文档介绍：第16章轴
轴的类型与材料
轴的结构设计
轴的强度计算
轴的刚度计算
轴的类型与材料
轴的功用和类型
功用:轴是机器中的重要零件之一,用来支持旋转零件,如齿轮、带轮等。
根据承受载荷不同
转轴-即承受转矩又承受弯矩
类型
图16-1
减速箱转轴
发动机
后桥
传动轴
图16-2 汽车传动轴
根据承受载荷不同
转轴-即承受转矩又承受弯矩
类型
传动轴-主要承受转矩
轴的类型与材料
轴的功用和类型
功用:轴是机器中的重要零件之一,用来支持旋转零件,如齿轮、带轮等。
图16-3
固定心轴
根据承受载荷不同
转轴-即承受转矩又承受弯矩
类型
传动轴-主要承受转矩
心轴-只承受弯矩
固定心轴
转动心轴
轴的类型与材料
轴的功用和类型
功用:轴是机器中的重要零件之一,用来支持旋转零件,如齿轮、带轮等。
图16-4
转动心轴
根据轴的形状不同
直轴
光轴
阶梯轴
根据承受载荷不同
转轴-即承受转矩又承受弯矩
类型
传动轴-主要承受转矩
心轴-只承受弯矩
固定心轴
转动心轴
轴的类型与材料
轴的功用和类型
功用:轴是机器中的重要零件之一,用来支持旋转零件,如齿轮、带轮等。
图16-5 曲轴
曲轴
根据轴的形状不同
直轴
光轴
阶梯轴
根据承受载荷不同
转轴-即承受转矩又承受弯矩
类型
传动轴-主要承受转矩
心轴-只承受弯矩
固定心轴
转动心轴
轴的类型与材料
轴的功用和类型
功用:轴是机器中的重要零件之一,用来支持旋转零件,如齿轮、带轮等。
挠性轴
图16-6 挠性轴
曲轴
根据轴的形状不同
直轴
光轴
阶梯轴
根据承受载荷不同
转轴-即承受转矩又承受弯矩
类型
传动轴-主要承受转矩
心轴-只承受弯矩
固定心轴
转动心轴
轴的类型与材料
轴的功用和类型
功用:轴是机器中的重要零件之一,用来支持旋转零件,如齿轮、带轮等。
另外,为减轻轴的重量,还可以将轴制成空心的形式,如图16-7所示。
轴的设计,主要是根据工作要求并考虑制造工艺因素,选用合适的材料,进行结构设计,经过强度和刚度计算,定出轴的结构形状和尺寸。高速时还要考虑振动稳定性。
图16-7 空心轴
轴的材料
在轴的设计中,首先要选择合适的材料。轴的材料常采用碳素钢和合金钢。
碳素钢有35、45、50等优质中碳钢。它们具有较高综合机械性能,因此应用较多,特别是45号钢应用最为广泛。为了改善碳素钢的机械性能,应进行正火或调质处理。不重要或受力较小的轴,可采用Q237,Q275等普通碳素钢。
合金钢具有较高的机械性能,但价格较贵,多用于有特殊要求的轴。例如采用滑动轴承的高速轴,常用20Cr、 20CrMnTi等低碳合金钢,经渗碳淬火后可提高轴颈耐磨性;汽轮发电机转子轴在高温、高速和重载条件下工作,必须具有良好的高温机械性能,常采用27Cr2Mo1V、 38CrMoA1A等合金结构钢。
轴的毛坯一般用圆钢或锻件。有时也可采用铸钢或球墨铸铁。例如,用球墨铸铁制造曲轴、凸轮轴,具有成本低廉、吸振性较好,对应力集中的敏感性较低,强度较好等优点。适合制造结构形状复杂的轴。
值得注意的是:钢材的种类和热处理对其弹性模量的影响甚小,因此如欲采用合金钢或通过热处理来提高轴的刚度,并无实效。此外,合金钢对应力集中的敏感性较高,因此设计合金钢时,更应从结构上避免或减小应力集中,并减小其表面粗糙度。