轴结构设计与计算.ppt

文档介绍：轴的结构设计与计算实例
第15章 轴
轴的结构练****br/> 轴的结构设计
5. 提高轴的强度的措施
(1) 改善轴的受载情况
为了减小轴所承受的弯矩，传动件应尽量靠近轴承，并尽可能不采用悬臂的支承形式，力求缩短支承跨距及悬臂长度。
当轴上的转矩需由两轮输出时，输入轮宜置于两输出轮的中间，如图所示，设输入的转矩为T1＝T2＋T3，且T2＞T3，当输入轮置于轴的一端［左图］时，轴的最大转矩为T2＋T3。如改为右图所示的布置方式，则轴的最大转矩仅为T2。
轴的结构设计
(2) 减少应力集中的措施
为了减少直径突变处的应力集中，提高轴的疲劳强度，应适当增大轴肩处的圆角半径。为保证零件在轴肩处定位可靠，当加大圆角半径受到限制时，可用间隔环、凹切圆角、卸荷槽等结构。
轴的结构设计
轴与轴上零件采用过盈配合时，轴上零件的边缘和轴过盈配合处将会引起应力集中。采用减小轮毂边缘处的刚度、将配合处的轴径略为加大(此时应注意过渡处的圆角半径)、或在配合处两端的轴上磨出卸载槽等都是降低应力集中的有效方法(下图所示）。
(a) 过盈配合处的应力集中；
(b) 轮毂上开卸载槽(应力集中系数 Kσ约减小15%～25%)；
(c) 轴上开卸载槽［～)d(Kσ约减小40%)］；
(d) 增大配合处直径［r＞～)d(Kσ约减小30%～40%)］
轴的结构设计
用圆盘铣刀加工的键槽比用端铣刀加工的键槽在键槽两端处所引起的应力集中小(图所示)。
圆盘铣刀加工键槽
端铣刀加工键槽
轴上尽量避免开小孔、切口和凹槽。必须开小
孔时，孔端要倒角。
粗糙表面易引起疲劳裂纹，从而产生应力集
中。对轴的表面进行辗压、喷丸等表面强化处理和
降低表面粗糙度，可以显著提高轴的疲劳强度。
轴的结构设计
最小轴径的确定
轴在进行结构设计之前，轴承间的距离尚未确定，还不知道支承反力的作用点，不能确定弯矩的大小及分布情况，所以设计时，只能先按转矩或用类比法、经验法来初步估算轴的直径(这样求出的直径，只能作为仅受转矩的那一段轴的最小直径)，并以此为基础进行轴的结构设计，定出轴的全部几何尺寸，最后校核轴的强度。