机械设计基础 第2版 教学课件 作者 王宁侠 《机械设计基础》第九章_轴和轴毂联接.ppt

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1、第九章轴和轴毂联接§9.1轴的类型和材料§9.2轴的结构设计§9.3轴的计算§9.4轴毂联接9.1轴的类型和材料一、轴的类型按轴心线形状分曲轴直轴钢丝软轴轴是用来支撑回转零件、传递运动和动力所有回转零件都必须支撑在轴上。几何轴线在同一条直线上的轴由多组钢丝分层卷绕而成，有良好的挠性几何轴线不在同一条直线上的轴9.1轴的类型和材料心轴√×按传递载荷分传动轴×√转轴√√弯矩转矩9.1轴的类型和材料光轴阶梯轴空心轴实心轴轴的设计，一般是根据工作条件先选择合适的材料，然后估计轴的直径并进行轴的结构设计，再校核计算轴的强度。对于有刚性要求的轴，还要进行刚度计算。对于高转速轴，还应考虑

2、其振动稳定性。按轴的外形分形状简单，加工方便，轴上零件装配定位困难能满足定位和装配方便的需要9.1轴的类型和材料二、轴的材料①碳素钢价格便宜，对应力集中敏感性小，为了保证机械性能，应进行调质或正火处理。常用30、40、45号钢②合金钢具有较高的机械强度，更好的淬火性能，所以，在传递大功率、减轻重量、提高轴颈耐磨性时采用。40Cr、40CrNi、20Cr、20Cr2Ni4A、38SiMnMo③铸铁QT600—3、QT800—2选择轴的材料和热处理方式时，主要考虑强度和耐磨性，而不是轴的弯曲和扭转刚度。易做成复杂的外形，价廉，具有良好的吸振性和耐磨性，对应力集中敏感性较低，但铸

3、造品质难控制，可靠性较差9.2轴的结构设计轴的结构应满足使用要求，保证轴和轴上零件具有确定的工作位置；应有利于提高轴的强度和刚度；还应具有良好的加工和装配工艺性。进行轴的结构设计时，首先要从传动要求和传动路线来考虑轴上零件的布置，拟定合适的装拆方案。然后以强度初步设计估算的轴径为基础，分别确定轴上零件的轴向及周向定位、固定方法，逐一确定处轴的各部分直径和长度，设计出结构合理、工艺性良好的轴。9.2轴的结构设计9.2轴的结构设计轴颈－轴上与轴承配合的部分轴段，③⑦轴头－与传动零件轮毂配合的轴段，①④轴肩－相邻直径变化处轴环－两侧都是递减轴肩且长度较小，⑤9.2轴的结构设计二、

4、应考虑的主要问题1.轴及轴上零件的定位和固定⑴轴的定位和固定⑵轴上零件的定位和固定图a①轴向定位和固定②周向定位和固定轴肩、套筒等轴毂联接9.2轴的结构设计轴上零件的定位和固定方法9.2轴的结构设计9.2轴的结构设计9.2轴的结构设计例：分析图中所示轴系中轴上零件的定位和固定方法。9.2轴的结构设计2.提高轴的强度和刚度轴和轴上零件的结构，轴上零件的布置对轴的强度和刚度有很大影响。为了减小应力集中，提高轴的疲劳强度，阶梯轴相邻轴段直径不宜相差过大，轴径变化处通常以圆角过渡，并尽可能采用较大的圆角半径。键槽不应开到圆角处；必须在轴上开横孔时，孔边要倒圆，以避免应力集中过大。改

5、进轴上零件的结构可以减小轴所承受的弯矩，从而提高轴的强度和刚度。9.2轴的结构设计9.2轴的结构设计3.轴的结构工艺性(重点)满足加工、装拆的要求。安装轴上的零件时，应能使其无过盈地到达装配轴段。为便于轴上零件的装配，轴端部、轴颈和轴头的端部应有倒角，一般为45°。当零件和轴采用过盈配合时，轴上可设导向锥。9.2轴的结构设计轴肩的高度在保证可靠定位的前提下，要给轴上零件的拆装留有余地。如用滚动轴承定位，轴肩高度应小于轴承内圈端面高度。要车制螺纹，需要退刀槽；进行磨削加工要有砂轮越程槽。键槽应置于同一直线上。9.2轴的结构设计三、确定轴各段直径和长度1.确定各段直径由估算轴的

6、最小直径，根据轴的结构要求定出阶梯轴其他各段直径。轴头轴颈按国标取圆整尺寸，安装滚动轴承的轴颈直径必须按滚动轴承的内径选取。轴上安装其他标准件部位的轴颈，也应取相应的标准值。9.2轴的结构设计轴肩由定位面和内圆角组成bDhrRdDhCrd轴肩处9.2轴的结构设计轴段直径的确定2.确定各段长度9.2轴的结构设计轴上安装传动零件的轴段长度由零件的轮毂宽度决定，而轮毂宽度一般和相配轴段的直径有关。当采用套筒、圆螺母、轴端挡圈等作轴上零件的轴向固定时，为保证固定可靠，轴端面与零件端面间通常应留有2~3mm的距离。①④轴上某些轴段长度取决于传动零件与轴承之间的距离。②③⑥9.2轴的结

7、构设计例：分析图示轴系，确定轴各段直径和长度的主要依据。9.2轴的结构设计轴承采用脂润滑。9.2轴的结构设计1.缺少密封装置；2.缺少垫片，不能调整轴承间隙；3.缺少挡油环；4.锥齿轮与轴缺少键联接；5.锥齿轮轴向固定不可靠；6.右轴承不能装配；7.右轴承外圈缺少固定；8.左轴承外圈缺少固定。9.2轴的结构设计9.2轴的结构设计1）左端联轴器无周向定位；2）左端盖无密封；3）左轴承无法装配；4）小齿轮无法加工完整；5）右轴承外圈左侧多余固定；6）右端轴承右侧缺少固定；7）右端轴承无法拆卸。9.2轴的结构设计轴承采用