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1、1 / 11 课时授课计划第六十六次课【教案课题】：13-1 概述13-1 轴的结构设计【教案目的】：掌握轴的分类及轴的结构设计【教案重点及处理方法】：轴的分类及轴的结构设计处理方法： 结合实际例子详细讲解【教案难点及处理方法】：结构设计处理方法： 分析讲解【教案方法】: 讲授法【教具】：挂图【时间分配】：引入新课 5min 新课 80 min 小结、作业 5min 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 11 页2 / 11 第六十六次课【提示启发引出新课】轴是组成机器的重要零件之一，它的主要功用是支持机器中的作回转运动的零件
2、及传递运动和动力的。【新课内容】13-1 概述一、轴的分类1、按轴的承载情况不同，可以将其分为：1)转轴同时承受弯矩和扭矩的轴。转轴扭矩和弯矩2)心轴只承受弯矩的轴。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 11 页3 / 11 3)传动轴 只承受扭矩而不承受弯矩的轴。传动轴 主要受扭矩2、按照轴的轴线形状分类1)直轴；2)曲轴；曲轴和挠性钢丝轴属于专用零件。直轴按外形不同又可分为光轴和阶梯轴。3)挠性轴。3、其他分类方法可以分为实心轴和空心轴，光轴和阶梯轴。光轴形状简单，应力集中少，易加工，但轴上零件不易装配和定位，常用于心轴和
3、传动轴。阶梯轴各轴段截面的直径不同，这种设计使各轴段的强度相近，而且便于轴上零件的装拆和固定，因此阶梯轴在机器中的应用最为广泛。直轴一般都制成实心轴，但为了减少重量或为了满足有些机器结构上的需要，也可以采用空心轴。二、轴的材料1.对材料的要求：强度、刚度、韧性、耐磨性、工艺性和经济性等。2、轴的材料：轴的材料主要是碳钢和合金钢。钢轴的毛坯多数用轧制圆钢和锻件，形状复杂的也可采用铸钢或球墨铸铁。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 11 页4 / 11 锻件的内部组织均匀，强度较好，重要的轴、大尺寸或阶梯尺寸变化较大的轴，应采用
4、锻制毛坯。对直径较小的轴，可直接用圆钢加工。由于碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度，故轴采用碳钢制造最广泛，其中最常用的是45 号钢。常用于受力较小或不重要的场合。不重要或低速轻载的轴以及一般传动的轴也可以使用Q235 、Q275等普通碳钢制造。合金钢比碳钢具有更高的力学性能和更好的淬火性能。因此，在传递大动力，并要求减小尺寸与质量，提高轴的耐磨性，以及处于高温、重载、耐磨、耐高温等特殊场合工作的轴，常采用合金钢。高强度铸铁和球墨铸铁由于容易作成复杂的形状，而且价廉，吸振性和耐磨性好，对应力集中的敏感性较低，故常用于制造外形复杂的轴。 轴
5、的常用材料及其主要力学性能见表14-1。注意：采用合金钢并不能提高轴的刚度。轴的热处理和表面强化可提高轴的疲劳强度。13-2 轴的结构设计轴的结构设计就是确定轴的外形和全部结构尺寸。轴的结构主要取决于以下因素：(1轴的毛坯种类： (2轴上作用力的大小及其分布情况；(3轴上零件的位置、配合性质及其联接固定的方法； (4轴承的类型、尺寸和位置；(5轴的加工方法、装配方法以及其他特殊要求。可见影响轴的结构与尺寸的因素很多，设计轴时要全面综合的考虑各种因素，必须针对不同情况进行具体的分析。轴的结构设计原则：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4
6、 页，共 11 页5 / 11 1）定位要求，轴和轴上的零件要有准确的工作位置；2）固定要求，各零件要可靠地相互联接；3）工艺要求，轴应便于加工，轴上零件要易于装拆；4）疲劳强度要求，尽可能减小应力集中；5）尺寸要求，轴的各部分直径和长度的尺寸要合理。一、轴上零件的定位和固定作用：零件要有准确的位置；轴上零件应便于装拆和调整；轴应具有良好的制造工艺性等。( 例减速器轴的设计 1. 轴的组成一般在进行结构设计时的已知条件有：机器的装配简图，轴的转速，传递的功率，轴上零件的主要参数和尺寸等。2. 轴上零件的轴向定位及固定精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -
7、 - - -第 5 页，共 11 页6 / 11 轴向固定 (轴肩、轴环、螺母、套筒及轴端挡圈定位等 轴肩定位圆螺母弹性挡圈止动垫圈紧定螺钉轴端挡板精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 11 页7 / 11 3. 轴上零件的周向定位及固定作用：满足机器传递运动和转矩的要求，轴上零件除了需要轴向定位外，还必须有可靠的周向定位。常用的周向定位及固定方法有键、花键、销、过盈配合及紧定螺钉增大配合处轴径 b 轴上开减载槽 c 毂端开减载槽2、制造工艺方面1)提高表面质量，降低表面粗糙度；2)对轴表面进行强化处理。3、轴上零件合理布局1)改变轴受力情况；2)改变轴结构，合理布置轴上零件位置；过 渡 肩凹 切 圆减载精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 11 页10 / 11 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 11 页11 / 11 【小结】：掌握轴的结构设计方法和原则。【作业】：1 【后记】：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 11 页
