机械设计基础第14章轴.ppt
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1、湖南科技大学专用 作者:潘存云教授,第14章 轴,14-1 轴的分类,14-2 轴的常用材料,14-3 轴的结构设计及其制造工艺,湖南科技大学专用 作者:潘存云教授,本 章 概 要,(1)轴的分类。(2)轴的常用材料及选用时应考虑的因素。(3)轴结构设计的目的及要求。(4)轴的强度和刚度计算方法。,湖南科技大学专用 作者:潘存云教授,14-1 轴的分类,功用:用来支撑旋转的机械零件,如齿轮、带轮、链轮、凸轮等。,类型,按承受载荷分,分类:,按轴的形状分有,传动轴只传递扭矩,湖南科技大学专用 作者:潘存云教授,设计:潘存云,14-1 轴的分类,功用:用来支撑旋转的机械零件,如齿轮、带轮、链轮、凸
2、轮等。,类型,转轴传递扭矩又承受弯矩。,按承受载荷分有,分类:,按轴的形状分有,传动轴只传递扭矩,湖南科技大学专用 作者:潘存云教授,14-1 轴的分类,功用:用来支撑旋转的机械零件,如齿轮、带轮、链轮、凸轮等,并传递运动和动力。,类型,转轴传递扭矩又承受弯矩,按承受载荷分有,分类:,按轴的形状分有,传动轴只传递扭矩,心轴只承受弯矩,直轴,湖南科技大学专用 作者:潘存云教授,14-1 轴的分类,功用:用来支撑旋转的机械零件,如齿轮、带轮、链轮、凸轮等。,类型,转轴传递扭矩又承受弯矩,按承受载荷分有,分类:,按轴的形状分有,传动轴只传递扭矩,心轴只承受弯矩,直轴,曲轴,湖南科技大学专用 作者:潘
3、存云教授,设计:潘存云,14-1 轴的分类,功用:用来支撑旋转的机械零件,如齿轮、带轮、链轮、凸轮等。,类型,转轴传递扭矩又承受弯矩,按承受载荷分有,分类:,按轴的形状分有,传动轴只传递扭矩,心轴只承受弯矩,直轴,曲轴,挠性钢丝轴,设计任务:选材、结构设计、强度和刚度设计、确 定尺寸等,湖南科技大学专用 作者:潘存云教授,种类,碳素钢 35、45、50、Q235,轴的毛坯:一般用圆钢或锻件,有时也用铸钢或球墨铸铁。,14-2 轴的常用材料,合金钢 20Cr、20CrMnTi、40CrNi、38CrMoAlA等,用途:碳素结构钢因具有较好的综合力学性能,应用较多,尤其是45钢应用最广。合金钢具有
4、较高的力学性能,但价格较贵,多用于有特殊要求的轴。,如用球墨铸铁制造曲轴和凸轮轴,具有成本低廉、吸振性较好、对应力集中的敏感较低、强度较好等优点。,为了改善力学性能,轴的常用材料及其主要性能见表14-1,材料选择:考虑强度、刚度及耐磨性,热处理方法,加工工艺要求,材料的来源及价格,湖南科技大学专用 作者:潘存云教授,设计:潘存云,设计任务:使轴的各部分具有合理的形状和尺寸。,14-3 轴的结构设计及其制造工艺,设计要求:,1.轴应便于制造,轴上零件要易于装拆;(制造安装),2.轴和轴上零件要有准确的工作位置;(定位),3.各零件要牢固而可靠地相对固定;(固定),4.改善应力状况,减小应力集中。
5、,湖南科技大学专用 作者:潘存云教授,设计:潘存云,装零件的轴端应有倒角,需要磨削的轴端有砂轮越程槽,车螺纹的轴端应有退刀槽。,为便于轴上零件的装拆,一般轴都做成从轴端逐渐向中间增大的阶梯状。零件的安装次序,一、轴的结构设计,取值见P119,1、制造安装要求,湖南科技大学专用 作者:潘存云教授,设计:潘存云,零件的轴向定位由轴肩或套筒来实现。,2、轴上零件的定位,4、5间的轴肩使齿轮在轴上定位,1、2间的轴肩使带轮定位,6、7间的轴肩使右端滚动轴承定位。,轴肩阶梯轴上截面变化之处。起轴向定位作用。,湖南科技大学专用 作者:潘存云教授,设计:潘存云,设计:潘存云,轴向固定由轴肩、套筒、螺母或轴端
6、挡圈来实现。,3、轴上零件的固定,齿轮受轴向力时,向右是通过4、5间的轴肩,并由6、7间的轴肩顶在滚动轴承的内圈上;向左则通过套筒顶在滚动轴承的内圈上。带轮的轴向固定是靠1、2间的轴肩和轴端当圈。,双向固定,湖南科技大学专用 作者:潘存云教授,设计:潘存云,设计:潘存云,设计:潘存云,设计:潘存云,无法采用套筒或套筒太长时,可采用双圆螺母加以固定,轴肩的尺寸要求:,r C1 或 r R,b1.4h(与滚动轴承相配合处的h和b值,见轴承标准),轴端挡圈,h(0.07d+3)(0.1d+5)mm,装在轴端上的零件往往采用轴端挡圈固定。,取值见P119,湖南科技大学专用 作者:潘存云教授,设计:潘存
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