轴的校核(例题很好).

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1、1Chapter 19 Design of ShaftsPART Design of Elements and Parts in General Use钱瑞明219.1 Introduction 概述概述轴用于轴用于安装传动零件安装传动零件(如齿轮、凸轮、带轮等如齿轮、凸轮、带轮等)，使其有确定，使其有确定的工作位置，的工作位置，实现运动和动力的传递实现运动和动力的传递，并通过轴承，并通过轴承支承在支承在机架或机座上机架或机座上。 319.1.1 Classification of Shafts 轴的分类轴的分类按轴线形状分按轴线形状分直轴直轴(straight shaft)、曲轴、曲轴(cr

2、ankshaft)和软轴和软轴(flexible shaft)。Straight Shaft4CrankshaftFlexible Shaft5按所受载荷性质分按所受载荷性质分心轴、转轴和传动轴。心轴、转轴和传动轴。l Rotating Shaft(转轴转轴)指既受指既受弯矩弯矩(bending moment)又受又受转矩转矩(torsional moment)的轴，转轴在各的轴，转轴在各种机器中最为常见。种机器中最为常见。l Mandrel(心轴心轴)只承受只承受弯矩弯矩而不承受转矩的轴，如自而不承受转矩的轴，如自行车轮轴。按轴转动与否，又可分为行车轮轴。按轴转动与否，又可分为转动心轴转动心

3、轴和和固定心固定心轴轴。l Transmitting Shaft(传动轴传动轴)指只受指只受转矩转矩不受弯矩或不受弯矩或受很小弯矩的轴，如连接汽车发动机输出轴和后桥的轴。受很小弯矩的轴，如连接汽车发动机输出轴和后桥的轴。6Rotating shaftTransmitting shaft7转动心轴转动心轴不转心轴不转心轴不转心轴不转心轴81Lifter2341传动轴：传动轴：T2转轴：转轴：T + M3转轴：转轴：T + M4心轴心轴 ：MMotor9Stresses in shafts脉动循环应力脉动循环应力对称循环应力对称循环应力静应力静应力 ( )ot ( )ot ( )ot转轴转轴弯矩：

4、对称循环应力弯矩：对称循环应力扭矩：脉动循环应力扭矩：脉动循环应力1019.1.2 Materials and Roughs of Shafts 材料与毛坯材料与毛坯Shaft Materials Table 19.1u碳钢，合金钢，球墨铸铁，高强度铸铁等碳钢，合金钢，球墨铸铁，高强度铸铁等u热处理，化学处理，表面强化处理等热处理，化学处理，表面强化处理等 l可用轧制圆钢材、锻造、焊接、铸造等方法获得。可用轧制圆钢材、锻造、焊接、铸造等方法获得。l对要求不高的轴或较长的轴，毛坯直径小于对要求不高的轴或较长的轴，毛坯直径小于150mm时，可用时，可用轧制轧制圆钢材；圆钢材；l受力大，生产批量大的

5、重要轴的毛坯可由受力大，生产批量大的重要轴的毛坯可由锻造锻造提供；提供；l对直径特大而件数很少的轴可用对直径特大而件数很少的轴可用焊件焊件毛坯；毛坯；l生产批量大、外形复杂、尺寸较大的轴，可用生产批量大、外形复杂、尺寸较大的轴，可用铸造铸造毛坯。毛坯。 Shaft Roughs 1119.1.3 Failure Forms and Design Requirements of Shafts 轴的失效形式与设计要求轴的失效形式与设计要求l 因疲劳强度不足而产生的因疲劳强度不足而产生的疲劳断裂疲劳断裂;l 因静强度不足而产生的因静强度不足而产生的塑性变形塑性变形或或脆性断裂脆性断裂、磨损磨损;l

6、超过允许范围的超过允许范围的变形和振动变形和振动等。等。 Failure Forms 12轴与轴上零件组成一个组合体称为轴与轴上零件组成一个组合体称为轴系部件轴系部件。轴的设计必。轴的设计必须与轴系零部件整体结构紧密联系起来。须与轴系零部件整体结构紧密联系起来。Design Requirements (1) 根据轴的工作条件、生产批量和经济性原则，选取适合根据轴的工作条件、生产批量和经济性原则，选取适合的的材料材料、毛坯形式及、毛坯形式及热处理方法热处理方法。(2) 根据轴的受力情况、轴上零件的安装位置、配合尺寸及根据轴的受力情况、轴上零件的安装位置、配合尺寸及定位方式、轴的加工方法等具体要求

7、，确定轴的合理结定位方式、轴的加工方法等具体要求，确定轴的合理结构形状及尺寸，即进行构形状及尺寸，即进行轴的结构设计轴的结构设计。(3) 轴的轴的强度计算或校核强度计算或校核。对受力大的细长轴。对受力大的细长轴(如蜗杆轴如蜗杆轴)和和对刚度要求高的轴，还要进行刚度计算。在对高速工作对刚度要求高的轴，还要进行刚度计算。在对高速工作下的轴，因有共振危险，故应进行振动稳定性计算。下的轴，因有共振危险，故应进行振动稳定性计算。1319.2 Structure Design of Shafts 轴的结构设计轴的结构设计轴结构设计的任务轴结构设计的任务在满足强度、刚度和振动稳定性的在满足强度、刚度和振动稳

8、定性的基础上，根据轴上零件的定位要求及轴的加工、装配工艺基础上，根据轴上零件的定位要求及轴的加工、装配工艺性要求，合理地确定性要求，合理地确定轴的结构形状和全部尺寸轴的结构形状和全部尺寸。 轴的组成轴的组成轴颈轴颈(journal)轴上被支承部分；轴上被支承部分；轴头轴头安装轮毂安装轮毂(hub)部分；部分；轴身轴身连接轴颈和轴头的部分。连接轴颈和轴头的部分。轴的结构设计主要解决以下几个问题：轴的结构设计主要解决以下几个问题：轴上零件的布置；轴上零件的布置；零件在轴上的轴向定位和固定，零件在轴上的轴向定位和固定，零件在零件在轴上的周向定位；轴上的周向定位；轴结构的工艺性；轴结构的工艺性；提高轴

9、强度的措施。提高轴强度的措施。1419.2.1 Arranging Scheme of Elements on a Shaft 轴上零件的布置方案轴上零件的布置方案轴上零件的布置轴上零件的布置预定出轴上零件的装配方向、顺序和预定出轴上零件的装配方向、顺序和相互关系，它决定了轴的结构形状。相互关系，它决定了轴的结构形状。装配方案装配方案以轴最大直径处的轴环为界限，轴上零件以轴最大直径处的轴环为界限，轴上零件分分别从两端装入别从两端装入。按安装顺序即可形成。按安装顺序即可形成各轴段粗细各轴段粗细和和结构形结构形式式的初步布置方案。的初步布置方案。在拟定方案时，可以考虑几个方案，以供在拟定方案时，可

10、以考虑几个方案，以供比较选择比较选择。1512345678910111213141619.2.2 Location and Fixing of Elements on a Shaft 零件在轴上的定位和固定零件在轴上的定位和固定1. 零件在轴上的零件在轴上的轴向定位和固定轴向定位和固定应考虑应考虑零件所受轴向力的大小，轴的制造，轴上零件零件所受轴向力的大小，轴的制造，轴上零件装拆的难易程度，对轴强度的影响，工作可靠性等因素。装拆的难易程度，对轴强度的影响，工作可靠性等因素。轴上零件轴向定位与固定的轴上零件轴向定位与固定的常用方法常用方法轴肩和轴环，轴套轴肩和轴环，轴套(套筒套筒) ，圆螺母，圆

11、锥面，轴端挡板，圆螺母，圆锥面，轴端挡板，弹性挡圈，锁紧挡圈、紧定螺钉等弹性挡圈，锁紧挡圈、紧定螺钉等17轴向定位和固定轴向定位和固定轴肩和轴环轴肩和轴环轴肩与轴环轴肩与轴环由定位面和过度圆角组成。由定位面和过度圆角组成。为保证零件端面能靠紧定位面，轴肩为保证零件端面能靠紧定位面，轴肩(环环)圆角半径圆角半径r必须必须小于小于零件毂孔的圆角半径零件毂孔的圆角半径R或倒角高度或倒角高度C1; 轴肩轴肩(环环)高度高度h应应大于大于C1和和R，为了有足够的强度来承受轴向力，通常，为了有足够的强度来承受轴向力，通常取取h=(0.070.1)d。轴环宽度。轴环宽度b1.4h。rhDdbrRhDd轴环轴