3)画出轴的水平面受力图，计算水平面内的约束反力和弯矩，并作
出水平面内的弯矩MH图。 4)计算合成弯矩M=，并作出合成弯矩M图。
第三节 轴的强度及刚度计算
5)计算转矩并作出转矩T图。 6)计算当量弯矩并作出当量弯矩Me图。 7)按当量弯矩Me用弯扭合成强度条件计算
表16-5 轴许用弯曲应力 (单位：MPa)
第四节 轴 毂 联 接
16M20.tif
(1)普通平键 用于静联接，即轴与轮毂间无相对轴向移动的联接。
第四节 轴 毂 联 接
(2)导向键和滑键 向移动的联接。
这两种键都用于动联接，即轴与轮毂间有相对轴
第四节 轴 毂 联 接
图16-21 导向键联结
第四节 轴 毂 联 接
图16-22 滑键联结
第四节 轴 毂 联 接
第三节 轴的强度及刚度计算
例16-1设计如图16-16所示的斜齿圆柱齿轮减速器中的低速轴。
已知轴的转速n=150r/min，传递的功率P=5kW。大齿轮齿数z=58，法 面模数mn=3mm，齿轮分度圆螺旋角β=11°17′3″，齿宽b=70mm。
第三节 轴的强度及刚度计算
16M16.tif
解1)选择材料及热处理方式，确定许用应力。
第三节 轴的强度及刚度计算
因减速器功率不大，又无特殊要求，故选用45钢并作正火处理，由 表16-1查得σb=600MPa。由表16-5查得=55 MPa。 2)估算轴最小直径。 3)结构设计、绘制草图。 4)校核强度 ①计算齿轮受力：齿轮分度圆直径 ②画出轴的受力简图：轴受力的大小及方向如图16-17b所示。
图16-１０ 轴向力较小时的固定方法 a)弹性挡圈 b)紧定螺钉 c)销钉
2.周向固定 三、轴的结构工艺性
第二节 轴的结构设计
1)当某一轴段需车制螺纹或磨削加工时，应留有退刀槽(图16-11a)或 砂轮越程槽(图16-11b)。 2)轴上所有键槽应沿轴的同一母线布置，如图16-12所示。 3)为了便于轴上零件的装配和去除毛刺，轴端及轴肩一般均应制出4 5°的倒角。 4)为便于加工，应使轴上直径相近处的圆角、倒角轴上车制螺纹部分的直径，必须符合外螺纹大径的标准系列。 3)安装联轴器的轴头直径应与联轴器的孔径范围相适应。 4)与零件(如齿轮、带轮等)相配合的轴头直径，应优先采用标准直径 尺寸。
表16-3 轴的标准直径 (摘自GB/T2822-1981)(单位：mm)
第三节 轴的强度及刚度计算
2.半圆键联结
16M23.tif
3.楔键和切向键联结
(1)楔键联结
只用于静联接，如图16-24所示。
第四节 轴 毂 联 接
图16-24 楔键联结
(2)切向键联结 切向键联结的结构如图16-25所示。
第四节 轴 毂 联 接
16M3.tif
第一节 轴的类型和材料
图16-4 曲轴
二、轴的材料选择
1.碳素钢
第一节 轴的类型和材料
16M5.tif
2.合金钢
3.铸铁
第一节 轴的类型和材料
表16-1 轴常用材料及其力学性能
表16-1 轴常用材料及其力学性能
三、轴的设计步骤
第二节 轴的结构设计
一、轴上零件的定位
图16-6 减速器低速轴 1—轴端挡板 2—键 3—半联轴器 4、11—轴承盖 5、10—滚动轴承 6—套筒 7—齿轮 8—键 9—轴
机械力学与设计基础
李铁成 主编
第十六章 轴及其联接
第一节 第二节 轴的类型和材料 轴的结构设计
第三节 轴的强度及刚度计算
第四节 第五节 轴毂联接 联轴器、离合器和制动器
第一节 轴的类型和材料
一、轴的类型及应用
16M1.tif
第一节 轴的类型和材料
1.转轴 2.心轴
图16-2 心轴
3.传动轴
第一节 轴的类型和材料
第三节 轴的强度及刚度计算
③画出轴的垂直面受力图，计算垂直面内的约束反力RAv和RBv，
如图１６-17c所示，并作出垂直面内的弯矩MV图，如图16-17d所示。
④画出轴的水平面受力图，计算水平面内的约束反力RAH和RBH， 如图16-17e所示，并作出水平面内的弯矩MH图，如图16-17f所示。 ⑤计算合成弯矩M=，作出合成弯矩M图，如图16-17g所示。 ⑥计算转矩并作出转矩T图(如图16-17h所示)。
第二节 轴的结构设计
二、轴上零件的固定 1.轴向固定
图16-7 双圆螺母轴向固定 1—轴 2—齿轮 3—圆螺母
第二节 轴的结构设计
图16-8 轴端挡板轴向固定
第二节 轴的结构设计
图16-9 轴肩圆角与相配零件的倒角(圆角) a)正确 b)错误 表16-2 零件倒角或圆角半径(单位：mm)
第二节 轴的结构设计
2.扭转变形的计算
第三节 轴的强度及刚度计算
(1) 对等直径的轴，其扭转角由下式确定
(2)对于阶梯轴，其扭转角由下式确定
第三节 轴的强度及刚度计算
表16-6 轴的挠度及偏转角计算公式
第三节 轴的强度及刚度计算
表16-6 轴的挠度及偏转角计算公式
第四节 轴 毂 联 接
一、键联结的常见类型及应用 1.平键联结
第二节 轴的结构设计
图16-11 螺纹退刀槽和砂轮越程槽
第二节 轴的结构设计
图16-12 键槽沿轴的同一母线
四、提高轴的疲劳强度
第二节 轴的结构设计
16M13.tif
第二节 轴的结构设计
图16-14 轴的两种布置方案
五、轴的直径和长度 1)与滚动轴承配合的轴颈直径，必须符合滚动轴承内径的标准系列。
一、轴的计算简图
图16-15 轴支承的支点位置
二、轴的强度计算 1.轴的扭转强度计算
第三节 轴的强度及刚度计算
1)对圆截面的传动轴，其强度条件为 2)对于转轴，也可按上式初步估算轴的直径。
表16-4 轴常用材料的值和C值
三、轴的弯扭合成强度计算 1)画出轴的受力简图。 2)画出轴的垂直面受力图，计算垂直面内的约束反力和弯矩，并作 出垂直面内的弯矩MV图。
第三节 轴的强度及刚度计算
图16-17 轴的受力分析
⑦计算当量弯矩并作出当量弯矩Me图，如图16-17i所示。
第三节 轴的强度及刚度计算
⑧校核轴危险截面C出的轴径 5)绘制轴的工作图(略)。 四、轴的刚度计算
图16-18 轴的挠度和偏转角
第三节 轴的强度及刚度计算
图16-19 轴的扭转角
1.弯曲变形的计算