duì)轉(zhuǎn)矩不同。為此，對(duì)轉(zhuǎn)矩T乘以折合系數(shù)乘以折合系數(shù) ，bb扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力靜應(yīng)力脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力彎曲應(yīng)力為對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力 0.3 0. =122221()()4()2ecaMTMMTWWWW軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為：軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為：彎曲應(yīng)力通常為對(duì)稱(chēng)循環(huán)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力往往不是對(duì)稱(chēng)循環(huán)引入折合系數(shù)修正強(qiáng)度理論2213()0.1cabMTd31 1.0beMd校核公式：設(shè)計(jì)公式軸的設(shè)計(jì)過(guò)程軸的設(shè)計(jì)過(guò)程（1）初定軸徑初定軸徑:（

26、2）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì): 畫(huà)草圖畫(huà)草圖, , 確定軸的各段尺寸確定軸的各段尺寸, , 得到軸的跨距得到軸的跨距和力的作用點(diǎn)和力的作用點(diǎn); ;（3）按彎扭合成進(jìn)行軸的強(qiáng)度按彎扭合成進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計(jì)算校核計(jì)算: 計(jì)算彎矩、彎曲應(yīng)力計(jì)算彎矩、彎曲應(yīng)力及扭剪應(yīng)力及扭剪應(yīng)力, 求各截面所需直徑求各截面所需直徑311.0beMd 633309.55 100.2PPdAnn若危險(xiǎn)截面強(qiáng)度不夠，則必須重新修改軸的結(jié)構(gòu)尺寸。例：例：水平面受力圖水平面彎矩圖垂直面受力圖垂直面彎矩圖扭矩圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖22VHMM畫(huà)出垂直面受力圖及彎矩圖MV畫(huà)出水平面受力圖及彎矩圖MH畫(huà)出合成彎矩圖M畫(huà)出扭矩圖TFH2FtFaF

27、tFrFH1MHFrFaMV1BACDFV2MHFV1FV1MV2M1M2MVTTFV1FV1FH1FV2FH2M=TT 計(jì)算步驟：合成彎矩圖按彎扭合成強(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 1、軸的空間受力圖、軸的空間受力圖( (減速器輸出軸）減速器輸出軸）2 2、水平面的支反力、水平面的支反力R RH1H1、R RH2 H2 及彎矩圖及彎矩圖 截面的彎矩截面的彎矩：等于此截面一側(cè)所有外力對(duì)此截面形心的力矩的代數(shù)：等于此截面一側(cè)所有外力對(duì)此截面形心的力矩的代數(shù) 和。和。正彎矩正彎矩：外力矩使：外力矩使軸線(xiàn)軸線(xiàn)彎成彎成下凸下凸。3 3、垂直平面內(nèi)支反力、垂直平面內(nèi)支反力R

28、 RV1V1、R RV2V2及彎矩圖及彎矩圖 在在集中力集中力作用處，彎矩圖有作用處，彎矩圖有折角折角。在。在集中力偶集中力偶作用處，彎矩圖有作用處，彎矩圖有突變突變（突變值等于力偶矩）。（突變值等于力偶矩）。4 4、合成彎矩，合成彎矩圖、合成彎矩，合成彎矩圖 22VHMMM5 5、扭矩圖、扭矩圖 T扭矩的正扭矩的正負(fù)號(hào)負(fù)號(hào)右手螺旋法則右手螺旋法則：將軸截開(kāi)，若截面上扭矩的拇指矢量離開(kāi)截面時(shí)，：將軸截開(kāi)，若截面上扭矩的拇指矢量離開(kāi)截面時(shí)， 扭矩定義為正號(hào)。扭矩定義為正號(hào)。6 6、彎扭合成，求當(dāng)量彎矩圖、彎扭合成，求當(dāng)量彎矩圖 22)( TMMe將扭矩折算為等效彎矩的折算系數(shù)將扭矩折算為等效彎矩

29、的折算系數(shù)1ecM2ecMeM7 7、校核危險(xiǎn)截面軸的強(qiáng)度、校核危險(xiǎn)截面軸的強(qiáng)度1.0321133beeeedMdMWM31 1.0beMd軸的計(jì)算2軸的計(jì)算 按彎扭合成進(jìn)行強(qiáng)度條件驗(yàn)算 軸的彎矩與扭矩分析 軸的徑向尺寸確定軸的徑向尺寸確定mmnPCnPd3361 2 . 01055. 9軸向尺寸確定軸向尺寸確定箱體內(nèi)壁位置箱體內(nèi)壁位置:H=1015mmA=b+2H軸承座尺寸軸承座尺寸C：C=+C1+C2+(510)mm-箱體壁厚箱體壁厚C1、C2-螺栓螺栓扳手空間扳手空間B=A+2CB應(yīng)圓整應(yīng)圓整軸承在軸承座孔軸承在軸承座孔中位置中位置:油潤(rùn)滑時(shí)油潤(rùn)滑時(shí)= (38)mm脂潤(rùn)滑時(shí)脂潤(rùn)滑時(shí)= (

30、1015)mm軸的外伸長(zhǎng)度的確定軸的外伸長(zhǎng)度的確定(1)當(dāng)軸端安裝彈性當(dāng)軸端安裝彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器時(shí)套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器時(shí)K值由聯(lián)軸器的型值由聯(lián)軸器的型號(hào)確定號(hào)確定(2)當(dāng)使用凸緣當(dāng)使用凸緣式軸承蓋時(shí)式軸承蓋時(shí)K值由連接值由連接 螺螺栓長(zhǎng)度確定栓長(zhǎng)度確定(3)當(dāng)軸承蓋與軸端當(dāng)軸承蓋與軸端零件都不需拆卸時(shí)零件都不需拆卸時(shí),一般取一般取K=5mm8mmRotating shaftTransmitting shaftInputT1 +T2OutputT1OutputT2InputT1 +T2Output T2OutputT1T1T2T1 +T2T1T2T1 +T2合理安排軸上載荷的傳遞路線(xiàn)合理安排軸上載荷的傳遞路線(xiàn)當(dāng)動(dòng)力需要當(dāng)動(dòng)力需要兩個(gè)輪輸出兩個(gè)輪輸出時(shí)，為了減小軸上的轉(zhuǎn)矩，盡量將時(shí)，為了減小軸上的轉(zhuǎn)矩，盡量將輸入輪布置輸入輪布置在中間在中間（左圖）。當(dāng)（左圖）。當(dāng)輸入轉(zhuǎn)矩為輸入轉(zhuǎn)矩為T(mén)1+T2時(shí)，此時(shí)時(shí)，此時(shí)左圖左圖軸上的最大轉(zhuǎn)矩軸上的最大轉(zhuǎn)矩為為T(mén)1。而。而右圖右圖的結(jié)構(gòu)，軸上的最大轉(zhuǎn)矩為的結(jié)構(gòu)，軸上的最大轉(zhuǎn)矩為T(mén)1+T2。 起重卷筒的兩種不同結(jié)構(gòu)方案比較起重卷筒的兩種不同結(jié)構(gòu)方案比較Motor123FQMotor123FQl左圖方案左圖方案齒輪齒輪2與卷筒與卷筒3之間用螺栓連接，空套于軸上，之間用螺栓連接，空套于軸上，固定固定心軸心軸。也可改為齒輪也可改為齒輪2與軸用