軸的結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度校核

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1、分析軸系結(jié)構(gòu)中的錯(cuò)誤1.軸肩2.間隙3.軸肩4.過(guò)高5.過(guò)寬6.過(guò)長(zhǎng)7.過(guò)高8.畫法9.墊片10.墊片11023456789②③④⑤⑥⑦①倒角1）為便于軸上零件的裝拆，一般軸都做成從軸端逐漸向中間增大的階梯狀。零件的安裝次序四、軸的結(jié)構(gòu)工藝性2）裝零件的軸端應(yīng)有倒角，需要磨削的軸端有砂輪越程槽，車螺紋的軸端應(yīng)有退刀槽。圖10-6越程槽和退刀槽（2）軸上所有鍵槽應(yīng)沿軸的同一母線布置。減少加工裝夾次數(shù)。（3）為了便于軸上零件的裝配和去除毛刺，軸及軸肩端部一般均應(yīng)制出45°的倒角。過(guò)盈配合軸段的裝入端常加工出半錐角為30°的導(dǎo)向錐面(如圖10-7)。(4)為便于加工，應(yīng)使軸上直

2、徑相近處的圓角、倒角、鍵槽、退刀槽和越程槽等尺寸一致。(5)若各軸段具有較高同軸度，在軸兩端開(kāi)設(shè)中心孔五、提高軸的強(qiáng)度和剛度的常用措施輸出輸出輸入輸出輸出輸入2.合理布置軸上零件，減小軸上的載荷Tmax=T1T1T1+T2T2合理Tmax=T1+T2T2T1T1+T2不合理1）改進(jìn)軸上零件結(jié)構(gòu)，減小軸的載荷3.減小應(yīng)力集中合金鋼對(duì)應(yīng)力集中比較敏感，應(yīng)加以注意。應(yīng)力集中出現(xiàn)在截面突然發(fā)生變化的。措施：1.用圓角過(guò)渡；2.盡量避免在軸上開(kāi)橫孔、切口或凹槽;3.重要結(jié)構(gòu)可增加卸載槽B、過(guò)渡肩環(huán)、凹切圓角、增大圓角半徑。也可以減小過(guò)盈配合處的局部應(yīng)力。過(guò)渡肩環(huán)30?r凹切圓角dd/4

3、B位置d/4第三節(jié)、軸的工作能力分析一、對(duì)于只傳遞扭轉(zhuǎn)的圓截面軸，強(qiáng)度條件為：設(shè)計(jì)公式為：對(duì)于既傳遞扭轉(zhuǎn)又傳遞彎矩的軸，可按上式初步估算軸的直徑。計(jì)算結(jié)果為：最小直徑！軸的材料A3,20354540Cr,35SiMn[τ](N/mm)12~2020~3030~4040~52A160~135135~118118~107107~92表14-2常用材料的[τ]值和C值注:當(dāng)作用在軸上的彎矩比傳遞的轉(zhuǎn)矩小或只傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí),A取較小值;否則取較大值軸上有鍵槽時(shí)，考慮到鍵會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，應(yīng)將直徑計(jì)算值加大。單鍵加大3％，雙鍵加大7％二、按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算1、軸上力的簡(jiǎn)化一般配合過(guò)盈配合2、

4、軸上支點(diǎn)的位置軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初步完成后，通常要對(duì)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行彎扭合成強(qiáng)度校核。對(duì)于鋼制軸可按第三強(qiáng)度理論計(jì)算，強(qiáng)度條件為(10-3)式中：σe——當(dāng)量應(yīng)力(N／mm2)；Me——當(dāng)量彎矩(N·mm)，；M——危險(xiǎn)截面上的合成彎矩，，MH、MV分別為水平面上、垂直面上的彎矩；材料σb[σ+1][σ0][σ-1]40013070405001707545600200955570023011065800270130759003001408010003301509050012070404001005030軸的許用彎曲應(yīng)力碳素鋼合金鋼鑄鋼折合系數(shù)取值α=0.3----轉(zhuǎn)矩不變；0.6--

5、--脈動(dòng)變化；1----對(duì)稱循環(huán)轉(zhuǎn)矩（頻繁正反轉(zhuǎn)）靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力設(shè)計(jì)公式：折合系數(shù)取值：α=0.3----轉(zhuǎn)矩不變；0.6----脈動(dòng)變化；1----頻繁正反轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)公式：材料σb[σ+1][σ0][σ-1]40013070405001707545600200955570023011065800270130759003001408010003301509050012070404001005030軸的許用彎曲應(yīng)力碳素鋼合金鋼鑄鋼脈動(dòng)循環(huán)狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力折合系數(shù)取值：α=0.3----轉(zhuǎn)矩不變；0.6----脈動(dòng)變化；1----頻繁正反轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)公式：材料σb[σ+

6、1][σ0][σ-1]40013070405001707545600200955570023011065800270130759003001408010003301509050012070404001005030軸的許用彎曲應(yīng)力碳素鋼合金鋼鑄鋼對(duì)稱循環(huán)狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力彎扭合成強(qiáng)度的計(jì)算按下列步驟進(jìn)行：(1)繪出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，標(biāo)出作用力的方向及作用點(diǎn)的位置。(2)取定坐標(biāo)系，將作用在軸上的力分解為水平分力和垂直分力，并求其支反力。(3)分別繪制出水平面和垂直面內(nèi)的彎矩圖。(5)繪制轉(zhuǎn)矩圖。(7)確定危險(xiǎn)剖面，校核危險(xiǎn)剖面的彎扭合成強(qiáng)度。(6)按照強(qiáng)度理論求出當(dāng)量彎矩，并

7、做當(dāng)量彎矩圖(4)計(jì)算合成彎矩，并繪制出合成彎矩圖。【例11-2】：設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)減速器的主動(dòng)軸.已知傳遞功率P=10kW,轉(zhuǎn)速n=200r/min,齒輪齒寬B=100mm,齒數(shù)z=40,模數(shù)m=5mm,螺旋角β＝，軸端裝有聯(lián)軸器。解：1、計(jì)算軸上轉(zhuǎn)矩和齒輪作用力軸傳遞的轉(zhuǎn)矩：N.mmN齒輪的圓周力：N齒輪的徑向力：齒輪的軸向力：N軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，需開(kāi)鍵槽，故將最小軸徑增加5%，變?yōu)?2.525mm。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，取標(biāo)準(zhǔn)直徑45mm。2、選擇軸的材料和熱處理方式選擇軸的材