轴的设计 《机械设计基础》教案(机电专业90学时 对于形状复杂的轴,如曲轴、凸轮轴等,也采用球墨铸铁或高强度铸造材料来进行铸造加工, 易于得到所需形状,而且具有较好的吸振性能和好的耐磨性,对应力集中的敏感性也较低。 同时应该知道,在一般工作温度下,各种碳钢和合金钢的弹性模量相差不大,故在选择钢的 种类和热处理方法时,所依据的主要是强度和耐磨性,而不是轴的弯曲刚度和扭转刚度等。 轴的常用材料见教材 、轴的设计内容及应考虑的主要问题 与其它零件一样,轴的设计包括两个方面的内容 1)轴的结构设计∵即根据轴上零件的安装、定位及轴的制造工艺等方面的要求,合理确定 轴的结构形状和尺寸 2)轴的工作能力设计:即从强度、刚度和振动稳定性等方面来保证轴具有足够的工作能力 和可靠性。对于不同机械的轴的工作能力的要求是不同的,必须针对不同的要求进行。但是强度 要求是任何轴都必须满足的基本要求。 设计轴时主要应该满足轴的强度要求和结构要求;对于刚度要求较高的轴(例如机床主轴), 主要应该满足刚度要求;对于—些高速旋转的轴(例如高速磨床主轴、气轮机主轴等),要考虑 满足振动稳定性的要求,另外要根据装配、加工、受力等具体要求,合理确定轴的形状和各部分 的尺寸,即进行轴的结构设计 同时应当注意:在转铀设计中,因为转铀工作时受到弯矩和转距的联合作用,而弯矩是与轴 上载荷的大小及轴上零件相互位置有关的,所以在轴的结构尺寸未确定之前,轴上的载荷的大小 及分布情况以及支反力的作用点还不能确定,无法求出轴锁承受的弯矩,因此不能对轴进行强度 计算。 所以,轴的设计程序是:先根据扭转强度(或扭转刚度)条件,初步确定轴的最小直径;然第十二章 轴的设计 《机械设计基础》教案（机电专业 90 学时） 220 对于形状复杂的轴，如曲轴、凸轮轴等，也采用球墨铸铁或高强度铸造材料来进行铸造加工， 易于得到所需形状，而且具有较好的吸振性能和好的耐磨性，对应力集中的敏感性也较低。 同时应该知道，在一般工作温度下，各种碳钢和合金钢的弹性模量相差不大，故在选择钢的 种类和热处理方法时，所依据的主要是强度和耐磨性，而不是轴的弯曲刚度和扭转刚度等。 轴的常用材料见教材。 三、轴的设计内容及应考虑的主要问题 与其它零件一样，轴的设计包括两个方面的内容： 1）轴的结构设计：即根据轴上零件的安装、定位及轴的制造工艺等方面的要求，合理确定 轴的结构形状和尺寸。 2）轴的工作能力设计：即从强度、刚度和振动稳定性等方面来保证轴具有足够的工作能力 和可靠性。对于不同机械的轴的工作能力的要求是不同的，必须针对不同的要求进行。但是强度 要求是任何轴都必须满足的基本要求。 设计轴时主要应该满足轴的强度要求和结构要求；对于刚度要求较高的轴（例如机床主轴）， 主要应该满足刚度要求；对于一些高速旋转的轴（例如高速磨床主轴、气轮机主轴等），要考虑 满足振动稳定性的要求，另外要根据装配、加工、受力等具体要求，合理确定轴的形状和各部分 的尺寸，即进行轴的结构设计。 同时应当注意：在转轴设计中，因为转轴工作时受到弯矩和转距的联合作用，而弯矩是与轴 上载荷的大小及轴上零件相互位置有关的，所以在轴的结构尺寸未确定之前，轴上的载荷的大小 及分布情况以及支反力的作用点还不能确定，无法求出轴锁承受的弯矩，因此不能对轴进行强度 计算。 所以，轴的设计程序是：先根据扭转强度（或扭转刚度）条件，初步确定轴的最小直径；然