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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上軸常用材料及主要力學(xué)性能轉(zhuǎn)軸：支承傳動機件又傳遞轉(zhuǎn)矩，既同時承受彎矩和扭矩的作用。心軸：只支承旋轉(zhuǎn)機件而不傳遞轉(zhuǎn)矩，既承受彎矩作用。(轉(zhuǎn)動心軸：工作時轉(zhuǎn)動；固定心軸：工作時軸不轉(zhuǎn)動)；傳動軸：主要傳遞轉(zhuǎn)矩，既主要承受扭矩，不承受或承受較小的彎矩?；ㄦI軸、空心軸：為保持尺寸穩(wěn)定性和減少熱處理變形可選用鉻鋼；軸常用材料是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，如35、45和50，其中45號鋼最為常用。不太重要及受載較小的軸可用Q235、Q275等普通碳素結(jié)構(gòu)鋼；受力較大，軸尺寸受限制，可用合金結(jié)構(gòu)鋼。受載荷大的軸一般用調(diào)質(zhì)鋼。調(diào)質(zhì)鋼調(diào)質(zhì)處理后得到的是索氏體組織，它比正火或退火所得到的鐵素體混合組

2、織，具有更好的綜合力學(xué)性能，有更高的強度，較高的沖擊韌度，較低的脆性轉(zhuǎn)變溫度和較高的疲勞強度。調(diào)質(zhì)鋼：35、45、40Cr、45Mn2、40MnB、35CrMo、30CrMnSi、40CrNiMo；大截面非常重要的軸可選用鉻鎳鋼；高溫或腐蝕條件下工作的軸可選用耐熱鋼或不銹鋼；在一般工作溫度下，合金結(jié)構(gòu)鋼的彈性模量與碳素結(jié)構(gòu)鋼相近，為了提高軸的剛度而選用合金結(jié)構(gòu)鋼是不合適的。軸的強度計算軸的強度計算一般可分為三種：1：按扭轉(zhuǎn)強度或剛度計算；2：按彎扭合成強度計算；3：精確強度校核計算1：按扭轉(zhuǎn)強度或剛度計算按扭轉(zhuǎn)強度及剛度計算軸徑的公式 表6118軸的類型按 扭 轉(zhuǎn) 強 度 計 算按 扭 轉(zhuǎn) 剛

3、 度 計 算實心軸空心軸說 明d：軸端直徑 mm P：許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力MPa ，按表6-1-19選取T：軸所傳遞的扭矩 N m P：許用扭轉(zhuǎn)角°/m，按表6-1-20選取 A：系數(shù)，按表6-1-19選取P：軸所傳遞的功率，kW B：系數(shù)，按表6-1-20選取n：軸的工作轉(zhuǎn)速 r/min (空心軸內(nèi)徑d1與外徑d之比)注：當(dāng)截面上有鍵槽時，應(yīng)將求得的軸徑增大，其增大值見表6-1-22。剪切彈性模量G=時的B值 表6120P(°)/m12B12910977注：1.表中P值為每米軸長允許的扭轉(zhuǎn)角；2.許用扭轉(zhuǎn)角的選用，應(yīng)按實際而定。參考的范圍如下：要求精密，穩(wěn)定的傳動，取P= (&

4、#176;)/m 一般傳動，取P=0. 51 (°)/m；要求不高的傳動，可取P大于1 (°)/m；起重機傳動軸P=15´20´/m；幾種常用軸材料的P及A值 表6119軸的材料Q235A； 20Q275； 201Cr18Ni9Ti4540Cr；35SiMn；42SiMn；40MnB；38SiMnMO；3Cr13；P MPa15 2520 3525 4535 55A149 126135 112126 103112 97注：1. 表中P值是考慮了彎曲影響而降低了的許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力。 2. 在下列情況下P取較大值、A取較小值：彎矩較小或只受扭矩作用、載荷較平穩(wěn)

5、、無軸向載荷或只有較小的軸向載荷、減速器的低速軸、軸單向旋轉(zhuǎn)。反之，P取較小值，A取較大值。 3. 在計算減速器的中間軸的危險截面處(安裝小齒輪處)的直徑時，若軸的材料為45號鋼：取A=130 165。其中二級減速器的中間軸及三級減速器的高速中間軸取A=155165。三級減速器的低速中間軸取A=130。2：按彎扭合成強度計算；按彎扭合成強度計算軸徑的公式 表6121計算公式 心 軸轉(zhuǎn) 軸實 心 軸實 心 軸空 心 軸空 心 軸許用應(yīng)力轉(zhuǎn)動心 軸校正系數(shù)單向旋 轉(zhuǎn) = 或 = 固定心 軸載荷平穩(wěn)：載荷變化：雙向旋 轉(zhuǎn) = 1說明d：軸的直徑 mm +1P、0P、-1P：軸的許用彎曲應(yīng)力MPa ，

6、按表6-1-1 M：軸在計算截面所受彎矩， 注4的說明取T：軸在計算截面所受的扭矩 N m (空心軸內(nèi)徑d1與外徑d之比) 注：校正系數(shù)值是由扭應(yīng)力的變化來決定的；扭應(yīng)力不變時；扭應(yīng)力按脈動循環(huán)變化時；扭應(yīng)力按對稱循環(huán)變化時當(dāng)零件用緊配合裝于軸上時，軸徑應(yīng)比計算值增大810%。如果截面上有鍵槽時，應(yīng)將求得的軸徑增大，其增大值見表6-1-22。 如果軸端裝有補償式聯(lián)軸器或彈性聯(lián)軸器，由于安裝誤差和彈性元件的不均勻磨損，將會使軸及軸承受到附加載荷，附加載荷的方向不定。附加載荷計算公式見表6-1-23。有鍵槽時軸徑增大值 表6-1-22軸的直徑 mm< 3030 100> 100有一個鍵

7、槽時的增大值 %有兩個相隔180°鍵槽時的增大值 %71551037附加載荷計算公式 表6-1-23聯(lián)軸器名稱計 算 公 式說 明齒輪聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器NZ撓爪型聯(lián)軸器彈性圈柱銷聯(lián)軸器M/ = K/TF/ = F/ = F/ = M/ 附加彎矩， NmT傳遞扭矩 N mK/ 系數(shù)用稀油或清潔的干油潤滑 K/ = 用臟干油潤滑 K/ = 不能保證及時潤滑 K/ = F/附加徑向力， ND聯(lián)軸器外徑， mmD0柱銷中心圓直徑， mm3：精確強度校核計算 軸強度的精確校核是在軸的結(jié)構(gòu)及尺寸確定后進行，通常采用安全系數(shù)校核法。 疲勞強度安全系數(shù)校核疲勞強度安全系數(shù)校核的目的是校核軸對疲勞破

8、壞的抵抗能力，在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計后，根據(jù)其實際尺寸，承受的彎矩、轉(zhuǎn)矩圖，考慮應(yīng)力集中，表面狀態(tài)，尺寸影響等因素及軸材料的疲勞極限，計算軸的危險截面處的安全系數(shù)值是否滿足許用安全系數(shù)值。軸的疲勞強度是根據(jù)長期作用在軸上的最大變載荷(其載荷循環(huán)次數(shù)不小于104)來計算，危險截面應(yīng)是受力較大，截面較小及應(yīng)力集中較嚴重的既實際應(yīng)力較大的若干個截面。同一個截面上有幾個應(yīng)力集中源，計算時應(yīng)選取對軸影響最大的應(yīng)力源。校核公式見表6124。 當(dāng)軸的強度不能滿足要求時，采取改進軸的結(jié)構(gòu)，降低應(yīng)力集中的方法解決，降低應(yīng)力集中的主要措施表617，或采用不同的熱處理及表面強化處理等工藝措施，或加大軸徑，改變軸的材料來解決

9、。 軸的材料內(nèi)部可能存在不同程度的裂紋或其其它缺陷。一般裂紋的尺寸小于臨界值時，暫時影響不大，但長期交變應(yīng)力作用下，裂紋會作穩(wěn)態(tài)擴展，達到臨界值時，發(fā)生脆性破壞。重要的軸，除了進行上述的計算和檢查表面質(zhì)量外，還要對內(nèi)部進行無損探傷，如發(fā)現(xiàn)缺陷，應(yīng)根據(jù)斷裂力學(xué)計算或經(jīng)驗判斷其壽命，決定是否可用。(機械工程手冊二版1卷5篇)危險截面安全系數(shù)S的校核公式 表6124公式S = 說明S：只考慮彎矩作用時的安全系數(shù)SP：按疲勞強度計算的許用安全系數(shù)，見表6126 -1 對稱循環(huán)應(yīng)力下的材料彎曲疲勞極限 MPa 見表611-1 對稱循環(huán)應(yīng)力下的材料扭轉(zhuǎn)疲勞極限 MPa 見表611K、K彎曲和扭轉(zhuǎn)時的有效應(yīng)

10、力集中系數(shù) 見表6131表6132S： 只考慮扭矩作用時的安全系數(shù) 、：彎曲和扭轉(zhuǎn)時的尺寸影響系數(shù)，見表6126、：材料拉伸和扭轉(zhuǎn)的平均應(yīng)力折算系數(shù)，見表6133a、m ：彎曲應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力，MPa 見表6125a、m ：扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力，MPa 見表6125：表面硬化系數(shù)，一般用表6136；軸表面強化處理后用表6138；有腐蝕情況時用表6135或表6137應(yīng)力幅及平均應(yīng)力計算公式 表6125循環(huán)特性應(yīng)力名稱彎 曲 應(yīng) 力扭 轉(zhuǎn) 應(yīng) 力對稱循環(huán)應(yīng)力幅平均應(yīng)力脈動循環(huán)應(yīng)力幅平均應(yīng)力說 明M、T ：軸危險截面上的彎矩和扭矩 N mZ、ZP ：軸危險截面的抗彎和抗扭截面系數(shù) cm3

11、 見表6127表6129 許用安全系數(shù)SP 表6126條 件SP材料的力學(xué)性能符合標準規(guī)定(或有實驗數(shù)據(jù))，加工質(zhì)量能滿足設(shè)計要求。載荷確定精確，應(yīng)力計算準確。載荷確定不夠精確，應(yīng)力計算較近似。載荷確定不精確，應(yīng)力計算較粗略或軸徑較大(d>200mm)。脆性材料制造的軸 截面模數(shù)計算公式 表6127截 面ZZP截 面ZZP Z花鍵齒數(shù) =2Z注：公式中各幾何尺寸均以cm計。 螺紋、鍵、花鍵、橫孔處及配合的邊緣處的有效應(yīng)力集中系數(shù) 表6130bMPa螺紋K=1K鍵 槽漸開線形花鍵橫 孔 d0/d配 合KKK K H7/r6H7/k6H7/h6A型B型A、B型KK KKKKKK40050060070080090010001200注：d0為橫孔直徑；d為軸徑。圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù) 表6131KKb MPa40050060070080090010001200400500600700800900100012002