机械设计基础单元12-轴.ppt
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- 机械设计 基础 单元 12
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1、1.了解轴的类型和特点2.了解轴所用的材料学会各种轴材料的选用任务任务1 1 认识轴认识轴知识目标:知识目标:技能目标:技能目标:首页退出单元12 轴表12-1 根据轴的形状分类任务任务1 1 认识轴认识轴1.1.轴的分类轴的分类类型类型示意图示意图直轴 光轴 阶梯轴曲轴挠性轴首页退出单元12 轴表12-2 根据轴的承载情况分类任务任务1 1 认识轴认识轴类型类型举例举例应用特点应用特点心轴转动 心轴工作时只承受弯矩,起支承作用固定心轴传动轴工作时只承受扭矩,不承受弯矩或承受很小的弯矩,仅起传递动力作用挠性轴工作时要承受弯矩又承受扭矩,既起支承作用又起传递动力作用,是机器中最常用的一种轴首页退
2、出单元12 轴表12-3 轴的常用材料及其主要机械性能任务任务1 1 认识轴认识轴2.2.轴的材料轴的材料首页退出单元12 轴材料及材料及热处理热处理毛坯直径毛坯直径硬度硬度HBSHBS抗拉强抗拉强度极限度极限屈服强屈服强度极限度极限许用弯许用弯曲应力曲应力许用剪许用剪切应力切应力常数常数A A应用说明应用说明Q235100400420225401220 160135用于不重要及受载荷不大的轴10025037539021535正火300143187520270452030 135118用于一般轴45正火100170217600300553040 118107用于较重的轴,应用最广泛45调质20
3、021725565036055表12-3 轴的常用材料及其主要机械性能任务任务1 1 认识轴认识轴首页退出单元12 轴材料及材料及热处理热处理毛坯毛坯直径直径硬度硬度HBSHBS抗拉强抗拉强度极限度极限屈服强屈服强度极限度极限许用弯许用弯曲应力曲应力许用剪许用剪切应力切应力常数常数A A应用说明应用说明40Cr调质200 24128675055060405210798用于载荷较大,而无很大冲击的重要的轴40MnB调质200 24128675050070405210798性能接近于40Cr,用于重要的轴35CrMo调质100 20726975055070405210798用于重载荷的轴35SiM
4、n调质100 22928680052070405210798可代替40Cr,用于中、小型轴42SiMn调质100 22928680052070405210798与35SiMn相同,但专供表面淬火用表12-4 轴的类型分析任务任务1 1 认识轴认识轴3.3.轴的类型分析实例轴的类型分析实例首页退出单元12 轴序号序号图例图例分析分析1.汽车上的轴工作时只承受扭矩,不承受弯矩或承受很小的弯矩,仅起传递动力作用,是传动轴2.自行车的前轴工作时只承受弯矩,起支承作用,是心轴3.减速器的输出轴工作时要承受弯矩又承受扭矩,既起支承作用又起传递动力作用,是转轴任务任务1 1 认识轴认识轴 练习题练习题 首页
5、退出单元12 轴1.1.选择题:选择题:自行车前轴是()A.固定心轴 B.转动心轴 C.转轴 在机床设备中,最常见的轴是()A.传动轴 B.转轴 C.曲轴 车床的主轴是()A.传动轴 B.心轴 C.转轴 传动齿轮轴是()A.转轴 B.心轴 C.传动轴 既支承回转零件,又传递动力的轴称为()A.心轴 B.转轴 C.传动轴任务任务1 1 认识轴认识轴 首页退出单元12 轴2.2.判断题:判断题:按轴的外部形状不同,可分为心轴、传动轴和转轴三种。()根据心轴是否转动,可分为固定心轴和转动心轴两种。()心轴在工作时只承受弯曲载荷作用。()传动轴在工作时只传递转矩而不承受或仅承受很小弯曲载荷的作用。()
6、转轴在工作时既承受弯曲载荷又传递转矩,但轴的本身并不转动。()3.3.填空题:填空题:轴的主要功用是:支承_传递_和_ 轴一般应具有足够的_合理的_和良好的_ 根据轴承载情况的不同,可将直轴分为_、_和_三类。轴是机器中_、_零件之一。自行车前轴工作时只承受_起_作用。1.了解轴的周向固定方式2.了解轴的轴向固定方式3.了解轴的常见的工艺结构1.分析轴的结构2.设计轴的结构任务任务2 2 设计轴的结构设计轴的结构知识目标:知识目标:技能目标:技能目标:首页退出单元12 轴表12-5 轴上零件的轴向固定方法及应用任务任务2 2 设计轴的结构设计轴的结构1.轴上零件的轴向固定轴上零件的轴向固定单元
7、12 轴类型类型图例图例结构特点及应用结构特点及应用圆螺母固定可靠,装拆方便,可承受较大的轴向力,能调整轴上零件之间的间歇,为防止松脱,必须加止动垫圈或使用双螺母.由于在轴上切割了螺纹,使轴的强度降低 常用于轴上零件距离较大处及轴端零件的固定.轴肩与轴环应使轴肩 轴环的过渡圆角半径r小于轴上零件孔端的圆角半径R或倒角C(即rR或rC),这样才能使轴上零件的端面紧靠定位面,结构简单 定位可靠,能承受较大的轴向力,广泛应用于各种轴上零件的定位套筒结构简单,定位可靠,常用于轴上零件间距离较短的场合,当轴的转速很高时不宜采用轴端挡圈工作可靠 结构简单,可承受剧烈振动和冲击载荷。使用时,应采取止动垫片
8、防转螺钉等防松措施.应用广泛,适用于固定轴端零件首页退出任务任务2 2 设计轴的结构设计轴的结构单元12 轴类型类型图例图例结构特点及应用结构特点及应用弹性挡圈结构简单紧凑 装拆方便,只能承受很小的轴向力.需要在轴上切槽,这将引起应力集中,常用于滚动轴承的固定轴端挡板结构简单,适用于心轴上零件的固定和轴端固定紧定螺钉、挡圈结构简单,同地起周向固定作用,但承载能力较低,且不适用于高速场合圆锥面能消除轴与轮毂间的径向间隙,装拆方便,可兼作周向固定.常与轴端挡圈联合使用,实现零件的双向固定.适用于有冲击载荷和对中性要求较高的场合,常用于轴端零件的固定首页退出表12-6 轴上零件的周向固定方法及应用。
9、任务任务2 2 设计轴的结构设计轴的结构2.轴上零件的周向固定轴上零件的周向固定单元12 轴类型类型图例图例结构特点及应用结构特点及应用平键连接加工容易、装拆方便,但轴向不能固定,不能承受轴向力花键连接具有接触面积大、承载能力强、对中性和导向性好等特点,适用于载荷较大 定心要求高的静 动连接。加工工艺较复杂,成本较高销钉连接轴向、周向都可以固定,常用做安全装置,过载时可被剪断,防止损坏其他零件,不能承受较大载荷,对轴强度有削弱紧定螺钉紧定螺钉端部拧入轴上凹坑实现固定.结构简单,不能承受较大载荷,只适用于辅助连接。过盈配合同时有周向和轴向固定作用,对中精度高,选择不同的配合有不同的连接强度.不适
10、用于重载和经常装拆的场合首页退出 轴的结构工艺性是指轴的结构形式应便于加工 便于轴上零件的装配和使用维修,并且能提高生产率、降低成本.一般来说,轴的结构越简单,工艺性就越好.所以,在满足使用要求的前提下,轴的结构形式应尽量简化。(1)轴的结构和形状应便于加工、装配和维修。(2)阶梯轴的直径应该是中间大、两端小,以便于轴上零件的装拆(图12-3)。任务任务2 2 设计轴的机构设计轴的机构3.3.轴上常见的工艺结构轴上常见的工艺结构首页退出单元12 轴图12-3轴上常见的工艺结构(3)轴端、轴颈与轴肩(或轴环)的过渡部位应有倒角或过渡圆角,便于轴上零件的装配避免划伤配合表面,减小应力集中。应尽可能
11、使倒角(或圆角半径)一致,以便于加工。(4)当轴上需要切制螺纹或进行磨削时,应有螺纹退刀槽如图12-4,砂轮越程槽,图12-5。(5)当轴上有两个以上键槽时,槽宽应尽可能相同,并布置在同一母线上,以利于加工,图12-3。任务任务2 2 设计轴的机构设计轴的机构首页退出单元12 轴图图12-412-4螺纹退刀槽螺纹退刀槽 图图12-512-5砂轮越程槽砂轮越程槽表12-7 分析减速器转轴结构任务任务2 2 设计轴的机构设计轴的机构首页退出单元12 轴4.4.轴上各部分结构分析轴上各部分结构分析步骤分析1.转轴上零件名称轴端挡圈、带轮、套筒、齿轮、滚动轴承、轴承盖2.转轴上周向固定的方法平键连接、
12、过盈配合3.转轴上轴向固定的方法轴肩与轴环、轴端挡圈、套筒、轴承盖4.转轴上的工艺结构(1)轴的直径是中间大、两端小,以便于轴上零件的装拆;(2)轴端、轴颈与轴肩(或轴环)的过渡部位有倒角或过渡圆角,便于轴上零件的装配避免划伤配合表面,减小应力集中;(3)轴上有砂轮越程槽;(4)轴上有两个以上键槽时,槽宽相同,并布置在同一母线上,以利于加工。图图12-2 12-2 转轴的结构转轴的结构任务任务2 2 轴的结构设计轴的结构设计 练习题练习题 首页退出单元12 轴1.1.选择题:选择题:具有固定可靠、装拆方便等特点,常用于轴上零件距离较大处及轴端零件的轴向固定是。A.圆螺母 B.圆锥面 C.轴肩与
13、轴环在轴上支承传动零件的部分称为()A.轴颈 B.轴头 C.轴身具有机构简单、定位可靠、能承受较大的轴向力的特点,广泛应用于各种轴上零件的轴向固定是()A.紧定螺钉 B.轴肩与轴环 C.紧定螺钉与挡圈常用于轴上零件间距离较小的场合,但当轴的转速要求很高时,不宜采用的轴向固定是。A.轴肩与轴环 B.轴端挡板 C.套筒接触面积大、承载能力强、对中性和导向性都好的周向固定是()A.紧定螺钉 B.花键连接 C.平键连接加工容易、装拆方便、应用最广泛的周向固定是()A平键连接 .B过盈配合 C.花键连接具有对轴上林很关键起周向固定是()A.轴肩与轴环 B.平键连接 C.套筒和圆螺母为了便于加工,在车削螺
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