机械设计基础含工程力学教学课件作者李国斌主编王春艳蒋昊马文元副主编第15章轴课件.ppt

15.5　轴的刚度计算 表15-4　轴的许用挠度［y］、许用偏转角［θ］和许用扭转角［φ］ 图15-21　题15-8图 15.5　轴的刚度计算 图15-22　题15-9图 机械设计基础 含工程力学 主编 第15章　轴 15.1　轴的分类15.2　轴的材料15.3　轴的结构设计15.3.1　轴上零件的装配方案15.3.2　轴上零件轴向和周向定位15.3.3　轴的结构工艺性15.3.4　提高轴的强度和刚性的措施15.4　轴的强度计算15.5　轴的刚度计算 15.1　轴的分类 图15-1　减速箱转轴 15.1　轴的分类 图15-3　固定心轴 15.1　轴的分类 图15-2　汽车传动轴 15.1　轴的分类 图15-4　转动心轴 15.1　轴的分类 图15-5　曲轴 15.1　轴的分类 图15-6　挠性轴1—动力装置　2—接头　3—加有外层保护套的挠性轴　4—其他设备　5—被驱动装置 15.1　轴的分类 图15-7　空心轴 15.2　轴的材料 表15-1　轴的常用材料及其主要力学性能 表15-1　轴的常用材料及其主要力学性能 15.3　轴的结构设计 图15-8　轴的结构 15.3.1　轴上零件的装配方案 轴的结构形式取决于轴上零件的装配方案，如图158所示。为了方便轴上零件的装拆，常将轴做成阶梯形。对于一般剖分式箱体中的轴，它的直径从轴端逐渐向中间增大。可依次将齿轮、套筒、左端滚动轴承、轴承盖和带轮从轴的左端装拆，另一滚动轴承从右端装拆。为使轴上零件易于安装，轴端及各轴段的端部应有倒角。在满足使用要求的情况下，轴的形状和尺寸应力求简单，以便于加工。 15.3.2　轴上零件轴向和周向定位 1.轴上零件的轴向定位和固定 图15-9　圆螺母定位 15.3.2　轴上零件轴向和周向定位 图15-10　圆锥面定位 15.3.2　轴上零件轴向和周向定位 图15-11　紧定螺钉 15.3.2　轴上零件轴向和周向定位 图15-12　弹性挡圈 15.3.2　轴上零件轴向和周向定位 图15-13　轴端挡圈 2.轴上零件的周向固定 15.3.3　轴的结构工艺性 图15-14　砂轮越程槽及螺纹退刀槽 15.3.3　轴的结构工艺性 1)轴的形状应力求简单，阶梯数尽可能少， 这样可以减少加工次数及应力集中。2)为了便于装配，轴端应加工出倒角(一般为45°)；过盈配合零件装入端常加工出导向锥面，以使零件能较顺利地压入。3)一根轴上各键槽应开在轴的同一母线上，若开有键槽的轴段直径相差不大时，尽可能采用相同宽度的键槽，如图15-8所示。4)为了便于切削加工，一根轴上的圆角应尽可能取相同的半径，退刀槽取相同的宽度，倒角尺寸相同，以减少换刀的次数。5)需要磨削的轴段，应留有砂轮越程槽，如图15-14a所示，以便磨削时砂轮可以磨到轴肩的端部；需切削螺纹的轴段，应留有螺纹退刀槽，如图15-14b所示。 15.3.4　提高轴的强度和刚性的措施 1)减小应力集中，提高轴的强度。 图15-15　减小应力集中的结构 2)改变轴上零件的布置，有时可以减小轴上的载荷。3)改进轴上零件的结构可以减小轴上的载荷。 15.3.4　提高轴的强度和刚性的措施 图15-16　轴上零件的合理布置 15.3.4　提高轴的强度和刚性的措施 图15-17　两种不同结构产生的轴弯矩 4)改善轴的表面质量，提高轴的疲劳强度。 15.4　轴的强度计算 1.按抗扭强度估算轴的直径 15.4　轴的强度计算 表15-2　常用材料的［τ］值和C值 2.按弯扭合成强度计算1)画出轴的空间力系图。2)根据水平面和垂直面的支点反力，分别作出水平面的弯矩(MH)图和垂直面上的弯矩(MV)图。3)计算出合成弯矩M=，绘出合成弯矩图。4)作出转矩(T)图。5)计算危险截面的当量弯矩Me=，绘出当量弯矩图。6)校核危险截面的强度。 15.4　轴的强度计算 15.4　轴的强度计算 表15-3　轴的许用弯曲应力 例15-1　设计图15-18所示的斜齿圆柱齿轮减速器的输出轴，已知传递功率P=7.5kW,从动轮转速n=300r/min，分度圆直径d=260mm，从动轮的压力角αn=20°，螺旋角β=14°，L=200mm，载荷平稳，单向运转。 15.4　轴的强度计算 解　(1)选择轴的材料，确定许用应力(2)按抗扭强度估算轴的直径 (3)齿轮上作用力的计算 15.4　轴的强度计算 图15-18　轴系受力及弯矩、转矩图 15.4　轴的强度计算 (4)画出轴的受力图　如图15-18b所示。(5)计算水平面支反力，画水平面弯矩图　如图15-18c所示。(6)计算垂直面支反力，画垂直面弯矩图　如图15-18d所示。(7)画合成弯矩图　如图15-18e所示。(8)画转矩图　如图15-18f所示。(