页数：16页文件大小：172.7 KB来源： 机械设计基础ppt课件
本课件讲轴的设计：先按受力把轴分为传动轴、心轴与转轴，介绍轴向定位与避免三面接触等结构设计要点，再依次给出按扭转强度估算、按弯扭合成强度计算与按疲劳强度精确校核三种方法，最后给出完整设计步骤与例题。
第九章 轴 一、分类。作用：支承、传递转速和扭矩。
二、设计特点：轴的结构包括确定轴的阶数、各段直径 d 与长度 l。
三、结构设计
1）轴上零件定位：轴向定位采用轴肩、轴环、套筒，2～3 种方式配合使用，另有轴端挡圈。
周向定位则依靠键、花键与过盈配合实现。
2）拆装性能：轮毂圆角应大于轴肩圆角（过渡圆角的作用是减少应力集中），要避免三面接触。3）配合关系同理按圆角配合处理。
按等强度角度考虑，轴宜做成中间粗、两头细。
四、材料的选择、失效形式：
五、强度计算 1）按扭转强度计算——传动轴：τ=T/WT ≤ [τ]，式中 WT 为抗剪剖面模量（P155）。
由扭转强度条件可得 d ≥ A0·∛(P/n)。
同一截面上直径 d 应圆整，最好以 0 和 5 结尾，便于测量。
圆整后便于测量与加工，是轴径确定的最后一步。
2）按弯扭合成强度计算——心轴、转轴（近似）：把轴上受力（R1、Q带、Q链等）分解为水平面与垂直面，建立简支梁力学模型并绘制弯矩图。
危险截面处弯矩最大 Mmax 而直径最小 dmin。转矩 T 产生剪应力 τ，弯矩 M 产生弯曲应力 σb。
| 应力状态 | 循环特性 r | 折合系数 α |
|---|---|---|
| 频繁起动、制动（σb） | r=0（脉动循环） | 0.6 |
| 对称循环弯曲应力（σb） | r=-1 | 1 |
| 静应力（τ） | r=+1 | 0.3 |
对于转轴（近似），受变应力应应用疲劳强度理论，而第四强度理论是静强度；若考虑应力变化情况则用该公式。
3）按疲劳强度计算（转轴精确计算）：转轴承受稳定的非对称应力，对于轴来讲，我们采用 r=C（应力比保持不变）的应力变化规律进行安全系数校核。
σb 为 r=-1 的对称循环弯曲应力，τ 为 r=+1 的静剪应力（τm=τa=τmax/2 时 r=0）。危险截面出现在 Mmax 处、直径 dmin 处以及应力集中处。
同一平面上有二种以上的应力集中影响因素时，分别按圆角、键槽、配合查出 kσ，最后取 kσmax。
六、轴的刚度计算（自学内容 P162）。
七、设计步骤
例题 6-1（P157）；作业 6-1、2。
题 5 图表示起重铰车从动大齿轮 1 和卷筒 2 与轴 3 相联接的三种形式：a 为齿轮与卷筒分别用键固定在轴上、轴的两端支架在机座轴承中；b 为齿轮与卷筒用螺栓联接成一体、空套在轴上、轴的两端用键与机座联接；c 为齿轮与卷筒用螺栓联接成一体、用键固定在轴上、轴的两端支架在机座轴承中。以上三种形式中的轴，依次为____。
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