文档介绍：第15章轴
§15-1 概述
§15-2 轴的结构设计
§15-3 轴的计算
§15-4 轴的设计实例
中国地质大学专用作者: 潘存云教授
潘存云教授研制
带式运输机
减速器
电动机
转轴
§15-1 概述
功用:用来支撑旋转的机械零件,如齿轮、带轮、
链轮、凸轮等。
类型
转轴——传递扭矩又承受弯矩。
按承受载荷分有
分类:
按轴的形状分有
一、轴的用途及分类
中国地质大学专用作者: 潘存云教授
潘存云教授研制
功用:用来支撑旋转的机械零件,如齿轮、带轮、
链轮、凸轮等。
类型
转轴——传递扭矩又承受弯矩。
按承受载荷分有
分类:
按轴的形状分有
传动轴——只传递扭矩
发动机
后桥
传动轴
一、轴的用途及分类
§15-1 概述
中国地质大学专用作者: 潘存云教授
潘存云教授研制
前轮轮毂
潘存云教授研制
功用:用来支撑旋转的机械零件,如齿轮、带轮、
链轮、凸轮等。
类型
转轴——传递扭矩又承受弯矩
按承受载荷分有
分类:
按轴的形状分有
传动轴——只传递扭矩
心轴——只承受弯矩
固定心轴
火车轮轴
车厢重力
前叉
支撑反力
转动心轴
一、轴的用途及分类
§15-1 概述
自行车
前轮轴
中国地质大学专用作者: 潘存云教授
功用:用来支撑旋转的机械零件,如齿轮、带轮、
链轮、凸轮等。
类型
转轴——传递扭矩又承受弯矩
按承受载荷分有
分类:
传动轴——只传递扭矩
心轴——只承受弯矩
直轴
一、轴的用途及分类
§15-1 概述
光轴
阶梯轴
按轴的形状分有
一般情况下,直轴做成实心轴,需要减重时做成空心轴
潘存云教授研制
中国地质大学专用作者: 潘存云教授
功用:用来支撑旋转的机械零件,如齿轮、带轮、
链轮、凸轮等。
类型
转轴——传递扭矩又承受弯矩
按承受载荷分有
分类:
按轴的形状分有
传动轴——只传递扭矩
心轴——只承受弯矩
直轴
一、轴的用途及分类
§15-1 概述
光轴
阶梯轴
曲轴
潘存云教授研制
潘存云教授研制
中国地质大学专用作者: 潘存云教授
本章只研究直轴
功用:用来支撑旋转的机械零件,如齿轮、带轮、
链轮、凸轮等。
类型
转轴——传递扭矩又承受弯矩
按承受载荷分有
分类:
按轴的形状分有
传动轴——只传递扭矩
心轴——只承受弯矩
直轴
一、轴的用途及分类
§15-1 概述
光轴
阶梯轴
曲轴
挠性钢丝轴
潘存云教授研制
中国地质大学专用作者: 潘存云教授
设计任务:选材、结构设计、工作能力计算。
二、轴设计的主要内容
轴的结构设计:
根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求,合理地确定轴的结构形式和尺寸。
工作能力计算:
轴的承载能力验算指的是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的验算。
轴的设计过程:
N
选择材料
结构设计
轴的承载能力验算
验算合格?
结束
Y
中国地质大学专用作者: 潘存云教授
种类
碳素钢:35、45、50、Q235
轴的毛坯:一般用圆钢或锻件,有时也用铸钢或球墨铸铁。
三、轴的材料
合金钢: 20Cr、20CrMnTi、40CrNi、38CrMoAlA等
用途:碳素结构钢因具有较好的综合力学性能,应用较多,尤其是45钢应用最广。合金钢具有较高的力学性能,但价格较贵,多用于有特殊要求的轴。
如用球墨铸铁制造曲轴和凸轮轴,具有成本低廉、吸振性较好、对应力集中的敏感较低、强度较好等优点。
为了改善力学性能
正火或调质处理。
表15-1 轴的常用材料及其主要力学性能
材料及热处理
毛坯直径
/mm
硬度
/HBS
强度极限σb
屈服极限σs
MPa
弯曲疲劳极限σ-1
应用说明
Q235
440
240
200
用于不重要或载荷不大的轴
35 正火
520
270
250
有较好的塑性和适当的强度,可用于一般曲轴、转轴。
≤100
149
~187
……………………
中国地质大学专用作者: 潘存云教授
表15-2 轴的常用材料及其主要力学性能
材料牌号热处理毛坯直径硬度
/mm /HBS
抗拉强度极限
σb
屈服强度极限
σs
弯曲疲劳极限
σ-1
剪切疲劳极限
σ-1
许用弯曲应力
[σ-1]
备注
应用最为广泛
用于不太重要及受载荷不大的轴
用于载荷较大,而无大的冲击的重要轴
用于很重要的轴
用于重要轴,性能近于40CrNi
用于要求高耐磨性,高强度且热处理变形很小的轴
用于要求强度及韧性均较高的轴
用于腐蚀条件下的轴
用于高、低