傳動(dòng)件的特點(diǎn)
在機(jī)械設(shè)備中,軸、鍵、聯(lián)軸器和離合器是最常見的傳動(dòng)件,用于支持、固定旋轉(zhuǎn)零件和傳遞扭矩。
一、軸
軸是機(jī)器中重要零件之一,用于支承回轉(zhuǎn)零件和傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。
(一)軸的分類和特點(diǎn)
1.按承受載荷的不同,軸可分為轉(zhuǎn)軸、傳動(dòng)軸和心軸。
(1)轉(zhuǎn)軸:既傳遞扭矩又承受彎矩,如齒輪減速器中的主、從動(dòng)轉(zhuǎn)軸。
(2)傳動(dòng)軸:只傳遞扭矩而不承受彎矩或彎矩很小,如汽車的傳動(dòng)軸。
(3)心軸:只承受彎矩而不傳遞扭矩,如自行車的前軸。
2.按軸線的形狀不同,軸可分為直軸、曲軸和撓性鋼絲軸。
(1)直軸的軸線是一條直線,在工程中,大多數(shù)的軸是直軸。
(2)曲軸的軸線不是一條直線,常用于往復(fù)式機(jī)械設(shè)備中,將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成往復(fù)運(yùn)動(dòng),或?qū)⑼鶑?fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),如活塞式壓縮機(jī)的主軸和燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸。
(3)撓性鋼絲軸是由幾層緊貼在一起的鋼絲層構(gòu)成,可以把轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)靈活地傳到任何位置,常用于振搗設(shè)備中。
(二)軸的材料
軸的材料通常采用碳素鋼和合金鋼,在碳素鋼中常采用中碳鋼;對(duì)于不重要或受力較小的軸,常采用碳素結(jié)構(gòu)鋼;對(duì)于有特殊要求的軸,常采用合金鋼。
(三)軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算
1.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足制造與安裝要求;軸上零件的定位與固定要求;改善軸的受力狀況以及減小應(yīng)力集中等要求。
2.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
軸的強(qiáng)度、剛度計(jì)算的準(zhǔn)則應(yīng)滿足軸在承擔(dān)載荷后的強(qiáng)度和剛度要求,必要時(shí)還必須校核其振動(dòng)穩(wěn)定性。
(1)軸的強(qiáng)度計(jì)算
軸的強(qiáng)度計(jì)算有按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算和按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算兩種方法。
(2)軸的剛度計(jì)算
軸的剛度不足,將會(huì)產(chǎn)生較大的變形而影響機(jī)器的工作。軸的剛度分為彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度,前者以撓度或偏角來度量,后者以扭轉(zhuǎn)角來度量。
軸的剛度計(jì)算通常是計(jì)算軸承載時(shí)的變形量是否小于允許值。因此,軸的剛度計(jì)算包括“軸的彎曲變形計(jì)算”和“軸的扭轉(zhuǎn)變形計(jì)算”兩項(xiàng)。
(3)軸的強(qiáng)度計(jì)算步驟
·軸的受力分析與計(jì)算:根據(jù)軸上的載荷情況,計(jì)算出軸的內(nèi)力,畫出彎矩、扭矩、軸力、剪力等內(nèi)力圖。
·初步設(shè)計(jì)計(jì)算:按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度或彎扭組合強(qiáng)度初選截面。
·精確校核:按疲勞強(qiáng)度或靜強(qiáng)度進(jìn)行精確校核。
在機(jī)械設(shè)備中,軸、鍵、聯(lián)軸器和離合器是最常見的傳動(dòng)件,用于支持、固定旋轉(zhuǎn)零件和傳遞扭矩。
一、軸
軸是機(jī)器中重要零件之一,用于支承回轉(zhuǎn)零件和傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。
(一)軸的分類和特點(diǎn)
1.按承受載荷的不同,軸可分為轉(zhuǎn)軸、傳動(dòng)軸和心軸。
(1)轉(zhuǎn)軸:既傳遞扭矩又承受彎矩,如齒輪減速器中的主、從動(dòng)轉(zhuǎn)軸。
(2)傳動(dòng)軸:只傳遞扭矩而不承受彎矩或彎矩很小,如汽車的傳動(dòng)軸。
(3)心軸:只承受彎矩而不傳遞扭矩,如自行車的前軸。
2.按軸線的形狀不同,軸可分為直軸、曲軸和撓性鋼絲軸。
(1)直軸的軸線是一條直線,在工程中,大多數(shù)的軸是直軸。
(2)曲軸的軸線不是一條直線,常用于往復(fù)式機(jī)械設(shè)備中,將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成往復(fù)運(yùn)動(dòng),或?qū)⑼鶑?fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),如活塞式壓縮機(jī)的主軸和燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸。
(3)撓性鋼絲軸是由幾層緊貼在一起的鋼絲層構(gòu)成,可以把轉(zhuǎn)矩和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)靈活地傳到任何位置,常用于振搗設(shè)備中。
(二)軸的材料
軸的材料通常采用碳素鋼和合金鋼,在碳素鋼中常采用中碳鋼;對(duì)于不重要或受力較小的軸,常采用碳素結(jié)構(gòu)鋼;對(duì)于有特殊要求的軸,常采用合金鋼。
(三)軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算
1.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足制造與安裝要求;軸上零件的定位與固定要求;改善軸的受力狀況以及減小應(yīng)力集中等要求。
2.軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
軸的強(qiáng)度、剛度計(jì)算的準(zhǔn)則應(yīng)滿足軸在承擔(dān)載荷后的強(qiáng)度和剛度要求,必要時(shí)還必須校核其振動(dòng)穩(wěn)定性。
(1)軸的強(qiáng)度計(jì)算
軸的強(qiáng)度計(jì)算有按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算和按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算兩種方法。
(2)軸的剛度計(jì)算
軸的剛度不足,將會(huì)產(chǎn)生較大的變形而影響機(jī)器的工作。軸的剛度分為彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度,前者以撓度或偏角來度量,后者以扭轉(zhuǎn)角來度量。
軸的剛度計(jì)算通常是計(jì)算軸承載時(shí)的變形量是否小于允許值。因此,軸的剛度計(jì)算包括“軸的彎曲變形計(jì)算”和“軸的扭轉(zhuǎn)變形計(jì)算”兩項(xiàng)。
(3)軸的強(qiáng)度計(jì)算步驟
·軸的受力分析與計(jì)算:根據(jù)軸上的載荷情況,計(jì)算出軸的內(nèi)力,畫出彎矩、扭矩、軸力、剪力等內(nèi)力圖。
·初步設(shè)計(jì)計(jì)算:按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度或彎扭組合強(qiáng)度初選截面。
·精確校核:按疲勞強(qiáng)度或靜強(qiáng)度進(jìn)行精確校核。