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1、16.1 概述 16.2 轴的结构设计 16.3 轴的强度计算 16.4 轴的刚度计算 16.5 轴的临界转速,轴,16.1 概述,功用：轴的主要功用是支承回转零件及传递运动和动力。,16.1.1 轴的分类,按照承受载荷的不同，轴可分为：,1. 转轴同时承受弯矩和转矩的轴，如减速器的轴。,2. 心轴只承受弯矩的轴，如火车车轮轴。,转动心轴,固定心轴,如：齿轮轴,火车轮轴,3. 传动轴主要承受转矩的轴，不受弯矩或弯矩很小，如汽车的传动轴。,除了刚性轴外，还有钢丝软轴，可以把回转运动灵活地传,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，
2、有特殊要求时也可制成空心轴。,16.1 概述,到不开敞地空间位置。,桥式起重机,大车行走机,构车轮轴,16.1.2 轴的材料,16.1 概述,轴的材料主要是碳钢和合金钢。,轴的常用材料及其部分机械性能（见下页）,16.1 概述,16.1.3 轴设计的主要问题,2.结构：轴向、周向定位；工艺要求；安装和维修,3.工作能力：强度、刚度、耐磨性和振动的稳定性等；,重型轴还要考虑毛坯制造、探伤、起重。,1.材料：见前述,16.2 轴的结构设计,16.2.1 轴的毛坯,尺寸较小的轴可以用圆钢车制，尺寸较大的轴则应用锻造毛坯。铸造毛坯应用较少。,16.2.2 轴的组成,轴主要由轴头、轴身、轴颈三部分组成。
3、,轴端,轴头,轴颈,轴头,轴身,轴的结构和形状取决于：,轴的毛坯种类 轴上作用力的大小及分布情况 轴上零件的位置、配合性质以及联结固定的方法 轴承的类型、尺寸和位置 轴的加工方法、装配方法以及其他特殊要求,16.2 轴的结构设计,要求：,受载合理,轴及轴上零、部件定位及固定可靠,良好的制造、拆装工艺性,减小应力集中,1. 受载合理,(1)减小轴上扭矩。,改变轴上零件的布置，有时可以减小轴上的载荷。,(2)减小轴上弯矩。,(3)改变零件的结构可以改变轴的类型,a)T由卷筒传递，轴仅受M(心轴),b)T由轴传递，轴受M、T(转轴),16.2 轴的结构设计,改进轴上零件的结构也可以减小轴上的最大载荷
4、。,16.2 轴的结构设计,2.轴在轴上零件定位、固定可靠、装拆方便,见16.2.3,3.良好的工艺性,（1）退刀槽,需磨削处,需车螺纹处,(2）倒角,易对中安装（紧配合处），安全,倒角、圆角一致。,(3) 键槽：在同一母线上,16.2 轴的结构设计,(4) 非定位轴肩的设置：便于紧配合处的安装,4.尽量避免应力集中,(1)减小不必要的尺寸变化和减小尺寸变化的幅度；,(2)采用大过渡圆角；,(3)紧配合处采用卸载槽；,(4)减少表面粗糙度；,(5)采用輾压、喷丸工艺。,16.2.3 零件在轴上的固定,轴上零件常以其毂和轴联接在一起。轴和毂的固定可分为轴向固定和周向固定两类。,编辑本段生产过程和
5、工艺过程 生产过程是指从原材料（或半成品）制成产品的全部过程。对机器生产而言包括原材料的运输和保存，生产的准备，毛坯的制造，零件的加工和热处理，产品的装配、及调试，油漆和包装等内容。生产过程的内容十分广泛，现代企业用系统工程学的原理和方法组织生产和指导生产，将生产过程看成是一个具有输入和输出的生产系统。能使企业的管理科学化，使企业更具应变力和竞争力。 在生产过程中，直接改变原材料（或毛坯）形状、尺寸和性能，使之变为成品的过程，称为工艺过程。它是生产过程的主要部分。例如毛坯的铸造、锻造和焊接；改变材料性能的热处理1；零件的机械加工等，都属于工艺过程。工艺过程又是由一个或若干个顺序排列的工序组成的
6、。 工序是工艺过程的基本组成单位。所谓工序是指在一个工作地点，对一个或一组工件所连续完成的那部分工艺过程。构成一个工序的主要特点是不改变加工对象、设备和操作者，而且工序的内容是连续完成的。例如图32-1中cc1的零件，其工艺过程可以分为以下两个工序： 工序1：在车床上车外圆、车端面、镗孔和内孔倒角； 工序2：在钻床上钻6个小孔。 在同一道工序中，工件可能要经过几次安装。工件在一次装夹中所完成的那部分工序，称为安装。在工序1中，有两次安装。第一次安装：用三爪卡盘夹住 外圆，车端面C，镗内孔，内孔倒角，车外圆。第二次安装：调头用三爪盘夹住外圆，车端面A和B，内孔倒角。 编辑本段生产类型 生产类型通
7、常分为三类。 1单件生产 单个地生产某个零件，很少重复地生产。 2成批生产 成批地制造相同的零件的生产。 3大量生产 当产品的制造数量很大，大多数工作地点经常是重复进行一种零件的某一工序的生产。 拟定零件的工艺过程时，由于零件的生产类型不同，所采用的加方法、机床设备、工夹量具、毛坯及对工人的技术要求等，都有很大的不同。 编辑本段加工余量 加工余量概述 为了加工出合格的零件，必须从毛坯上切去的那层金属的厚度，称为加工余量。加工余量又可分为工序余量和总余量。某工序中需要切除的那层金属厚度，称为该工序的加工余量。从毛坯到成品总共需要切除的余量，称为总余量，等于相应表面各工序余量之和。 机床 在工件上
8、留加工余量的目的是为了切除上一道工序所留下来的加工误差和表面缺陷，如铸件表面冷硬层、气孔、夹砂层，锻件表面的氧化皮、脱碳层、表面裂纹，切削加工后的内应力层和表面粗糙度等。从而提高工件的精度和表面粗糙度。 加工余量的大小对加工质量和生产效率均有较大影响。加工余量过大，不仅增加了机械加工的劳动量，降低了生产率，而且增加了材料、工具和电力消耗，提高了加工成本。若加工余量过小，则既不能消除上道工序的各种缺陷和误差，又不能补偿本工序加工时的装夹误差，造成废品。其选取原则是在保证质量的前提下，使余量尽可能小。一般说来，越是精加工，工序余量越小。 机械加工余量标准 1主题内容与适用范围 本标准规定了磨削加工
9、的加工余量。 本标准适用于磨削各类材料时的加工余量。 机械零件是由若干个表面组成的，研究零件表面的相对关系，必须确定一个基准，基准是零件上用来确定其它点、线、面的位置所依据的点、线、面。根据基准的不同功能，基准可分为设计基准和工艺基准两类。 1设计基准 在零件图上用以确定其它点、线、面位置的基准，称为设计基准。如图32-2所cc2示的轴套零件，各外圆和内孔的设计基准是零件的轴心线，端面A是端面B、C的设计基准，内孔的轴线是外圆径向跳动的基准。 2工艺基准 零件在加工和装配过程中所使用的基准，称为工艺基准。工艺基准按用途不同又分为装配基准、测量基准及定位基准。 （1）装配基准 装配时用以确定零件
10、在部件或产品中的位置的基准，称为装配基准。 （2）测量基准 用以检验已加工表面的尺寸及位置的基准，称为测量基准。如图32-2中的零件，内孔轴线是检验外圆径向跳动的测量基准；表面A是检验长度L尺寸l和的测量基准。 （3）定位基准 加工时工件定位所用的基准，称为定位基准。作为定位基准的表面（或线、点），在第一道工序中只能选择未加工的毛坯表面，这种定位表面称粗基准.在以后的各个工序中就可采用已加工表面作为定位基准，这种定位表面称精基准。 编辑本段拟定工艺路线的一般原则 机械加工工艺规程的制定，大体可分为两个步骤。首先是拟定零件加工的工艺路线，然后再确定每一道工序的工序尺寸、所用设备和工艺装备以及切削
11、规范、工时定额等。这两个步骤是互相联系的，应进行综合分析。 工艺路线的拟定是制定工艺过程的总体布局，主要任务是选择各个表面的加工方法，确定各个表面的加工顺序，以及整个工艺过程中工序数目的多少等。 拟定工艺路线的一般原则 1、先加工基准面 零件在加工过程中，作为定位基准的表面应首先加工出来，以便尽快为后续工序的加工提供精基准。称为“基准先行”。 2、划分加工阶段 加工质量要求高的表面，都划分加工阶段，一般可分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。主要是为了保证加工质量；有利于合理使用设备；便于安排热处理工序；以及便于时发现毛坯缺陷等。 3、先面后孔 1对于箱体、支架和连杆等零件应先加工平面后加工孔
12、。这样就可以以平面定位加工孔，保证平面和孔的位置精度，而且对平面上的孔的加工带来方便。 4、光整加工 光整加工后的工件独特作用也证实了二者的有机结合，具有肯定的临床疗效。 编辑本段东西方医学交融（df高血压958心脏病983u6糖尿病87fr） 不管是中医学还是西医学，从二者现有的思维方式的发展趋势来看，均是走向现代系统论思维，中医药学理论与现代科学体系（45传染病q566丙肝964jo乙肝28jgsx甲肝gh）之间具有系统同型性，属于本质相同而描述表达方式不同的两种科学形式。可望在现代系统论思维上实现交融或统一，成为中西医在新的发展水平上实现交融或统一的支撑点，希冀籍此能给（df高血压958
13、心脏病983u6糖尿病87fr）中医学以至生命科学带来良好的发展机遇，进而对医学理论带来新的革命。 编辑本段现代中医史（df4肺炎88gdg青霉素d25f肝炎df6）轴心时代中、西医学的峰巅之作。雅斯贝而斯曾说：“如果历史有一个轴心，那么我们就必须将这轴心作为一系列对全部人类都有意义的事件，发生于公元前800至200年间的这种精神历程似乎构成了这样一个轴心。,专业精品课件,本文档下载后可以修改编辑，欢迎下载收藏。,16.2 轴的结构设计,1.轴上零件的轴向固定,轴上零件轴向固定的方法有：轴肩（或挡环）、弹性挡圈、套筒、锁紧挡圈（加紧定螺钉）、锥形轴头、紧定螺钉、圆螺母、紧配合、轴端挡圈等结构。
14、,详见 P311 图16.3,轴肩由定位面和内圆角组成,轴肩处,16.2 轴的结构设计,16.2 轴的结构设计,2.轴上零件的周向固定,常用的周向固定方法有键、花键、成形、弹性环、销和过盈配合等联接。,16.3 轴的强度计算,轴的强度计算主要由三种方法（据轴受载及对安全要求）,设计思路：,（1）按许用切应力计算,（2）许用弯曲应力计算；,（3）安全系数校核计算。,16.3.1 按许用切应力计算,1.应用（仅与T有关）,(1)传动轴计算（主要T）,(2)需初步结构化的转轴（只知T）,(3)不重要转轴的计算（将M影响折算进行 内）,16.3 轴的强度计算,2.算式,强度条件：,(16.1),设计式
15、：,(16.2),式中：,16.3 轴的强度计算,16.3.2 按许用弯曲应力计算（弯扭组合计算）,1.应用,(1)（初步结构化）已知跨度的转轴（支点确定）,(2)一般为重要的转轴,2.算式,弯曲应力 一般计算顺序如下：,(1)画空间受力简图；,(2)作水平、垂直平面受力图；,(3)作 ；作 ；,(4)作合成 ；,由第三强度理论,M、T载荷性质相同：,(5)作T图 ；,M、T载荷性质不同时：,将 修正成与 性质相同的应力（引入 ）,16.3 轴的强度计算,16.3 轴的强度计算,(16.3),(8)设计式,(16.4),对于不变T：,对于脉动循环的T：,对于对称循环的T：,式中 应力修正系数；
16、,(6)作当量 ；,(7) ；,16.3 轴的强度计算,3.计算步骤,（1）作空间受力简图（图a）；,（2）作垂直平面（V面）受力图，计算支反力（图b）；,（3）作,(a),(b),(c),16.3 轴的强度计算,（4）作水平平面（H面）受力图，计算支反力（图d）,（5）作,(d),(e),16.3 轴的强度计算,（6）作合成弯曲图M（图f）,逐点合成,（7）作T图（图g）,（8）作当量弯矩图 (图h),逐点合成,(f),(g),(h),16.3 轴的强度计算,（9）计算d作等强度轴,（10）进一步结构化（尺寸细化，加工、配合得知）,16.3.3 安全系数校核计算,1.应用：(1)结构细化的重要轴（改善薄弱环节）,(2)只限危险截面处,2.算式,(1)疲劳强度安全系数的校核计算（防疲劳破坏）,确定危险截面,16.3 轴的强度计算,弯曲作用下的安全系数,扭转作用下的安全系数,(16.5),式中：,16.3 轴的强度计算,16.3
