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同济大学机械设计教案轴

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第 章 轴

第1节 概述

一.作用:安装回转零件,传递转矩。

二.分类

转轴 M +T 光轴 直轴 心轴 M

刚性轴 传动轴 T 阶梯轴 轴 曲轴 (例汽车)

柔性轴

三.轴的常用材料:碳钢及其合金钢

四.本章解决问题:

轴上零件轴向定位

1. 轴的结构设计 轴上零件周向定位

轴的各部分尺寸初步确定

强度

2. 轴的计算 刚度

稳定性

第2节 轴的结构设计

一.对轴的结构要求:

1.轴上零件装拆、调整方便

2.工艺性好

3.轴上零件定位可靠

1) 轴向定位

2) 周向定位

注意事项

a. 轴肩圆角r<零件的倒角C(圆角r)<轴肩高度a <轴承内圈高度

R(倒角C)> a

b:零件长度>对应轴段长度

a

R

R r R r R>r R

二. 结构设计

例:设计减速器低速级轴系结构。已知功率P,低速级转速n. 设计

1. 确定安装方式

2. 确定最小直径 1)轴承支点不确定 2)旋转零件毂长不确定

A 0--与材料及受力有关的系数

3.确定各段直径和长度

三. 例题:结构改错

第3节 轴的强度计算

一.强度计算

1. 按扭转条件计算

仅考虑扭转时:

整理得: A 0--与材料和受力有关的系数

30n

p

A d ≥T

T T d n

P

W T ][2.09550000

3ττ≤

==30n

p

A d ≥T

T T d

n P

W T ][2.095500003ττ≤==

S K

S m

a >+=-σψττ

τττ12. 按弯扭组合较核计算

3. 按疲劳强度较核计算

二.提高轴的强度措施

1) 合理布置轴上零件减小轴的载荷

2) 改进轴上零件结构减小轴的载荷。

3) 改进轴的结构减小应力集中。

4) 改进轴的表面质量提高疲劳强度。

轴小结

轴的分类

轴的结构设计:安装次序、轴上零件的定位(轴向,周向)、工艺性 轴的计算:按扭矩计算,按弯扭组合计算、疲劳强度计算 S

S S S S S ca

>+=22τ

στ

σS K S m a >+=

-σψσσσσσ1输入轮 输出轮 输入轮 输出轮 输出轮 T 4 T 3 T 2

T 1

T 4

T 3 T 1 T 2

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