轴和联轴器.ppt

§9-1 轴的概述 §9-2 轴的结构设计及强度计算 §9-3 轴的刚度计算 第九章 轴和联轴器 §9-4 联轴器及其选用 轴的概述1 一、轴的用途及分类 轴的概述 轴的主要功用是支承回转零件及传递运动和动力。 按照承受载荷的不同，轴可分为： 除了刚性轴外，还有钢丝软轴，可以把回转运动灵活地传到不开敞地空 间位置。 ◆ 转　轴——同时承受弯矩和扭矩的轴，如减速器的轴。 ◆ 心　轴——只承受弯矩的轴，如火车车轮轴。 ◆ 传动轴——只承受扭矩的轴，如汽车的传动轴。 直轴根据外形的不同，可分为光轴和阶梯轴。 按照轴线形状的不同，轴可分为曲轴和直轴两大类。 轴一般是实心轴，有特殊要求时也可制成空心轴，如航空发动机的主轴。 图例 轴的概述2 二、轴设计的主要内容 轴的设计包括结构设计和工作能力验算两方面的内容。 　（1）根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理地 确定轴的结构形式和尺寸。 （2）轴的承载能力验算指的是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的验算。 轴的概述 根据总体结构的要求进行轴的结构设计 轴的承载能力验算 验算合格? 结 束 yes no 轴的设计过程是： 　　碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性比较低，适用于一般要求的轴。 　　合金钢比碳钢有更高的力学性能和更好的淬火性能，在传递大功率并要求 减小尺寸和质量、要求高的耐磨性，以及处于高温、低温和腐蚀条件下的轴常 采用合金钢。 　　在一般工作温度下（低于200℃），各种碳钢和合金钢的弹性模量均相差 不多，因此相同尺寸的碳钢和合金钢轴的刚度相差不多。 轴的概述3 轴的概述 三、轴的材料 　　轴的材料主要是碳钢和合金钢，钢轴的毛坯多数用圆钢或锻件，各种热处理和表面强化处理可以显著提高轴的抗疲劳强度。 轴的常用材料及其主要力学特性表 　　高强度铸铁和球墨铸铁可用于制造外形复杂的轴，且具有价廉、良好的吸振性和耐磨性，以及对应力集中的敏感性较低等优点，但是质较脆。 轴的结构设计1 轴的结构设计应该确定：轴的合理外形和全部结构尺寸。 轴的结构设计及强度计算 一、拟定轴上零件的装配方案 二、轴上零件的定位 轴上零件的轴向定位是以轴肩、套筒、轴端挡圈和圆螺母等来保证的。 　　轴上零件的周向定位是通过键、花键、销、紧定螺钉以及过盈配合来实 现的。 轴的结构设计应该保证： ◆ 轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置； ◆ 轴上的零件应便于装拆和调整； ◆ 轴应具有良好的制造工艺性等。 　　轴上零件的装配方案不同，则轴的结构形状也不相同。设计时可拟定 几种装配方案，进行分析与选择。 详细介绍 轴的结构设计2 三、各轴段直径和长度的确定 ◆ 首先按轴所受的扭矩估算轴径，作为轴的最小轴径dmin。 ◆ 有配合要求的轴段，应尽量采用标准直径。 ◆ 安装标准件的轴径，应满足装配尺寸要求。 ◆ 有配合要求的零件要便于装拆。 ◆ 应保证轴上零件能可靠的轴向固定。 四、提高轴的强度的常用措施 ◆ 合理布置轴上零件以减小轴的载荷 ◆ 改进轴上零件的结构以减小轴的载荷 ◆ 改进轴的结构以减小应力集中的影响 ◆ 改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度 详细说明 轴的结构设计及强度计算 轴承作业评讲 角接触球轴承 （α=25°） Fd = 0.68Fr e =0.68 Fa/Fre Fa/Fr≤e X Y X Y 0.41 0.87 1 0 10-4、如图所示，某转轴由一对7208AC轴承支承，轴上的外加 轴向载荷Fae=600 N，径向载荷Fre=2000 N，载荷系数fp=1.2， 基本额定动载荷C=59.8KN。试计算： （1）Ⅰ、Ⅱ轴承的当量动载荷； （2）Ⅰ、Ⅱ轴承中哪一个寿命较短？为多少小时？ 解： ①求Ⅰ、Ⅱ支承的支反力 N， 派生轴向力： N， ∵ ∴Ⅰ支承为“放松”端，Ⅱ支承为“压紧”端 N， ∵ ， ∴ N， ②∵ ，∴Ⅱ轴承的寿命短。 h N N N Fa /C0 0.056 0.084 0.11 0.17 0.28 X=0.56 e 0.26 0.28 0.30 0.34 0.38 Y 1.71 1.55 1.45 1.31 1.15 10-5、某轴选用两个6205型号的滚动轴承。已知Fr1=3000N，Fr2=4000N，轴 上零件的轴向载荷Fae =1207N，轴的转速n =150r/min，由手册查得此轴承 C =11000N，C0 =7100N，载荷系数fP=1.2。试求： （1）当采用图（a）所示一端固定，一端游动的固定方式时，轴承的寿命为多少？ （2）当采用图（b）所示两端单向固定方式时，轴承的寿命又为多少？ 一端固定，一端游