机械设计基础——轴 K[∏ 第12章轴 12-1概述 12-2轴的结构和材料 12-3轴的计算 基本要求 了解转轴、心轴和传动轴的载荷的特点 ◆掌握轴的结构设计的方法,熟悉轴上零件的轴向和周向定位方法,明 确轴的结构设计中应注意的问题 令掌握轴的三种强度计算方法 了解轴的刚度计算方法 本章特点 令轴的设计过程是结构设计与强度(或刚度)校核计算交替进行,逐步完 善的
第12章 轴 12-1 概述 12-2 轴的结构和材料 12-3 轴的计算 基本要求: ❖ 了解转轴、心轴和传动轴的载荷的特点 ❖ 掌握轴的结构设计的方法，熟悉轴上零件的轴向和周向定位方法，明 确轴的结构设计中应注意的问题 ❖ 掌握轴的三种强度计算方法 ❖ 了解轴的刚度计算方法 本章特点： ❖ 轴的设计过程是结构设计与强度(或刚度)校核计算交替进行，逐步完 善的 机械设计基础 —— 轴
机械设计基础——轴 12-1概述 轴:支承回转零件的零件 一、轴的功用 ÷1支承旋转零件并传递运动和动力 2.保证所有轴上零件有确定的轴向工作位置 二、轴的分类 1按载荷性质分类 2按形状分类
12-1 概述 机械设计基础 —— 轴 二、轴的分类 1 按载荷性质分类 2 按形状分类 ❖ 轴：支承回转零件的零件 一、轴的功用 ❖ 1. 支承旋转零件并传递运动和动力 ❖ 2. 保证所有轴上零件有确定的轴向工作位置
机械设计基础——轴 1按载荷性质分类 心轴:只承受弯矩,不承受转矩 传动轴:主要承受转矩 转轴:既承受弯矩,又承受转矩 机车车轴 减速器 x电机 转轴 传动轴 发动机 带式输送机 后
1 按载荷性质分类 ❖ 心轴：只承受弯矩，不承受转矩 ❖ 传动轴：主要承受转矩 ❖ 转轴：既承受弯矩，又承受转矩 机械设计基础 —— 轴
机械设计基础——轴 2按形状分类 直轴、曲轴、软轴 软轴构造放大图 电动机 工作间 软轴
2 按形状分类 ❖直轴、曲轴、软轴 机械设计基础 —— 轴
机械设计基础——轴 =、袖设计解块的问题 结构问题一确定轴的形状和尺寸 ◆2强度问题一防止轴发生疲劳断裂 3、刚度问题一防止轴发生过大的弹性变形 ÷4、振动稳定性问题一防止轴发生共振 1拟定轴上零件装配方案 轴的结构设计2估算轴的最小直径dmin 3确定各段直径及长度 4确定轴的结构要素 轴的强度计算1许用切应力法扭转强度) 2许用弯曲应力法(弯扭合成强度) 3安全系数计算法:疲劳强度计算静强度计算 其它计算1刚度计算 2振动稳定性计算(临界转速)
三、轴设计解决的问题 ❖ 1、结构问题 — 确定轴的形状和尺寸 ❖ 2、强度问题 — 防止轴发生疲劳断裂 ❖ 3、刚度问题 — 防止轴发生过大的弹性变形 ❖ 4、振动稳定性问题 — 防止轴发生共振 机械设计基础 —— 轴 1.拟定轴上零件装配方案 2.估算轴的最小直径ｄmin 3.确定各段直径及长度 4.确定轴的结构要素 轴的结构设计 轴的强度计算 其它计算 1.刚度计算 2.振动稳定性计算( 临界转速) 1.许用切应力法(扭转强度) 2.许用弯曲应力法( 弯扭合成强度 ) 3.安全系数计算法：疲劳强度计算、静强度计算
机械设计基础——轴 12-2轴的结构和材料 轴的结构 二、轴的材料
12-2 轴的结构和材料 机械设计基础 —— 轴 一、轴的结构 二、轴的材料
机械设计基础——轴 轴的结构 轴头:轴和旋转零件的配合部分 轴颈:轴和轴承配合的部分 轴身:连接轴颈与轴头部分 轴肩轴环):轴的直径 变化所形成的阶梯处 轴头」[轴身[轴颈
一、轴的结构 机械设计基础 —— 轴 ❖ 轴肩(轴环)：轴的直径 变化所形成的阶梯处 轴头 轴身 轴颈 ❖ 轴头：轴和旋转零件的配合部分 ❖ 轴颈：轴和轴承配合的部分 ❖ 轴身：连接轴颈与轴头部分
机械设计基础——轴 轴的结构设计的要求 1.制造工艺性要求: 轴应有良好的制造工艺,便于加工 2.装拆要求: 轴上零件要易于装拆、调整 3定位和固定要求: 轴与轴上零件要有准确的工作位置,并牢固地保持这一位 置 4.尽量减少应力集中,改善轴的受力状态
轴的结构设计的要求 机械设计基础 —— 轴 3. 定位和固定要求： ❖ 轴与轴上零件要有准确的工作位置，并牢固地保持这一位 置 4. 尽量减少应力集中, 改善轴的受力状态 1. 制造工艺性要求： ❖ 轴应有良好的制造工艺，便于加工 2. 装拆要求： ❖ 轴上零件要易于装拆、调整
机械设计基础——轴 1制造工艺性要求 令轴应有良好的制造工艺,便于加工 光轴等强度轴 阶梯轴 加工方法不同,轴的结构也可能不同 令键槽应位于同一母线上;螺纹退刀槽;砂轮越程槽 N倒角 车削 砂轮越程槽 磨削
1 制造工艺性要求 ❖ 轴应有良好的制造工艺，便于加工 机械设计基础 —— 轴 ❖ 加工方法不同，轴的结构也可能不同 ❖ 键槽应位于同一母线上；螺纹退刀槽；砂轮越程槽 光轴 等强度轴 阶梯轴 车削 倒角 砂轮越程槽 磨削
机械设计基础——轴 2装拆要求 轴上零件要易于装拆、调整 不同的装拆方案,得到不同结构区 今轴的直径应圆整成标准值 阶梯状轴轴端应有45°倒角 令非定位轴肩(便于装配)、定位轴肩(零件 定位) 设计轴肩时应注意: 令轴承定位轴肩(套筒)不能过高(以便拆卸) 令轴长应略短于轮毂宽度(保证零件固定) 令轴肩圆角r<轮毂孔圆角R(倒角C)
2 装拆要求 机械设计基础 —— 轴 ❖ 阶梯状轴——轴端应有45°倒角 ❖ 非定位轴肩(便于装配)、定位轴肩(零件 定位) 设计轴肩时应注意: ❖ 轴承定位轴肩(套筒)不能过高(以便拆卸) ❖ 轴长应略短于轮毂宽度(保证零件固定) ❖ 轴肩圆角ｒ＜轮毂孔圆角Ｒ(倒角Ｃ) ❖ 轴上零件要易于装拆、调整 ❖ 不同的装拆方案，得到不同结构 ❖ 轴的直径应圆整成标准值