第十二章 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、轴设计的主要内容三、轴的材料和热处理四、转轴的初算直径五、轴的结构设计六、轴的强度计算一、轴的用途及分类1.用途①支撑回转零件（如如卷筒、齿轮、皮带轮、联轴器等）。②传递转矩。一、轴的用途及分类2.分类①按轴的外形——分为光轴、阶梯轴、空心轴和实心轴。一、轴的用途及分类2.分类②按轴线形状——可分为曲轴、直轴和钢细软轴。一、轴的用途及分类2.分类③按传递载荷——分为心轴、传动轴和转轴。转轴：既受弯矩，又受转矩心轴：只承受弯矩传动轴：只承受转矩二、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、2.设计步骤(1)材料选择(2)估算最小直径(3)结构设计（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）(4)强度校核、刚度（重要轴）校核，稳定性校核(高速下)(5)绘制零件图。三、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；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调制。②合金钢机械强度高，热处理性能好，淬火性好。如40Cr,40CrNi，40CrMo等调制处理；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。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。发动机曲轴。四、转轴的初算直径若上有一个键槽，加大3％（双键槽增大7％）。根据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。五、轴的结构设计1．拟定轴上零件的装配方案(演示)2．轴上零件的定位3．确定各轴段直径和长度4．轴的结构工艺性5.提高轴的强度1。阶梯轴图中低速级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）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

4、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。弹性挡圈紧定螺钉用于较小载荷轴上零件的轴向固定图轴上零件的轴向固定轴肩轴环套筒圆螺母轴端挡圈弹性挡圈紧定螺钉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；③与密封装置相接触的轴段直径应按密封装置的要求选取；④滚动轴承的定位轴肩应低于轴承内圈端面厚度的2/3；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轴段长度应略小于与之配合的轮毂长度。3454．轴的结构工艺性①加工工艺性越程

5、槽、退刀槽所有轴段的键槽应布置在轴的同一母线上。②装、拆工艺性轴端加工45度倒角。轴肩高度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。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-齿轮轴的结构工艺性和提高轴的强度图越程槽、退刀槽键槽的布置轮的不同布局零件的不同结构1）安装蜗轮的轴头长度应小于轮毂宽度，以使蜗轮得到可靠的轴向定位。2）轴承端盖与机体之间无调整垫片，无法调整轴承间隙。3）左轴承内圈右侧轴肩过高无法拆

6、卸轴承。4）与右轴承配合处的轴颈过长，轴缺少台阶，轴承装拆不方便。5）整体式箱体不便轴系的装拆。6）联轴器为转动件，不能用端盖作轴向固定，应用轴肩定位。7）轴与右轴承盖（透盖）不应接触8）为便于加工，轴上安装蜗轮处的键槽应与安装联轴器处的键槽开在同一母线上。9）联轴器上的键槽与键之间应留有间隙。10）箱体端面的加工面积过大，应起轴承凸台。11）轴与轴承透盖之间缺少密封装置。12）轴承与蜗轮的润滑介质不同，应在轴承孔与箱体之间加密封装置。13）键太长，不能露在蜗轮外面。14）轴承安装一顺，应该面对面或背对背安装。15）右轴承内圈左侧套筒过高无法拆卸轴承。1）缺调整垫片，无法调整轴承间

7、隙；2）缺固定螺栓，轴承盖无法固定；3）轴承安装一顺，应该面对面或背对背安装；4）轴肩过高，左轴承无法拆卸；5）缺轴向定位，齿轮无法轴向固定；6）箱体端面的加工面积过大，应起轴承端盖凸台；7）缺键，齿轮无法周向固定；8）轴肩过高，右轴承无法拆卸；9）动静接触，应有间隙和毡圈密封；10）动静接触，联轴器为转动件，不能用固定的端盖作轴向定位，应用轴肩定位；11）与轴承配合处的轴颈过长，轴缺少台阶，轴承装拆不方便；12）缺键，联轴器无法周向固定。为将扭矩折合为当量弯矩的折合