机械设计第八章轴.ppt

§1、概述
§2、轴的结构设计
§3、轴的强度计算
§4、轴的刚度计算
§5、轴的临界转速
§6、提高轴的强度、刚度
和减轻重量的措施
第八章轴
§1、概述
一、主要功用
二、分类
1、按承载分
心轴:只承受弯曲(M),不传递转矩(T=0)
1、支承轴上回转零件(如齿轮)
转动心轴:轴转动
固定心轴:轴固定
2、传递运动和动力
问:火车轮轴属于什么类型?
问:自行车轴属于什么类型?
转轴:既传递转矩(T)、又承受弯矩(M)
如:减速器中的轴。
传动轴:只受转矩,不受弯矩M=0,T≠0
如:汽车下的传动轴。
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问:根据承载情况下列各轴分别为哪种类型?
0 轴:
Ⅰ轴:
Ⅴ轴:
Ⅱ轴:
Ⅲ轴:
Ⅳ轴:
传动轴
转轴
转动心轴
转轴
转轴
转动心轴
如何判断轴是否传递转矩:
从原动机向工作机画传动路线,若传动路线沿该轴轴线走过一段距离,则该轴传递转矩。
如何判断轴是否承受弯矩:
该轴上除联轴器外是否还有其它传动零件,若有则该轴承受弯矩,否则不承受弯矩。
曲轴:发动机专用零件
2、按轴线形状分
直轴
又可分为实心、空心(加工困难)
光轴
阶梯轴
钢丝软轴:轴线可任意弯曲,传动灵活。
动力源
被驱动装置
接头
接头
钢丝软轴
三、轴的材料
1、碳素钢:30、35、45、50(正火或调质),45应用最广。
价廉,对应力集中不敏感,良好的加工性。
2、中、低碳合金钢:强度高、寿命长,对应力集中敏感,用于重载、小尺寸的轴。
钢丝软轴的绕制
注意:钢材
种类
热处理
对钢材弹性模量E影响很小,
3、合金铸铁、QT:铸造成形,吸振,可靠性低,品质难控制,常用于凸轮轴、曲轴。
四、轴设计的主要问题
失效形式:1、疲劳破坏—疲劳强度校核。
2、变形过大—刚度验算(如机床主轴)。
问:当轴的刚度不足时,如何提高轴的刚度?
∴用
热处理
合金钢
不能提高轴的刚度。
3、振动折断—高速轴,自振频率与轴转速接近;
4、塑性变形—短期尖峰载荷—验算屈服强度。
设计的主要问题:
a、有足够的强度—疲劳强度、静强度;
1、合理的结构设计—保证轴上零件有可靠的工作位置,装配、拆卸方便,周向、轴向固定可靠,便于轴上零件的调整;
b、有足够的刚度—防止产生大的变形;
c、有足够的稳定性—防止共振—稳定性计算。
2、工作能力计算