轴的设计.pptx

一、轴的用途一、轴的用途心轴：心轴：只承受弯矩（只承受弯矩（M M），不传递转矩（），不传递转矩（T=0T=0）1 1、支承轴上回转零件（如齿轮）、支承轴上回转零件（如齿轮）9-1 9-1 概概 述述二、轴的分类二、轴的分类2 2、传递运动和动力、传递运动和动力转动心轴：轴转动转动心轴：轴转动固定心轴：轴固定固定心轴：轴固定1 1、按承载分、按承载分问：火车轮轴问：火车轮轴属于什么类型？属于什么类型？问：问：自行车轴自行车轴属于什么类型属于什么类型？传动轴：传动轴：只受转矩，不受弯矩只受转矩，不受弯矩M=0M=0，T0T0 如：汽车下的传动轴。如：汽车下的传动轴。汽车变速器与后桥联接轴汽车变速器与后桥联接轴转轴：转轴：既传递转矩（既传递转矩（T T）、又承受弯矩（）、又承受弯矩（M M）如：如：减速器中的轴减速器中的轴。问：根据承载情况下列各轴分别为哪种类型问：根据承载情况下列各轴分别为哪种类型？0 0 轴轴：轴：轴：轴轴：轴轴：轴轴：轴轴：传动轴传动轴转轴转轴转动心转动心轴转轴转轴转轴转轴转动心轴转动心轴如何判断轴是否传递转矩如何判断轴是否传递转矩：从原动机向工作机画传动路线，若传动路线从原动机向工作机画传动路线，若传动路线从原动机向工作机画传动路线，若传动路线从原动机向工作机画传动路线，若传动路线沿该轴沿该轴沿该轴沿该轴轴线轴线轴线轴线走过一段距离，则该轴传递转矩。走过一段距离，则该轴传递转矩。走过一段距离，则该轴传递转矩。走过一段距离，则该轴传递转矩。如何判断轴是否承受弯矩如何判断轴是否承受弯矩：该轴上该轴上该轴上该轴上除联轴器外除联轴器外除联轴器外除联轴器外是否还有是否还有是否还有是否还有其它传动零件其它传动零件其它传动零件其它传动零件，若有则，若有则，若有则，若有则该轴承受弯矩，否则不承受弯矩。该轴承受弯矩，否则不承受弯矩。该轴承受弯矩，否则不承受弯矩。该轴承受弯矩，否则不承受弯矩。曲轴曲轴曲轴曲轴：发动机专用零件发动机专用零件又可分为实心、空心（加工困难又可分为实心、空心（加工困难）直轴直轴直轴直轴光轴光轴光轴光轴阶梯轴阶梯轴阶梯轴阶梯轴2 2、按轴线几何形状分、按轴线几何形状分光 轴阶 梯 轴空 心 轴动力源动力源被驱动被驱动装置装置接头接头接头接头钢丝软钢丝软轴轴钢丝软钢丝软 轴轴钢丝软轴钢丝软轴钢丝软轴钢丝软轴：轴线可任意弯曲，传动灵活。：轴线可任意弯曲，传动灵活。钢丝软轴的绕制钢丝软轴的绕制轴的失效形式轴的失效形式1 1、疲劳破坏、疲劳破坏 疲劳强度校核。疲劳强度校核。2 2、变形过大、变形过大 刚度验算（如机床主轴）。刚度验算（如机床主轴）。3 3、振动折断、振动折断 高速轴，自振频率与轴转速接近；高速轴，自振频率与轴转速接近；4 4、塑性变形、塑性变形 短期尖峰载荷短期尖峰载荷 验算屈服强度。验算屈服强度。设计的主要内容设计的主要内容：a a、有足够的、有足够的强度强度 疲劳强度、静强度；疲劳强度、静强度；2 2、合理的结构设计合理的结构设计 保证轴上零件有可靠的工作位置，装配、拆卸保证轴上零件有可靠的工作位置，装配、拆卸方便，周向、轴向固定可靠，便于轴上零件的调整；方便，周向、轴向固定可靠，便于轴上零件的调整；b b、有足够的、有足够的刚度刚度 防止产生大的变形；防止产生大的变形；c c、有足够的、有足够的稳定性稳定性 防止共振防止共振 稳定性计算。稳定性计算。3 3、强度计算和校核强度计算和校核1 1、合理的选材合理的选材；注意：钢材注意：钢材种类种类热处理热处理对钢材弹性模量对钢材弹性模量E E影响很小，影响很小，3 3、合金铸铁、合金铸铁、QTQT：铸造成形，：铸造成形，吸振吸振，可靠性低，品，可靠性低，品质难控制，常用于凸轮轴、曲轴。质难控制，常用于凸轮轴、曲轴。问：当轴的刚度不足时，如何提高轴的刚度问：当轴的刚度不足时，如何提高轴的刚度？用用热处理热处理合金钢合金钢合金钢合金钢不能提高轴的刚度不能提高轴的刚度不能提高轴的刚度不能提高轴的刚度。三、轴的材料三、轴的材料1 1、碳素钢：、碳素钢：3030、3535、4545、50(50(正火或调质正火或调质)，4545应用最广。应用最广。价廉，对价廉，对应力集中不敏感应力集中不敏感，良好的加工性，良好的加工性。2 2、中、低碳合金钢：、中、低碳合金钢：强度高强度高、寿命长，对应力集中敏感、寿命长，对应力集中敏感 ，用于重载、小尺寸的轴。用于重载、小尺寸的轴。二、要求二、要求1 1、轴与轴上零件要有、轴与轴上零件要有准确的相对位置准确的相对位置；3 3、受力合理受力合理轴结构有利于提高轴的强度和刚度；轴结构有利于提高轴的强度和刚度；4 4、轴的、轴的加工、装配有良好的工艺性加工、装配有良好的工艺性、减少应力集中；、减少应力集中；三、轴的毛坯三、轴的毛坯d d小小圆钢（棒料）：车制；圆钢（棒料）：车制；d d大大锻造毛坯；锻造毛坯；空心轴：充分利用材料，空心轴：充分利用材料，质量，但加工困难。质量，但加工困难。一、目的一、目的确定轴的尺寸、形状：确定轴的尺寸、形状：d d、l l；结构复杂结构复杂铸造毛坯，如曲轴；铸造毛坯，如曲轴；9-2 9-2 轴的结构设计轴的结构设计2 2、便于轴上零件的装拆和调整；、便于轴上零件的装拆和调整；四、阶梯轴的结构设计四、阶梯轴的结构设计F等强度等强度阶梯轴阶梯轴1 1、拟定轴上零件装配方案、拟定轴上零件装配方案组成组成轴颈轴颈轴颈轴颈：装轴承装轴承处处 尺寸尺寸尺寸尺寸=轴承内径；轴承内径；轴承内径；轴承内径；轴头轴头轴头轴头：装轮毂装轮毂处处 直径与轮毂内径相当直径与轮毂内径相当；轴身轴身轴身轴身：联接：联接轴颈轴颈轴颈轴颈和和轴头轴头轴头轴头部分；部分；装配方案的比较：装配方案的比较：例例如如，图图14所所示示为为起起重重机机卷卷筒筒的的两两种种布布置置方方案案，图图a的的结结构构中中，大大齿齿轮轮和和卷卷筒筒联联成成一一体体，转转矩矩经经大大齿齿轮轮直直接接传传给给卷卷筒筒，故故卷卷筒筒轴轴只只受受弯弯矩矩而而不不传传递递扭扭矩矩，在在起起重重同同样样载载荷荷W时时，轴轴的的直直径径可小于图可小于图b的结构。的结构。再再如如，当当动动力力从从两两轮轮输输出出时时，为为了了减减小小轴轴上上载载荷荷，应应将将输输入入轮轮布布置置在在中中间间，如如图图15a所所示示，这这时时轴轴的的最最大大转转短短为为T1；而而在在图图15b的的布布置置中中，轴的最大转矩为轴的最大转矩为T1+T2。2 2、零件在轴上的定位与固定、零件在轴上的定位与固定（1）轴向定位与固定轴向定位与固定轴向定位与固定轴向定位与固定轴环定轴环定位位轴承定轴承定位轴肩位轴肩非定位非定位轴肩轴肩非定位非定位轴肩轴肩轴肩和轴环轴肩和轴环用于受较大轴向力零件的定位和固定用于受较大轴向力零件的定位和固定a a）借助轴本身形状定位：轴肩、）借助轴本身形状定位：轴肩、轴环、轴环、圆锥形轴头圆锥形轴头定位；定位；注意注意：防止过定位防止过定位防止过定位防止过定位 L L L L轴段长度轴段长度轴段长度轴段长度=B=B=B=B轮毂宽轮毂宽轮毂宽轮毂宽-(23)mm-(23)mm-(23)mm-(23)mm保证轴上零件可靠定位：保证轴上零件可靠定位：保证轴上零件可靠定位：保证轴上零件可靠定位：轴圆角半径轴圆角半径轴圆角半径轴圆角半径r r r r轴上零件倒角尺寸轴上零件倒角尺寸轴上零件倒角尺寸轴上零件倒角尺寸c c c c轴肩高度轴肩高度轴肩高度轴肩高度h h h h 或 轴圆角半径轴圆角半径轴圆角半径轴圆角半径r r r r 轴上零件圆角半径轴上零件圆角半径轴上零件圆角半径轴上零件圆角半径R R R R轴肩高度轴肩高度轴肩高度轴肩高度h h h h轴肩轴肩轴肩轴肩定位轴肩定位轴肩定位轴肩定位轴肩：h=(0.070.1)d dh=(0.070.1)d d：轴颈尺寸；：轴颈尺寸；圆角圆角非定位轴肩非定位轴肩非定位轴肩非定位轴肩：h=(1.52)mmh=(1.52)mm；圆角圆角轴环轴环轴环轴环：环宽环宽轴承定位时，应根据轴承标准要求确定肩高和圆角轴承定位时，应根据轴承标准要求确定肩高和圆角轴承定位轴肩轴承定位轴肩：轴承的轴肩要低于轴承内圈厚度，以便于拆卸轴承。轴承的轴肩要低于轴承内圈厚度，以便于拆卸轴承。b b）借助挡圈、圆螺母、套筒、紧定螺钉等固定；）借助挡圈、圆螺母、套筒、紧定螺钉等固定；套筒套筒 两零件之间的短距定位；两零件之间的短距定位；特点：特点：定位可靠，结构简单，加定位可靠，结构简单，加工方便，可承受较大的轴向力。工方便，可承受较大的轴向力。应用：应用：齿轮、带轮、联轴器、轴承齿轮、带轮、联轴器、轴承 等的轴向定位。轴上等的轴向定位。轴上间距不大间距不大的两零的两零 件的轴向定位。与滚动轴承组合时，件的轴向定位。与滚动轴承组合时，套筒的厚度套筒的厚度不应超过轴承内圈的厚不应超过轴承内圈的厚 度度，以便轴承拆卸。，以便轴承拆卸。轴端挡圈轴端挡圈特点：特点：能承受较大的轴向力及能承受较大的轴向力及冲击载荷，需采用放松措施。冲击载荷，需采用放松措施。应用：应用：常用于轴的端部的零常用于轴的端部的零 件固定。件固定。圆螺母和止动垫圈圆螺母和止动垫圈圆螺母圆螺母轴承与零件之间的远距离定位；对轴的刚度削弱大轴承与零件之间的远距离定位；对轴的刚度削弱大圆螺母圆螺母圆螺圆螺母母止动止动垫片垫片弹性档圈和紧定螺钉弹性档圈和紧定螺钉弹性档圈弹性档圈 受力较小零件的固定；受力较小零件的固定；紧定螺钉紧定螺钉 仅能定位，不可受力；仅能定位，不可受力；特点特点：适用于轴：适用于轴向力小，转速低向力小，转速低的场合；在有振的场合；在有振动和冲击的场动和冲击的场合，应防松。合，应防松。圆锥面圆锥面特点特点：能承受冲击载荷，装：能承受冲击载荷，装拆方便，但配合面加工较困拆方便，但配合面加工较困难。难。应用应用：常用于轴的端部的零：常用于轴的端部的零 件固定。件固定。（2 2）周向定位与固定周向定位与固定周向定位与固定周向定位与固定键、花键、成形联接、弹性环联接、过盈配合、销等键、花键、成形联接、弹性环联接、过盈配合、销等 轴轴毂联接（第四章）毂联接（第四章）3 3、轴段尺寸、轴段尺寸1 1）d d：由载荷：由载荷ddminmin由结构设计要求确定各段的由结构设计要求确定各段的d d。2 2）L L：由轴上零件相对位置及零件宽度决定，同时考虑：由轴上零件相对位置及零件宽度决定，同时考虑：a a、轴段长比轮毂宽小轴段长比轮毂宽小23mm23mm可靠定位。可靠定位。b b、传动件、箱体、轴承、联轴器等零件间距离传动件、箱体、轴承、联轴器等零件间距离(查手册查手册)。在确定轴的结构尺寸时，应注意以下几点（尽量采用标准在确定轴的结构尺寸时，应注意以下几点（尽量采用标准值）值）5 5）为便于零件的装拆而设计的为便于零件的装拆而设计的非定位轴肩非定位轴肩高度（高度（半径差半径差）h h 1.51.52mm2mm。2 2）与标准件配合的轴径应与标准件配合的轴径应根据标准件的尺寸设计根据标准件的尺寸设计。eg:eg:与轴承配合处，必须符合轴承内径的标准系列与轴承配合处，必须符合轴承内径的标准系列(逢五进一逢五进一)；螺纹处的直径应符合螺纹的标准系列；螺纹处的直径应符合螺纹的标准系列；1 1）估算的轴径估算的轴径作为作为轴上最细处的直径轴上最细处的直径。4 4）滚动轴承的定位轴肩，应滚动轴承的定位轴肩，应小于轴承内圈的厚度小于轴承内圈的厚度。3 3）定位轴肩定位轴肩的高度（的高度（半径差半径差）h h（0.07 0.07 0.10.1）d d1 12mm2mm 。或者（或者（2 23 3）C C1 16)6)安装联轴器的轴径应按联轴器孔径设计；安装联轴器的轴径应按联轴器孔径设计；7)7)用套筒、螺母、挡圈等定位时，轴段长度应小于相配零件宽度；用套筒、螺母、挡圈等定位时，轴段长度应小于相配零件宽度；注意：各轴段直径注意：各轴段直径d d 和长度和长度L L的确定。的确定。如如图图-17所所示示，若若轴轴肩肩高高度度大大于于轴轴承承内内圈圈外外径径时时，就就难难以以放放置置拆拆卸卸工工具具的的钩钩头头。对对外外圈圈拆拆卸卸要要求求也也是是如如此此，应应留留出出拆拆卸卸高高度度h1，（图图-18a、b）或或在壳体上做出能放里拆卸螺钉的螺孔（图在壳体上做出能放里拆卸螺钉的螺孔（图c）。）。3 3)、轴端应有倒角：、轴端应有倒角：c45c45便于装配。便于装配。4 4、轴的结构工艺性、轴的结构工艺性1 1)、轴应设计成阶梯状，且中间粗两头细便于零件从两端装入、轴应设计成阶梯状，且中间粗两头细便于零件从两端装入；2 2)、与滚动轴承配合的轴肩高度或套筒高度应、与滚动轴承配合的轴肩高度或套筒高度应小于小于轴承内圈的厚度；轴承内圈的厚度；4 4)、与传动件配合的轴头长度应略短于轮毂的宽度与传动件配合的轴头长度应略短于轮毂的宽度23mm23mm，以便于，以便于轴上零件固定可靠；轴上零件固定可靠；轴套轴套L LB5 5)、装配段不宜过长。、装配段不宜过长。7 7)、键槽布置、键槽布置 固定不同零件的各键槽应布置在同一母线上，以固定不同零件的各键槽应布置在同一母线上，以减少装夹次数减少装夹次数。6 6)、退刀槽和越程槽、退刀槽和越程槽 越程槽越程槽：保证砂轮能磨削到轴肩，保证轴肩的垂直度；：保证砂轮能磨削到轴肩，保证轴肩的垂直度；退刀槽退刀槽：加工螺纹时，退刀槽可以保证刀具退出。：加工螺纹时，退刀槽可以保证刀具退出。例题：例题：指出图中轴结构设计中的不合理之处，并绘出指出图中轴结构设计中的不合理之处，并绘出改进后的结构图。改进后的结构图。2.2.齿轮右侧未作轴向固定；齿轮右侧未作轴向固定；1.1.轴两端均未倒角；轴两端均未倒角；7.7.轴端挡圈未直接压在轴轴端挡圈未直接压在轴端轮毂上。端轮毂上。6.6.齿轮与右轴承装卸不便；齿轮与右轴承装卸不便；3.3.齿轮处键槽太短；齿轮处键槽太短；4.4.键槽应开在同一条直线上；键槽应开在同一条直线上；5.5.左轴承无法拆卸；左轴承无法拆卸；例例1 1：试指出图示轴系错误，并画出正确的轴系图。：试指出图示轴系错误，并画出正确的轴系图。12345678合理结构5 5、提高轴的疲劳强度、刚度和减轻重量的措施、提高轴的疲劳强度、刚度和减轻重量的措施1)1)、合理布置轴上零件，、合理布置轴上零件，轴受扭矩轴受扭矩。a)a)不合理的布置不合理的布置b)b)合理的布置合理的布置2)2)、改进轴上零件结构，、改进轴上零件结构，轴弯矩。轴弯矩。合理的布置合理的布置合理的布置合理的布置3)3)、载荷分担，、载荷分担，轴上载荷轴上载荷卸荷带轮：卸荷带轮：双联齿轮双联齿轮4)4)、采用力平衡或局部相互抵消的办法减、采用力平衡或局部相互抵消的办法减 少轴的载荷。少轴的载荷。斜齿轮：斜齿轮：两斜齿轮旋向应相同两斜齿轮旋向应相同两斜齿轮旋向应相同两斜齿轮旋向应相同行星齿轮减速器行星齿轮减速器：多个行星轮均布多个行星轮均布多个行星轮均布多个行星轮均布5)5)、改变支点位置，改善轴的强度和刚度。、改变支点位置，改善轴的强度和刚度。更差！更差！锥齿轮减速器结构图锥齿轮减速器结构图悬臂支承悬臂支承 简支简支 支承支承悬臂支承正安装悬臂支承正安装6)6)、改进轴的结构、改进轴的结构,减少应力集中减少应力集中a a 避免相邻轴径相差太大避免相邻轴径相差太大；b b 适当适当过渡圆角过渡圆角r r，或用凹切圆角或用凹切圆角、肩环；、肩环；c c 表面打印、紧定螺钉端坑等表面打印、紧定螺钉端坑等，合理选择键槽合理选择键槽(盘铣盘铣)；d d 过盈配合轴过盈配合轴：开减载槽开减载槽（P137 图图8.8）；a)过盈配合应力集中过盈配合应力集中 b)轮毂上开卸载槽轮毂上开卸载槽 c)轴上开卸载槽轴上开卸载槽 d)增大轴径增大轴径7)7)、改善表面品质，、改善表面品质，疲劳强度疲劳强度。表面粗糙度表面粗糙度；表面强化：辗压、喷丸等。表面强化：辗压、喷丸等。三种方法：1、按扭转强度条件计算按扭转强度条件计算2、按弯扭合成强度计算按弯扭合成强度计算3、按安全系数校核（包括疲劳强度校核、静强度校核）按安全系数校核（包括疲劳强度校核、静强度校核）9-3 9-3 轴的强度计算轴的强度计算 轴的设计过程：轴的设计过程：选材料选材料验算合格验算合格?结结 束束yesno轴的承载能力计算轴的承载能力计算估算轴的直径估算轴的直径轴的结构设计轴的结构设计 结构设计结束之后，对轴进行结构设计结束之后，对轴进行适当简化适当简化，并进行受力分析，计算出轴，并进行受力分析，计算出轴所受的载荷，即可对轴进行校核计算。所受的载荷，即可对轴进行校核计算。15-315-3轴的强度计算轴的强度计算1 1一、按扭转强度条件计算一、按扭转强度条件计算这种方法用于这种方法用于只受转矩或主要受转矩作用的只受转矩或主要受转矩作用的轴（传动轴）的强度计算轴（传动轴）的强度计算/初估最小直径初估最小直径dmin/dmin/不重要的轴。通常按这种方法不重要的轴。通常按这种方法估算转轴的直径估算转轴的直径。实心轴的直径为：实心轴的直径为：扭转强度条件为：扭转强度条件为：考虑到键槽的影响，应适当加大轴径：考虑到键槽的影响，应适当加大轴径：式中：式中：A和和 有关的系数有关的系数，见，见表表92。许用扭转剪应力许用扭转剪应力，见，见表表92。有有1个键槽，轴径加大个键槽，轴径加大5；有有2个键槽，轴径加大个键槽，轴径加大10；一般已知：轴所受转矩的大小一般已知：轴所受转矩的大小1 1、画出轴的空间受力简图：力分解到水平面、垂直面、画出轴的空间受力简图：力分解到水平面、垂直面已知条件：作用力大小、位置、轴已知条件：作用力大小、位置、轴d d、l l、支点位置、支点位置由由d dminmin(扭转初估扭转初估)结构设计结构设计支点、力大小、作用点支点、力大小、作用点画出画出MM、T T合成合成弯矩图弯矩图危险截面危险截面计算。计算。二、按弯扭合成强度计算（当量弯矩法）二、按弯扭合成强度计算（当量弯矩法）这种方法适用于这种方法适用于转轴和心轴转轴和心轴的计算。的计算。2 2、作水平面弯矩、作水平面弯矩MMxyxy图和垂直面弯矩图和垂直面弯矩MMxzxz图图3 3、作出合成弯矩、作出合成弯矩图4 4、绘转矩、绘转矩T T图图5 5、求当量弯矩、求当量弯矩，绘图 根据转矩性质不同转矩性质不同转矩性质不同转矩性质不同而引入的应力校正系数应力校正系数应力校正系数应力校正系数。一般为一般为对称循环对称循环变化（弯矩引起的弯曲应力）变化（弯矩引起的弯曲应力）（M）1 1）单向旋转、载荷稳定：切应力接近不变）单向旋转、载荷稳定：切应力接近不变r=+1r=+1，2 2）单向旋转、载荷不稳定：切应力接近脉动循环）单向旋转、载荷不稳定：切应力接近脉动循环r=0r=0，3 3）连续正反转、载荷不稳定：切应力接近对称循环，）连续正反转、载荷不稳定：切应力接近对称循环，r=-1r=-1T实际机器运转不可能完全均匀，且有扭转振动的存在，常实际机器运转不可能完全均匀，且有扭转振动的存在，常按脉动转矩计算按脉动转矩计算按脉动转矩计算按脉动转矩计算。循环特性：循环特性：静应力静应力r=+1 r=+1（），脉动循环脉动循环r=0r=0（，）对称循环对称循环r=-1r=-1（，）6 6、确定危险截面（在尺寸较小，弯矩较大处），确定危险截面（在尺寸较小，弯矩较大处），求出强度条件：求出强度条件：WW轴的抗弯截面系数，轴的抗弯截面系数，P171P171，附录表，附录表9-49-4-1-1 B B对称循环应力下轴的许用弯曲应力，表对称循环应力下轴的许用弯曲应力，表9-39-3若轴上开键槽：若轴上开键槽：d d适当适当单键：单键：（3535）%，双键：，双键：（710710）%花键：计算出的花键：计算出的d d为内径。为内径。三、按疲劳强度校核轴的安全系数三、按疲劳强度校核轴的安全系数1 1、疲劳强度校核（精确校核计算）、疲劳强度校核（精确校核计算）1 1）按）按计算：计算：尺寸系数（尺寸系数（、）表面状态表面状态 应力集中（应力集中（k k、k k）重要轴：需进一步在轴结构化后进行精确计算。重要轴：需进一步在轴结构化后进行精确计算。没有精确计入影响疲劳强度的其它重要因素。没有精确计入影响疲劳强度的其它重要因素。2 2）方法：对轴上若干）方法：对轴上若干“危险截面危险截面”（实际应力较大的剖面，如受力实际应力较大的剖面，如受力较大、截面较小及应力集中较严重处较大、截面较小及应力集中较严重处）进行安全系数校）进行安全系数校核。核。3 3）基本公式：）基本公式：单纯受弯：单纯受弯：单纯受扭：单纯受扭：k k、k k 有效应力集中系数；见附图有效应力集中系数；见附图9 93535等等 表面状态系数；表面状态系数；见见附表附表91等等 、尺寸系数；尺寸系数；见附图见附图91复合安全系数：复合安全系数：根据截面所受弯矩和转矩，分别求出危险截面的弯曲应力和扭转应力，根据截面所受弯矩和转矩，分别求出危险截面的弯曲应力和扭转应力，并按循环特性求出平均应力和应力幅值并按循环特性求出平均应力和应力幅值2 2、静强度校核、静强度校核-抵抗塑性变形的能力抵抗塑性变形的能力s、s材料的弯曲和剪切屈服极限；材料的弯曲和剪切屈服极限；9-4 9-4 轴的刚度计算（自学）轴的刚度计算（自学）轴的变形：挠度、转角、扭角轴的变形：挠度、转角、扭角9-5 9-5 轴的临界转速（略）轴的临界转速（略）对于瞬时过载、应力分布不均严重的轴，应进行静强度对于瞬时过载、应力分布不均严重的轴，应进行静强度校核。校核。峰值载荷产生的弯曲应力峰值载荷产生的弯曲应力峰值载荷产生的扭切应力峰值载荷产生的扭切应力例题：设计单级斜齿圆柱齿轮减速器的低速轴。（例题：设计单级斜齿圆柱齿轮减速器的低速轴。（图图）已知：已知：P=4kwP=4kw，n=130r/minn=130r/min，d=300mmd=300mm，b=90mmb=90mm，=12=12o o，=20=20o o。1 1、选择轴的材料，确定许用应力、选择轴的材料，确定许用应力 选用轴的材料为选用轴的材料为4545钢，调质处理，查表钢，调质处理，查表9-19-1可知可知 ，60MPa=，102MPa=，215MPa=可知3-9查表;360,650bb1-bb0bb1+sssssMPaMPasb=2 2、按扭转强度估算轴的最小直径、按扭转强度估算轴的最小直径 单级减速器的低速轴为转轴，输出端轴径单级减速器的低速轴为转轴，输出端轴径为最小值，为最小值，查表查表9-29-2可得，取可得，取C=118C=118，则，则 考虑到联轴器的影响以及联轴器孔径系列标考虑到联轴器的影响以及联轴器孔径系列标准，取准，取d=38mmd=38mm3.3.齿轮上作用力的计算齿轮上作用力的计算4.4.轴的结构设计轴的结构设计 同时考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件同时考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式，按比例绘制轴系结构草图。的固定方式，按比例绘制轴系结构草图。(1)(1)联轴器的选择联轴器的选择 3882 GB5014-853882 GB5014-85 (2)(2)确定轴上零件的位置及固定方式确定轴上零件的位置及固定方式 (3)(3)确定各段轴的直径确定各段轴的直径 (4)(4)选取轴承型号选取轴承型号 (5)(5)确定各段轴的长度确定各段轴的长度 (6)(6)画出轴的结构草图画出轴的结构草图FaFtFrFRBZFRBXFRDZFRDX轴受力图轴受力图FRBXFtFRDX水平面受力图水平面受力图水平面弯矩图水平面弯矩图MCH5.5.校核轴的强度校核轴的强度 1 1）画出轴的受力简图，计算支反力和弯矩。）画出轴的受力简图，计算支反力和弯矩。FaFrFRDZFRBZ垂直面受力图垂直面受力图垂直面受力图垂直面受力图MCV-MCV+MC-MC+组合弯矩图组合弯矩图T扭矩图扭矩图MCe-MCe+当量弯矩图当量弯矩图 2 2）计算当量弯矩）计算当量弯矩MeMe。3 3）校核轴径。）校核轴径。6.6.绘制轴的零件图。绘制轴的零件图。