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轴的设计与校核VIP免费

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2.1.1 概述 轴是机械中非常重要的零件,用来支承回转运动零件,如带轮、齿轮、蜗轮等,同时实现同一轴上不同零件间的回转运动和动力的传递。 1. 轴的分类 根据工作过程中轴的中心线形状的不同,轴可以分为:直轴和曲轴。 根据工作过程中的承载不同,可以将轴分为: • 传动轴:指主要受扭矩作用的轴,如汽车的传动轴。 • 心轴:指主要受弯矩作用的轴。心轴可以是转动的,也可以是不转动的。 • 转轴:指既受扭矩,又受弯矩作用的轴。转轴是机器中最常见的轴。 根据轴的外形,可以将直轴分为光轴和阶梯轴;根据轴内部状况,又可以将直轴分为实心轴和空。 2. 轴的设计 ⑴ 轴的工作能力设计。 主要进行轴的强度设计、刚度设计,对于转速较高的轴还要进行振动稳定性的计算。 ⑵ 轴的结构设计。 根据轴的功能,轴必须保证轴上零件的安装固定和保证轴系在机器中的支撑要求,同时应具有良好的工艺性。 一般的设计步骤为:选择材料,初估轴径,结构设计,强度校核,必要时要进行刚度校核和稳定性计算。校核结果如不满足承载要求时,则必须修改原结构设计结果,再重新校核。 3. 轴的材料 轴是主要的支承件,常采用机械性能较好的材料。常用材料包括: • 碳素钢:该类材料对应力集中的敏感性较小,价格较低,是轴类零件最常用的材料。常用牌号有:30、35、40、45、50。采用优质碳钢时,一般应进行热处理以改善其性能。受力较小或不重要的轴,也可以选用 Q235、Q255等普通碳钢。 • 合金钢:对于要求重载、高温、结构尺寸小、重量轻等使用场合的轴,可以选用合金纲。合金钢具有更好的机械性能和热处理性能,但对应力集中较敏感,价格也较高。设计中尤其要注意从结构上减小应力集中,并提高其表面质量。 • 铸铁:对于形状比较复杂的轴,可以选用球墨铸铁和高强度的铸铁。它们具有较好的加工性和吸振性,经济 性好且 对应力集中不敏感,但铸造 质量不易 保证。 2.1.2 轴的结构设计 根据轴在工作中的作用,轴的结构取决于:轴在机器中的安装位置和形式,轴上零件的类型和尺寸,载荷的性质、大小、方向和分布状况,轴的加工工艺等多个因素。合理的结构设计应满足:轴上零件布置合理,从而轴受力合理有利于提高强度和刚度;轴和轴上零件必须有准确的工作位置;轴上零件装拆调整方便;轴具有良好的加工工艺性;节省材料等。 1. 轴的组成 轴的毛坯一般采用圆钢、锻造或焊接获得,由于铸造品质不易保证,较少选用铸造毛...

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