第12章_轴和联轴器课件

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1、第十二章轴和联轴器第一节轴第二节联轴器、离合器和制动器第一节轴一、轴的用途及分类二、轴的材料和热处理三、轴设计的主要内容四、转轴的初算直径五、轴的结构设计六、轴的强度计算七、轴的刚度校核一、轴的用途及分类1.用途2.分类②按轴线形状可分为曲轴、直轴和钢丝软轴。③按传递载荷分为心轴、传动轴和转轴。心轴：只承受弯矩；不受转矩。传动轴：只承受转矩；不承受弯矩。转轴：既受弯矩又受转矩。①按轴的外形分为光轴、阶梯轴、空心轴和实心轴。①支撑回转零件②传递转矩①按轴的外形分为光轴、阶梯轴、空心轴和实心轴。②按轴线形状可分为曲轴、直轴和

2、挠性轴。心轴③按传递载荷分为心轴、传动轴和转轴。转动心轴固定心轴传动轴转轴轴的各部分名称轴的应用例子起重机传动机构试判断轴的类型？？？二、轴的材料和热处理1.对轴材料的性能要求①具有足够的强度、韧性和耐磨性；②对应力集中敏感性小；③良好的加工工艺性和经济性。2.轴的常用材料①碳素钢价格便宜，对应力集中敏感性小，应用最广。如45调质。②合金钢机械强度高，热处理性能好，淬火性好。如40Cr、40CrNi，42CrMo等调质处理；20CrMnTi渗碳淬火。常用于高速、重载，要求结构紧凑，耐磨性好的工况下。但对应力集中敏感。

3、③铸铁流动性好,吸振性耐磨性强,对应力集中敏感性较低，易得到复杂结构。但韧性低。上节课知识回顾用途与分类材料及热处理设计估算最小直径结构设计强度校核刚度和稳定性校核三、轴设计的主要内容1.设计内容：结构设计和工作能力计算。2.一般设计步骤材料选择估算最小直径结构设计（合理确定轴的结构形式和尺寸，保证轴上零件顺利拆、装和调整、精确定位、使轴受力合理及具有良好的加工工艺性等）强度校核、刚度（重要轴）校核，高速下稳定性校核绘制零件图。不合格不合格不合格思考题：为什么要先估算最小直径？？？四、轴的初算直径1、心轴弯曲强度条件：2

4、、传动轴扭转强度条件：3、转轴扭转强度条件：按扭转强度条件初步估算轴的直径，用降低许用应力的办法考虑弯矩的影响。若dmin上有一个键槽，加大3％（双键槽增大7％）。例题：传动比i=8的一级齿轮减速器，高速轴d1=20mm，低速轴d2=60mm，两轴的材料，热处理方法相同，不计摩擦等损耗，按扭转强度条件设计时，哪一个强度高？解：如果按等强度设计，d2=2d1，所以，如果d1=20，则d2=40，现在d2=60，所以d2强度高。五、轴的结构设计1．拟定轴上零件的装配方案2．轴上零件的定位3．确定各轴段直径和长度4．轴的结构工

5、艺性5.提高轴的强度小齿轮轴的结构设计简图1-轴端档圈；2-V带轮；3-轴承盖；4-滚动轴承；5-套筒；6-平键；7-齿轮1．拟定轴上零件的装配方案2．轴上零件的定位周向定位（键、花键、过盈配合、销和紧定螺钉等）用于较小载荷轴向定位轴肩、轴环用于轴向力比较大的场合。套筒用于零件之间尺寸较小的场合，与轴间隙配合。圆螺母+止动垫片用于较大轴向力的轴端及不宜用定位套筒的场合。轴端挡圈用于轴端。弹性挡圈紧定螺钉周向定位周向定位（键、花键、过盈配合、销和紧定螺钉等）轴上零件的轴向固定图轴肩轴环套筒圆螺母轴端挡圈弹性挡圈紧定螺钉轴向

6、定位3．确定各轴段直径和长度①为提高安装工艺性，设计成中间大、两头小阶梯轴；②与标准件配合的轴段直径应按标准件的内径选取，如轴承；③与密封装置相接触的轴段直径应按密封装置的标准内径选取，如密封圈；④滚动轴承的定位轴肩应低于轴承内圈端面厚度的2/3，以方便拆卸；⑤有配合要求的轴段直径取标准直径；无配合要求的轴段直径取为整数值；⑥轴头长度应略小于与之配合的轮毂长度。确定各轴段直径和长度图1-轴端档圈；2-V带轮；3-轴承盖；4-滚动轴承；5-套筒；6-平键；7-齿轮滚动轴承的拆卸4．轴的结构工艺性①加工工艺性越程槽、退刀槽

7、所有轴段的键槽应布置在轴的同一母线上。越程槽、退刀槽键槽的布置（复习双键的布置）②装、拆工艺性轴端加工450倒角。轴肩高度导锥。5.提高轴的强度①合理布置轴上零件，以减少轴的载荷；②改进轴上零件的结构，以减少轴的载荷；③改进轴的结构，减少应力集中;④改进轴的表面质量，以提高轴的疲劳强度。看光盘文件结构设计改错举例例1按示例①所示，指出图中轴系结构的8处错误。（注：不考虑轴承的润滑方式，倒角和圆角忽略不计）。例题一①轴承盖与机座之间少垫片②轴环超过左端轴承内圈2/3③键槽及键过长④轴头应比轮毂短2～3mm⑤轴左端缺

8、键⑥左端轴承端盖与轴之间缺少密封⑦左端轴承端盖与轴之间应留小于等于0.5mm左右的间隙⑧套筒直径过大，超过右端轴承内圈2/3例2指出图示轴系中的结构错误（用笔圈出错误之处，并简要说明错误原因，不要求改正）。例题二①左右端轴承盖与机座之间少垫片②轴左端过长，不应与左轴承端盖接触③左轴环高度超过左端轴承内圈厚度的2/3④