軸的設(shè)計內(nèi)容和特點簡述
軸的設(shè)計區(qū)別于其他零件設(shè)計過程的顯著特點是必須先進行結(jié)構(gòu)設(shè)計,然后才能進行工作能力的核算。
軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。即根據(jù)軸上零件的安裝、定位及軸的制造工藝等方面的要求,合理確定軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。
軸的工作能力設(shè)計。即從強度、剛度和振動穩(wěn)定性等方面來保證軸具有足夠的工作能力和可靠性。對于不同機械的軸的工作能力的要求是不同的,必須針對不同的要求進行。但是強度要求是任何軸都必須滿足的基本要求。
設(shè)計軸時主要應(yīng)該滿足軸的強度要求和結(jié)構(gòu)要求:對于剛度要求較高的軸,主要應(yīng)該滿足剛度要求;對于一些高速旋轉(zhuǎn)的軸,要考慮滿足振動穩(wěn)定性的要求,另外要根據(jù)裝配、加工、受力等具體要求,合理確定軸的形狀和各部分的尺寸,即進行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計。
同時應(yīng)當注意:在轉(zhuǎn)軸設(shè)計中,因為轉(zhuǎn)軸工作時受到彎矩和轉(zhuǎn)矩的聯(lián)合作用,而彎矩是與軸上載荷的大小及軸上零件相互位置有關(guān)的,所以在軸的結(jié)構(gòu)尺寸未確定之前,軸上載荷的大小及分布情況以及支反力的作用點還不能確定,無法求出軸所承受的彎矩,因此不能對軸進行強度計算。
鑒于以上原因,軸設(shè)計時,應(yīng)先根據(jù)扭轉(zhuǎn)強度條件,初步確定軸的更小直徑;然后,根據(jù)軸上零件的相互關(guān)系和定位要求,以及軸的加工、裝配工藝性等,合理地擬定軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸;在此基礎(chǔ)上,再對較為重要的軸進行強度校核,必要時,進行軸的剛度或振動動穩(wěn)定性校核。