《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》模塊六

變速箱設(shè)計

6-3-1軸的設(shè)計學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.掌握軸的功用、能識別軸的類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及應(yīng)用2.掌握軸上零件的定位方法、軸的結(jié)構(gòu)3.了解軸的結(jié)構(gòu)工藝性及提高軸的強(qiáng)度的措施；技能點(diǎn)：1.軸類型的識別；2.軸上零件的定位方法知識點(diǎn)：軸系零部件設(shè)計與選用

《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》任務(wù)單序號/日期28/班級/學(xué)號姓名/組別題目分析軸的功用并為軸選用聯(lián)軸器能力要求1．認(rèn)識軸的各部名稱和作用2．熟悉軸系結(jié)構(gòu)各部分的功能及設(shè)計原理

工具/設(shè)備變速箱軸任務(wù)單6-3-1任務(wù)一：分析軸的功用并為軸選用聯(lián)軸器一.軸的功用及分類軸的功用支承回轉(zhuǎn)零件并傳遞運(yùn)動和動力。一.軸的功用及分類軸的分類(1).按承載情況轉(zhuǎn)軸同時承受轉(zhuǎn)矩和彎矩的軸一.軸的功用及分類軸的分類轉(zhuǎn)軸同時承受轉(zhuǎn)矩和彎矩的軸(1).按承載情況一.軸的功用及分類軸的分類轉(zhuǎn)軸心軸只承受彎矩而不承受轉(zhuǎn)矩的軸(1).按承載情況一.軸的功用及分類軸的分類轉(zhuǎn)軸固定心軸心軸只承受彎矩而不承受轉(zhuǎn)矩的軸(1).按承載情況一.軸的功用及分類軸的分類轉(zhuǎn)軸固定心軸心軸只承受彎矩而不承受轉(zhuǎn)矩的軸(1).按承載情況一.軸的功用及分類軸的分類轉(zhuǎn)軸固定心軸心軸轉(zhuǎn)動心軸只承受彎矩而不承受轉(zhuǎn)矩的軸(1).按承載情況一.軸的功用及分類軸的分類轉(zhuǎn)軸固定心軸心軸轉(zhuǎn)動心軸只承受彎矩而不承受轉(zhuǎn)矩的軸(1).按承載情況一.軸的功用及分類軸的分類轉(zhuǎn)軸固定心軸心軸轉(zhuǎn)動心軸主要承受轉(zhuǎn)矩的軸傳動軸(1).按承載情況一.軸的功用及分類軸的分類轉(zhuǎn)軸固定心軸心軸轉(zhuǎn)動心軸主要承受轉(zhuǎn)矩的軸傳動軸(1).按承載情況一.軸的功用及分類軸的分類直軸光軸階梯軸(2).按軸線形狀一.軸的功用及分類軸的分類直軸光軸曲軸階梯軸(2).按軸線形狀一.軸的功用及分類軸的分類直軸光軸曲軸階梯軸撓性軸(2).按軸線形狀一.軸的功用及分類軸頸軸頭軸頸軸頸

—軸上被支承的部分軸頭

—安裝輪轂的部分軸身

—連接軸頸和軸頭的部分

軸身軸頭軸的組成一.軸的功用及分類軸系結(jié)構(gòu)分析1-軸端擋圈2-聯(lián)軸器3-軸承蓋4-套筒5-齒輪6-滾動軸承543216一.軸的功用及分類軸系結(jié)構(gòu)分析1-軸端擋圈2-帶輪3-軸承蓋4-套筒5-齒輪6-滾動軸承一.軸的功用及分類《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》任務(wù)單序號/日期31/班級/學(xué)號姓名/組別題目為變速箱軸選用滾動軸承并組合設(shè)計能力要求1．能正確分析簡單軸系結(jié)構(gòu)2．正確裝拆機(jī)械產(chǎn)品3.能繪制簡單軸系結(jié)構(gòu)草圖工具/設(shè)備滑輪尖嘴鉗游標(biāo)卡尺任務(wù)單5-3-4任務(wù)二：拆裝滑輪車

二.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容及基本要求軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容確定軸的外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計基本要求(1).軸上零件要有可靠的軸向和周向的定位及固定；(2).便于軸上零件的裝拆和軸的加工；(3).有利于提高軸的強(qiáng)度和剛度，節(jié)約材料，減輕質(zhì)量等。階梯形、中間大、兩端小便于裝配接近等強(qiáng)度梁F等強(qiáng)度階梯軸軸的基本結(jié)構(gòu)三.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程與方法擬定軸上零件的裝配方案擬定軸上零件的裝配方案(1).

確定各軸段的直徑（基本原則）①.最小直徑的估算(扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度)②.為便于零件裝配，應(yīng)做成階梯軸。相鄰兩段軸直徑之差通常可取5～10mm。③.安裝標(biāo)準(zhǔn)件（軸承、油封、聯(lián)軸器）的軸段直徑應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)件尺寸相符。④.定位軸肩和非定位軸肩的尺寸確定→根據(jù)具體情況確定各軸段的直徑和長度①.軸頭部分：安裝齒輪、聯(lián)軸器、帶輪的軸頭部分的長度應(yīng)比輪轂的寬度小2～3mm。(2).確定各軸段的長度確定各軸段的直徑和長度確定各軸段的直徑和長度②.軸頸部分：安裝軸承的軸頸部分的長度應(yīng)與軸承寬度匹配。(2).確定各軸段的長度確定各軸段的直徑和長度③.軸身部分軸身部分的長度應(yīng)保證回轉(zhuǎn)部件與固定部件間有足夠的間隙。回轉(zhuǎn)件端面與箱體內(nèi)壁間的距離為

Δ2=8～15mm(2).確定各軸段的長度確定各軸段的直徑和長度③.軸身部分軸身部分的長度應(yīng)保證回轉(zhuǎn)部件與固定部件間有足夠的間隙。軸承內(nèi)端面與箱體內(nèi)壁間的距離為Δ3=3～5mm

(2).確定各軸段的長度確定各軸段的直徑和長度③.軸身部分軸身部分的長度應(yīng)保證回轉(zhuǎn)部件與固定部件間有足夠的間隙。聯(lián)軸器或帶輪與軸承蓋間的距離通常取l1=15～20mm(2).確定各軸段的長度軸上零件的軸向定位和固定軸上零件的軸向定位和固定(1).

軸肩和軸環(huán)階梯軸上截面變化處稱為軸肩。c)軸承安裝處軸肩或軸環(huán)

r或

h，按軸承標(biāo)準(zhǔn)軸肩定位軸肩或軸環(huán)r<C1

或

r<Rh=(2～3)C1

或

h=(0.07～0.1)db≈1.4hb)非定位軸肩或軸環(huán)

h≈1～2mmr≤(D-d)/2軸環(huán)軸上零件的軸向定位和固定(2).

套筒當(dāng)軸上兩個零件間相距較近時采用非標(biāo)準(zhǔn)件軸上零件的軸向定位和固定(3).

圓螺母與止動墊圈當(dāng)軸上兩個零件間相距較遠(yuǎn)時或軸端處采用標(biāo)準(zhǔn)件軸上零件的軸向定位和固定(4).

軸端擋圈用于軸端，工作可靠、應(yīng)用較廣標(biāo)準(zhǔn)件軸上零件的軸向定位和固定(5).

彈性擋圈與軸肩配合，適用于軸向力不大的場合標(biāo)準(zhǔn)件軸上零件的軸向定位和固定(6).

緊定螺釘用于光軸上零件的軸向和周向固定標(biāo)準(zhǔn)件(1).

鍵連接：應(yīng)用廣泛(平鍵、半圓鍵、花鍵)；(2).

銷連接：可傳遞不大的載荷(圓柱銷、圓錐銷)；(3).

成形連接：連接可靠，但加工困難，很少用；(4).

過盈連接：結(jié)構(gòu)簡單，但裝拆不便，對配合面要求高。軸上零件的周向定位和固定①.軸徑變化不宜過大（一般為5～10mm

）；②.過渡圓角的半徑不宜過?。虎?重要結(jié)構(gòu)加裝隔離環(huán)，或采用內(nèi)凹圓角。減少應(yīng)力集中，提高軸的疲勞強(qiáng)度(1).

減少階梯軸相鄰兩段過渡處的應(yīng)力集中①.軸徑變化不宜過大（一般為5～10mm

）；②.過渡圓角的半徑不宜過??；③.重要結(jié)構(gòu)加裝隔離環(huán)，或采用內(nèi)凹圓角。減少應(yīng)力集中，提高軸的疲勞強(qiáng)度(1).

減少階梯軸相鄰兩段過渡處的應(yīng)力集中(2).

盡量避免在軸上開橫孔、凹槽和加工螺紋；(3).

提高軸的表面質(zhì)量，降低表面粗糙度；對軸表面采用輾壓、噴丸→提高軸的疲勞強(qiáng)度。減少應(yīng)力集中，提高軸的疲勞強(qiáng)度(1).

減少階梯軸相鄰兩段過渡處的應(yīng)力集中同一軸上多個軸段有鍵槽時應(yīng)置于同一母線上。軸的加工和裝配工藝性(1).

鍵槽方向軸的加工和裝配工藝性(2).

螺紋退刀槽、砂輪越程槽①.階梯軸的級數(shù)應(yīng)盡可能少；②.同一根軸上所有圓角半徑和倒角的大小應(yīng)盡可能一致，以減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)。(3).

軸的形狀要力求簡單軸的加工和裝配工藝性(4).

軸過盈配合處為零件