南昌大学 轴设计
曲轴设计中受力分析
文献标 识码 ： Ａ
文章编号 ：０９ ２７ （０ ００ － ０ ６－ １０ — ３ ４２ １ ）３ ０ ０－ ２ － ０
锻压生产在工业生产 Ｉ 占有重要 的地位 ，而在 锻压机械 或者二维有限元算法来 校核 ， １ １ 其计算结果有一定 的参考价值和
ｒ ， 以Ｉ柄压力机最多 ， Ｉ义 ｌ － Ｉ Ｉ 占一半以上。 ｆ柄压力机 可以进行 可信 度， 用 Ｉ Ｉ ｛ 但是两种算法结果 都难 以看到应力随Ｉ轴工作时的变 Ⅱ ｊ
常运转 至关重要。 曲轴强度和刚度的分析是压力 机设计 中的一 动规律 图中可以看 出， 除滑块通过连杆传到连杆轴颈上 的力之
还应考虑 曲轴本身不平衡 的惯 性力 ， Ｊ 即Ｉ轴是 在往复和旋 Ｉ Ｊ 个关键环节 。由于曲轴 的几 何形状 、 界条件和作用载荷都极 外 ， 边 扭矩 和弯矩 ） 同作用 共 其 复杂 ， 要想得到精确的计算结果 ， 计算模 型的选择 极为重要 。 转运 动质量的惯性力以及它们的力矩（ 它的强度是限制滑块负荷大 小的主要 因素 ， 从而决定 了压力机 下工作 的， 曲轴既扭转 又弯曲， 使 产生疲 劳应力状态。 曲轴结构 作用于曲轴的弯曲载荷如图 的滑块许用 负荷图 ； 的刚度分析也很 重要 ， 曲轴 如果 曲轴 弯曲 强度研究的重点是弯曲疲劳强度。
种和数量愈来愈多 ， 压力愈来愈大 ：Ｉ柄压力机在机械制造业 压力机 的曲轴进行 三维有限元计算 。 ｌ Ｉ Ｉ
以及其他工业的锻压生产ｒ 的作用愈来愈显著。 Ｉ ］ ＿ 而曲轴 又是压 力机的重要部件之一 ， 受力复杂 ， 其强度 和刚度对压力 机的正
（ ） 二 曲轴的受力分析
曲轴 的强度计算所考虑的载荷 ， 从上面曲柄 曲轴机构的运
每个平衡块的质心。
南昌大学研究生考试大纲2022机械设计基础
南昌大学研究生考试大纲2022机械设计基础2022年南昌大学的机械工程研究生考试学硕、专硕的考试范围是一样的，包括（101）思想政治理论、（201）英语（一）、（301）数学（一）、（827）机械设计基础。
机械设计基础的考试大纲：专业课827机械设计基础，官方推荐的教材是杨可桢版的，建议再买以下几本书，西北工业大学出版的机械原理、机械设计，南昌大学本科就是用的这两本书。
近几年专业课的难度在上升，主要是大题和简答题在变难。
19年之前的题目都比较简单，后面报考人数越来越多难度也就提上来了。
专业课复习主要是要找对资料，找到好的资料可以节省大把时间，首先是把知识点过一遍，4天左右一个章节，然后配合图南机械的习题集做一些练习，主要是把习题集上的选择填空判断和大题做一做，跟着要把书本上每个章节的重点课后习题做一下，一直保持这个进度，快的话可以在10月中旬之前差不多能结束第一轮复习，积累了一定题量就可开始总结大题，开始刷真题。
题型主要有，判断题、选择题、（填空题近几年都没有出现过，但是还是可以做一下）、简答题、作图题、计算题。
（1）判断题和选择题基本上都是课本的基础知识点，机械原理和机械设计都考察，一般都是送分题，最近几年题目会有一两题往年没出现过的知识点，也是主要靠积累和理解，这一部分最多错一两个题。
（2）简答题内容比较杂乱，要靠平时听课看书的总结，把遇到的简答题单独记到笔记本上，按章节分开记，第一遍最好是要理解，减轻后期的背诵压力，理解才背的深刻。
（3）作图题，作图一般是连杆作图和凸轮机构作图，往年还有轴系改错题和轮系上力的方向和齿的旋向判断，这三类作图题主要是总结类型理解原理才能得心应手。
轴系改错靠平时做题要积累，要把没有遇到过或是不理解的地方要把错误和正确的图画一下，这样记忆理解才深刻一点，轮系题要掌握判断的方法和一些技巧。
（4）计算题是有一些固定题型的，会在固定题型里面出题，比如自由度计算、螺栓校核等，主要难点在螺栓校核中力的判断和计算，轮系传动比计算以及转向判断，然后就是数字不好算，考试不让用计算器，但是平时做题还是要用一下，算出答案来检验一下算没算对，大题难度自从上升一个台阶后基本没有再变难。
轴设计的主要内容和轴的设计步骤
轴设计的主要内容和轴的设计步骤轴设计是机械设计中十分重要的一部分，它直接关系到机械系统的性能和寿命。
轴的设计需要考虑多方面因素，包括载荷、转速、材料强度和刚度等。
在进行轴设计时，一般可以遵循以下步骤：步骤一：确定轴的基本参数在开始设计之前，需要明确轴的功能和使用要求，并确定关键参数，包括轴的类型、长度、直径等。
此外，还要考虑系统的使用条件，如载荷、转速、工作环境等。
步骤二：选择材料材料的选择是轴设计非常重要的一部分。
要选择合适的材料，需要考虑载荷、转速、工作温度等因素。
通常，常用的轴材料有碳钢、合金钢、不锈钢和铝合金等。
步骤三：计算载荷根据轴所承受的载荷，可以进行静力学和强度学的计算。
静力学计算主要包括转矩、弯矩和扭矩等，而强度学计算则包括轴的强度和刚度等。
步骤四：计算尺寸在计算尺寸时，需要根据载荷和材料的强度来确定轴的直径。
直径的选择要满足强度和刚度要求，并考虑到材料的废料和经济性。
步骤五：计算转速转速是轴设计中的重要参数之一。
要保证系统的正常运行，需要根据转速和轴材料的强度来选择合适的直径和材料。
步骤六：进行验算设计完成后，还需进行验算，包括强度验算、刚度验算等。
强度验算主要是对轴的强度进行验证，以确保它能够承受所需的载荷。
而刚度验算主要是对轴的刚度进行验证，以满足系统运动的要求。
步骤七：进行优化根据验算结果，进行必要的优化。
可以通过增加轴的直径、改变材料或者增加支撑点等来改善轴的性能。
步骤八：绘制图纸设计完成后，需要绘制详细的轴图纸。
图纸上应包含轴的主要尺寸、材料、工艺要求等。
步骤九：选择工艺在轴设计完成后，还需要选择合适的工艺进行制造。
常用的轴制造工艺包括铸造、锻造、机械加工等。
轴设计的主要内容包括确定轴的基本参数、选择合适的材料、计算载荷、计算尺寸、计算转速、进行验算、进行优化、绘制图纸以及选择合适的制造工艺。
通过这些步骤，可以设计出满足系统要求的轴，确保机械系统的正常运行。
轴类零件加工工艺设计毕业论文
哈尔滨职业技术学院毕业论文题目：轴类零件加工工艺设计院部：机械工程系专业：机械制造及自动化指导教师：张玉兰班级：09机制一班姓名：韩彦龙毕业论文指导教师评语：指导教师（签字）：年月日毕业答辩委员会评定意见：评定成绩：答辩委员会主任（签字）：年月日一、论文题目：轴类零件加工工艺二、论文要求：1.目的2.进度安排3.具体要求指导教师（签字）：年月日摘要随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主体。
高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。
而对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需做一些处理。
并在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的产品。
本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。
通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度，加工效率，简化工序等方面的优势。
关键词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸目录第1章前言 0第2章工艺方案分析 (1)2.1 零件图 (1)2.2 零件图分析 (1)2.3 确定加工方法 (1)2.4 确定加工方案 (1)第3章工件的装夹 (3)3.1 定位基准的选择 (3)3.2 定位基准选择的原则 (3)3.3 确定零件的定位基准 (3)3.4 装夹方式的选择 (3)3.5 数控车床常用的装夹方式 (3)3.6 确定合理的装夹方式 (3)第4章刀具及切削用量 (4)4.1 选择数控刀具的原则 (4)4.2 选择数控车削用刀具 (4)4.3 设置刀点和换刀点 (5)4.4 确定切削用量 (5)第5章典型轴类零件的加工 (6)5.1 轴类零件加工工艺分析 (6)5.2 典型轴类零件加工工艺 (8)5.3 加工坐标系设置 (9)5.4 手工编程 (11)第6章结束语 (14)第7章致谢词 (15)参考文献 (16)第1章前言在机械加工工艺教学中，机械制造专业学生及数控技术专业学生都要学习数控车床操作技术。
机械设计实验(轴系)
南昌大学机械设计实验报告学生姓名： ****** 学号：********** 专业班级： ********* 实验类型：□验证■综合□设计□创新实验日期：12年11月14日小组组员：***、****、*****、******* 实验成绩：实验名称：组合轴系结构设计实验实验目的：熟悉并掌握轴系结构设计中有关轴的结构设计、滚动轴承组合设计的基本方法。
实验内容:(1)指导教师根据实验箱中的说明书选择性安排每组的实验内容或学生自主拟定实现轴系结构功能及其设计方案.(2)进行轴的结构设计与滚动轴承组合设计,每组学生根据实验题号的要求,进行轴系结构设计,解决轴承类型选择、轴上类型定位、固定轴承安装与调节、润滑及密封等问题(3)绘制轴系结构装配图。
(4)经指导教师检查后，再按拟定方案进行轴系结构的装配，并分析及特点。
实验设备：（1）实验仪器设备：组合式轴系结构设计分析实验箱：提供能进行减速器圆柱齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计的全套零件。
（2）测量及绘图工具：钢皮尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板等。
实验步骤：（1）明确实验内容，理解设计要求。
（2）复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法。
（3）构思轴系结构方案①根据齿轮类型选择滚动轴承型号；②确定支承轴向固定方式（两端固定：一端固定、一端游动）；③根据齿轮圆周速度（高、中、低）确定轴承润滑方式（脂润滑、油润滑）；④选择端盖形式（凸缘式、嵌入式）并考虑透盖处密封方式（毡圈、皮碗、油沟）；⑤考虑轴上零件的定位与固定，轴承间隙调整等问题；⑥绘制轴系结构方案示意图。
（4）组装轴系部件。
根据轴系结构方案，从试验箱中选取合适零件并组装成轴系部件、检查所组装的轴系结构是否正确。
（5）绘制结构轴系草图。
（6）测量轴系结构尺寸（支座不用测量），并做好记录。
（7）将所有零件放入实验箱内的指定位臵，交还所借工具。
（8）根据结构草图及测量数据，在实验报告上按1:1比例绘制轴系结构装配图，要求装配关系表达正确，注明必要尺寸，填写标题栏和明细表。
南昌大学机械设计基础-试题及答案(一)上课讲义
南昌大学机械设计基础-试题及答案（一）6、渐开线标准直齿圆柱齿轮正确啮合的条件为 分别相等。
7 .斜齿圆柱齿轮的重合度 _________ 齿圆柱齿轮的重合度，所以 斜齿轮传动 _________ ，承载能力 ________ ，可用于 _______________■勺场 合。
8. 机械静联接又可以分为 ________ 联接和 ________ 接，其中键联接、螺纹联接、销联接属于 _____________ 。
9. _____________________________________________________ 螺纹联接防松的目的是防止 ___________________________________________ , 按工作原理的不同有三种防松方式： _______________ 、 ___________、O10. ___________________________________________ 按轴的承载情况不同，可以分为转轴、 __________________________________ >在直齿圆柱齿轮传动中，忽略齿面的摩擦力，则轮齿间受有 径向力和轴向力三个力作用。
（ ） 蜗杆传动一般用于传动大功率、大速比的场合。
设计键联接时，键的截面尺寸通常根据传递转矩的大小来选 择。
（） 9、 在螺纹联接的结构设计中，通常要采用凸台或鱼眼坑作为螺 栓头和螺母的支承面，其目的是使螺栓免受弯曲和减小加工面。
（）10、 在相同工作条件的同类型滚动轴承，通常尺寸越大，其寿 命越长。
（） 南昌大学2008—— 2009学年 《机械设计基础》期末考试试题一 、填空题（每空1分，共30分） 件是机 、1、构 分为 _ __ 2、运动副是使两构件 联接。
平面运动副可分为 -机构处于压力角a 置。
曲柄摇杆机构，亍” 当摇杆为原动件时，机构 轮的转向 .............. 器的—_零件兀 器的 _单元体， ___ _ __ 单兀体。
南昌大学工程力学期末题库,扭转
扭转一、填空题（共13题，62.4分）1、一直径为的实心轴,另一内径为d, 外径为D, 内外径之比为的空心轴,若两轴横截面上的扭矩和最大切应力均分别相等,则两轴的横截面面积之比为(__)。
正确答案：第1空:解析：具体解析2、扭转的变形特点是杆件的任意两截面绕轴线产生(__),但杆的轴线位置和形状保持不变。
正确答案：第1空:相对转角解析：具体解析3、圆轴扭转时满足平衡条件,但切应力超过比例极限,则切应力互等定理(是、否)(__)成立 ;剪切胡克定律(是、否)(__) 成立。
正确答案：第1空:是,否解析：具体解析4、一内外径之比为的空心圆轴,当两端承受扭转力偶时,若横截面上的最大切应力为,则内圆周处的切应力为(__)。
正确答案：第1空:解析：具体解析5、长为、半径为、扭转刚度为的实心圆轴如图所示。
扭转时,表面的纵向线倾斜了角,在小变形情况下,此轴横截面上的扭矩为(__);两端截面的相对扭转角为 (__)。
正确答案：第1空:,解析：具体解析6、建立圆轴的扭转切应力公式时,“平面假设”起到的作用是(__)。
正确答案：第1空:给出了圆轴扭转时的变形规律解析：具体解析7、图示圆轴AB,两端固定,在横截面C处受外力偶矩作用,若已知圆轴直径,材料的切变模量,截面的扭转角及长度,则所加的外力偶矩为(__)。
正确答案：第1空:解析：具体解析8、一直径为的实心轴,另一内径为,外径为,内外径之比为的空心轴,若两轴的长度、材料、所受扭矩和单位长度扭转角均分别相同,则空心轴与实心轴的重量比(__)。
正确答案：第1空:0.47解析：具体解析9、圆轴的极限扭矩是指(__)扭矩。
正确答案：第1空:横截面上的切应力都达到屈服极限时圆轴所能承担的扭矩解析：具体解析10、矩形截面杆扭转变形的主要特征是(__)。
正确答案：第1空:横截面翘曲解析：具体解析11、直径的钢圆杆受轴向拉力作用时,在标距的长度内伸长了,则刚才弹性模量E为 (__)。
南昌大学混凝土结构设计原理复习资料
结构设计原理南昌大学综合练习--选择题一、选择题1．下列关于钢筋混凝土结构的说法错误的是（钢筋混凝土结构自重大，有利于大跨度结构、高层建筑结构及抗震）。
2．我国混凝土结构设计规范规定：混凝土强度等级依据（D．立方体抗压强度标准值）确定。
3．混凝土的弹性系数反映了混凝土的弹塑性性质，定义（A．弹性应变与总应变的比值）为弹性系数。
4．混凝土的变形模量等于（弹性系数与弹性模量之乘积）。
5．我国混凝土结构设计规范规定：对无明显流幅的钢筋，在构件承载力设计时，取极限抗拉强度的（C．85%）作为条件屈服点。
6．结构的功能要求不包括（经济性）7．结构上的作用可分为直接作用和间接作用两种，下列不属于间接作用的是（B．风荷载）8．（A．荷载标准值）是结构按极限状态设计时采用的荷载基本代表值，是现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2001）中对各类荷载规定的设计取值。
9．当结构或构件出现（B．I、III）时，我们认为其超过了承载能力极限状态。
I．结构转变为机动体系II．构件挠度超过允许的限值III．结构或构件丧失稳定IV．构件裂缝宽度超过了允许的最大裂缝宽度10．受弯构件抗裂度计算的依据是适筋梁正截面（A．第I阶段末）的截面受力状态。
11．钢筋混凝土梁的受拉区边缘达到（D．混凝土弯曲时的极限拉应变）时，受拉区开始出现裂缝。
12．有明显流幅的热轧钢筋，其屈服强度是以（D．屈服下限）为依据的。
13．受弯构件正截面极限状态承载力计算的依据是适筋梁正截面（C．第III阶段末）的截面受力状态。
14．在T形梁的截面设计计算中，满足下列条件（）则为第二类T形梁。
15．梁的破坏形式为受拉钢筋的屈服与受压区混凝土破坏同时发生，则这种梁称为（平衡配筋梁）。
16．单筋矩形梁正截面承载力计算基本公式的适用条件是：（A．I、III）I ．II ．III ．IV ．17．双筋矩形截面梁正截面承载力计算基本公式的第二个适用条件的物理意义是（C．保证受压钢筋屈服）。
轴设计的主要内容和轴的设计步骤
轴设计的主要内容和轴的设计步骤一、轴设计的主要内容轴是指工程、机械、汽车等设备中用来传递动力和承受载荷的一个重要组成部分。
轴的设计是指根据设备的工作原理、运行条件、载荷等要求，确定轴的几何形状、尺寸、材料等参数的过程。
良好的轴设计能够保证设备的稳定运行和寿命，提高设备的性能和效率。
轴设计的主要内容包括轴的几何形状、尺寸、材料和连接方式等方面。
1. 轴的几何形状：轴的几何形状通常是圆柱形，也可以是多边形、椭圆形等。
合理的几何形状能够降低应力集中，提高轴的强度和刚度。
2. 轴的尺寸：轴的尺寸包括直径、长度等参数。
根据设备的功率、转速、载荷等要求，确定轴的尺寸，确保轴的强度和刚度满足设计要求。
3. 轴的材料：轴的材料选择应根据设备的工作条件和要求进行。
常用的轴材料有碳素钢、合金钢、不锈钢等。
根据不同的工作条件，选择合适的轴材料，以满足轴的强度和耐磨性等要求。
4. 轴的连接方式：轴的连接方式是指轴与其他部件（如轴套、轴承、齿轮等）的连接形式。
常见的连接方式有键连接、螺纹连接、温度收缩连接等。
根据设备的工作负荷和要求，选择合适的连接方式，确保连接的牢固性和可靠性。
二、轴的设计步骤轴的设计是一个复杂的过程，需要根据具体设备的工作要求和条件来进行。
一般而言，轴的设计步骤包括设计任务确认、轴的受力分析、轴的尺寸计算、轴的校核和轴的优化设计等。
1. 设计任务确认：在轴的设计前，需要明确设计的任务和要求。
包括设备的工作条件、载荷特点、工作环境等方面的要求。
根据这些要求，确定轴的设计指标，为后续的设计提供依据。
2. 轴的受力分析：根据受力分析原理，对轴的受力情况进行计算和分析。
考虑到设备的工作条件和载荷特点，确定轴的受力形式和大小。
根据受力分析结果，选取合适的材料和几何形状。
3. 轴的尺寸计算：根据轴的受力分析结果，进行轴的尺寸计算。
轴的尺寸计算包括轴径的确定、轴长的确定和轴的过盈量的确定等。
根据设备的工作要求和载荷特点，计算得到轴的合理尺寸。
第六届全国大学生机械创新设计大赛决赛评审结果
第六届全国大学生机械创新设计大赛决赛评审结果
全国大学生机械创新设计大赛组委会
高等学校机械基础课程教学指导委员会
第六届全国大学生机械创新设计大赛决赛第二阶段评审于2014年7月27日至7月30日在辽宁省沈阳市东北大学举行。
大赛评委会通过审阅设计资料、观摩实物演示和进行作品答辩等程序，依据评分标准进行评分，并经评审委员会全体会议复审，并汇总初评结果，共评出设计奖一等奖126项、二等奖229项。
大赛组委会还评出为赛区颁发的优秀组织奖12项，贡献奖4项和纪念奖1项。
现将决赛评审结果公布如下：
设计奖：（见下表，排名不分先后次序）
一等奖（126项）
二等奖（229项）
优秀组织奖：
东北大学
（以下排名不分先后）
吉林赛区、湖南赛区、福建赛区、辽宁赛区、浙江赛区、江苏赛区、湖北赛区、陕西赛区、四川赛区、北京赛区、慧鱼赛区
贡献奖：
北京中教仪人工智能科技有限公司
派克汉尼汾流体传动产品（上海）有限公司
广州中望龙腾软件股份有限公司
西安非凡士机器人科技有限公司
决赛承办纪念奖
东北大学
全国大学生机械创新设计大赛组委会
教育部高等学校机械基础课程教学指导委员会
2014年7月30日。
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由表14-1查取联轴器工作情况系数 查取联轴器工作情况系数K=1.3，计算转矩为 由表 查取联轴器工作情况系数 ， 84 82 Ⅰ
φ45H7/k6
84
Ⅱ 82
Ⅰ
φ45H7/k6
b) 轴承、齿轮的定位及轴段主要尺寸—— 轴承、齿轮的定位及轴段主要尺寸
根据轴的受力，选取一对7211C滚动轴承正装，其尺寸为 ×D×B＝ 滚动轴承正装 根据轴的受力，选取一对 滚动轴承正装，其尺寸为d× × ＝ 55mm×100mm×21mm, 配合段轴径 Ⅲ-Ⅳ=dⅥ-Ⅶ=55mm(k6)。左端 配合段轴径d Ⅳ × × 。 Ⅶ 轴承采用轴肩作轴向定位，由手册确定轴肩处直径d Ⅵ 轴承采用轴肩作轴向定位 ， 由手册确定轴肩处直径 Ⅴ-Ⅵ≥64mm，配 ， 合轴段长L Ⅶ 合轴段长 Ⅵ-Ⅶ=23mm；右端采用轴套作轴向定位。 ；右端采用轴套作轴向定位。 23 21 100 Ⅱ 82 Ⅰ 23 21
垂直面内的支反力
FVA = 1 l AB ( Fr × l AB / 2 + Fa × d1 / 2)
= 1359 N
FVB = Fr − FVA = 1740 − 1359 = 381N
4. 按弯扭合成校核轴的强度 按弯扭合成校核轴的强度—— (4) 画弯矩图，并计算轴的弯矩 画弯矩图， 分别画出垂直面和水平面 的弯矩图 计算截面C处的弯矩 计算截面C A FVA Fr C Fa B FVB
＋
＋
3. 轴的结构设计 轴的结构设计—— (2) 轴上零件的定位及轴主要尺寸的确定 a) 轴端联轴器选用和定位 轴端联轴器选用和定位——
T = 9.55 × 10 6 P / n = 477500 N ⋅ mm TC = KT = 1.3 × 477500 = 620750 N ⋅ mm
查国标， 选用HL4型 弹性柱销联轴 查国标 ， 选用 型 型轴孔， 孔径d 器 ， J型轴孔 ， 其 孔径 1=45mm， 型轴孔 ， 与轴配合为H7/k6； 联轴器的毂孔 与轴配合为 ； 长 L1=84mm ， 故 轴 与 其 配 合 段 长 LⅠ-Ⅱ=82mm； 按 轴 径 选 用 平 键 截 ； Ⅱ 面尺寸b× 面尺寸 ×h=14×9，键长为 × ，键长为70mm； ； 按轴径选用轴端挡圈直径D=55mm。 轴端挡圈直径 按轴径选用轴端挡圈直径 。 Ⅱ 已知：P=10kW， 已知： ， n=200r/min
＋
＋
23 Ⅶ
20
98 80.5
φ55H7/k6
φ58H7/r6
45 Ⅲ
60 Ⅱ
φ45H7/k6
φ55k6
φ67
φ52
82 Ⅰ
ⅥⅤ 80.5
Ⅳ
3. 轴的结构设计 轴的结构设计—— (2) 轴上零件的定位及轴主要尺寸的确定 c) 轴结构的工艺性 轴结构的工艺性—— 取轴端倒角为2× ° 按规定确定各轴肩的圆角半径， 取轴端倒角为 ×45°， 按规定确定各轴肩的圆角半径 ， 左轴颈留有砂轮越程槽，键槽位于同一轴线上。 左轴颈留有砂轮越程槽，键槽位于同一轴线上。
×
带式输送机
解 1. 选择轴的材料 选择轴的材料—— 选择轴的材料为45号钢，调质处理，硬度217~255HBS。 选择轴的材料为 号钢，调质处理， 硬度 。 号钢 由表15-1查得对称循环弯曲许用应力 σ-1]=180MPa。 查得对称循环弯曲许用应力[ 由表 查得对称循环弯曲许用应力 。 2. 初步计算轴径 初步计算轴径—— 已知：P=10kW， 已知： ， n=200r/min
转轴
同时承受弯矩和扭矩
二、轴的受力、应力及失效形式 轴的受力、
以减速器的输出轴为例来讨论转轴的受力、 以减速器的输出轴为例来讨论转轴的受力、应力及失效形式
1、受力及应力分析 、
之间的任意截面上， 在AB之间的任意截面上，只有 之间的任意截面上 弯矩M， 弯矩 ，因此只有弯曲应力 之间的任意截面上， 在BC之间的任意截面上，既作用有 之间的任意截面上 弯矩M，又作用有转矩T，因此， 弯矩 ，又作用有转矩 ，因此，即 有弯曲应力 ，又有扭转剪应力
轴承距箱体内壁为5mm, 轴承距箱体内壁为 则 轴 环 宽 度 b=20mm 。 齿轮右端采用轴套定位， 其宽度为20mm。 其宽度为 。
＋
＋
23 Ⅶ
20
98 80.5
φ55H7/k6
φ58H7/r6
φ45H7/k6
φ55k6
φ67
82 Ⅲ Ⅱ Ⅰ
ⅥⅤ 80.5
Ⅳ
取平键16mm×10mm×90mm 平键 × × 130 40 5 21 15 100 15 40 23 5 21 42 20
＋
＋
23 Ⅶ ⅥⅤ
98
φ55H7/k6
φ58H7/r6
φ45H7/k6
φ55k6
φ67
82 Ⅲ Ⅱ Ⅰ
Ⅳ
Ⅶ
φ55k6
23
21
＋
ⅥⅤ
φ67 φ58H7/r6
100
98 Ⅳ
φ55H7/k6
＋
23 21
Ⅲ Ⅱ
φ45H7/k6
82 Ⅰ
84
取齿轮端 面距箱体 内 壁 为 5 15mm 21
130 15 100 15 23 5 21
189578N⋅mm ⋅
4. 按弯扭合成校核轴的强度 按弯扭合成校核轴的强度—— (4) 画弯矩图，并计算轴的弯矩 画弯矩图，
109400N⋅mm ⋅ 30651N⋅mm ⋅
画其弯矩图并求合成弯矩
2 2 M 1 = M H + M V 1 = 218879 N ⋅ mm
2 2 M 2 = M H + M V 2 = 192040 N ⋅ mm
130 40 5 21 15 100 15
40 23 5 21 42 20
＋
＋
23 Ⅶ
20
98 80.5
φ55H7/k6
φ58H7/r6
45 Ⅲ
60 Ⅱ
φ45H7/k6
φ55k6
φ67
φ52
82 Ⅰ
ⅥⅤ 80.5
Ⅳ
4. 按弯扭合成校核轴的强度 按弯扭合成校核轴的强度—— Fr A Fa Ft B 轴空间受力简图； 轴空间受力简图； 将轴上作用力分解为 垂直面受力； 垂直面受力； 将轴上作用力分解为 水平面受力。 水平面受力。 取集中力作用于齿轮 和轴承宽度的中点。 和轴承宽度的中点。 FHB (1) 画轴空间受力简图
V A H A
C
B
189578N⋅mm ⋅
C
M1 M2
B
合成
A
C
B
4. 按弯扭合成校核轴的强度 按弯扭合成校核轴的强度——
477500N⋅mm ⋅
扭矩
(5) 画扭矩图 (6) 校核轴的强度
A
C
B
危险截面多为承受最大弯矩和扭矩的截面 危险截面多为承受最大弯矩和扭矩的截面，通常只需对该 多为承受最大弯矩和扭矩的截面， 截面进行校核。必要时也对其他危险截面（ 截面进行校核。必要时也对其他危险截面（如弯矩不是最 大但轴径较小的截面）进行强度校核。根据式(15-5)，取 大但轴径较小的截面）进行强度校核。根据式 ， α≈0.7（单向转动，转矩按脉动变化）；β=0(实心圆轴 ； 实心圆轴)； （单向转动，转矩按脉动变化） 实心圆轴 键槽影响 考虑键槽影响， 乘以0.94），则有 ） 考虑键槽影响，d1乘以
当轴端为带轮或链轮 带轮或链轮时 当轴端为带轮或链轮时，带轮或链轮不仅传 入转矩，而且对轴施加径向力 径向力， 入转矩，而且对轴施加径向力，此时轴系的 力分析和轴的设计较为复杂，但方法类似。 力分析和轴的设计较为复杂，但方法类似。
而在CD之间的任意截面上， 而在 之间的任意截面上，只作 之间的任意截面上 用有转矩T， 用有转矩 ，因此只有扭转剪应力 τ
转轴
带式运输机 电动机
减速器
箱体内壁 箱体内壁
减速器
二、例 带式输送机减速器 1 试按弯扭合成 法设 试按 弯扭合成法设 弯扭合成 计计算其主动轴 主动轴。 计计算其主动轴。 已知： 已知： P=10kW， ， n=200r/min， ， 斜齿圆柱齿轮传动 b=100mm， ， z=40， ， mn=5mm， ， β =9°22′， ° ′ 轴端装有联轴器。 轴端装有联轴器。 × 电机
Fr FVA Ft FHA
Fa FVB
4. 按弯扭合成校核轴的强度 按弯扭合成校核轴的强度—— (2) 轴上受力分析 齿轮的圆周力
2T1 2T1 2 × 477500 Ft = = = = 4710 N d1 zm n / cos β 40 × 5 / cos 9°22'
齿轮的径向力
tan α n tan 20 ° Fr = Ft = 4710 × = 1740 N cos β cos 9°22 ' 齿轮的轴向力
根据式(15-3)，取β =0，并由表15-3选系数 根据式 ， ，并由表 选系数C=110，得 ， 选系数
d min
P 10 3 =C = 110 × = 40.5mm n 200
3
因为轴端装联轴器需开键槽，会削弱轴的强度。 因为轴端装联轴器需开键槽，会削弱轴的强度。故将轴径 轴端 装联轴器需开键槽 最小直径为 增加4%~5%，取轴的最小直径为45mm。 增加 ，取轴的最小直径 。
Fa = Ft tan β = 4710 × tan 9°22' = 777 N
4. 按弯扭合成校核轴的强度 按弯扭合成校核轴的强度—— (3) 计算作用于轴上的支反力 水平面内的支反力 A FHA A FVA Fr Fa Ft B FHB B FVB
FHA = FHB = Ft / 2 = 2355 N
σc =
M 1 2 + (α T ) 2 0 .1d