轴及轴毂联接

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轴和轴毂连接课件

轴和轴毂连接课件

四、 轴毂联接
五、 轴的使用与维护
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任务八轴和轴毂联接
一、轴的功用、分类与选材
1、轴的含义:轴是组成机器的重要零件之一,作回 转运动的零件都要装在轴上来实现其回转运动,大 多数轴还起着传递转矩的作用。轴要用滑动轴承和 滚动轴承来支承。常见的轴有直轴和曲轴,曲轴主 要用于作往复运动的机械中。 2、轴的功用:1)支承回转零件(齿轮、涡轮、带 轮、凸轮等);2)传递运动和动力。
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轴上零件的轴向定位方法
轴肩或轴环定位
特点:结构简单,定位可靠,可承受较大的轴向力。 应用:齿轮、带轮、联轴器、轴承等的轴向定位。
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注意:①为了保证轴上零件紧靠定位轴肩。 应使: r轴<R孔 或 r轴<C孔! 且: h轴>C孔或 h轴 >R孔 正 确
错 误
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轴向定位和固定——

轴肩和轴环
轴肩与轴环——由定位面和过度圆角组成。 为保证零件端面能靠紧定位面,轴肩(环)圆角半径r必须 小于零件毂孔的圆角半径R或倒角高度C1; 轴肩(环)高度 h应大于C1和R,为了有足够的强度来承受轴向力,通常 取h=(0.07~0.1)d。轴环宽度b≥1.4h。
机车车轴为转动心轴
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4、轴的分类:
第一种分类方法是按承载情况分: (3) 心轴——这种轴在回转工作时主要只承受弯矩的 轴称为心轴,如机车车轴, 如自行车的前轴。
机车车轴为转动心轴
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(3) 心轴——这 种轴在回转工 作时主要承受 弯矩的轴称为 心轴,如机车 车轴, 如自行 车的前轴。

轴毂联接

轴毂联接

[σ p ]
空载下移动的动 联接 [p ] 在载荷作用下移 动的动联接
§ 5 -3 销 联 接
销主要用于定位,即固定两零件之间的相对位置的销,称为定位销; 当用于联接且传递不大的载荷的销,称为联接销; 用作安全装置中的过载剪断元件的销,称为安全销。
销可分为如圆柱销、圆锥销、槽销、销轴和开口销等,这些销 均已标准化。 圆柱销利用微量过盈配合固定在铰制销孔中,经多次装拆会降 低其定位精度和可靠性。 圆锥销具有1:50的锥度,在受横向力时可以自锁。它安装方 便,定位精度高,可多次装拆而不影响定位精度。 端部带螺纹的圆锥销可用于盲孔或拆卸困难的场合。开尾圆锥 销适用于有冲击、振动的场合。
p=
2T ≤ [ p] kdl
l ——键的工作长度,圆头平键l=L-b,平头平键l=L,这里L为键 的公称长度;b为键的宽度。 [σp] ——键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力。 [p]——键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用压力。 表5-2 键联接的许用挤压应力、许用压力
许用值 联接工作方式 静联接 动联接 键或毂、轴的材料 钢 铸铁 钢 载 荷 性 质 静载荷 120~150 70~80 50 轻微冲击 100~120 50~60 40 冲击 60~90 30~45 30
图5-16 槽销及其应用
销轴用于两零件的铰接处,构成铰链联接(图5-17)。销 轴通常用开口销锁定,工作可靠,拆卸方便。
图5-17 销轴联接
图5-18 开口销
开口销如图5-18所示。装配时,将尾部分开,以防脱出。开 口销常用Q235、10、15低碳钢丝制造。
§ 5 -4
过盈联接简介
1.过盈联接的特点和应用 过盈联接是利用互相配合的零件间的装配过盈来达到联接 目的的。如图5-19所示为两光滑圆柱面的过盈配合联接,包容 件的配合尺寸制造得小于被包容件的配合尺寸。 过盈联接主要用于轴与毂的联接、轮圈与轮芯的联接以及 滚动轴承与轴或座孔的联接等。

机械设计 轴及轴毂连接

机械设计 轴及轴毂连接

轴的结构设计实例
单级减速器输出轴的结构及轴上零件的布置 轴的装配
右轴承右端面到联轴器左端面的距离取为
习题1:轴的结构设计应满足的基本要求是什么?
答:轴的结构设计应满足的基本要是: 1)轴及轴上零件应有确定的位置和可靠固定; 2)轴上零件应便于安装,折卸和调整; 3)轴应具有良好的加工工艺性; 4)力求受力合理,有利提高疲劳强度和刚度。
2.半圆键连接
两侧面为工作面,对中良好,用于静连接。 轴槽用尺寸与半圆键直径相同的盘形铣刀铣出,因此 半圆键能在轴槽中摆动,尤其适用锥形轴端与轮毂的 连接,但轴槽较深,对轴的强度削弱大,只用于轻载。
3.楔键连接
普通楔键 钩头楔键
楔键的上、下表面为工作面,靠 挤压产生的摩擦力传递转矩,安装时 需将键楔紧,能承受一定的单向的轴 向载荷。但由于楔键打入时,使轴和 轮毂产生偏心,故用于定心精度不高, 载荷平稳和低速场合。
对于一般转轴,b为对称循环,而的应力特性常是 不变或脉动,考虑到两者循环特性不同的影响,将上
式中的转矩乘以折算系数 ,得校核轴的强度基本
公式为:
e
1 W
M2
(T )2
1 0.1d 3
M2
(T )2
Me 0.1d 3
[
1]b
α—折算系数 Me—当量弯矩 N.mm Me M 2 (T )2 [-1]b—对称循环下许用弯曲应力
楔键的安装
3.切向键连接
切向键由一对普通楔键组成,装配时将两键楔紧。 它的上下平行的两窄面为工作面,依靠与轴和轮毁的 挤压传递转矩。若轴正、反转工作时,需采用两个互 成1200~1300的切向键。切向键连接传递转矩大,但 对中性差,对轴的削弱较大,常用于轴径大于100 mm 且对中性要求不高的重型机械中。

机械设计基础第13章 轴和轮毂联接

机械设计基础第13章 轴和轮毂联接
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图13.4
输出轴的两种结构方案
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二、 图13.4(a)中轴上装配传动零件的轴段称为轴 头,装配轴承的轴段称为轴颈,联接轴头和轴颈的 轴段称为轴身,轴上直径变化所形成的阶梯称为轴 肩(单向变化)或轴环(双向变化)
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三、 轴上零件的轴向定位和固定方法有轴肩(或轴 环)、挡圈、套筒、圆螺母、圆锥形轴端等,其具 体应用见表13.3
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表13.5
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第四节 轴毂联接(键、销、成型、过盈联接) 轴上零件(如齿轮、带轮、链轮、蜗轮等回转 零件)往往以其轮毂和轴联在一起,称为轴毂联接。 其功用主要是用于实现轴与轴上零件的周向固定, 并传递转矩。其联接方式很多,常用的有键联接、 销联接、成型联接、过盈联接等,其中键联接最为
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一、 (1) 键联接通常分为平键联接、半圆键联接、锲键
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一、 按扭转强度计算轴径时,只需知道传递转矩的 大小,方法简便,但计算精度低。它主要用于:传 递以转矩为主的传动轴。
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二、 在轴的结构设计完成以后,轴上零件的位置, 载荷的大小和方向都已经确定,轴各截面的弯矩即 可算出,因此可按弯矩和扭矩的联合作用来校核轴 的强度。按当量弯矩Me用弯扭合成强度条件计算:
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图13.5
减小应力集中的措施
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图13.6 (a)砂轮越程槽
(b)螺纹退刀槽
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图13.7 卷筒轮毂的结构 (a)短轮毂卷筒 (b)长轮毂卷筒
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图13.8
零件的合理布置
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第三节 轴的强度计算方法主要有三种:按扭转强度的 初步计算,按弯扭组合的校核计算和按疲劳强度安 全系数的精确校核计算。对于用普通碳素钢和优质 碳素钢制造的一般用途的轴,当单件或小批量生产 时,安全系数的精确校核计算通常可以不必进行。 故本书只介绍前两种计算方法,第三种计算方法可

机械设计基础 06轴与轴毂联接

机械设计基础 06轴与轴毂联接

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销联接
结构简单,但轴的应力集中较大,用于受力不大,同时需要轴 向和周向固定的场合
● 6.2.3 各轴段直径和长度的确定
1. 轴径的确定原则
(1) 轴头的直径取标准尺寸(见表6-3)。 (2) 安装滚动轴承的轴颈,应按滚动轴承标准规定的内孔直径 选取。 (3) 定位轴肩,其高度按表6-2给定的原则确定;非定位轴肩 是为了便于轴上零件的安装而设置的工艺轴肩(如图6.12中轴 段⑤与轴段⑥间的轴肩),其高度可以很小,一般取1mm~ 2mm即可。 滚动轴承的定位轴肩高度必须低于轴承内圈端面厚度(见表6-2 中的序号3中的图),以便于轴承的拆卸,具体数值查相应的 轴承标准。 (4) 轴中装有过盈配合零件时(图6.12中的轴段⑤),该零件毂 孔与装配时需要通过的其他轴段(轴段⑥、轴段⑦)之间应留有 间隙,以便于安装。
图6.14 起重机卷筒图
● 6.2.4 影响轴结构的一些因素
3. 改善轴的受力状况,减小应力集中
再如图6.15中,给定轴的两种布置方案,当动力从几个轮输 出时,为了减少轴上载荷,应将输入轮布置在中间[如图 6.15(b)所示],这时轴的最大转矩为T1-T2,而在图6.15(a) 中最大转矩为T1。
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弹性挡圈
结构简单紧凑,装拆方便,但轴向承受力较小,且轴上切槽将 引起应力集中。可靠性差,常用于轴承的轴向固定。轴用弹性 挡圈的结构尺寸见GB/T 894.1—1986
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轴端挡板
适于心轴轴端零件的固定,只能承受较小的轴向力
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挡环、 紧定螺钉
挡环用紧定螺钉与轴固定,结构简单,但不能承受大的轴向力 紧定螺钉适用于轴向力很小、转速很低或仅为防止偶然轴向滑 移的场合。同时可起周向固定的作用
图6.6 曲轴

机械设计轴和轴毂联接

机械设计轴和轴毂联接
13.2 轴的结构设计
13.2.2 零件在轴上的固定
周向固定 为了传递运动和转矩,防止轴上零件与轴作相对转动,轴上零件的周向
固定必须可靠。常用的周向固定方法有键、花键、销和过盈配合等联接。
Date: 2020/6/10
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主讲:张晋
CH13 机械设计基础
13.2 轴的结构设计
轴向固定 零件在轴上的轴向定位要准确而可靠,以使其安装位置确定,能
轴的扭转强度条件为
T WT
9.55106 P 0.2d 3N
[ ]
实心轴的直径为: d 3 T 3 9.55106 P C3 P
0.2[ ]
0.2[T ]n
n
为了减少键槽对轴的削弱,可按以下方式修正轴径
轴径d>100mm 轴径d≤100mm
Date: 2020/6/10
有一个键槽 轴径增大3% 轴径增大5%~7%
轴端 轴头
轴颈 轴身 轴头
Date: 2020/6/10
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主讲:张晋
CH13 机械设计基础
13.2 轴的结构设计
13.2.1 轴的强度、刚度
轴的强度与工作应力的大小和性质有关。因此在选择轴的结构和形 状时应注意以下几个方面:
使轴的形状接近于等强度条件,以充分利用材料的承载能力。
Date: 2020/6/10
二、轴的分类
1、按承载分 (1)心轴:只承受弯矩(M),不传递转矩(T=0)
转动心轴:轴转动
固定心轴:轴固定
Date: 2020/6/10
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主讲:张晋
CH13 机械设计基础 分析火车轮轴属于什么类型?
分析自行车轴属于什么类型?
Date: 2020/6/10

轴毂联接专题知识讲座

轴毂联接
轴毂联接主要是实现轴与轴上零件(如齿轮、 链轮、带轮等)旳周向固定并传递转矩,有旳 还能实现轴上零件旳轴向固定或轴向移动。
常用旳措施有键联接、花键联接、过盈配 合联接、无键联接、销联接等。
1 键联接
一Байду номын сангаас键联接旳功能、分类、构造形式及应用
键联接旳种类较多,根据键旳形状,可分为平键、 半圆键、楔键、切向键几大类。
1. 平键 平键旳两侧面是工作面,上面与轮毂槽底之间
有间隙。平键联接具有构造简朴,装拆以便,轴与 轴上零件对中性很好等优点,应用较为广泛,但不 能承受轴向力。常用平键有一般平键和导向平键两 种。
一般平键按构造分,有:
圆 头 — A型(常用)—键顶上面与毂不接触 有间隙
方 头 — B型—常用螺钉固定 半圆头—C型(端铣刀加工)—用于轴端与轮
2 花键联接
花键联接是由多种键齿与键槽在轴和轮毂孔旳周 向均布而成,花键齿侧面为工作面——合用于动、静 联接
一、类型、特点和应用
1、特点: 花键联接由轴和毂孔上旳多种键齿构成, 工作时依托齿侧旳挤压传递转矩; 因花键联接键齿多,所以承载能力大; 齿槽浅,故应力集中小,对轴旳强度减弱少; 对中性和导向性均很好; 需要专用设备加工,所以成本较高;
二、花键联接旳设计计算
花键联接旳强度计算与平键联接相同。根据使用 条件和工作要求,首先选定花键旳类型、尺寸及定心 方式。
失效形式: ①键齿旳压溃(静联接) ②磨损(动联接) ③齿根剪断
值得注意旳是,因为花键联接键齿较多,为考虑 各齿承载旳不均匀性,计算时,引入载荷分配不均匀 系数ψ,ψ值查阅有关设计手册。
3 楔键联接
楔键联接用于静联接。楔键旳上下表面为工作 面,其上表面具有1∶100旳斜度。装配后,键楔紧 压在轴毂之间。工作时,靠键、轴、毂之间旳摩擦 力,和因为轴、毂间有相对转动旳趋势而使键受到 旳偏压来传递转矩;也能传递单向旳轴向力。

第十四章轴和轴毂连接

第十四章轴和轴毂连接【教学目的要求】1、熟悉轴的类型、材料2、掌握轴的结构设计3、熟悉轴的强度计算,了解刚度计算5、掌握轴毂连接方法【教学重点难点】1、轴的结构设计2、轴毂连接【授课时数】8学时【教学方法】讲授、课件教学、课堂练习【教学内容】14﹒1概述轴是组成机器的重要零件之一,各种作回转(或摆动)运动的零件(如齿轮、带轮等)都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。

因此,轴的主要功用是支撑回转零件及传递运动和动力。

一、轴的分类和用途轴有不同的分类方法,也有不同类型的轴。

常用的分类方法有两类:1)根据轴线的形状不同分类;2)根据承受载荷不同分类。

1、(1)、直轴直轴按外形可以分为光轴和阶梯轴,如图14--5所示。

阶梯轴便于轴上零件的拆装和定位。

(2)、曲轴常用于往复式机械中,例如内燃机、空气压缩机等。

可以实现直线运动与旋转运动的转换。

如图14--6所示它不受任何空间的限制,可以将扭转或旋转运动灵活地传到任何所需的位置,常用于医疗设备、操纵机构、仪表等机械如图14--7所示2、(1)、转轴同时承受扭矩和弯曲载荷的作用,例如齿轮减速器中的轴。

(2)、心轴心轴只需承受弯矩而不传递转距,例如铁路车辆的轴、自行车的前轴等。

按轴旋转与否分为转动心轴和固定心轴两种,如图14—2、3所示。

(3)、传动轴只承受扭矩而不承受弯矩或承受弯矩较小的轴。

例如图14--4所示的汽车中连接变速箱与后桥之间的传动轴。

二、轴的材料及选择轴的材料主要采用碳素钢和合金钢。

碳钢:价格低廉,对应力集中的敏感性较低,可以利用热处理提高其耐磨性和抗疲劳强度。

常用的有35、40、45、50钢,其中以45钢使用最广。

对于受力较小的或不太重要的轴,可以使用Q235、Q275等普通碳素钢。

合金钢:对于要求强度较高、尺寸较小或有其它特殊要求的轴,可以采用合金钢材料。

耐磨性要求较高的可以采用20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢;要求较高的轴可以使用40Cr(或用35SiMn、40MnB代替)、40CrNi(或用38SiMnMo代替)等进行热处理。

第十九章轴、轴毂连接及连轴器

钢制轴的毛坯多用轧制圆钢和锻钢。
? 1.碳素钢
碳素钢较合金钢价廉,对应力集中的敏感性 较小,故应用较广。常用的有 30、35、40、 45和50等优质碳素钢,其中 45钢最为常用。为 改善其机械性能,常进行调质或正火处理。滑动 轴承的支承轴颈部分应进行表面淬火以提高其耐 磨性。
? 对于受力较小和不重要的轴可用 Q235等普通 碳素钢。
? 与轴承相配合的轴段称为轴颈,与被支承零 件配合的轴段称为轴头,连接轴头与轴颈的 轴段称为轴身。
轴上被支承零件的轴向定位与固定是借助于轴环或 轴肩与其它固定零件配合实现的。 轴上不起定位作用但方便于零件的装拆的轴肩称为非 定位轴肩,当相邻两段轴径相差较大 时宜采用锥柱面过渡。轴环定位方便可靠,通常用于 受轴向力较大的零件的轴向定位;一 般轴肩定位不能承受较大的轴向力而主要起定位作用。
? 与滚动轴承配合处的轴肩结构与轴 承类型 有关,当受有轴向力采用向心推力轴承时,要 求定位面紧密相靠贴,为保证配合要求采用磨 削加工时须留有砂轮越程糟。以上结构见图定 位轴肩相关尺寸与非定位轴肩自由表面过渡圆 角半径须查手册确定。滚动轴承轴肩的圆角半 径另有规定须查手册确定。
套筒定位.图适用于零件间距离较 短的场合。当无法采用套筒或套筒过 长时宜采用圆螺母与止推垫片固定图a 或双圆螺母固定图b。用上述各种方法 定位时,轮毂宽度均应略大于配合轴 段的长度,以保证定位侧面相互紧靠。 加工螺纹部分应留有退刀槽。
对于转轴,可利用上述公式初步估算轴的最小直径 dmin然后进行轴的结构设计,初步确定轴的几何形 状和尺寸。
二、轴的弯扭合成强度计算
轴的结构初步确定后,这时轴的支承跨 距和轴上载荷的大小,方向及作用点的位 置和载荷种类均已确定,然后进行轴的受 力分析,按照弯扭合成强度计算轴的危险 断面(有时是几个危险断面)的直径,一般 计算顺序如下
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