《土木专业建筑学轴随堂讲义》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土木专业建筑学轴随堂讲义（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第1515章章 轴轴 15-1 概述 15-2 轴的结构设计 15-3 轴的强度校核 第十五章 轴 15-4 轴的刚度计算简介 15-1 15-1 概述（轴的作用和分类）概述（轴的作用和分类） 15-1 概述 一.轴的作用与分类 作用：支承回转零件，传递运动和动力。 按承载分： 心轴仅受弯矩M作用 传动轴主要受扭矩T作用 转轴同时受M和T作用 转动心轴 固定心轴 单向转动 双向转动 单向转动 双向转动 b，r=-1 b，r=+1 若M有变化,r=0 T，r=+1(0) T，r=-1 b,r=-1； T,r=+1(0) b,r=-1； T,r=-1 15-1 15-1 概述（轴的分类例题）概述
2、（轴的分类例题） 15-1 概述 例：判别下列各轴的类型 传动轴 转轴 转动心轴 转轴 心轴 15-1 15-1 概述（轴的失效形式、设计准则）概述（轴的失效形式、设计准则） 15-1 概述 二.轴的失效形式、设计准则和设计步骤 1.失效形式 断裂 塑性变形 过量的弹性变形 静强度不足引起断裂 疲劳断裂 共振引起断裂 2.设计准则首先保证强度要求，必要时还应保证刚 度和振动稳定性要求。 15-1 15-1 概述（轴的设计步骤、材料）概述（轴的设计步骤、材料） 15-1 概述 选择材料，定热处理； 按扭转强度初算轴的直径； 轴的结构设计； 轴的强度校核； 必要时，校核刚度和振动稳定性。 三.轴的
3、材料及热处理 3.设计步骤 常用材料： 碳钢 优质:35、45、50调质或正火应用最广 普通:Q235、Q275 不经热处理用于不重要的轴 15-1 15-1 概述（轴的材料）概述（轴的材料） 15-1 概述 合金铸铁、球墨铸铁 注意：各种钢的E差不多，不能用改变钢材料或热处理来 提高轴的刚度。 合金钢 低碳：20Cr、20CrMnTi渗碳淬火，回火 中碳：40Cr调质 15-2 15-2 轴的结构设计（组成）轴的结构设计（组成） 15-2 轴的结构设计 15-2 轴的结构设计 一.结构组成 轴头轴颈轴肩轴身 15-2 15-2 （考虑的问题、初算轴径）（考虑的问题、初算轴径） 15-2 轴的
4、结构设计 二.结构设计应考虑的问题 三.初算轴的直径 轴受 扭矩T 弯矩M ？ 按扭转强度条件TT初算轴径 15-2 15-2 （初算轴径、拟定装配方案）（初算轴径、拟定装配方案） 15-2 轴的结构设计 初算d为最小直径dmin，一般指外伸端； 注意： dmin若太小，可根据结构要求适当放大； 若安装标准件，轴径应取标准；其它轴径应取整，一般 个位数为0、2、5、8； 此式用于传动轴、转轴的初算，不适于心轴。 若dmin处有单键槽，轴径应增大3%；双键槽增大7%； 四.拟定轴上零件装配方案 15-2 15-2 （轴肩定位）（轴肩定位） 15-2 轴的结构设计 五.确定各轴段直径和长度 根据零
5、件的定位方式，确定各轴段直径；根据零件的 尺寸，确定各轴段长度。 1.轴向定位方式 轴肩定位结构简单,定位可靠,能承受较大的轴向力。 R 15-2 15-2 （定位轴肩和非定位轴肩）（定位轴肩和非定位轴肩） 15-2 轴的结构设计 定位轴肩 ： 非定位轴肩： 非定位轴肩 15-2 15-2 （套筒定位）（套筒定位） 15-2 轴的结构设计 套筒定位 L 轴 L 毂 L 轴= L 毂-(23)mm 15-2 15-2 （其它定位方法、轴的结构工艺性）（其它定位方法、轴的结构工艺性） 15-2 轴的结构设计 2.周向定位方式 轴毂联结 弹性挡圈 双螺母或圆螺母 轴端挡圈 紧定螺钉 圆锥形轴端 轴向
6、零件定位方法 六.轴的结构工艺性 减小轴应力集中 滚动轴承安装尺寸 轴承1轴承2 15-3 15-3 轴的强度校核（弯扭合成）轴的强度校核（弯扭合成） 15-3 轴的强度校核 15-3 轴的强度校核 一.按弯扭合成强度条件校核 ca-1 已知外载荷，轴的尺寸 、跨距；校核轴径。 步骤：1.作出受力简图； 2.求弯矩M； 求水平面弯矩MH； 求垂直面弯矩MV； MH 垂直面 Fr Fa FV1FV2 MV 水平面 Ft FH1FH2 15-3 15-3 轴的强度校核轴的强度校核 15-3 轴的强度校核 3.作扭矩图T； 求合成弯矩 M T 4.求当量弯矩 Mca 考虑由M产生的弯曲 应力和由T产
7、生的扭剪应 力，应力性质不同而引入 的应力折合系数。 对称： 脉动： 静： 常用 15-3 15-3 （按疲劳强度校核、提高强度措施）（按疲劳强度校核、提高强度措施） 15-3 轴的强度校核 5.校核危险截面强度； 二. 按疲劳强度进行精确校核（P365） 四. 提高轴强度的措施 三. 按静强度条件进行校核 合理布置轴上零件 减小轴上载荷 减小轴上应力集中 改善轴的表面质量，提高疲劳强度 15-4 15-4 轴的刚度计算简介轴的刚度计算简介 15-4 轴的刚度计算简介 15-3 轴的刚度计算简介 一.扭转刚度 二.弯曲刚度 习题课（一习题课（一. .轴系结构设计）轴系结构设计） 习题课 104
8、0 365210 48 10 解：一.选材料，定热处理 45钢，调质，-1=60MPa 二.初算轴径 一.设计图示二级圆柱齿轮减 速器中输出轴，已知轴传递 功率P=5kW，n=165r/min， 齿轮4左旋，d4=206.96mm， =904147”，轴承采用 7200AC型，油润滑,采用弹性 柱销联轴器。 习题课（一）习题课（一） 习题课 三.结构设计 考虑单键槽：d1.03=35.97mm，取dmin=36mm 1.确定装配方案 2.考虑轴向和周向定位方法，设计阶梯轴结构 根据dmin=36mm， 查手册，联轴器选HL3型d=38mm，L1=60mm 38 5 8 38 5 8 习题课（一
9、）习题课（一） 习题课 密封圈处轴径： （标准系列：.25，28，30，32，35，38，40，42，45，48，50，55，60.） 45 50 轴承选用7210AC： dD B da Da a= +c1+c2+5=47 4 7 +c1+c2+5=8+18+16+5=47mm 扳手空间M12 57 50 52 62 45mm 5090 20 57 83 26.3 a B 区分加工面与非加工面 38 5 8 45 50 +c1+c2+5=47 4 7 57 50 52 62 B 习题课（一）习题课（一） 习题课 2 10+40-2+10+2=604 8 10+ 2 1 0 油润滑：=35mm
10、脂润滑：=812mm 轴承 V齿2m/s(两对齿轮中大者） V齿2m/s 取=5mm 求跨距： 20 25 习题课（一）习题课（一） 习题课 四.轴的强度校核 1.作受力简图 轴承1轴承2 MH 2.求弯矩M 求水平面支反力和弯矩MH 68393 Ft FH1 FH2 水平面 习题课（一）习题课（一） 习题课 垂直面 Fr Fa FV1FV2 MV 求合成弯矩M 求垂直面支反力和弯矩MV 9593 39870 79166 69062 3.作扭矩图T 289394 4.求当量弯矩Mca 18686 7 79166 0.6T 习题课（二习题课（二. .改错改错1 1） 习题课 5.校核危险截面强度 Mca最大处： 故安全。 二.轴结构改错题1（P383/15-4） 习题课（改错习题课（改错2 2、3 3、4 4） 习题课 三.轴结构改错题2四.轴结构改错题3 五.轴结构改错题4 作业作业 作业 大作业： 齿轮及轴系零件结构设计 （设计方案按学号个位数）
