【正文】 SS按屈服強度設計的安全系數(shù)； SSca危險截面靜強度設計的安全系數(shù)； 其中： SS σ 同時考慮彎矩和軸向力時的安全系數(shù)； 濟南大學專用 作者： 潘存云教授 SS τ 只考慮扭矩時的安全系數(shù)： ???WTSSS /m a x?Mmax 軸的危險截面上所受的最大彎矩； Tmax 軸的危險截面上所受的最大扭矩 , ； Famx 軸的危險截面上所受的最大軸向力 , N； A 軸的危險截面的面積， mm2； W 軸的危險截面的抗彎截面系數(shù)， mm3； Wτ軸的危險截面的抗扭截面系數(shù)， mm3。 σs 材料 的抗彎屈服極限； τs 材料 的抗扭屈服極限； ?????? ??AFaWMS SSmaxm ax??濟南大學專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制 潘存云教授研制 l F F’ F” θ1 θ2 彎矩 ? 彎曲變形 扭矩 ? 扭轉(zhuǎn)變形 若剛度不夠?qū)е螺S的變形過大，就會影響其正常工作。 變形量的描述： 撓度 y 、轉(zhuǎn)角 θ 、扭角 υ 設計要求： y ≤[ y] θ≤[ θ] υ≤[ υ] 1）彎曲變形計算 方法有： ?適用于等直徑軸。 ?適用于階梯軸。 復習材料力學相關內(nèi)容 。 y 三、 軸的剛度校核計算 T T l υ 濟南大學專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制 表 154 軸的許用變形量 變形種類 許用值 適用場合 變形種類 許用值 適用場合 (~)l 一般用途的軸 ≤ 剛度要求較高 感應電機軸 (~)mn 安裝齒輪的軸 ≤ ? (~) m 安裝蝸輪的軸 滾動軸承 ≤ 向心球軸承 調(diào)心球軸承 圓柱滾子軸承 圓錐滾子軸承 ~ 齒輪處軸截面 ~1 一般傳動 ~ 較精密傳動 重要傳動 撓度 mm 轉(zhuǎn)角 rad 每米長的扭角 ( ? )/m l — 支 撐間的跨矩 ≤ ? — 電機定子與轉(zhuǎn)子 間的間隙 mn — 齒輪的模數(shù) m — 蝸輪的模數(shù) ≤ ≤ ≤ 濟南大學專用 作者： 潘存云教授 2）扭轉(zhuǎn)變形計算 raddG TlGITlp432?? ?? ra dIlTGni piii???11?等直徑軸的扭轉(zhuǎn)角： 階梯軸的扭轉(zhuǎn)角： 其中： T轉(zhuǎn)矩； Ip軸截面的極慣性矩 l 軸受轉(zhuǎn)矩作用的長度； d 軸徑； G材料的切變模量； 濟南大學專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制 N212319321462860 ??對 2點取矩 1932146286021936410 ????舉例： 計算某減速器輸出軸危險截面的直徑。已知作用在齒輪上的圓周力 Ft=17400N, 徑向力， Fr=6140N, 軸向力Fa=2860N,齒輪分度圓直徑d2=146 mm,作用在軸右端帶輪上外力 F=4500N（方向未定） , L=193 mm, K=206 mm L/2 L K Ft Fr Fa F FA Fa Fr F1v F2v 解： 1) 求垂直面的支反力和軸向力 LdFLF arv22 21????NF v 4287212364101 ??? vrv FFF 12 ??=Fa aA FF ?d2 167。 154 軸的設計實例 a a d 1 2 濟南大學專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制 L/2 L K Ft Fr Fa F FA Fa Fr F1v F2v 1 2 =Fa d2 a a d N930348034500 ???Mav M’ av F1H F2H MaH F1F F2F 2) 求水平面的支反力 NL KFF F 4803193 20645001 ????? 87002/21 ??? tHH FFF3) 求 F力在支點產(chǎn)生的反力 FFF 1??4) 繪制垂直面的彎矩圖 2/ ??aVM 2/2 LFM VaV ?? mN ?? 4142/ ??aV 2/139。 LF VaV ??N ?? 2055) 繪制水平面的彎矩圖 2/ ??aVM 2/1 LFM HaH ?? mN ?? 840Ft F 濟南大學專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制 Ma Mav M’ av F1H F2H MaH F1F F2F M2F 6) 求 F力產(chǎn)生的彎矩圖 7) 繪制合成彎矩圖 考慮 F可能與 H、 V內(nèi)合力共面 22 840414463 ???22 aHaVaFa MMMM ??? mN ?? 140 0 ??aVM KFM F ??2 mN ?? 927aa 截面 F力產(chǎn)生的彎矩為： 2/ ??aVM 2/1 LFM FaF ?? mN ?? 463MaF 22 840205463 ??? 2239。 )(39。 aHaVaFa MMM ??? mN ?132 8M’ a L/2 L K Ft Fr Fa F FA Fa Fr F1v F2v 1 2 =Fa d2 a a d Ft F 濟南大學專用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制 潘存云教授研制 Ma Mav M’ av F1H F2H MaH F1F F2F M2F 8) 求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 9)求危險截面的當量彎矩 MaF 22 )( TMM ae ???M2 M’ a 2/ 002 ??T 2/2dFT t ?? mN ?? 127 0T 扭切應力為脈動循環(huán)變應力，取折合系數(shù) : α= 22 )(1400 TM e ??? mN ?? 160 0mNMM F ??? 92722L/2 L K Ft Fr Fa F FA Fa Fr F1v F2v 1 2 =Fa d2 a a d Ft F 濟南大學專用 作者： 潘存云教授 求考慮到鍵槽對軸的削弱，將 d值增大 4%，故得： mmd 67?10)計算危險截面處軸的直徑 3310160 0??? 31 ][ beMd???mN ?? 選 45鋼，調(diào)質(zhì)， σb =650 MPa, [σ1b] =60 MPa 符合直徑系列。 濟南大學專用 作者： 潘存云教授 按彎扭合成強度計算軸徑的一般步驟： 1. 將外載荷分解到水平面和垂直面。求垂直面支撐反力 FV和水平面支撐反力 FH 。 2. 作垂直彎矩 MV圖和彎矩 MH圖 。 3. 作合成彎矩 M圖； 4. 作轉(zhuǎn)矩 T圖； 5. 彎扭合成，作當量彎矩 Me圖； 6. 計算危險截面軸徑 : 22 )( TMM e ??? 22 VH MM ??mmMdbe31 ][ ?? ?1. 若危險截面上有鍵槽，則應加大 4% 2. 若計算結果大于結構設計初步估計的軸徑，則強度不夠，應修改設計； 3. 若計算結果小于結構設計初步估計的軸徑，且相 不大，一般以結構設計的軸徑為準。 對于一般剛軸，按上述方法設計即可。對于重要的軸，還必須用安全系數(shù)法作精確校核計算。 說明： 濟南大學專用