11 - 轴与轴毂连接1-宋宝玉版 - SBY.ppt

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1、轴与轴毂连接（1）第九章轴（1）9.1概述9.1.1轴的分类转轴心轴传动轴工作时既承受弯矩又承受转矩的轴称为转轴；只承受弯矩而不传递转矩的轴称为心轴；用来传递转矩而不承受弯矩的轴称为传动轴；转动心轴、固定心轴。1.按受载荷分①转轴：减速器上的输入轴、输出轴齿轮减速器②传动轴：汽车的传动轴（中间有花键）③心轴：火车轮轴、滑轮轴阶梯轴：轴上零件定位，传递轴向力；曲轴：变回转运动为往复运动，或反之；软轴：传送远距离的运动，回转轴线不同心；空心轴：减少主轴的重量，提高刚度，花键孔。2.按结构形状分①阶梯轴：主要用在减速器上②曲轴：多用于汽油发动机连杆4缸发动机③软轴：汽车转速表、软轴泵等软轴

2、芯结构软轴电泵汽车转速表软轴实物④空心轴：多用于车床主轴、花键轴等车床主轴车床床头箱花键空心轴减速器空心轴9.1.2轴的受力、应力及失效形式以减速器的输出轴（转轴）为例在AB之间的任意截面上，只有弯矩M，因此只有弯曲应力σb。在BC之间的任意截面上，既作用弯矩M，又作用转矩T，因此，既有弯曲应力σb，又有扭转剪应力τ；在CD之间的任意截面上，只作用有转矩T，因此只有扭转剪应力τ；1.受力及应力分析①在弯矩作用下，截面上特征点的应力分析截面受剪应力；表面上剪应力最大。截面各点：点1中性层；点2拉应力；点3中性层；点4压应力。TT②在扭矩作用下，截面上的应力分析2134FFrFr弯矩M周

3、期变化，弯曲应力σb为对称循环变应力，其循环特征r=-1；当转矩T按脉动循环变化时，扭转剪应力τ也为脉动循环，其循环特征r=0；当转矩T为对称循环时，扭转剪应力τ也为对称循环，其循环特征r=-1。图a图b图c2.应力循环特征当转矩T的大小及方向恒定不变时，扭转剪应力τ为静应力，循环特征r=+1；3.轴的一般失效形式疲劳断裂：疲劳裂纹发展到一定程度后突然断裂。曲轴折断轴疲劳折断断口花键轴折断9.1.3轴的设计过程设计计算结构设计1.轴的设计主要解决两个方面的问题2.轴的设计要分三步进行①初定轴径；②结构设计：画草图，确定轴的各段尺寸，得到轴的跨距和力的作用点;③计算弯矩、弯曲应力及扭剪

4、应力，进行校核计算。3.转轴设计过程框图已知条件选择轴的材料初算轴径的最小值结构设计计算弯矩扭矩校核计算完善设计修改直径转轴设计程序框图轴的材料主要采用常用的优质碳素钢有30、40、45、和50钢，其中45钢应用最多碳素钢合金钢常用的合金钢有20Cr、40Cr、35SiMn、35CrMo等1.常用材料9.2轴的材料2.常用材料的主要机械性能9.3.1类比法通常估算轴的最小直径，作为结构设计的依据；参考同类已有机器的轴的结构和尺寸进行分析对比。9.3轴径的初步估算9.3.2经验公式计算输入轴：速度较高，直径d可按与其相连的电动机轴的直径D估算；d=(0.8~1.2)D输出轴：速度较低，

5、直径d可按同级齿轮传动中心距a估算。d=(0.3~0.4)a9.3.3按扭转强度计算或计算公式:当最小直径剖面上有一个键槽时增大5%，当有两个键槽时增大10%，然后圆整为标准直径。键槽的影响:轴的结构设计的主要要求是：①轴应便于加工，轴上零件应便于装拆。（制造及安装要求）②轴和轴上零件应有正确而可靠的工作位置。（定位固定要求）③轴的受力合理，尽量减少应力集中等。（强度要求）9.4轴的结构设计①基本要求：便于拆卸便于安装便于制造做成阶梯轴应有倒角键应靠近端部9.4.1制造及安装要求②加工工艺性应设计出砂轮越程槽、螺纹退刀槽9.4.2固定要求1.轴上零件的轴向固定①轴肩固定：承受较大轴向

6、载荷，注意圆角倒角尺寸联轴器齿轮轴承r

7、.减小轴的应力集中提高轴的疲劳强度：碾压、喷丸、表面淬火等工件表面喷丸处理冲击碾压4.提高轴的表面质量谢谢