轴的强度步骤.pptx
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1、第第8 8章章 轴轴主讲教师:孟祥志主讲教师:孟祥志东北大学国家工科机械基础课程教学基地东北大学国家工科机械基础课程教学基地主要知识点主要知识点8-1 8-1 概述概述8-2 8-2 轴的材料轴的材料8-3 8-3 轴的结构设计轴的结构设计8-4 8-4 轴的强度计算轴的强度计算8-5 8-5 轴的刚度计算轴的刚度计算8-6 8-6 轴的共振和临界转速轴的共振和临界转速按外形分按外形分按载荷分按载荷分直轴直轴曲轴曲轴转轴转轴软轴软轴传动轴传动轴心轴心轴光轴光轴阶梯轴阶梯轴空心轴空心轴固定心轴固定心轴转动心轴转动心轴一、轴的一、轴的用途用途与分类与分类8-1 8-1 概述概述8-1 8-1 概述
2、概述 一、轴的用途与分类一、轴的用途与分类支承回转零件,传递支承回转零件,传递运动和动力。运动和动力。轴的分类轴的分类8-1 8-1 概述概述 一、轴的用途与分类一、轴的用途与分类8-1 8-1 概述概述 一、轴的用途与分类一、轴的用途与分类空心轴空心轴8-1 8-1 概述概述 一、轴的用途与分类一、轴的用途与分类8-1 8-1 概述概述 一、轴的用途与分类一、轴的用途与分类8-1 8-1 概述概述 一、轴的用途与分类一、轴的用途与分类8-1 8-1 概述概述 一、轴的用途与分类一、轴的用途与分类8-1 8-1 概述概述 一、轴的用途与分类一、轴的用途与分类8-1 8-1 概述概述 一、轴的用
3、途与分类一、轴的用途与分类8-1 8-1 概述概述 一、轴的用途与分类一、轴的用途与分类二、轴的失效形式及设计准则二、轴的失效形式及设计准则疲劳断裂疲劳断裂过大变形过大变形(高速高速)共振共振主要失效形式主要失效形式设计准则设计准则疲劳强度校核、疲劳强度校核、静强度校核静强度校核刚度计算刚度计算振动稳定性计算振动稳定性计算8-1 8-1 概述概述 二、轴的失效形式及设计准则二、轴的失效形式及设计准则1.1.轴的材料选择轴的材料选择2.2.轴径的初步计算轴径的初步计算3.3.轴的结构设计轴的结构设计4.4.轴的强度校核轴的强度校核5.5.轴的刚度、振动稳定性计算轴的刚度、振动稳定性计算轴轴的的设
4、设计计步步骤骤8-1 8-1 概述概述 三、轴的设计步骤三、轴的设计步骤对轴材料的要求对轴材料的要求:(1)(1)具有足够的强度、足够的塑性、冲击具有足够的强度、足够的塑性、冲击 韧性、抗磨损性和抗腐蚀性;韧性、抗磨损性和抗腐蚀性;(2)(2)对应力集中的敏感性小;对应力集中的敏感性小;(3)(3)具有良好的工艺性;具有良好的工艺性;(4)(4)能通过各种热处理方式提高轴的疲劳强度。能通过各种热处理方式提高轴的疲劳强度。8-2 8-2 轴的材料轴的材料 一、轴的材料要求一、轴的材料要求8-2 8-2 轴的材料轴的材料轴材料的选择轴材料的选择 主要采用主要采用碳素钢碳素钢和和合金钢合金钢。碳钢比
5、。碳钢比合金钢价廉,对应力集中的敏感性较合金钢价廉,对应力集中的敏感性较小,应用广泛。小,应用广泛。形状复杂的轴可采用球墨铸铁。形状复杂的轴可采用球墨铸铁。参考教材表参考教材表8-18-1。8-2 8-2 轴的材料轴的材料 二、轴的材料选择二、轴的材料选择8-3 8-3 轴的结构设计轴的结构设计 一、轴的结构设计原则一、轴的结构设计原则8-3 8-3 轴的结构设计轴的结构设计一、轴的结构设计原则一、轴的结构设计原则原则原则:1 1 轴上零件易于安装、调整、拆卸轴上零件易于安装、调整、拆卸2 2 轴的受力合理、应力集中小轴的受力合理、应力集中小3 3 轴上零件定位准确轴上零件定位准确4 4 轴便
6、于加工轴便于加工,加工工艺性好加工工艺性好二、制造安装要求二、制造安装要求1 1 轴的形状轴的形状阶梯轴阶梯轴光光 轴轴等强度易加工8-3 8-3 轴的结构设计轴的结构设计 二、制造安装要求二、制造安装要求8-3 8-3 轴的结构设计轴的结构设计 一、轴的结构设计原则一、轴的结构设计原则阶梯轴的结构阶梯轴的结构光轴的结构光轴的结构8-3 8-3 轴的结构设计轴的结构设计 二、制造安装要求二、制造安装要求2 2 轴的装配工艺性轴的装配工艺性8-3 8-3 轴的结构设计轴的结构设计 二、制造安装要求二、制造安装要求三、改善轴的受力情况三、改善轴的受力情况1 1 轴上零件的布置轴上零件的布置8-3
7、8-3 轴的结构设计轴的结构设计 三、改善轴的受力情况三、改善轴的受力情况8-3 8-3 轴的结构设计轴的结构设计 三、改善轴的受力情况三、改善轴的受力情况2 2 减轻轴的应力集中减轻轴的应力集中8-3 8-3 轴的结构设计轴的结构设计 三、改善轴的受力情况三、改善轴的受力情况1 1)相邻轴段直径相差不宜过大)相邻轴段直径相差不宜过大2 2)轴肩过渡圆角应大)轴肩过渡圆角应大8-3 8-3 轴的结构设计轴的结构设计 三、改善轴的受力情况三、改善轴的受力情况8-3 8-3 轴的结构设计轴的结构设计 三、改善轴的受力情况三、改善轴的受力情况3 3)在轴上或轮毂上开减载槽)在轴上或轮毂上开减载槽8-
8、3 8-3 轴的结构设计轴的结构设计 三、改善轴的受力情况三、改善轴的受力情况4 4)肩环)肩环5 5)凹切圆角)凹切圆角8-3 8-3 轴的结构设计轴的结构设计 三、改善轴的受力情况三、改善轴的受力情况6 6)柔性轮毂)柔性轮毂8-3 8-3 轴的结构设计轴的结构设计 三、改善轴的受力情况三、改善轴的受力情况7 7)盘铣刀开键槽)盘铣刀开键槽9 9)避免在轴上打印)避免在轴上打印8-3 8-3 轴的结构设计轴的结构设计 三、改善轴的受力情况三、改善轴的受力情况8)8)轴上尽量避免开横孔,若不可避免应轴上尽量避免开横孔,若不可避免应将孔端倒角,提高表面粗糙度等级。将孔端倒角,提高表面粗糙度等级
9、。四、轴上零件的定位和固定四、轴上零件的定位和固定1 1 轴上零件的周向定位与固定轴上零件的周向定位与固定1 1)键联接)键联接8-3 8-3 轴的结构设计轴的结构设计 四、轴上零件的定位和固定四、轴上零件的定位和固定2 2)花键联接)花键联接3 3)成型联接)成型联接8-3 8-3 轴的结构设计轴的结构设计 四、轴上零件的定位和固定四、轴上零件的定位和固定4 4)弹性环联接)弹性环联接5 5)销联接)销联接8-3 8-3 轴的结构设计轴的结构设计 四、轴上零件的定位和固定四、轴上零件的定位和固定6 6)过盈联接)过盈联接2 2 轴上零件的轴向定位与固定轴上零件的轴向定位与固定1 1)轴肩)轴
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