机械设计基础 教学课件 作者 徐起贺 第十四章　轴和轴毂连接.ppt

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1、机械设计基础主编第十四章　轴和轴毂连接第一节　轴的分类和设计要求第二节　轴的材料及其选择第三节　轴的结构设计第四节　轴的强度计算第五节　轴毂连接第一节　轴的分类和设计要求一、轴的作用及其分类轴是组成机器的重要零件之一。1.按轴的受载情况分类(1)心轴　工作时只承受弯矩不承受扭矩的轴。图14-1　支承滑轮的心轴第一节　轴的分类和设计要求(2)传动轴　工作时主要承受扭矩而不承受弯矩或弯矩很小的轴。(3)转轴　工作时既承受弯矩又承受扭矩的轴。图14-2　汽车传动轴第一节　轴的分类和设计要求图14-3　转轴2.按轴的结构形状分类第一节　轴的分类和设计要求图14-4　曲轴第一

2、节　轴的分类和设计要求图14-5　挠性轴(1)直轴　直轴是大多数机械中使用的零件，第一节　轴的分类和设计要求它又有光轴(见图14-6a)和阶梯轴(见图14-6b)之分。图14-6　直轴第一节　轴的分类和设计要求图14-7　空心轴(2)曲轴　曲轴是专用零件，常用于往复式机械中，如内燃机和空气压缩机等。第一节　轴的分类和设计要求(3)挠性轴　挠性轴是由几层紧贴在一起的钢丝层构成，可把回转运动和转矩灵活地传递到任何位置，常用于医疗器械和小型机具的传动。二、轴的设计要求一般情况下，轴的设计要求是具有足够的强度和合理的结构。第二节　轴的材料及其选择表14-1　轴的常用材料及其

3、主要力学性能第二节　轴的材料及其选择表14-1　轴的常用材料及其主要力学性能第二节　轴的材料及其选择表14-1　轴的常用材料及其主要力学性能第二节　轴的材料及其选择2.表中［σ+1b］、［σ0b］、［σ-1b］分别表示静应力、脉动循环应力及对称循环应力下的许用弯曲应力，当选用其他钢号时，许用弯曲应力可根据相应的σb值选取。第三节　轴的结构设计1)轴和装配在轴上的零件应有正确的工作位置和可靠的相对固定。2)轴应有良好的工艺性，便于制造和进行轴上零件的装配及调整。3)轴的结构要有利于减小应力集中。4)受力合理，有利于减轻轴的重量和节省材料。第三节　轴的结构设计图14-8

4、　阶梯轴的典型结构第三节　轴的结构设计图14-9　单级圆柱齿轮减速器简图一、拟定轴上零件的装配方案第三节　轴的结构设计图14-10　轴的结构设计分析1—轴端挡圈　2—V带轮　3—轴承端盖　4—滚动轴承　5—套筒　6—平键　7—圆柱齿轮第三节　轴的结构设计二、轴的各段直径及长度的确定1.确定轴的各段直径表14-2　轴常用材料的［］及A值2.当用Q235及35SiMn时，［τT］取较小值，A取较大值。1)应考虑键槽对轴的强度削弱。2)轴上装配标准件处，其轴段直径必须符合标准件的标准直径系列值(如联轴器、滚动轴承等)。3)有定位要求的轴段，轴的直径应满足定位要求。4)非

5、配合轴段的直径，可不取标准值，但一般应取成整数。2.确定轴的各段长度第三节　轴的结构设计1)当零件需要轴向定位时，则该处轴段的长度应比所装零件的宽度(或长度)小2～3mm，以保证零件沿轴向可靠定位，如装齿轮和带轮的轴段。2)装轴承处的轴段长度一般与轴承宽度相同。3)轴段长度的确定应考虑轴系中各零件之间的相互关系和装拆工艺要求，如图14-10c、d中带轮和左端轴承之间的轴段就是根据轴承端盖的装拆要求、轴承端盖的厚度确定的。三、轴上零件的定位与固定为了保证机器能够正常工作，轴上零件和轴本身都应进行准确的定位和可靠的固定。1.轴上零件的轴向定位与固定第三节　轴的结构设计表

6、14-3　轴上零件的轴向固定方法及特点第三节　轴的结构设计表14-3　轴上零件的轴向固定方法及特点2.轴上零件的周向固定第三节　轴的结构设计图14-11　砂轮越程槽和螺纹退刀槽a)砂轮越程槽　b)螺纹退刀槽第三节　轴的结构设计四、具有良好的制造和装配工艺性1.制造工艺性要求1)需要磨削或切制螺纹的轴段应留有砂轮越程槽或螺纹退刀槽，如图14-11所示。2)一根轴上的圆角和倒角尺寸最好一致(结构尺寸见表14-4)，以便减少刀具数目和加工时的换刀次数。3)若同一根轴上各轴段直径相差不大，则各轴段上键槽尺寸规格应尽可能相同并符合键的标准，同时所有键槽应设置在轴的同一母线上。

7、4)为了便于轴在加工过程中各工序的定位，轴的两端面上应做出中心孔。第三节　轴的结构设计表14-4　轴环与轴肩尺寸b、h、R及零件孔端圆角半径和倒角2.装配工艺性要求1)为了保证轴上零件装拆顺利，轴的结构应采用阶梯形。第三节　轴的结构设计图14-12　采用不同的尺寸公差，方便装配第三节　轴的结构设计2)合理选择不同轴段的配合性质、加工精度和表面粗糙度。3)轴端、轴头、轴颈的端部都应有倒角，以便装配和保证安全。4)为了便于拆卸滚动轴承，轴肩高度一般应小于轴承内圈高度。图14-13　过盈配合联接及其工艺结构第三节　轴的结构设计图14-14　轴肩的锥面过渡五、提高轴