第9章 轴和轴承（课件）-《机械设计基础》同步教学（电子工业版）

第9章 轴和轴承 ——《机械设计基础》 轴及轴毂联接 学习要点： 了解轴的功用及分类 掌握影响轴的结构因素 掌握轴的结构设计 了解轴的强度计算 3 带式运输机 减速器 电动机 转轴 功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。 类型 转轴---传递扭矩又承受弯矩。 按承受载荷分有： 分类： 按轴的形状分有： 1 轴的用途及分类 功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。 类型 转轴---传递扭矩又承受弯矩。 按承受载荷分有： 分类： 按轴的形状分有： 传动轴---只传递扭矩 发动机 后桥 传动轴 功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。 类型 转轴---传递扭矩又承受弯矩 按承受载荷分有： 分类： 按轴的形状分有： 传动轴---只传递扭矩 心轴---只承受弯矩 前轮轮毂 固定心轴 火车轮轴 车厢重力 前叉 自行车 前轮轴 支撑反力 转动心轴 功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。 类型 转轴---传递扭矩又承受弯矩 按承受载荷分有： 分类： 传动轴---只传递扭矩 心轴---只承受弯矩 直轴 光轴 阶梯轴 按轴的形状分有： 潘存云教授研制 功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。 类型 转轴---传递扭矩又承受弯矩 按承受载荷分有： 分类： 按轴的形状分有： 传动轴---只传递扭矩 心轴---只承受弯矩 直轴 光轴 阶梯轴 曲轴 功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。 类型 转轴---传递扭矩又承受弯矩 按承受载荷分有： 分类： 按轴的形状分有： 传动轴---只传递扭矩 心轴---只承受弯矩 直轴 光轴 阶梯轴 曲轴 功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。 类型 按承受载荷分有： 分类： 按轴的形状分有： 挠性钢丝轴 5.改善应力状况，减小应力集中。 一般设计成中间大、两端小的阶梯形状 4.各零件要牢固而可靠地相对固定；(固定) 轴结构设计的目的：是使轴的各部分具有合理的形状和尺寸。 2 轴的结构 设计原则： 2.轴应便于制造，轴上零件要易于装拆；(制造安装) 3.轴和轴上零件要有准确的工作位置；(定位) 1.满足强度、刚度、防振的要求，并通过结构设计提高这些方面的性能 轴端挡圈 带轮 轴承盖 套筒 齿轮 滚动轴承 典型轴系结构 轴的结构还受轴上所装配零件及定位等因素影响 轴端挡圈 套筒 齿轮 典型轴系结构 1、轴上零件的装配方案对轴结构的影响 装配方案：确定轴上零件的装配方向、顺序、和相互 关系。 潘存云教授研制 轴上零件的装配方案不同，则轴的结构形状也不相同。设计时可拟定几种装配方案，进行分析与选择。 图示减速器输出轴就有两种装配方案。 s a B c L a 圆锥圆柱齿轮二级减速器 方案二需要一个用于轴向定位的长套筒，多了一个零件，加工工艺复杂，不如方案一合理 。 2、轴上零件的定位对轴的结构影响 轴肩----阶梯轴上截面变化之处。 轴肩 套筒 定位方法：轴肩、套筒、圆螺母、挡圈、轴承端盖。 轴向固定由轴肩、套筒、螺母或轴端挡圈来实现。 双向固定 轴肩的尺寸要求: r <C1 或 r < R b≈1.4h(与滚动轴承相配合处的h和b值,见轴承标准) D d r R 轴端挡圈 双圆螺母 D d C1 r h≈(0.07d+3)~(0.1d+5)mm 无法采用套筒或套筒太长时，可采用双圆螺母加以固定。 装在轴端上的零件往往采用轴端挡圈圆锥面定位。 h h R b 轴向力较小时，可采弹性挡圈或紧定螺钉来实现。 周向固定大多采用键、花键、过盈配合或型面联接等形式来实现。 键槽应设计成同一加工直线 T—扭矩 ， [τT]—许用应力， P—功率，n—转速， d—计算直径， C—材料系数。 WT—抗扭截面系数， 最小轴径dmin的确定: 有配合要求的零件要便于装拆。 3、轴上标准件装配对轴结构尺寸的影响 确定轴段直径大小的基本原则： 按轴所受的扭矩估算轴径，作为轴的最小轴径dmin。 安装标准件的轴径，应满足装配尺寸要求。 有配合要求的轴段，应尽量采用标准直径。 常用的与轴相配的标准件有滚动轴承、联轴器等。 配合轴段的直径 应由标准件和配合性质确定。 1) 装配轴承 与滚动轴承配合段轴径一般为5的倍数；(φ 20~385 mm) 与滑动轴承配合段轴径应采用标准直径系