第十一章-轴

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1、第十一章轴第一节轴的分类和材料第二节轴的结构第三节传动轴强度与刚度第四节心轴的强度计算第五节转轴的强度计算第六节轴类零件的修理【知识目标】了解轴的功用、类型、结构，了解轴的常用材料及热处理方法和选择，掌握扭转、弯曲变形及弯扭组合变形的内力、应力及强度计算方法，掌握的结构设计方法，掌握轴类零件的修理。【能力目标】具有使用标准、规范、手册、图册等设计资料的能力。会进行轴的结构设计，能修复常见失效形式的轴。【观察与思考】如图所示的自行车，通过仔细观察，请思考自行车的车轮安装在什么零件上？其运动是怎么传递的？前中后轮轴的作用有何不同？主要承受什么载

2、荷？汽车前置发动机输出的旋转运动是如何传递到后桥的？轴是组成机器的重要零件之一。轴的功用2.传递转矩和运动。1.支承旋转零件（如齿轮）减速器拆装演示（3）转轴——同时产生弯曲和扭转变形的轴。如减速器中的轴。（2）传动轴——只产生扭转变形或以产生扭转变形为主的轴。如汽车传动轴。一、轴的分类1.按产生变形情况可分为：心轴、传动轴、转轴。（1）心轴——只产生弯曲变形的轴转动心轴：固定心轴：轴固定，如自行车前轮轴轴转动，如火车轮轴自行车前轮轴火车轮轴第一节轴的分类和材料问：根据承载情况下列各轴分别为哪种类型？0轴：Ⅰ轴：Ⅴ轴：Ⅱ轴：Ⅲ轴：Ⅳ轴：传动

3、轴转轴转动心轴转轴转轴转动心轴如何判断轴是否传递转矩：从原动机向工作机画传动路线，若传动路线沿该轴轴线走过一段距离，则该轴传递转矩。如何判断轴是否承受弯矩：该轴上除联轴器外是否还有其它传动零件，若有则该轴承受弯矩，否则不承受弯矩。2.按轴线形状的不同，可分为：直轴、曲轴、钢丝软轴。（1）直轴光轴（2）曲轴阶梯轴（3）钢丝软轴：轴线可任意弯曲，传动灵活。动力源被驱动装置接头接头钢丝软轴二、轴的材料1．轴的主要失效形式：疲劳断裂（工作时所承受的应力一般是交变循环应力）2．对轴材料的要求（1）具有一定的疲劳强度，对应力集中的敏感性低；（2）具有一

4、定的刚度和韧性；（3）具有足够的耐磨性；（4）良好的经济性、工艺性。3．轴的常用材料：碳钢、合金钢、球墨铸铁。（1）碳素钢：30、35、45、50(正火或调质)，45应用最广。价廉，对应力集中不敏感，良好的加工性，经热处理后可获良好的综合机械性能，常用于受力较小或不重要的场合。（2）中、低碳合金钢：有更好的机械性能和热处理工艺性，对应力集中较敏感。常用于高速、重载、耐磨、耐高温等特殊场合。（3）球墨铸铁：价廉、强度高、吸振性好、切削加工性较好。适用于形状复杂的轴。注意：钢材种类、热处理对钢材弹性模量E影响很小，所以采用合金钢、热处理并不能提

5、高轴的刚度轴的常用材料及主要力学性能表4．轴的毛坯（1）大直径钢轴采用锻造毛坯（2）中小直径钢轴采用轧制毛坯。（3）球墨铸铁采用铸造毛坯。轴各部分的名称组成轴颈：装轴承处尺寸=轴承内径；轴头：装轮毂处直径与轮毂内径相当；轴身：联接轴颈和轴头部分；轴颈轴头轴身第二节轴的结构轴的结构设计要求1.便于轴上零件的装拆；2.轴上零件要有可靠的定位、轴向固定和周向固定；3.具有良好的工艺性；4.有利于提高轴的强度和刚度，节约材料减轻质量。轴的结构设计目的确定轴的结构形状和尺寸：d、l。一、轴上零件的装拆轴上零件拆卸和装配演示两头小中间大的阶梯轴。二、轴

6、及轴上零件的轴向定位轴肩：轴上截面突变的部位轴肩对轴上零件起轴向定位作用非定位轴肩：便于装拆、起过渡作用，h=(1~2)mm。定位轴肩：起轴向定位作用。特点：结构简单，定位可靠，可承受较大的轴向力。①轴肩高度h＞轴上零件倒角尺寸c（圆角半径R）＞轴圆角半径r。②h=（0.07~0.1）dmm③安装标准件的轴肩高度应符合标准件的标准。定位轴肩高度：定位轴肩宽度：b=1.4h三、轴上零件的固定１.轴向固定目的：为了防止轴上零件在轴向力沿轴向窜动常用的固定方法：轴肩、套筒、圆螺母与轴端挡圈（１）轴肩轴肩结构简单，轴向固定方便可靠，能承受较大的轴向

7、载荷，不需附加零件，广泛各种轴上零件的固定。（３）圆螺母特点：定位可靠，可承受较大的轴向力，装拆方便。但切制螺纹使轴的疲劳强度下降。（2）套筒特点：结构简单，定位可靠，能承受较大轴向力。能同时固定两个零件的轴向位置，但两零件相距不宜太远，不宜高速。止动垫片（4）轴端挡圈特点：固定可靠，能承受较大的轴向力，用于轴端。当用轴肩、轴环、套筒、圆螺母、轴端挡圈进行零件的轴向定位时，为保证轴向定位可靠，要求L轴

8、挡圈固定特点：结构简单紧凑，只能承受很小的轴向力，切槽需要一定的精度。常用于固定滚动轴承等的轴向定位。（７）紧定螺钉固定特点：承受轴向力很小，亦可起周向固定作用。适用于轴向力小，