工程力学与机械设计基础 教学课件 作者 钟丽萍 第8章轴系零部件.ppt

《工程力学与机械设计基础 教学课件 作者 钟丽萍 第8章轴系零部件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、《工程力学与机械设计基础》第8章轴系零部件【能力目标】1．能按照要求进行轴的结构设计。2．能根据使用条件选择滚动轴承、联轴器的类型。【知识目标】1．掌握轴的结构特点及其结构设计。2．掌握滚动轴承的特点及其应用条件。3．掌握常用联轴器的特点。第8章轴系零部件8.1概述8.2轴的结构设计8.3提高轴强度和刚度措施8.4滚动轴承8.5滑动轴承8.6联轴器与离合器8.1概述8.1.1轴的分类1.按轴的承载荷情况分按轴的承载情况一般分为心轴、传动轴和转轴三类。心轴又分为：①固定心轴②转动心轴2.按轴线形状分按轴线的形状轴可分为直轴、曲轴、挠性轴。8.1

2、概述8.1.2轴的材料及其设计要求1.轴的材料轴的材料主要采用碳素钢和合金钢。2.轴的设计要求为保证轴正常工作，轴必须具有足够的强度和刚度。为保证轴上零件能可靠固定、装拆方便、且便于加工制造，则要求轴具有合理的结构和良好的结构工艺性。8.2轴的结构设计8.2.1轴结构设计的基本要求轴的结构设计就是确定轴的结构形状和尺寸。其基本要求是：1)轴和轴上零件有准确的工作位置（定位要求）；2)轴上各零件应有可靠的相对固定（固定要求）；3)轴应有良好的制造和安装工艺性（工艺要求）；4)形状、尺寸应尽量减少应力集中（疲劳强度要求）；5）轴的各部分的长度尺寸

3、应合理（尺寸要求）。8.2轴的结构设计8.2.2轴上零件的固定1．轴上零件的周向固定周向固定的目的是限制轴上零件相对于轴的转动固定方式1.平键联接2.花键联接3.圆锥销联接4.成形联接5.过盈配合8.2轴的结构设计2．轴上零件的轴向固定为了防止零件在轴向力作用下发生轴向窜动，轴上零件应进行轴向固定轴向固定方法1.轴肩或轴环2.套筒3.圆螺母4.圆锥销、5.弹性挡圈和紧定螺钉6.轴端挡圈和圆锥面8.2轴的结构设计8.2.3拟定轴上零件的布置和装配方案确定轴的结构装配方案是：右端依次装入齿轮、套筒、右端轴承、右端轴承盖、联轴器；从左端装入左端轴承

4、和左端轴承盖。由此装配方案和轴上零件的尺寸便可确定轴的结构和各部分尺寸。如果改变装配方案，轴的结构要随之改变，读者可自行设计装配方案进行分析。8.2轴的结构设计8.2.4轴的结构应具有良好的制造和装配工艺性（1）在能满足使用要求的情况下，轴的外形结构应力求简单，便于加工，轴肩数尽可能少，相邻轴段的直径差不宜过大。（2）为使轴上零件容易装拆，轴端、轴头和轴颈的端部应有倒角，一般为45o。（3）同一根轴上所有圆角半径和倒角的大小应尽可能一致，以减少刀具规格和换刀次数。（4）同一轴上需开几个键槽时，应布置在同一母线上，以便于加工。（5）对于轴上要磨

5、削的轴段，需设砂轮越程槽，其尺寸要符合标准。（6）对于轴上要切螺纹的部位，需设退刀槽(，以便在切螺纹时退刀。（7）轴的两端应设置中心孔，以保证轴的各段具有较好的同轴度。8.2轴的结构设计8.2.5轴的直径和长度（1）与滚动轴承配合的轴径、与联轴器配合的轴头和轴上车制螺纹部分的轴径，应分别符合滚动轴承内径系列、联轴器的孔径系列和外螺纹大径标准系列；（2）与零件配合的轴头直径，应尽量采用优先数系中的尺寸；（3）阶梯轴的各段长度应以给定的轴上零件和轴承的宽度为基础，保证轴上零件定位可靠，固定件与旋转件之间留有间隙，并按箱体结构需要确定。8.3提高轴

6、强度和刚度措施8.3.1改善轴的受力状况适当调整轴上载荷的作用位置，或改变载荷的作用方式，可有效地减小梁的最大弯矩和转矩从而减小弯曲、扭转变形。1.分散载荷的作用2.合理布置轴上零件8.3提高轴强度和刚度措施8.3.2改善轴的结构减小应力集中轴截面尺寸突变处会造成应力集中，为减小应力集中，可采用凹切圆角(a)、中间环(b)，以增加轴肩处过渡圆角半径减小应力集中。为减小轮毂和轴压配合引起的应力集中，可开卸荷槽(c)8.4滚动轴承8.4.1滚动轴承的特点滚动轴承的优点是：（1）摩擦阻力小，因而起动灵敏、效率高发热量小，并且润滑简单，维护保养方便；

7、（2）轴承径向间隙小，并可用预紧的方法调整间隙，旋转精度高；（3）轴向尺寸小，某些滚动轴承可同时承受径向载荷和轴向载荷，故可使机器结构简化、紧凑；（4）滚动轴承是标准件，可由专业化生产厂家组织批量生产，易于选用和互换。滚动轴承的缺点是，抗冲击能力较差，高速时出现噪声，工作寿命低，结构不能剖分等。8.4滚动轴承8.4.2滚动轴承的构造、类型和代号1.滚动轴承的构造滚动轴承一般由外圈1、内圈2、滚动体3和保持架4等组成。内圈装在轴颈上，外圈装在机座或零件的轴承孔内，内外圈中间有滚道，滚动体位于内外圈滚道之间，当内外圈相对旋转时，滚动体将沿着滚道滚

8、动，保持架的作用是把滚动体均匀地隔开。8.4滚动轴承2.滚动轴承的类型按照滚动体的形状，滚动轴承分为球轴承和滚子轴承。滚子轴承包括圆柱滚子、鼓形滚子、圆锥滚子和滚针