机械基础轴课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第四章 轴,*,本章内容,第二节,轴上零件的布置,第一节 概述,轴的分类,第四章 轴,引子,:,轴的功用,支承其他回转件，承受转矩与弯矩，并传递运动和动力。,1.,按所受载荷特点分三种：,心轴：只承受弯矩,;,如,传动轴：只承受转矩,;,如,转轴：同时承受弯矩和转矩,;,如,任务 一,.,轴的分类,直轴，曲轴；,光轴，阶梯轴；,空心轴，实心轴；,刚性轴，挠性轴。,重点：阶梯轴,例汽车轴,2.,按轴的结构形状分：,阶梯轴,曲轴：,挠性钢丝轴,转轴：机器中最常见的轴，通常简称为轴。工作时既承受弯矩又承受转矩。,例：减速器中的轴,心轴：用来支承转动零件，只承受弯矩而不传递转矩。,例：车辆轴和滑轮轴，图中为自行车的前轮轴。,自行车的前轮轴,传动轴：主要用于传递转矩而不承受弯 矩，或所承受的弯矩很小的轴。,例：汽车中联接变速箱与后桥之间的轴。,传动轴,传动轴：,二、轴的材料,轴的功用，主要承受弯矩和扭矩。,轴的失效形式是疲劳断裂，应具有足够的强度、韧性和耐磨性。,轴的常用材料是：碳素钢和合金钢等。,在一般工作温度下，各种碳钢和合金钢的弹性模量相差不大，故在选择钢的种类和热处理方法时，所依据的主要是强度和耐磨性，而不是轴的弯曲刚度和扭转刚度等。,1,、碳素钢：,碳素钢比合金钢价格低廉，对应力集中的敏感性低，可通过热处理改善其综合性能，加工工艺性好，故应用最广；,一般用途的轴，多用含碳量为,0.25,0.5%,的优质碳素钢，尤其是,45,号钢。,对于不重要或受力较小的轴也可用,Q235,、,Q275,等碳素结构钢。,2,、合金钢：,具有比碳钢更好的机械性能和淬火性能，但对应力集中比较敏感，且价格较贵；,多用于对强度和耐磨性有特殊要求的轴。如,20Cr,、,20CrMnTi,等低碳合金钢，经渗碳淬火处理后可提高耐磨性；,20CrMoV,、,38CrMoAl,等合金钢，有良好的高温机械性能，常用于在高温、高速和重载条件下工作的轴。,3,、球墨铸铁,球墨铸铁吸振性和耐磨性好，对应力集中敏感低，价格低廉，使用铸造制成外形复杂的轴。例如：内燃机中的曲轴。,对于形状复杂的轴，如曲轴、凸轮轴等，也采用球墨铸铁或高强度铸造材料来进行铸造加工，易于得到所需形状，而且具有较好的吸振性能和好的耐磨性，对应力集中的敏感性也较低。,任务二 轴的结构设计,轴的结构组成；,轴上零件的定位；,影响轴结构的因素。,轴的结构设计,一,.,轴的结构组成,轴头：与传动零件或联轴器、离合器相配部分；,轴颈：与轴承相配部分,轴身：联接轴头和轴颈之间部分；,（轴的结构图）,轴端,轴头,轴颈,轴头,轴身,结构分析,轴颈,轴头,轴身,轴的结构设计,二、轴上零件的定位和固定,为了传递运动和动力，保证机械的工作精度和使用可靠，零件必须可靠地安装在轴上，不允许零件沿轴向发生相对运动。因此，轴上零件都必须有可靠的轴向定位措施；,轴上零件的轴向定位方法取决于零件所承受的轴向载荷大小；,零件的定位分：轴向定位、周向定位。,1.,轴上零件的轴向定位和固定,轴向定位和固定是指将轴上的零件沿轴线方向进行定位和固定。,常用方式：,轴肩、轴环,套筒、圆螺母,弹性挡圈、紧定螺钉；,轴端挡圈、圆锥面。,零件的轴向定位,1,）轴肩和轴环,:,要求,r,轴,R,孔,或,r,轴,C,孔,错误,正确,为了使轴上零件的端面能与轴肩紧贴，轴肩的圆角半径,R,必须小于零件孔端的圆角半径,R1,或倒角,C1,；否则，无法紧贴。轴肩或轴环的高度,h,必须大于,R1,或,C1,。,轴环与轴肩尺寸：,h=,（,0.07d,3,）,（,0.1d,5,）,mm,轴环宽度：,bl.4h,要求轴肩高度,滚动轴承内圈高度,错,误,正,确,2,）套筒,3,）轴用圆螺母,特点：,定位可靠，装拆方便，可承受较大的轴向力 由于切制螺纹使轴的疲劳强度下降。,应用：常用于轴的中部和端部,4,）轴端挡圈,当用轴肩、轴环、套筒、圆螺母、轴端挡圈进行零件的轴向定位时，为保证轴向定位可靠，要求,L,轴,L,毂,正确,正确,错误,5,）轴承端盖,轴承端盖与机座间加垫片，,以调整轴的位置,6,）弹性挡圈,8,）其它固定形式,7,）锁紧挡圈、紧定螺钉或销,这两种固定的方法，常用于轴向力较小的场合。锥形面或过盈配合联接,2.,零件的周向定位,1,）键,2,）花键,3,）紧定螺钉、销,4,）过盈配合,三、影响轴结构的因素,由于阶梯轴接近于等强度，而且便于加工和轴上零件的定位和拆装，所以实际上的轴多为阶梯形,.,关于轴的形状：,阶梯轴,2.,影响因素,1,）轴肩圆角,r,2,）轴端倒角,3,）砂轮越程槽,4,）螺纹退刀槽,5,）同一轴上键槽位于圆柱同一母线上，且取相同尺寸,同一根轴上所有圆角半径和倒角的大小应尽可能一致，以减少刀具规格和换刀次数。,为便于加工定位，轴的两端面上应做出中心孔。,完毕,1),圆角半径和倒角,为使轴上零件容易装拆，轴端和各轴段端部都应有,45,的倒角。,2),轴端倒角,轴上磨削的轴段应设有砂轮越程槽，以便磨削时砂轮可以磨削到轴肩的端部。,3),砂轮越程槽,轴上车螺纹的轴段应设有螺纹退刀槽，以保证螺纹牙均能达到预期的高度。,4),螺纹退刀槽,轴上沿长度方向开有几个键槽时，应将键槽安排在轴的同一母线上。,5),键槽,轴系结构改错,四处错误,正确答案,三处错误,正确答案,两处错误,1.,左侧键太长，套筒无法装入,2.,多个键应位于同一母线上,轴系结构改错,课后练习,1,、轴的功用是什么？根据所受的载荷不同，轴可分为几种类型？各用一例子说明。,2,、轴常用材料有哪些？,3,、轴在什么条件下会发生疲劳破坏，如何提高轴的疲劳强度？,4,、轴的强度计算的基本步骤是什么？轴的结构设计包括几个方面的内容？,思考题：指出图中主动轴结构的不合理之处，并提出改进意见。,试指出图中结构不合理的地方并改正。,