第15章軸(new)

1、2022-3-71鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）第第15章章 軸軸15-1 概概 述述15-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計15-3 軸的計算軸的計算15-4 軸的設(shè)計實例軸的設(shè)計實例2022-3-72鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-1 概概 述述 功用：功用：用來支撐旋轉(zhuǎn)的機械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪、凸輪等。用來支撐旋轉(zhuǎn)的機械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪、凸

2、輪等。類類型型轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸傳遞扭矩又承受彎矩。傳遞扭矩又承受彎矩。按承受載荷分有：按承受載荷分有： 分類：分類：按軸的形狀分有：按軸的形狀分有：一、軸的用途及分類：一、軸的用途及分類：第第15章章 軸軸帶式運輸帶式運輸機機減速器減速器電動機電動機2022-3-73鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-1 概概 述述 功用：功用：用來支撐旋轉(zhuǎn)的機械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪、凸輪等。用來支撐旋轉(zhuǎn)的機械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪、凸輪等。類類型型轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸傳遞扭矩又承受彎矩。傳遞扭矩又承受彎

3、矩。按承受載荷分有：按承受載荷分有： 分類：分類：按軸的形狀分有：按軸的形狀分有：一、軸的用途及分類：一、軸的用途及分類：傳動軸傳動軸只傳遞扭矩只傳遞扭矩發(fā)動機發(fā)動機后橋后橋傳動軸傳動軸2022-3-74鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-1 概概 述述 功用：功用：用來支撐旋轉(zhuǎn)的機械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪、凸輪等。用來支撐旋轉(zhuǎn)的機械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪、凸輪等。類類型型轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸傳遞扭矩又承受彎矩。傳遞扭矩又承受彎矩。按承受載荷分有：按承受載荷分有： 分類：分類：按軸的

4、形狀分有：按軸的形狀分有：一、軸的用途及分類：一、軸的用途及分類：傳動軸傳動軸只傳遞扭矩。只傳遞扭矩。心軸心軸只承受彎矩。只承受彎矩?；嗇S滑輪軸 2022-3-75鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-1 概概 述述 功用：功用：用來支撐旋轉(zhuǎn)的機械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪、凸輪等。用來支撐旋轉(zhuǎn)的機械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪、凸輪等。類類型型轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸傳遞扭矩又承受彎矩。傳遞扭矩又承受彎矩。按承受載荷分有：按承受載荷分有： 分類：分類：按軸的形狀分有：按軸的形狀分有：一、軸的用途

5、及分類：一、軸的用途及分類：傳動軸傳動軸只傳遞扭矩。只傳遞扭矩。心軸心軸只承受彎矩。只承受彎矩。直軸直軸光軸光軸 階梯軸階梯軸 潘存云教授研制2022-3-76鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-1 概概 述述 功用：功用：用來支撐旋轉(zhuǎn)的機械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪、凸輪等。用來支撐旋轉(zhuǎn)的機械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪、凸輪等。類類型型轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸傳遞扭矩又承受彎矩。傳遞扭矩又承受彎矩。按承受載荷分有：按承受載荷分有： 分類：分類：按軸的形狀分有：按軸的形狀分有：一、軸的用途及分類

6、：一、軸的用途及分類：傳動軸傳動軸只傳遞扭矩。只傳遞扭矩。心軸心軸只承受彎矩。只承受彎矩。直軸直軸光軸光軸 階梯軸階梯軸 曲軸曲軸潘存云教授研制2022-3-77鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-1 概概 述述 功用：功用：用來支撐旋轉(zhuǎn)的機械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪、凸輪等。用來支撐旋轉(zhuǎn)的機械零件，如齒輪、帶輪、鏈輪、凸輪等。類類型型轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸傳遞扭矩又承受彎矩。傳遞扭矩又承受彎矩。按承受載荷分有：按承受載荷分有： 分類：分類：按軸的形狀分有：按軸的形狀分有：一、軸的用途及分

7、類：一、軸的用途及分類：傳動軸傳動軸只傳遞扭矩。只傳遞扭矩。心軸心軸只承受彎矩。只承受彎矩。直軸直軸光軸光軸 階梯軸階梯軸 曲軸曲軸撓性鋼絲軸撓性鋼絲軸2022-3-78鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-1 概概 述述 1、設(shè)計任務(wù)：選材、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工作能力計算。、設(shè)計任務(wù)：選材、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工作能力計算。二、軸設(shè)計的主要內(nèi)容：二、軸設(shè)計的主要內(nèi)容：2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計： 根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工

8、藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。 3、工作能力計算：、工作能力計算： 軸的承載能力驗算指的是軸的強度、剛度和振動穩(wěn)定性等方軸的承載能力驗算指的是軸的強度、剛度和振動穩(wěn)定性等方面的驗算。面的驗算。 4、軸的設(shè)計過程：、軸的設(shè)計過程：2022-3-79鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-1 概概 述述 N 選擇材料選擇材料 結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸的承載能力驗算軸的承載能力驗算驗算合格驗算合格?結(jié)結(jié) 束束Y二、軸設(shè)計的主要內(nèi)容：二、軸設(shè)計的

9、主要內(nèi)容： 4、軸的設(shè)計過程：、軸的設(shè)計過程：2022-3-710鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-1 概概 述述 種種類類碳素鋼：碳素鋼：35、45、50、Q235軸的毛坯：軸的毛坯：一般用圓鋼或鍛件，有時也用鑄鋼或球墨鑄鐵。一般用圓鋼或鍛件，有時也用鑄鋼或球墨鑄鐵。三、三、 軸的材料軸的材料 合金鋼合金鋼: 20Cr、20CrMnTi、40CrNi、38CrMoAlA等等用途：用途：碳素結(jié)構(gòu)鋼因具有較好的綜合力學(xué)性能，應(yīng)用較多，尤其是碳素結(jié)構(gòu)鋼因具有較好的綜合力學(xué)性能，

10、應(yīng)用較多，尤其是45鋼應(yīng)用最廣。合金鋼具有較高的力學(xué)性能，但價格較貴，多用于有特鋼應(yīng)用最廣。合金鋼具有較高的力學(xué)性能，但價格較貴，多用于有特殊要求的軸。殊要求的軸。如用球墨鑄鐵制造曲軸和凸輪軸，具有成本低廉、吸振性較好、對如用球墨鑄鐵制造曲軸和凸輪軸，具有成本低廉、吸振性較好、對應(yīng)力集中的敏感較低、強度較好等優(yōu)點。應(yīng)力集中的敏感較低、強度較好等優(yōu)點。為了改善為了改善力學(xué)性能力學(xué)性能正火或調(diào)質(zhì)處理。正火或調(diào)質(zhì)處理。2022-3-711鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-1 概概

11、 述述 表表15-1 軸的常用材料及其主要力學(xué)性能軸的常用材料及其主要力學(xué)性能2022-3-712鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）第第15章章 軸軸設(shè)計任務(wù)：設(shè)計任務(wù)：使軸的各部分具有合理的形狀和尺寸。使軸的各部分具有合理的形狀和尺寸。15-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計要求：設(shè)計要求：1、軸應(yīng)便于制造，軸上零件要易于裝拆；、軸應(yīng)便于制造，軸上零件要易于裝拆；) 2、軸和軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置；、軸和軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置；(定位) 3、各零件要牢固而可靠地相對固定；

12、、各零件要牢固而可靠地相對固定；(固定) 4、改善應(yīng)力狀況，減小應(yīng)力集中。、改善應(yīng)力狀況，減小應(yīng)力集中。2022-3-713鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計要求：設(shè)計要求：軸端擋圈軸端擋圈帶輪帶輪 軸承蓋軸承蓋套筒套筒齒輪齒輪滾動軸承滾動軸承典型軸系典型軸系結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)2022-3-714鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-2

13、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計一、擬定軸上零件的裝配方案一、擬定軸上零件的裝配方案 裝配方案：裝配方案：確定軸上零件的裝配方向、順序、和相互關(guān)系。確定軸上零件的裝配方向、順序、和相互關(guān)系。潘存云教授研制潘存云教授研制2022-3-715鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸上零件的裝配方案不同，則軸的結(jié)構(gòu)形狀也不相同。軸上零件的裝配方案不同，則軸的結(jié)構(gòu)形狀也不相同。設(shè)計時可擬定幾種裝配方案，進行分析與選擇。設(shè)計時可擬定幾種裝配方案，進行分析與選擇。

14、圖示減速器輸出軸就有兩種裝配方案。圖示減速器輸出軸就有兩種裝配方案。一、擬定軸上零件的裝配方案一、擬定軸上零件的裝配方案 2022-3-716鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計sa B c L a圓錐圓柱齒輪圓錐圓柱齒輪二級減速器二級減速器圖示減速器輸圖示減速器輸出軸就有兩種出軸就有兩種裝配方案。裝配方案。2022-3-717鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè)

15、計計（第（第 七七 版）版）15-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計一、擬定軸上零件的裝配方案一、擬定軸上零件的裝配方案 方案二需要一個用于軸向定位的長套筒，多了一個零件，加工工方案二需要一個用于軸向定位的長套筒，多了一個零件，加工工藝復(fù)雜，且質(zhì)量較大，故不如方案一合理藝復(fù)雜，且質(zhì)量較大，故不如方案一合理 。2022-3-718鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計二、軸上零件的定位與固定：二、軸上零件的定位與固定： 軸肩軸肩-階梯軸上截面變化之處。起軸向

16、定位作用階梯軸上截面變化之處。起軸向定位作用。 定位方法：定位方法：軸肩、套筒、圓螺母、擋圈、軸承端蓋。軸肩、套筒、圓螺母、擋圈、軸承端蓋。2022-3-719鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）4、5間的軸肩使齒輪在軸上定位，間的軸肩使齒輪在軸上定位，1、2間的軸肩使帶輪定位，間的軸肩使帶輪定位，6、7間的軸肩使右端滾動軸承定位。間的軸肩使右端滾動軸承定位。軸肩套筒套筒15-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計二、軸上零件的定位二、軸上零件的定位與固定：與固定： 2022-3-720鄭州

17、大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）雙向固定雙向固定15-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計二、軸上零件的定位二、軸上零件的定位與固定：與固定： 軸向固定由軸肩、套筒、螺母或軸端擋圈來實現(xiàn)。軸向固定由軸肩、套筒、螺母或軸端擋圈來實現(xiàn)。齒輪受軸向力時，向右是通過4、5間的軸肩，并由6、7間的軸肩頂在滾動軸承的內(nèi)圈上；向左則通過套筒頂在滾動軸承的內(nèi)圈上。帶輪的軸向固定是靠1、2間的軸肩和軸端當(dāng)圈。2022-3-721鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科0371-67781

18、783， Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計二、軸上零件的定位二、軸上零件的定位與固定：與固定： 1 1、軸向定位與固定方法：、軸向定位與固定方法：（1）軸肩定位：）軸肩定位： 定位軸肩定位軸肩和非定位軸肩和非定位軸肩兩種。兩種。 特點：特點：方便、可靠，但軸徑的突變會引起應(yīng)力集中，軸肩方便、可靠，但軸徑的突變會引起應(yīng)力集中，軸肩太多加工不便，多用于軸向力較大的場合。太多加工不便，多用于軸向力較大的場合。 2022-3-722鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機

19、械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計二、軸上零件的定位二、軸上零件的定位與固定：與固定： 1 1、軸向定位、軸向定位與固定與固定方法：方法：（1）軸肩定位：）軸肩定位： 非定位軸肩：非定位軸肩：為加工裝配方便設(shè)定，高度及過渡部位無特為加工裝配方便設(shè)定，高度及過渡部位無特殊要求，但不應(yīng)引起應(yīng)力集中，高度取殊要求，但不應(yīng)引起應(yīng)力集中，高度取12mm。2022-3-723鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計二、軸上零

20、件的定位二、軸上零件的定位與固定：與固定： 1 1、軸向定位、軸向定位與固定與固定方法：方法：（1）軸肩定位：）軸肩定位： 定位軸肩定位軸肩 軸肩的尺寸要求軸肩的尺寸要求: r C1 或或 r Rh=D-d(0.07d+3)(0.1d+5)mmb1.4h(與滾動軸承相配合處的與滾動軸承相配合處的h和和b值值,見軸承標(biāo)準(zhǔn)見軸承標(biāo)準(zhǔn)) 2022-3-724鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計二、軸上零件的定位二、軸上零件的定位與固定：與固定： 1 1、

21、軸向定位、軸向定位與固定與固定方法：方法：（1）軸肩定位：）軸肩定位： 軸肩的尺寸要求軸肩的尺寸要求: r C1 或或 r 200 mm。 4）按靜強度條件進行校核）按靜強度條件進行校核 對于瞬時過載很大，或應(yīng)力循環(huán)的不對稱性較為嚴(yán)重的軸，應(yīng)當(dāng)對于瞬時過載很大，或應(yīng)力循環(huán)的不對稱性較為嚴(yán)重的軸，應(yīng)當(dāng)進行靜強度條件校核。軸的靜強度條件為：進行靜強度條件校核。軸的靜強度條件為： SSSSSScaSSSSSS222022-3-765鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-3 軸的計算軸

22、的計算 二、二、 按彎扭合成強度計算按彎扭合成強度計算 SS=1.21.4-高塑性材料的鋼軸高塑性材料的鋼軸(S /B 0.6)； SS=1.41.8-中等塑性材料的鋼軸中等塑性材料的鋼軸(S /B =0.60.8)； SS=1.82.0-低塑性材料的鋼軸；低塑性材料的鋼軸； SS=2.02.3-鑄造軸鑄造軸; SS-按屈服強度設(shè)計的安全系數(shù)；按屈服強度設(shè)計的安全系數(shù)； Sca-危險截面靜強度設(shè)計的安全系數(shù)；危險截面靜強度設(shè)計的安全系數(shù)； 其中：其中： SS -同時考慮彎矩和軸向力時的安全系數(shù)；同時考慮彎矩和軸向力時的安全系數(shù)； 4）按靜強度條件進行校核）按靜強度條件進行校核 SSSSSSca

23、SSSSSS222022-3-766鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-3 軸的計算軸的計算 二、二、 按彎扭合成強度計算按彎扭合成強度計算 4）按靜強度條件進行校核）按靜強度條件進行校核 SS -只考慮扭矩時的安全系數(shù)：只考慮扭矩時的安全系數(shù)：WTSSS/maxMmax -軸的危險截面上所受的最大彎矩；軸的危險截面上所受的最大彎矩； Tmax -軸的危險截面上所受的最大扭矩軸的危險截面上所受的最大扭矩, N.mm； Famx -軸的危險截面上所受的最大軸向力軸的危險截面上所

24、受的最大軸向力, N； A -軸的危險截面的面積，軸的危險截面的面積， mm2； W -軸的危險截面的抗彎截面系數(shù)，軸的危險截面的抗彎截面系數(shù)， mm3； W-軸的危險截面的抗扭截面系數(shù)，軸的危險截面的抗扭截面系數(shù)， mm3。 s -材料材料的抗彎屈服極限；的抗彎屈服極限； s -材料材料的抗扭屈服極限；的抗扭屈服極限； AFaWMSSSmaxmax2022-3-767鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-3 軸的計算軸的計算 彎矩彎矩 彎曲變形彎曲變形扭矩扭矩 扭轉(zhuǎn)變形扭轉(zhuǎn)變

25、形三、三、 軸的剛度校核計算軸的剛度校核計算 潘存云教授研制潘存云教授研制lFFF”12yTTl變形量的描述：變形量的描述： 撓度撓度 y 、轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)角 、扭角、扭角 設(shè)計要求：設(shè)計要求： y y 2022-3-768鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-3 軸的計算軸的計算 三、三、 軸的剛度校核計算軸的剛度校核計算 1）彎曲變形計算）彎曲變形計算方法有：方法有：1.按微分方程求解按微分方程求解2.變形能法變形能法適用于等直徑軸。適用于等直徑軸。適用于階梯軸。適用于階梯軸。2

26、）扭轉(zhuǎn)變形計算）扭轉(zhuǎn)變形計算raddGTlGITlp432radIlTGnipiii11等直徑軸的扭轉(zhuǎn)角：等直徑軸的扭轉(zhuǎn)角：階梯軸的扭轉(zhuǎn)角：階梯軸的扭轉(zhuǎn)角：其中：其中：T-轉(zhuǎn)矩；轉(zhuǎn)矩； Ip-軸截面的極慣性矩軸截面的極慣性矩 l -軸受轉(zhuǎn)矩作用的長度；軸受轉(zhuǎn)矩作用的長度；d -軸徑；軸徑； G-材料的切變模量；材料的切變模量；2022-3-769鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）表表15-4 軸的許用變形量軸的許用變形量變形種類變形種類許用值許用值適用場合適用場合變形種類變形種類

27、許用值許用值適用場合適用場合(0.00030.0005)l一般用途的軸一般用途的軸0.0002l剛度要求較高剛度要求較高感應(yīng)電機軸感應(yīng)電機軸( (0.010.05)mn安裝齒輪的軸安裝齒輪的軸0.01 ( (0.020.05) m安裝蝸輪的軸安裝蝸輪的軸滾動軸承滾動軸承0.05向心球軸承向心球軸承調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承0.0010.002齒輪處軸截面齒輪處軸截面0.51一般傳動一般傳動0.20.5較精密傳動較精密傳動重要傳動重要傳動撓度撓度mm轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角rad每米長每米長的扭角的扭角( )/ml 支撐間的跨矩支撐間的跨矩 0.25 0.0016 電機

28、定子與轉(zhuǎn)子電機定子與轉(zhuǎn)子 間的間隙間的間隙 mn 齒輪的模數(shù)齒輪的模數(shù) m 蝸輪的模數(shù)蝸輪的模數(shù) 0.0010.050.002515-3 軸的計算軸的計算 2022-3-770鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-3 軸的計算軸的計算 按彎扭合成強度計算軸徑的一般步驟：按彎扭合成強度計算軸徑的一般步驟：1. 將外載荷分解到水平面和垂直面。求垂直面支撐反力將外載荷分解到水平面和垂直面。求垂直面支撐反力FV和水平面和水平面支撐反力支撐反力FH ;2. 作垂直彎矩作垂直彎矩MV圖和彎

29、矩圖和彎矩MH圖圖 ;3. 作合成彎矩作合成彎矩M圖；圖；4. 作轉(zhuǎn)矩作轉(zhuǎn)矩T圖；圖；5. 彎扭合成，作當(dāng)量彎矩彎扭合成，作當(dāng)量彎矩Me圖；圖；6. 計算危險截面軸徑計算危險截面軸徑:22)( TMMe22VHMMMmmMdbe31 1 . 02022-3-771鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-3 軸的計算軸的計算 1. 若危險截面上有鍵槽，則應(yīng)加大若危險截面上有鍵槽，則應(yīng)加大4%2. 若計算結(jié)果大于結(jié)構(gòu)設(shè)計初步估計的軸徑，則強度不夠，應(yīng)修改若計算結(jié)果大于結(jié)構(gòu)設(shè)計初步估計

30、的軸徑，則強度不夠，應(yīng)修改設(shè)計；設(shè)計；3. 若計算結(jié)果小于結(jié)構(gòu)設(shè)計初步估計的軸徑，且相不大，一般以結(jié)若計算結(jié)果小于結(jié)構(gòu)設(shè)計初步估計的軸徑，且相不大，一般以結(jié)構(gòu)設(shè)計的軸徑為準(zhǔn)。構(gòu)設(shè)計的軸徑為準(zhǔn)。說明：說明：2022-3-772鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）15-3 軸的計算軸的計算 mk30四、軸的振動及振動穩(wěn)定性的概念四、軸的振動及振動穩(wěn)定性的概念 軸是一彈性體，旋轉(zhuǎn)時，會產(chǎn)生彎曲振動、扭轉(zhuǎn)振動及縱向振動。軸是一彈性體，旋轉(zhuǎn)時，會產(chǎn)生彎曲振動、扭轉(zhuǎn)振動及縱向振動。 一般通用機

31、械中的軸很少發(fā)生共振。若發(fā)生共振，多為彎曲共振。一般通用機械中的軸很少發(fā)生共振。若發(fā)生共振，多為彎曲共振。一階臨界轉(zhuǎn)速一階臨界轉(zhuǎn)速: : ccn2601當(dāng)軸的振動頻率與軸的自振頻率相同時，就會產(chǎn)生共振。當(dāng)軸的振動頻率與軸的自振頻率相同時，就會產(chǎn)生共振。 共振時軸的轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速。共振時軸的轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速。 臨界轉(zhuǎn)速可以有很多個，其中一階臨界轉(zhuǎn)速下振動最為激烈，最臨界轉(zhuǎn)速可以有很多個，其中一階臨界轉(zhuǎn)速下振動最為激烈，最為危險，為危險，030yg2022-3-773鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第

32、（第 七七 版）版）15-3 軸的計算軸的計算 四、軸的振動及振動穩(wěn)定性的概念四、軸的振動及振動穩(wěn)定性的概念 剛性軸：工作轉(zhuǎn)速低于一階臨界轉(zhuǎn)速的軸；剛性軸：工作轉(zhuǎn)速低于一階臨界轉(zhuǎn)速的軸； 撓性軸：工作轉(zhuǎn)速超過一階臨界轉(zhuǎn)速的軸；撓性軸：工作轉(zhuǎn)速超過一階臨界轉(zhuǎn)速的軸； 一般情況下，應(yīng)使軸的工作轉(zhuǎn)速一般情況下，應(yīng)使軸的工作轉(zhuǎn)速n0.85nc1，或，或1.5 nc1n0.85 nc2。滿足上述條件的軸就是具有了彎曲振動的穩(wěn)定性。滿足上述條件的軸就是具有了彎曲振動的穩(wěn)定性。 2022-3-774鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）2022-3-775鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）2022-3-776鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）2022-3-777鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué)科鄭州大學(xué)機械工程學(xué)院機械學(xué)學(xué) Email： 機機 械械 設(shè)設(shè) 計計（第（第 七七 版）版）2022-3-