軸的結(jié)構(gòu)設計及計算(編輯修改稿)
2025-02-02 17:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 選擇軸的材料； ② 初估軸的直徑 ， 進行軸的結(jié)構(gòu)設計； ③ 對軸進行強度 、 剛度及振動方面的校核計算； ④ 繪出軸的零件工作圖 。 軸的設計計算 ?軸的強度計算 1. 按扭轉(zhuǎn)強度計算： 對于 傳動軸 可只按 扭矩 計算軸的直徑；對于 轉(zhuǎn)軸 ， 常用此法估算最小直徑 ， 然后進行軸的結(jié)構(gòu)設計 ，并用彎扭合成強度校核 。 圓軸扭轉(zhuǎn)的強度條件為 639 . 5 5 1 0 / []0 . 2TTTT P n M P aWd???? ? ?(31) 式中： τT——軸的扭轉(zhuǎn)切應力（ MPa）； T——軸傳遞的扭矩（ Nmm）； WT——軸的抗扭截面系數(shù)（ mm3）； P——軸傳遞的功率（ kW）； n—— 軸的轉(zhuǎn)速（ r／ min）。 軸的設計計算 由上式可得到軸的設計公式 mmnPAnPdT336][ ????(32) 式中： A—— 計算常數(shù)，與軸的材料和［ τ］ T值有關(guān)，可按表33確定。 表 33 軸常用材料的［ τ］ T和 A值 軸的設計計算 由式 32求出的 d值，一般作為軸的最小直徑。若軸段上 有鍵槽，應把算的直徑增大， 單鍵增大 3%，雙鍵增大 7%， 然后圓整到標準值 。（見表 325） 各軸段的長度根據(jù)安裝零件與軸配合部分的軸向尺寸確定， 并應考慮保證軸上零件軸向定位的可靠： 與齒輪、聯(lián)軸器等相配合部分的軸長，一般應比輪轂的長 度短 23mm； 軸頸的長度取決于滾動軸承的寬度尺寸； 軸上轉(zhuǎn)動零件之間或轉(zhuǎn)動件與箱殼內(nèi)壁之間應留有適當 間隙，一般取 10～ 15 mm，以防運轉(zhuǎn)時相碰； 裝有緊固件 (如螺母、擋圈等 )的軸段，其長度應保證裝拆 或調(diào)整緊固件時，有一定扳手空間，通常取 15～ 20 mm。 軸的設計計算 2. 按彎扭合成強度計算 軸的結(jié)構(gòu)設計初步完成后 ， 通常要對轉(zhuǎn)軸進行彎扭合成強度校核 。 對于鋼制軸可按第三強度理論計算，強度條件為 ： ? ?2213()0 . 1ee bMTMWd?????? ? ?(33) 式中： σe——當量應力 (N／ mm2)； Me——當量彎矩 (Nmm)， ； M—— 危險截面上的合成彎矩， ，MH、 MV分別為水平面上、垂直面上的彎矩； 22 )( TMM e ???)(22 mmNMMM VHe ??? 軸的設計計算 W——軸的抗彎截面系數(shù) （ mm3） ， 對圓截面軸 W≈， d為危險剖面直徑； α——折合系數(shù) 。 對于不變的轉(zhuǎn)矩 ， α≈；對于脈動循轉(zhuǎn)矩 ， α≈；對于對稱循環(huán)轉(zhuǎn)矩 ， α＝ 1。 對于頻繁正反轉(zhuǎn)的軸 ， 可視為對稱循環(huán)交變應力；若扭矩變化規(guī)律不清 ， 一般也按脈動循環(huán)處理 。 1][][11 ???bb ???][][01 ??bb ??][][11 ???bb ??（ 34） —— 扭矩 對 稱循 環(huán)變 化 —— 扭矩脈動循環(huán)變化 —— 不 變 的扭矩 軸的設計計算 表 34中的 ［ σ－ 1］ b， ［ σ0］ b， ［ σ+1］ b分別為對稱循環(huán) 、 脈動循環(huán)及靜應力狀態(tài)下材料的許用彎曲應力 ， 供設計時選用 。 當危險截面有鍵槽時 ， 應將軸徑的計算值增大 4％ ～ 7％ 。 當計算只承受 彎矩的心軸 時 ， 可利用式 (33)，此時 T=0。
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