1轴的分类
1.1 按承载分:转轴、心轴、传动轴。
1.1.1转轴——工作中既承受弯矩又承受转矩的轴。
1.1.2心轴——工作中承受弯距而不传递转矩的轴(固定心轴、转动心轴)。
1.1.3传动轴——工作中只传递转矩而不承受弯矩或很小弯矩的轴。
1.2 按轴线形状分:直轴、曲轴、钢丝软轴。
1.2.1直轴——轴心线为直线。
1.2.2曲轴——轴心线为曲线。
1.2.3钢丝软轴——轴心线柔软可变的曲线。
1.3 按轴的形状分:光轴、阶梯轴、实轴、空心轴。
1.3.1光轴——外径相同的轴。
1.3.2阶梯轴——不同外径组成有台肩的轴。
1.3.3实心轴——轴心有材料。
1.3.4空心轴——轴心无材料。
1.4 按刚柔性分:硬轴和软轴。
1.4.1硬轴——刚性轴。
1.4.2软轴——挠性轴。
4.2 按弯转合成力矩的近似计算
当轴的支承位置和轴所受载荷大小、方向、作用点及载荷的种类均已确定,支点反力及弯矩可以求得时,可按弯转合成的理论进行近似计算。一般的轴用该种计算方法即可。
计算时,通常把轴当作置于铰链支座上的梁。轴上零件传来的力,通常作为集中力,水泵芯轴,其作用点取为零件轮缘宽度中心点。轴上转矩则从轮毂宽度中点算起。
轴上带有键槽时需加大轴径,当有一个键槽时,惠城区轴芯,其增大值为3%~7%,精密轴芯,当两个键槽时,主轴轴芯,其增大值为7~15%。
表3 按许用弯曲应力计算公式
实 心 圆 轴 空 心 圆 轴
σ= ≤〔σ-1〕
d≥
σ= Х ≤〔σ-1〕
d≥ Х
说
明 σ轴计算截面上的工作应力(mPa);d—轴的直径(mm);M—轴计算截面上的合成弯矩(N.mm);T—轴计算截面上的转矩(N.mm);α—批据转应力变化性质而定的校正系数:
转应力对循环变化的α=1
转应力脉动循环变化的 α= ≈0.7
转应力不变时 α= ≈0.65
—空心轴内径do与外径d之比, =do/d,数值 。
〔σ-1〕—许用疲劳应力(MPa)见表材料及其力学性能表。
5.4扭转刚度校核计算
轴受转矩作用下,对于光轴,其扭转刚度条件是φ=5.73×104 ≤〔φ〕
对于阶梯轴φ=5.73×104 Σ ≤〔φ〕式中,φ为轴单位长度的扭角( );T为轴受到转矩(N.mm);G为轴材料的切变弹性模量(Mpa),对于钢G=8.1×104 Mpa ; Tp为轴载面的极惯性矩(mm4),对于实心圆轴Ip= ; L为阶梯轴受转矩作用的总长度(mm);i为代表阶梯轴段的序号。
5.5弯曲刚度校核计算
轴受弯矩作用时,其弯曲刚度条件是轴的挠度和转角都在作用的使用范围内,即
≤ [ ]
θ ≤ [θ]
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