轴的共振和临界转速的概念

下一页,上一页,退出,分目录,第八章 轴,第一节 概 述,第二节,轴 的材料,第三节,轴的结 构 设 计,第四节,轴的强度计算,第五节,轴的刚度计算,本章目录,第六节 轴的共振和临界转速的概念,下一页,总目录,退出,第一节 概述,一、,轴的用途,与分类,按,外形分,按,载荷分,直轴,曲轴,转轴,软轴,传动轴,心轴,光轴,阶梯轴,空心轴,固定心轴,转动心轴,轴的,分类,轴的,分类,应用,轴的,分类,应用,轴的,分类,轴的,分类,轴的,分类,轴的,分类,应用,轴的,分类,轴的,分类,二、轴的失效形式及,设计准则,疲劳断裂,变形,共振,主要失效形式,设计准则,疲劳强度校核、静强度校核,刚度计算,振动稳定性计算,轴 的材料选择,轴径的初步计算,轴的结 构 设 计,轴的强度校核,轴的刚度、稳定性计算,轴 的设 计步骤,第二节 轴的材料,对轴材料的要求,具有足够的强度、足够的塑性、冲击韧性、抗磨损性和抗腐蚀性；对应力集中的敏感性小；具有良好的工艺性；能通过各种热处理方式提高轴的疲劳强度。,轴材料的选择,主要采用碳素钢和合金钢。碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性较小，应用广泛。表8-1,第三节轴的结 构 设 计,原则,:,1,轴上零件易于安装、调整、拆卸,2,轴的受力合理、应力集中小,3,轴上零件定位准确,4,轴便于加工,加工工艺性好,合理地定出轴各部分的几何形状和尺寸,一、制造安装要求,1 轴的形状,阶梯轴,光轴,等强度,易于加工,2 轴的装配工艺性,二、改善轴的受力情况,1,轴上零件的布置,2,减轻轴的应力集中,1,）阶梯轴相邻轴段直径相差不易过大,2）轴肩过渡圆角应大,3,）,在轴上或轮毂上开减载槽,4,）肩环,5,）凹,切,圆角,6,）柔性轮毂,7,）盘铣刀开键槽,8),轴上尽量开横孔，若不可避免应将孔端倒角，提高表面粗糙度等级,9）避免在轴上打印,三、轴上零件的定位和固定,1,轴上零件的周向定位与固定,1）键联接,2）花键联接,1 轴上零件的周向定位与固定,3）成型联接,1 轴上零件的周向定位与固定,4,）弹性环联接,1 轴上零件的周向定位与固定,5）销联接,1 轴上零件的周向定位与固定,6）过盈联接,1 轴上零件的周向定位与固定,2,轴上零件的轴向定位与固定,1）轴肩,2,）轴环,2,轴上零件的轴向定位与固定,3,）锁紧挡圈,2,轴上零件的轴向定位与固定,4,）弹性挡,圈,2,轴上零件的轴向定位与固定,2,轴上零件的轴向定位与固定,5）轴端挡圈,6）圆螺母定位,2,轴上零件的轴向定位与固定,7）套筒定位,2,轴上零件的轴向定位与固定,8）圆锥形轴头定位,2,轴上零件的轴向定位与固定,四、轴的加工工艺性,一、按扭转强度条件计算,已知：转矩,设计：轴,适用：1 传动轴的设计,2 粗估轴径,3 不重要轴的设计,第四节 轴的强度计算,轴的强度计算,T,轴的扭转应力，,N/mm，,T,轴,传递的扭矩，,N.mm,W,T,轴的抗扭截面模量，,mm,3,；,P,轴传递的功率，,kW；,n,轴的转速，,r/min；,T,许用扭转应力，,N/mm；,一、按扭转强度条件计算,设计公式，轴的最小直径,A,0,由轴材料及承载情况确定的系数，表8-2,当轴上有键槽时，应适当增大轴径：单键增大3%，双键增大7%10%。,二、按弯扭合成强度计算,已知：各段轴径，轴所受各力、轴承跨距,计算：轴的强度,可,先画出轴的弯扭合成图，然后计算危险截面的最大弯曲应力。主要用于计算一般重要受弯扭复合的轴。计算精度中等。,二、按弯扭合成强度计算,第三强度理论,弯曲应力,对称循环,弯曲应力与扭转切应力的循环特征不同所以引入的修正系数,扭转应力,不变化的转矩,脉动变化的转矩,频繁正反变化的转矩,-1,对称循环许用应力,0,脉动循环应力轴的许用应力,+1,静应力状态下轴的许用应力,轴的许用弯曲应力，表8-3,计算弯矩,或,校核轴径,三 疲劳强度计算安全系数,已知：各段轴径、轴所受各力、轴,承跨距、过渡圆角、表面粗糙度、轴毂配合,计算：轴的强度,用于重要的轴，计算精度高且复杂,轴的疲劳强度许用安全系数,S1.3-1.5,用于材料均匀,S=1.5-1.8,用于材料不够均匀,S=1.8-2.5,用于材料均匀性及计算精确度很低,或轴径,d200mm,Ss=1.21.4,用于高塑性材料；,Ss=1.41.8,用于中等塑性材料,Ss=1.82,用于低塑性材料的轴,Ss=23,用于铸造轴.,第五节 轴的刚度计算,T,T,y,第六节 轴的共振和临界转速的概念,刚性轴,nn,c1,，nn,c1,，1.4 n,c1,n0.7 n,c2,一阶临界转速,二阶临界转速,Goodbye,