高职机械设计基础轴课件.ppt
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1、1,第14章 轴,14.1轴的类型、功用和常用材料 14.2轴的设计步骤,高职机械设计基础轴,2,目的要求:了解转轴、心轴和传动轴及其他类型的轴的基本功能; 掌握阶梯轴的结构,轴上零件的固定。轴向固定和周向固定的方法,轴的工艺性,提高轴疲劳强度。 教学重点:转轴、阶梯轴;零件在轴上的轴向固定和轴向固定的方法。 教学难点:转轴和传动轴的区分;轴肩高度的选择和确定。,高职机械设计基础轴,3,一、轴的用途与分类,1、功用:1)支承回转零件;2)传递运动和动力,2、分类:,按承载情况分:,转轴扭矩和弯矩,心轴只受弯矩,传动轴主要受扭矩,14-1 轴的类型、功用和常用材料,例:齿轮、带轮、链轮、凸轮,按
2、轴线情况分:,直轴,光轴,阶梯轴,曲轴,挠性钢丝轴,外形,高职机械设计基础轴,4,转轴:机器中最常见的轴,通常简称为轴。工作时既承受弯矩又承受转矩。,例:减速器中的轴,高职机械设计基础轴,5,传动轴:主要用于传递转矩而不承受弯矩,或所承受 的弯矩很小的轴。例:汽车中连接变速箱与后桥之 间的轴。,高职机械设计基础轴,6,心轴:用来支承转动零件, 只承受弯矩而不传递转矩。,高职机械设计基础轴,7,直轴,光 轴,阶 梯 轴,中心线为一直线的轴称为直轴,在轴的全长上直径都相等的直轴称为光轴,各段直径不等的直轴称为阶梯轴,高职机械设计基础轴,8,曲轴,中心线为折线的轴称为曲轴。 它主要用在需要将回转运动
3、与往复直线运动相互转换的机械中。,高职机械设计基础轴,9,软 轴,把旋转运动灵活地传到任何位置的钢丝软轴称为挠性软轴,它由多组钢丝分层卷绕而成, 其特点是具有良好的挠性。 它常用于医疗器械和小型机具等移动设备上。,高职机械设计基础轴,10,二. 轴的材料,轴的常用材料是碳钢和合金钢。,轴的材料种类很多,选择时应主要考虑如下因素:1.轴的强度、刚度及耐磨性要求;2.轴的热处理方法及机加工工艺性的要求;3.轴的材料来源和经济性等。,碳钢比合金钢价格低廉,对应力集中的敏感性低,可通过热处理改善其综合性能,加工工艺性好,故应用最广,一般用途的轴,多用中碳钢,尤其是45号钢,对于不重要或受力较小的轴也可
4、用Q235A等普通碳素钢。 合金钢具有比碳钢更好的机械性能和淬火性能,但对应力集中比较敏感,且价格较贵,多用于对强度和耐磨性有特殊要求的轴。如20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢,经渗碳处理后可提高耐磨性;20CrMoV、38CrMoAl等合金钢,有良好的高温机械性能,常用于在高温、高速和重载条件下工作的轴。,高职机械设计基础轴,11,值得注意的是:由于常温下合金钢与碳素钢的弹性模量相差不多,因此当其他条件相同时,如想通过选用合金钢来提高轴的刚度是难以实现的。球墨铸铁和高强度铸铁因其具有良好的工艺性,不需要锻压设备,吸振性好,对应力集中的敏感性低,近年来被广泛应用于制造结构形状复杂的曲轴等。
5、只是铸件质量难于控制。轴的毛坯多用轧制的圆钢或锻钢。,高职机械设计基础轴,12,14.2 轴的设计步骤,设计轴的一般步骤为:,1)选材;,2)按扭转强度估算轴的最小直径;,3)设计轴的结构,绘出轴的结构草图;,4)按弯扭合成进行轴的强度校核;,确定轴上零件的位置和固定方法; 确定各轴段直径、长度。,一般按一般选23个危险截面进行校核。 若危险截面强度不够,则必须重新修改轴的结构。,5)绘制轴的工作图。,高职机械设计基础轴,13,高职机械设计基础轴,14,高职机械设计基础轴,15,轴结构设计的基本要求:, 轴和轴上零件要有准确的工作位置。, 轴上零件应有可靠的相对固定。, 轴应具有良好的制造工艺
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