軸的設(shè)計

1、2.1.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)軸在工作中的作用，軸的結(jié)構(gòu)取決于：軸在機器中的安裝位置和形式，軸上零件的類型和尺寸，載荷的性質(zhì)、大小、方向和分布狀況，軸的加工工藝等多個因素。合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足：軸上零件布置合理，從而軸受力合理有利于提高強度和剛度；軸和軸上零件必須有準(zhǔn)確的工作位置；軸上零件裝拆調(diào)整方便；軸具有良好的加工工藝性；節(jié)省材料等。1.軸的組成軸的組成軸的毛坯一般采用圓鋼、鍛造或焊接獲得，由于鑄造品質(zhì)不易保證，較少選用鑄造

2、毛坯。軸主要由三部分組成。軸上被支承，安裝軸承的部分稱為軸頸；支承軸上零件，安裝輪轂的部分稱為軸頭；聯(lián)結(jié)軸頭和軸頸的部分稱為軸身。軸頸上安裝滾動軸承時，直徑尺寸必須按滾動軸承的國標(biāo)尺寸選擇，尺寸公差和表面粗糙度須按規(guī)定選擇；軸頭的尺寸要參考輪轂的尺寸進(jìn)行選擇，軸身尺寸確定時應(yīng)盡量使軸頸與軸頭的過渡合理，避免截面尺寸變化過大，同時具有較好的工藝性。2.結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟設(shè)計中常采用以下的設(shè)計步驟：?分析所設(shè)計軸的工作狀況，擬定軸上零

3、件的裝配方案和軸在機器中的安裝情況。?根據(jù)已知的軸上近似載荷，初估軸的直徑或根據(jù)經(jīng)驗確定軸的某徑向尺寸。?根據(jù)軸上零件受力情況、安裝、固定及裝配時對軸的表面要求等確定軸的徑向（直徑）尺寸。?根據(jù)軸上零件的位置、配合長度、支承結(jié)構(gòu)和形式確定軸的軸向尺寸。考慮加工和裝配的工藝性，使軸的結(jié)構(gòu)更合理。3.零件在軸上的安裝零件在軸上的安裝保證軸上零件可靠工作，需要零件在工作過程中有準(zhǔn)確的位置，即零件在軸上必須有準(zhǔn)確的定位和固定。零件在軸上的準(zhǔn)確位

4、置包括軸向和周向兩個方面。⑴零件在軸上的軸向定位和固定零件在軸上的軸向定位和固定常見的軸向定位和固定的方法采用軸肩、各種擋圈、套筒、圓螺母、錐端軸頭等的多種組合結(jié)構(gòu)。?T——軸所傳遞的扭矩，?Wr——軸抗扭截面模量，對實心軸軸的直徑：mm?P——軸所傳遞的功率（kw）?n——軸的轉(zhuǎn)速（rmin）?[τ]——許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力（Mpa）。?C——與材料有關(guān)的系數(shù)。當(dāng)軸所受彎矩較大時，C值宜取較大值，反之相反。最小直徑處有鍵槽時，單鍵軸徑需增加

5、3%，雙鍵軸徑需增加7%。2.彎扭合成強度計算彎扭合成強度計算根據(jù)軸在工作中的受力狀況，常見的軸既要受到扭矩的作用又要受到彎矩的作用。根據(jù)強度理論，對軸所受到的彎矩和扭矩進(jìn)行合成，用合成后的當(dāng)量彎矩產(chǎn)生的應(yīng)力作為軸所受到的應(yīng)力，對影響軸疲勞強度的其它因素，采用降低需用應(yīng)力的方法來考慮，建立軸的強度分析條件，即為按彎扭合成計算軸的強度。具體計算步驟為：?根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果，確定外載荷作用點、大小、方向和支點位置，繪制軸的受力計算簡圖；?確定

6、坐標(biāo)系，將外載荷分解為水平面和垂直面內(nèi)分力，求出水平、垂直兩平面支反力；?繪制水平面、垂直平面的彎矩MX、MY圖；?計算合成彎矩繪制合成彎矩圖；?繪制轉(zhuǎn)矩圖；?按照強度理論求出當(dāng)量彎矩Me，繪制當(dāng)量彎矩圖；式中α是根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的應(yīng)力校正系數(shù)。對于不變的轉(zhuǎn)矩，取；對于脈動的轉(zhuǎn)矩，取；對于對稱循環(huán)的轉(zhuǎn)矩，取α=1。[σ1b]、[σ0b]、[σ1b]分別為材料在靜應(yīng)力、脈動應(yīng)力和對稱循環(huán)應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力。實際設(shè)計中，常按脈動轉(zhuǎn)矩計