基本要求,了解轴的类型和材料；掌握轴的
结构设计和轴的强度计算方法。
重 点,按扭转强度计算轴径。
第十四章 轴
§ 14-1 轴的功用和类型
一、轴的功用
二、轴的类型
、按承受载荷的性质分1
?
?
?
固定心轴
转动心轴
）心轴
）传动轴
）转轴
3
2
2,按轴线的形状分
?
?
?
?
?
?
蜗杆轴
绕性钢丝轴
）特殊轴
固定轴、阶梯轴
实心轴、空心轴
）直轴
）曲轴
3
2
1
转动心轴
固定心轴
转轴
曲轴
绕性钢丝轴
蜗杆轴
三、轴的设计步骤
、振动稳定性设计
、强度和刚度设计
、结构设计
、选材
4
3
2
1
§ 14-2 轴的材料
一、对轴材料的要求
颈的耐磨性。、能经过热处理提高轴
性。、具有良好的加工工艺
。、对应力集中敏感性小
。、具有足够的疲劳强度
4
3
2
1
二、轴的材料
?
?
?
?
?
球墨铸铁
合金刚
碳素钢
114 ?表
§ 14-3 轴的结构设计
轴的结构设计依据?
、轴的加工工艺性。
方向、及分布情况。、载荷的性质、大小、
接方式。、尺寸、数量和轴的联、轴上安装零件的类型
置及形式。、轴在机器中的安装位
4
3
2
1
轴的结构应满足的条件?
、尽量减少应力集中。
艺性。、轴应有良好的加工工
和调整。、轴上的零件便于装拆
定可靠。、各零件必须定位及固
要有准确的工作位置。、轴和装在轴上的零件
5
4
3
2
1
1 2 3
4 5 6
7
轴承档板 带轮 轴承盖 套筒 齿轮 滚动轴承
一、制造安装要求
二、轴上零件的定位
RCh 或1? RCr 或1?
三、轴上零件的固定
?
?
?
?
?
??
?
?
?
?
紧定螺钉
弹性挡圈
轴端挡板
螺母
套筒
轴肩
轴向固定
?
?
?
?
?
紧定螺钉
过盈配合
键
周向固定
善受力情况四、减少应力集中、改
、减少应力集中1
、改善受力情况2
§ 14-4 轴的强度计算
一、按扭转强度计算 ][?? ??
PZ
T
mmd
d
d
ZZ
kWP
mmN
n
P
TT
mmN
PP
,
2.0
16
,
,
1055.9
/
3
3
6
2
为轴径
圆截面为相截面系数
为传递功率
，为转矩，
扭转弯应力，式中：
??
???
?
?
][2.0 1055.9 3
6
?? ???? nd p mmn
PC
n
Pd 33
3
6
][2.0
1055.9 ????
?
3
6
2
][2.0
1055.9;/][
??
??CmmN许用扭转弯应力，—式中：
例题分析
。，求：
钢。，，，已知：
m i n2m i n1
1 45kW1414m i nr/960
dd
Pin ???
解,1 1 0,1 0 7~1 1 845 ?? CC 取：钢，
m i n/2 4 049 6 012 rinn ???
mmdmm
n
PCd 25:02.24
13
1
1 ???,取
mmdmm
n
PCd 40:14.38
23
2
2 ???,取
][4 22 bbe ???? ???
Z
T
Z
T
d
d
Z
Z
Z
M
p
b
b
2
1.0
32
3
3
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?
扭切应力，—
截面系数，—；
弯曲应力，—式中：
算二、按弯扭合成强度计
][
1.0
1
1
2
4
22
3
2222
b
e
TM
d
TM
ZZ
T
Z
M
?
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???
????? ）（）（
，即和折合系数的循环特性不同，对与考虑 ??? Tb
][)2(1.0 1 1223 bee TMdZM ????? ??
:设计公式为 mmMd
b
e3
1 ][1.0 ?
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1
6.0
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][
][
1
1
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对称循环转矩
脉动转矩
不弯转矩
b
b
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当
例题分析
面的直径。求：设计输出轴危险截
。
，
，，，已知：
mmkmmLNF
mmd
NFNFNF
trt
206,193,4 5 0 0
146
2 8 6 06 4 1 01 7 4 0 0
2
???
?
???
解,求垂直面的支反力)1(
N
L
d
F
L
F
R
ar
v 2 1 2 3
22
2
1 ?
???
?
NRFR vrv 428712 ???
求水平的支反力)2(
NFRR tHH 8 7 0 0221 ???
力在支点产生的反力）（ F3
NRFR
N
L
KFR
FF
F
9 3 0 3
4 8 0 3
12
1
???
???
）绘垂直面的弯矩图（ 4
mN
L
RM
mN
L
RM
vav
vav
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???
??
20 5
2
41 4
2
1
2
）绘水平面的弯矩图（ 5
mNLRM HaH ??? ? 8 4 021
力产生的弯矩图F)6(
mNKFM F ??? ? 9272
力产生的弯矩为截面 F?? ?
mNLRM FaF ???? 4 6 321
求合成弯矩图)7(
mN
MMMM aFaHava
??
???
1 40 0
22
mN
MMMM aFaHaa
??
?????
1 3 2 8
)()( 222
mNMM F ??? 92722
求轴传递的转矩)8(
mNdFT t ???? 1 2 7 02 2
求危险截面的当量弯矩)9(
22 )( aTMM ae ??
mNM e ??? 1600:6.0,则取 ?
径计算危险截面处轴的直)10(
:60][
6 5 045
2
1
2
，则
钢，
mmN
mmN
b
B
??
??
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?
mmMd
b
e 6.64
][1.0
3
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§ 14-5 轴的刚度计算
刚度条件为
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?
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][
][
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结构设计和轴的强度计算方法。
重 点,按扭转强度计算轴径。
第十四章 轴
§ 14-1 轴的功用和类型
一、轴的功用
二、轴的类型
、按承受载荷的性质分1
?
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固定心轴
转动心轴
）心轴
）传动轴
）转轴
3
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2,按轴线的形状分
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蜗杆轴
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）特殊轴
固定轴、阶梯轴
实心轴、空心轴
）直轴
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3
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1
转动心轴
固定心轴
转轴
曲轴
绕性钢丝轴
蜗杆轴
三、轴的设计步骤
、振动稳定性设计
、强度和刚度设计
、结构设计
、选材
4
3
2
1
§ 14-2 轴的材料
一、对轴材料的要求
颈的耐磨性。、能经过热处理提高轴
性。、具有良好的加工工艺
。、对应力集中敏感性小
。、具有足够的疲劳强度
4
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1
二、轴的材料
?
?
?
?
?
球墨铸铁
合金刚
碳素钢
114 ?表
§ 14-3 轴的结构设计
轴的结构设计依据?
、轴的加工工艺性。
方向、及分布情况。、载荷的性质、大小、
接方式。、尺寸、数量和轴的联、轴上安装零件的类型
置及形式。、轴在机器中的安装位
4
3
2
1
轴的结构应满足的条件?
、尽量减少应力集中。
艺性。、轴应有良好的加工工
和调整。、轴上的零件便于装拆
定可靠。、各零件必须定位及固
要有准确的工作位置。、轴和装在轴上的零件
5
4
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1
1 2 3
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7
轴承档板 带轮 轴承盖 套筒 齿轮 滚动轴承
一、制造安装要求
二、轴上零件的定位
RCh 或1? RCr 或1?
三、轴上零件的固定
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紧定螺钉
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周向固定
善受力情况四、减少应力集中、改
、减少应力集中1
、改善受力情况2
§ 14-4 轴的强度计算
一、按扭转强度计算 ][?? ??
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