机械传动-轴轴承联轴器

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常用机械零件

3 83 03 13 23 33 -
-
-
4
- 04 - 24 -
-
-
-
5
-
-
-
-
-
-
-
-
内径代号
轴承公称直径（mm)
内径代号
示例
10
10到17
12 15
17
00 01 02 03
深沟球轴承 6200 d=10mm
内径除以5的商，商为个位调心滚子轴承 20到480（22，28，32除外）数，需左边加 23208 “0”，例如 d=40mm
万向联轴器
万向联轴器由两个万向接头及一个十字销通过刚性铰接而构成，故又称铰链联轴器。它广泛用于两轴中心线相交成较大角度（可达45°）的联接。万向联轴器结构紧凑、维护方便，广泛用于汽车、拖拉机、切削机床等机器的传动系统中。
齿式联轴器
2.弹性联轴器
常用的弹性联轴器有：弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器等。
1.刚性联轴器
刚性联轴器：被联接两轴间的各种相对位移无补偿能力，故对两轴对中性的要求高。当两轴有相对位移时，会在结构内引起附加载荷。这类联轴器的结构比较简单。一般用于平稳载荷或只有轻微冲击的场合。
（1）套筒联轴器套筒联轴器是用联接零件如键或销将两轴轴端的套筒和两轴联接起来以传递转矩。当用销钉作联接件时，若按过载时销钉被剪断的条件设计，这种联轴器可作安全联轴器，以避免薄弱环节零件受到损坏。
（2）按照轴承受力方向的不同，轴承可分为三种形式：承受径向力的向心轴承；承受轴向力的推力轴承；同时承受径向力和轴向力的向心推力滑动轴承
向心轴承、推力轴承、向心推力轴承。 (或称为径向轴承、止推轴承、径向止推轴承）

常用传动零件

二、滑动轴承
2、液体摩擦滑动轴承摩擦表面完全被润滑油隔开的轴承称为液体摩擦滑动轴承。这种轴承的摩擦因数很小，其摩擦阻力仅来自润滑油的内部摩擦。由于摩擦表面不直接接触，避免了磨损。但轴承必须满足一定的工作条件，且需较高的制造精度，才能形成液体摩擦。获得液体摩擦状态常用两种方法：动压法（液体动压轴承）和静压法（液体静压轴承）。因此多用于高速、精度要求较高或重载的场合。
2 、无弹性元件联轴器常用的无弹性元件联轴器有：十字滑块联轴器、万向联轴器和齿式联轴器等。
十字滑块联轴器
万向联轴器
齿式联轴器
实物
3 、弹性联轴器常用的弹性联轴器有：弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器等。
弹性套柱销联轴器
构造与凸缘联轴器相似，只是用套有弹性套的柱销代替了联接螺纹，利用弹性套的弹性变形来补偿两轴的相对位移。这种联轴器重量轻、结构简单、但弹性套易磨损、寿命较短，用于冲击载荷小、启动频繁的中、小功率传动中。弹性套柱销联轴器已标准化（GB4323-84)。
类型代号:
尺寸系列代号:
轴承尺寸系列代号由轴承的宽度系列代号和直径系列代号组合而成。组合排列时，宽度系列在前，直径系列在后，见表。
内径代号:
表示轴承的内径尺寸，见表。
基本代号一般由五个数字（或字母加四个数字）组成。当宽度系列为0时可省略。如6200 02为尺寸系列代号。
联轴器与离合器
联轴器和离合器都是用来联接两轴，使两轴一起转动并传递转矩的装置。在工作过程中，使两轴始终处于联接状态的称联轴器，可使两轴随时分离或接合的称离合器。
• 三、滚动轴承
1.滚动轴承的组成、类型及代号
滚动轴承的组成：滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。内圈装在轴颈上，外圈装在机座或零件的轴承孔内。多数情况下，外圈不转动，内圈与轴一起转动。当内外圈之间相对旋转时，滚动体沿着滚道滚动。

机械设计-轴的类型

机械设计-轴的类型轴是机械设计中常见的几何元素之一，它是机械传动系统的重要组成部分，在许多工业领域得到广泛应用。

根据不同的工作应用，轴可以分为多种类型。

本文将介绍几种常见的轴类型及其特点。

1. 普通轴普通轴是最常用的轴类型。

其截面通常是圆形，具有均匀分布的负载能力，适用于各种中小型传动系统。

普通轴可根据应用要求配备各种轴承和联轴器，保证机械传动系统的顺畅运转。

2. 键轴键轴，顾名思义，是在轴身上装有键槽的轴型。

键槽可以用来固定轴承或是连接其它部件，通常被用于高负载的机械传动系统中。

键轴的优点在于能够承受大量的转矩，且易于装配和拆卸。

3. 花键轴花键轴又称齿轴。

它与键轴相似，但花键的形状是斜齿状的。

花键轴通常用于需要承受较大扭矩的高功率传动系统中，它的斜齿形能提供更强的连接力和垂直方向上的剪切扭矩。

4. 球轴球轴是一种将球组成的元件嵌入轴体内的锥形轴。

它主要用于具有紧凑空间限制的应用程序。

由于球轴在高扭矩应用中表现出非常大的抗曲率能力，因此常常被用作齿轮箱的输出轴。

5. 螺旋轴螺旋轴是将螺旋线作为轴体的一种轴型。

相比于传统的圆形轴，螺旋轴的构造更强；这使得它在使用时能够减少振动和噪音，同时提供更大的扭矩传递能力。

螺旋轴通常用于高速和高扭矩应用程序中。

6. 中空轴中空轴是具有中空孔的轴型。

在一些应用中，允许轴与管道或丝杆相连接，以便传输气体、液体或其他物质。

中空轴通常用于旋转机器、涡轮机及涡轮喷气发动机等高技术应用领域。

总之，不同类型的轴具有各自独特的特点和应用范围。

了解不同类型的轴有助于确保设计的机械传动系统能够正常运行和提高效率。

联轴器

第十三章联轴器与离合器第一节概述联轴器和离合器用来联接不同部件之间的两根轴或轴与其他回转零件，使之一起回转并传递转矩。

用联轴器联接的两轴在工作时不能分开，只有停车后通过拆卸才能将它们分开；而用离合器联接的两轴，在机械运转时，能方便地将两轴分开和接合。

此外，它们有的还可起到过载安全保护作用。

联轴器、离合器是机械传动中的通用部件，而且大部分已标化。

下面仅介绍几种常用结构、特点、应用范围及选择问题。

第二节联轴器联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形及温度变化的影响等，往往不能保证严格的对中，而是存在着某种程度的相对位移与偏斜，如图13-1所示，如果这些偏斜得不到补偿，将会在轴、轴承及联轴器上引起附加的动载荷，甚至发生振动。

因此在不能避免两轴相对位移得情况下，应采用弹性联轴器或可移式刚性联轴器来补偿被联接两轴间得位移与偏斜。

图13-1 两轴相对位移联轴器得类型很多，根据是否包含弹性元件，可划分为刚性联轴器和弹性联轴器。

弹性联轴器因有弹性元件，故可起到缓冲减振的作用，也可在不同程度上补偿两轴之间的偏移；根据结构特点不同，刚性联轴器又可分为固定式和可移式两类。

可移式刚性联轴器对两轴间的偏移量具有一定的补偿能力，下面分别予以介绍。

一、固定式联轴器固定式联轴器是一种比较简单的联轴器，常用的有套筒式和凸缘式联轴器。

1. 套筒式联轴器如图13-2所示，套筒式联轴器是一个圆柱形套筒。

它与轴用圆锥销或键联接以传递转矩，当用圆锥销联接时，则传递的转矩较小，当用键联接时，则传递的转矩较大。

套筒式联轴器的结构简单，制造容易，径向尺寸小；但两轴线要求严格对中，装拆时需作轴向移动，适用于工作平稳，无冲击载荷的低速，轻载的轴。

a） b）图13-2 套筒式联轴器a）键联接 b）圆锥销联接2．凸缘式联轴器如图13-3所示，凸缘式联轴器是把两个带有凸缘的半联轴器用键分别与两轴联接，然后用螺栓把两个半联轴器联成一体，以传递运动和转矩。

机械设计基础-第9章-轴和联轴器

碳素钢
500许用弯曲应力170
75
45
600
200
95
55
700
230
110
65
800
合金钢
900
270
130
75
300
140
80
1000
330
150
90
铸钢
400
500
100
50
30
120
70
40
折合系数取值：α=
0.3 ----转矩不变； 0.6 ----脉动变化； 1 ----频繁正反转。
设计公式： d 3 M d
滑动轴承向心球轴承调心球轴承圆柱滚子轴承圆锥滚子轴承安装齿轮处轴
的截面
允许偏转角 [θ](rad)
0.001 0.005 0.05 0.0025 0.0016
0.001~0.00 2
四、轴的设计
类比法根据轴的工作条件，选择与其相似的轴进行类比及结构设计，画出轴的零件图。
设计计算法
根据轴的工作条件选择材料，确定许用应力。按扭转强度估算出轴的最小直径。设计轴的结构，绘制出轴的结构草图。包括
第九章轴和联轴器
§9.1 轴的分类和材料 §9.2 轴的结构 §9.3 轴的计算 §9.4 轴毂联结 §9.5 联轴器和离合器
§9-1 轴的分类和材料
轴是组成机器的重要零件之一，其主要功能是支持作回转运动的传动零件(如齿轮、蜗轮等)，并传递运动和动力。
分类：按承受载荷分有：
类型
按轴的形状分有：
为了减少键槽对轴的削弱，可按以下方式修正轴径
有一个键槽
有两个键槽
轴径d＞ 100mm

联轴器

蛇形弹簧联轴器
蛇形弹簧联轴器是一种结构先进的金属性联轴器，靠蛇形弹簧来传递扭矩，减振性好，使用寿命长，载荷变动量大，启动安全；传递效率高，运行可靠；噪声低，润滑性能好；结构简单，拆卸方便，允许有一些安装误差。应用场合：镀锌线热风干燥机
二、聯軸器的安裝与調整
为了保证联轴器正常运转，达到预定的工作性能和使用寿命，在安装联轴器时，必须进行适当的调整，以获得联轴器所联两轴具有较高的同轴度。即使是对具有补偿性能的可移式联轴器，也应进行调整以减小两轴相对位移量，控制在该联轴器正常运转所允许的范围内。
在联轴器拆卸前，要对联轴器各零部件之间互相配合的位置作一些记号，以作回装时的参考。用于高转速机器的联轴器，其联接螺栓经过称重，标记必须清楚，不能搞错。
三、聯軸器的使用與維護
拆卸联轴器时一般先拆联接螺栓。由于螺纹表面沉积一层油垢、腐蚀的产物及其它沉积物，使螺栓不易拆卸，尤其对于锈蚀严重的螺栓，拆卸是很困难的。拆卸時必须选择合适的工具，螺栓的外六角或内六角的受力面已经打滑损坏，拆卸会更困难。对于已经锈蚀的或油垢比较多的螺栓，常常用溶剂（如松锈剂）喷涂螺栓与螺母的联接处，让溶剂渗入螺纹中去，这样就会容易拆卸。如果还不能把螺栓拆卸下来，可采用加热法，加热温度一般控制在200℃以下。通过加热使螺母与螺栓之间的间隙加大，锈蚀物也容易掉下来，使螺栓拆卸变得容易些。若用上述办法都不行时，只有破坏螺栓，把螺栓切掉或钻掉，在装配时，更换新的螺栓。新的螺栓必须与原使用的螺栓规格一致，用于高转速设备联轴器新更换的螺栓，还必须称重，使新螺栓与同一组法兰上的联接螺栓重量一样。
三、聯軸器的使用與維護
在联轴器拆卸过程中，最困难的工作是从轴上拆下轮毂。对于键联接的轮毂，一般用三脚拉马或四脚拉马进行拆卸。选用的拉马应该与轮毂的外形尺寸相配，拉马各脚的直角挂钩与轮毂后侧面的结合要合适，在用力时不会产生滑脱想象。这种方法仅用于过盈比较小的轮毂的拆卸，对于过盈比较大的轮毂，经常采用加热法，或者同时配合液压千斤顶进行拆卸。

轴系零部件

10.3.1 轴承的作用及分类
作用：支承轴上零件、减少转轴和支承件的摩擦和磨损。
2020年6月25日星期四
机械设计与表面科学研究室
10.3 轴承
轴承的分类按结构特点分滚滑动动摩摩擦擦轴轴承承
向心轴承：承受径向载荷按受力方式分推力轴承：承受轴向载荷
向心推力轴承：同时承受径向和轴向载荷
小于40
有一定的缓冲吸振能力和良好的可移性，结构尺寸较大
机械设计与表面科学研究室
2）联轴器型号及尺寸的确定联轴器类型选定以后，即可根据轴的直径、
转速及计算扭矩，从有关的标准系列中选择所需的型号和尺寸。
T C kT
2020年6月25日星期四
机械设计与表面科学研究室
10.3 轴承
轴承用于支承作旋转运动的轴。它在支承轴的过程中有二个作用：一为支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度；二为减少转轴与支承之间的摩擦与磨损。轴上与轴承配合的部分，称为轴颈。
递大动力、高耐磨性、高低温及有腐蚀性的场合。高强度铸铁和球墨铸铁：易制复杂零件、价廉、良好的吸振性和耐磨性，以及对应力集中敏感性低。
2020年6月25日星期四
机械设计与表面科学研究室
10.1 传动轴
二、轴的结构设计制造和安装上的考虑轴上零件的固定方法减少应力集中的措施
2020年6月25日星期四
类型
夹壳联轴器
固
定
凸缘联轴器
式
三分式联轴器
弹性块式联轴器
可移弹性套柱销联轴器式
弹性柱销齿形联轴器
2020年6月25日星期四
轴径 mm
30～ 110
10～ 180
30～ 110
30～ 110

机械设计-联轴器

结构：由瓦块、制动轮等零件组成。
工作原理：通电松开，断电后靠弹簧拉力实现制动。借助于瓦块与制动轮之间的摩擦力来实现制动。断电制动是为了保证设备安全。
第十六章联轴器、离合器和制动器 32
瓦块材料：铸铁、或铸铁表面复以皮革或石棉带。瓦块制动器已经规范化，可根据所需的制动力矩选型。
二、带式制动器
引起磨损和发热；
22
第十六章联轴器、离合器和制动器 25
第十六章联轴器、离合器和制动器 26
2）多片式圆盘摩主动摩擦片被动摩擦片调整螺母
擦离合器
杠杆滑环
结构特点：多个摩擦片叠加在一起；
工作原理：移动滑环，通过杠杆作用，压紧或放松磨擦片，来实现两轴的结合与分离。
第十六章联轴器、离合器和制动器 27 3. 滚柱超越离合器
第十六章联轴器、离合器和制动器 24
1）单片式圆盘摩擦离合器结构：由固定圆盘1、活动圆盘2、滑环组成。
工作原理：移动滑环，可实现两圆盘的结合与分离，靠摩擦力带动从动轴转动。
优点：
1.在任何转速条件下两轴都可 Rf
以进行结合； 2.过载时打滑，起保护作用；
33
Fa
3.结合平稳、冲击和振动小。
缺点：结合过程中不可避免出现打滑， 1
第十六章联轴器、离合器和制动器 9 3.套筒联轴器
这是一种结构最简单的固定式联轴器（图 19-4），这种联轴器是一个圆柱形套筒，用两个圆锥销来传递转矩。当然也可以用两个平键代替圆锥销。其优点是径向尺寸小，结构简单。结构尺寸推荐：D=(1.5-2)d；L=(2.8-4)d。此种联轴器尚无标准，需要自行设计，如机床上就经常采用这种联轴器。
第十六章联轴器、离合器和制动器 28

汽车机械基础—轴系零部件

• 导入：
• 1、汽车的传动轴为什么做成同一直径？
• 2、变速箱上的轴为什么做成阶梯形？
概述
•本篇教学目标
1）掌握汽车机械中轴系零部件的结构原理、性能特点、结构设计方法和选用；
2）了解轴与轴上零件以及支承零件的组合设计；
3）具有运用标准、规范、手册、图册等设计资料的能力；
4）了解、使用、维护轴系零部件的一些基础知识。
T2
Q (a)
Q (b)
4、选择受力方式以减小轴的载荷，改善轴的强度和刚度
(a)
(a)
5、改进表面质量提高轴的疲劳强度
(五)轴的结构工艺性
1、关于轴的形状：阶梯轴
• 由于阶梯轴接近于等强度，而且便于加工和轴上零件的定位和拆装，所以实际上的轴多为阶梯形.
2、关于轴的有关尺寸
➢ 为了能选用合适的圆钢和减少切削用量，阶梯轴各轴段的直径不宜相差过大，一般取为5~10MM。
第四章轴
本章教学目标
1）认识轴的类型、结构特点及应用，了解轴的材料及选用，常见失效形式； 2）掌握轴的结构设计方法、考虑因素及提高轴的强度的措施； 3）了解轴的疲劳强度计算及刚度计算方法。
第四章轴
本章内容
第一节概述轴的分类第二节轴的结构设计第三节轴的强度与刚度校核
引子: 轴的功用
曲轴：
挠性钢丝轴
转轴：机器中最常见的轴，通常简称为轴。工作时既承受弯矩又承受转矩。
例：减速器中的轴
心轴：用来支承转动零件，只承受弯矩而不传递转矩。
例：车辆轴和滑轮轴，图中为自行车的前轮轴。
自行车的前轮轴
传动轴：主要用于传递转矩而不承受弯矩，或所承受的弯矩很小的轴。

联轴器和离合器

15.2 联轴器
机械分社
（1）联轴器的功用和分类 2）挠性联轴器十字滑块联轴器是由两个端面有凹槽的半联轴器l、3及一个两面带垂直凸榫的中间圆盘2组成。中间圆盘上的凸榫与半联轴器上的凹槽相嵌合而构成动连接，从而来补偿两轴线间的径向位移和角位移。特点：结构简单，径向尺寸小，但高速时中间圆盘的偏心将产生较大的离心力而加剧磨损，故一般用于工作平稳、有较大位移和低速（转速n小于250r/min）大转矩的情况。为了减少滑动面间的摩擦和磨损，凹槽和凸块的工作面要淬硬，并且在凹槽和凸块的工作面间注入润滑油。
15.2 联轴器
机械分社
（1）联轴器的功用和分类 2）挠性联轴器 ④滚子链联轴器利用一公共滚子链（单排或双排）同时与两个轮齿数相同的并列链轮相啮合以实现两半联轴器的连接。为了改善润滑条件并防止污染，一般都将联轴器密封在罩壳内。结构简单，尺寸紧凑，质量小，装拆方便，维修容易并具有一定的位移补偿和缓冲能力，且在恶劣环境下（如高温、潮湿、多尘、油污等）也能工作，成本低。但若离心力过大会加速各元件间的磨损和发热，不宜用于高速、频繁启动或立轴传动以及强烈冲击的场合。
15.2 联轴器
机械分社
（1）联轴器的功用和分类 2）挠性联轴器 ③齿式联轴器齿式联轴器由两个具有外齿的半联轴器1和用螺栓联接起来的具有内齿的壳2组成。壳内贮有润滑油，联轴器旋转时将油甩向四周，润滑啮合轮齿，减小啮合轮齿间的摩擦和相对移动阻力，降低作用在轴和轴承上的附加载荷。齿式联轴器工作时，依靠内外轮齿啮合来传递转矩。
15.2 联轴器
机械分社
Hale Waihona Puke （1）联轴器的功用和分类 2）挠性联轴器方形滑块联轴器与十字滑块联轴器相似，不同之处在于中间十字滑块为两边不带凸牙的方形滑块，利用中间滑块在其两侧半联轴器端面的相应径向槽内滑动，以实现两半联轴器连接。具有一定补偿两轴相对偏移量、减震和缓冲性能，且中间滑块用夹布胶木或尼龙制成，重量较轻，可用于转矩较小、转速较低、径向位移较大的两轴连接。该联轴器噪声大，效率低，磨损快，一般尽量不选用。 ②万向联轴器万向联轴器由两个叉形零件1、 3，十字形元件2和销轴4、5等组成。两销轴互相垂直并分别把两个叉形零件与十字形元件连接起来构成万向铰链。

常见机械传动结构

常见机械传动结构一、齿轮传动齿轮传动是常见的机械传动结构之一，它利用齿轮之间的啮合来传递动力和运动。

齿轮传动可以实现不同轴线间的速度转换和扭矩增减。

根据齿轮的形状和安装方式，齿轮传动可分为直齿轮传动、斜齿轮传动、锥齿轮传动和蜗杆传动等多种类型。

直齿轮传动是最常见的一种齿轮传动结构。

它的齿轮齿面直线与轴线平行，传动平稳，效率较高。

斜齿轮传动则是将齿轮齿面斜置于轴线上，可以实现轴线间的不平行传动，常用于转向装置和变速装置中。

锥齿轮传动是将齿轮齿面锥形，常用于轴线不共线的传动情况。

蜗杆传动则是将蜗杆与蜗轮啮合，可以实现大扭矩的传递和减速。

二、链条传动链条传动是利用链条与齿轮、链轮之间的啮合来传递动力和运动的机械传动结构。

链条传动具有传动比可调、传动效率高和承载能力大等优点，广泛应用于各种机械设备中。

链条传动主要分为滚子链传动和齿形链传动两种。

滚子链传动是将滚子链与齿轮啮合，通过滚子链的滚动来实现动力传递。

滚子链传动具有传动效率高、承载能力大和使用寿命长等优点，常用于高速和重载的传动场合。

齿形链传动则是将齿形链与链轮啮合，通过链条的拉伸来传递动力。

齿形链传动适用于速度较低和扭矩较小的传动情况，常用于自行车、摩托车等设备中。

三、带传动带传动是利用带与带轮之间的摩擦来传递动力和运动的机械传动结构。

带传动具有传动平稳、噪音小和成本低等优点，广泛应用于各种机械设备中。

带传动主要分为平带传动和带齿传动两种。

平带传动是将平带与带轮之间通过摩擦力来传递动力。

平带传动适用于速度较低和扭矩较小的传动情况，常用于家用电器和轻型机械设备中。

带齿传动则是将带齿与带轮之间通过啮合来传递动力。

带齿传动适用于速度较高和扭矩较大的传动情况，常用于工程机械和重型机械设备中。

四、联轴器联轴器是将两个轴连接起来的机械装置，用于传递动力和运动。

联轴器具有传动平稳、结构简单和拆装方便等优点，广泛应用于各种机械设备中。

常见的联轴器有齿式联轴器、弹性联轴器和万向节联轴器等。

机械基础轴类零件

2、合金钢：40Cr、40MnB、20CrMnTi等，强度高、寿命长，对应力集中敏感，价格较贵。用于重载、小尺寸的轴。
种类
注意：钢材
对钢材弹性模量E影响很小，
热处理
∴用热处理不能提高轴的刚度。合金钢
问：当轴的刚度不足时，如何提高轴的刚度？ 3、合金铸铁、QT：铸造成形，吸振，可靠性低，品
°
°
a）倒角 4.装配段不宜过长。
b）导向锥面
六、提高轴强度和刚度的措施
1.减小应力集中
合金钢对应力集中比较敏感，应加以注意。
轴的应力集中发生的位置
a）截面尺寸变化处的应力集中 b）过盈配合处的应力集中
c）小孔处的应力集中
a）截面尺寸变化处的应力集中
b）过盈配合处的应力集中
c）小孔处的应力集中
直轴阶梯轴
又可分为实心、空心（加工困难）
曲轴：发动机专用零件
钢丝软轴：轴线可任意弯曲，传动灵活。
动力源接头
接头驱动装置
钢丝软轴（外层为护套）
钢丝软轴的绕制
三、轴的材料
对轴材料要求：轴的强度和刚度足够；材料的热处理性能和加工工艺性好；材料来源广，价格适中。
1、碳素钢：30、35、45、50(正火或调质)，45应用最广。价廉，对应力集中不敏感，良好的加工性。
WT=πd3/16≈0.2d3； d——轴的直径，mm； n——轴的转速，r/min。
对实心圆轴，设计计算式：
3
d
9.55106
0.2[T ]
3
P
3
C
n
P n
mm
C——与轴的材料和承载情况有关的系数。
计算说明： 1）求得的d为受扭部分的最小直径，通常为

机械设计基础-轴及轴承设计

轴及轴承设计
按照轴的轴线形状,可将轴分为直轴、曲轴和挠性轴。直轴各轴段轴线为同一直线。曲轴各轴段轴线不在同一直线上,主要用于有往复式运动的机械中,如内燃机中的曲轴 (见图10-5)。挠性轴轴线可任意弯曲,可改变运动的传递方向, 常用于远距离控制机构、仪表传动及手持电动工具中(见图 10-6)。另外还有空心轴、光轴和阶梯轴(见图10-7)。
轴及轴承设计
图10-11 减小轴圆角处应力集中的结构
轴及轴承设计
(2)制造工艺方面。提高轴的表面质量,降低表面粗糙度, 对轴表面采用碾压、喷丸和表面热处理等强化方法,均可显著提高轴的疲劳强度。
(3)轴上零件的合理布局。在轴结构设计时,可采取改变受力情况和零件在轴上的位置等措施,达到减轻轴载荷,减小轴尺寸,提高轴强度的目的。
轴及轴承设计
图10-8 轴的结构
轴及轴承设计
在图10-8中,轴各部分的含义: 轴颈:轴与轴承配合处的轴段。轴头:安装轮毂键槽处的轴段。轴身:轴头与轴颈间的轴段。轴肩或轴环:阶梯轴上截面尺寸变化的部位,其中一个尺寸直径最大称为轴环。
轴及轴承设计
1.轴上零件的定位和固定轴上零件的定位是为了保证传动件在轴上有准确的安装位置;固定则是为了保证轴上零件在运转中保持原位不变。 (1)轴上零件的轴向定位和固定。为了防止零件的轴向移动,通常采用下列结构形式实现轴向固定:轴肩、轴环、套筒、圆螺母和止退垫圈、弹性挡圈、轴端挡圈等。 (2)轴上零件的周向固定。周向固定的目的是为了限制轴上零件相对于轴的转动,以满足机器传递扭矩和运动的要求。常用的周向固定方法有键、花键、销、过盈配合、成型连接等,其中以键和花键连接应用最广。
齿轮润滑采用油浴润滑,轴承采用脂润滑。

联轴器结构

膜片联轴器结构：膜片联轴器至少由一个膜片和两个轴套组成。

膜片被用销钉紧固在轴套上一般不会松动或引起膜片和轴套之间的反冲。

有一些生产商提供两个膜片的，也有提供三个膜片的，中间有一个或两个刚性元件，两边再连在轴套上。

单膜片联轴器和双膜片联轴器的不同之处是处理各种偏差能力的不同，鉴于其需要膜片能复杂的弯曲，所以单膜片联轴器不太适应偏心。

而双膜片联轴器可以同时曲向不同的方向，以此来补偿偏心。

膜片联轴器的特点：膜片联轴器这种特性有点像波纹管联轴器，实际上联轴器传递扭矩的方式都差不多。

膜片本身很薄，所以当相对位移荷载产生时它很容易弯曲，因此可以承受高达1.5度的偏差，同时在伺服系统中产生较低的轴承负荷。

膜片联轴器常用于伺服系统中，膜片具有很好的扭矩刚性，但稍逊于波纹管联轴器。

另一方面，膜片联轴器非常精巧，如果在使用中误用或没有正确安装则很容易损坏。

所以保证偏差在联轴器的正常运转的承受范围之内是非常必要的。

选择适合的联轴器是用好联轴器的关键一步，在设计阶段就得考虑选用什么类型的联轴器了由几组膜片（不锈钢薄板）用螺栓交错地与两半联轴器联接，每组膜片由数片叠集而成，膜片分为连杆式和不同形状的整片式。

膜片联轴器靠膜片的弹性变形来补偿所联两轴的相对位移，是一种高性能的金属强元件挠性联轴器，不用润油，结构较紧凑，强度高，使用寿命长，无旋转间隙，不受温度和油污影响，具有耐酸、耐碱防腐蚀的特点，适用于高温、高速、有腐蚀介质工况环境的轴系传动，广泛用于各种机械装置的轴系传动，如水泵（尤其是大功率、化工泵）、风机、压缩机、液压机械、石油机械、印刷机械、纺织机械、化工机械、矿山机械、冶金机械、航空（直升飞机）、舰艇高速动力传动系统、汽轮机、活塞式动力机械传动系统、履带式车辆，以及发电机组高速、大功率机械传动系统，经动平衡后应用于高速传动轴系已比较普遍。

本联轴器设计上采用先进的非线性有限元强度理论分析，并在有限元分析基础上采用了外形优化技术，动态设计技术，设计上达到了先进的水平。

机械零件设计联轴器

2.2
透平压缩机、木工机械、输送机
1.5
1.7
2.0
2.4
搅拌机、增压机、有飞轮的压缩机
1.7
1.9
2.2
2.6
织布机、水泥搅拌机、拖拉机
1.9
2.1 2.4
2.8
挖掘机、起重机、碎石机、造纸机械 2.3
2.5 2.8
3.2
压延机、重型初轧机、无飞轮活塞泵 3.1
3.3 3.6
4.0
3. 确定联轴器的型号
梅花形弹性联轴器轮胎联轴器
（一）刚性联轴器 1 、固定式刚性联轴器（1）凸缘联轴器
（a）
（b）
图19-2 凸缘联轴器
凸缘联轴器应用实例
（2）套筒联轴器
结构：用一个套筒通过键将两轴联接在一起。用紧定螺钉来实现轴向固定。
半圆键型式：
普通平键
特点：结构简单、使用方便、传递扭矩较大，但不能缓冲减振。
应用：用于载荷较平稳的两轴联接。
潘存云教授研制
套筒联轴器
潘存云教授研制
2 、可移式刚性联轴器
（1）齿式联轴器
齿式联轴器是由两个带内齿的外套筒3和两个带外齿的
套筒1组成。套筒与轴相联，两个外套筒用螺栓5联成一体。
1 23
4 56
工作时靠啮合的轮
齿传递扭矩。为了减少轮齿的磨损和相对移动时的摩擦阻力，在壳内
进行必要的承载能力校核
为安全起见，凸缘联轴器的外圈还应加上防护罩或将凸缘制成轮缘型式。制造凸缘联轴器时，应准确保持半联轴器的凸缘端面与孔的轴线垂直，安装时应使两轴精确同心。
半联轴器的材料通常为铸铁，当受重载或圆周速度 v≥30m/s时，可采用铸钢或锻钢。凸缘联轴器的结构简单、使用方便、可传递的转矩较大，但不能缓冲减振。常用于载荷较平稳的两轴联接。它的基本参数和主要尺寸见有关参考文献或设计手册。

电机和传动轴的连接方式

电机和传动轴的连接方式电机和传动轴在机械传动系统中起着至关重要的作用，它们的连接方式直接影响到整个系统的运行效率和稳定性。

在工程实践中，有多种方式可以实现电机和传动轴的连接，下面将介绍其中几种常见的连接方式。

1. 齿轮传动连接齿轮传动是一种常见的连接方式，通过齿轮的啮合来传递动力。

在电机和传动轴连接时，可以采用齿轮轴与电机轴的啮合方式，通过齿轮的传动来实现电机和传动轴的连接。

这种连接方式具有传递力矩大、传动效率高、稳定性好等优点，适用于需要较大传动比和精密传动的场合。

2. 皮带传动连接皮带传动是另一种常见的连接方式，通过皮带的张紧来传递动力。

在电机和传动轴连接时，可以采用皮带轮与电机轴的连接方式，通过皮带传动来实现电机和传动轴的连接。

这种连接方式具有传递平稳、噪音小、维护方便等优点，适用于需要传递较小力矩和速度的场合。

3. 联轴器连接联轴器是一种用于连接两个轴的装置，通过联轴器可以实现电机和传动轴的连接。

联轴器连接方式具有传递力矩大、传递效率高、安装方便等优点，适用于需要传递大力矩和速度的场合。

不同类型的联轴器有不同的连接方式，如齿式联轴器、弹性联轴器、万向节等，可以根据具体需求选择合适的联轴器连接方式。

4. 锥形连接锥形连接是一种常见的连接方式，通过锥形套实现电机和传动轴的连接。

这种连接方式具有传递力矩大、传递效率高、安装简便等优点，适用于需要传递较大力矩和速度的场合。

锥形连接方式可以保证连接的紧固性和稳定性，使得整个传动系统运行更加可靠。

总的来说，电机和传动轴的连接方式有多种选择，每种连接方式都有其独特的优点和适用场合。

在实际应用中，需要根据具体的需求和条件选择合适的连接方式，以确保整个传动系统的稳定运行和高效工作。

通过合理选择连接方式，可以提高传动系统的传动效率、减小能量损失，从而实现更加经济、可靠的传动效果。

机械设计习题总结1解读

各力方向： Ft1与主动轮回转方向相反 Ft2与从动轮回转方向相同 Fr1 、Fr2分别指向各自齿轮的轮
二、计算载荷Fnc
Fnc = K Fn = K Ft /cosα 三、齿面接触疲劳强度计算强度条件： σH ≤ σHP （校核式） K = KA Kv KαKβ
H
4 Fn 2 aL
1
m3 2 KT1Y YFaYsa d Z12 FP
单侧受载时， σF 看成脉动循环， ( MPa) 校核式：双侧受载时，σF 看成对称循环
σF≤σFP
(m m)
设计式：
讨论：
影响齿根弯曲疲劳强度的主要参数是模数 m
m↑ →齿厚 →截面积↑ →σF →弯曲强度 s 配对的大小齿轮的弯曲应力不等
7 疲劳破坏，则用 N 0 替代“无数”次。如碳钢 N 0 10
(3) 材料疲劳极限
r
与 N 0 对应的值
(4) 不同 N 的疲劳极限当 N N0 时当 N N0 时
rN
m
N0 r N
rN r
3.
不同应力循环特征 r 时的疲劳极限
结论：
对于塑性材料
1 ( S 0 ) r S (0 1 )
措施：提高齿面硬度和齿面质量等 3、齿面胶合配对齿轮采用异种金属时，其抗胶合能力比同种金属强措施：采用异种金属、降低齿高、提高齿面硬度等
4、齿面磨损是开式传动的主要失效形式
措施：改善润滑和密封条件
5、齿面塑性变形措施：提高齿面硬度，采用油性好的润滑油
二、齿轮传动的设计准则
主要针对疲劳折断和齿面点蚀这两种失效形式
各力方向： Ft、Fr与圆柱齿轮相同 Fa1 、 Fa2 —分别指向各自齿轮的大端

期末考试复习题-机械传动部分、轴系零部件部分

机械设计根底?下期复习一、判定题1、选择带轮直径时，小带轮直径越小越好。

()2、带传动的弹性滑动是带传动的一种失效形式。

()3、在机械传动中，V带〔三角带〕传动通常应放在传动的低速级。

()4、齿轮啮合传动时留有顶隙是为了防止齿轮根切。

()5、小带轮的包角越大，传动能力越高。

()6、蜗杆传动中，蜗杆的头数Z越多，其传动的效率越低。

()7、定轴轮系中所有齿轮的轴线都固定。

()8、一对标准齿轮啮合，其啮合角必定等于压力角。

()9、硬齿面齿轮只可能产生轮齿折断，可不能产生齿面点蚀。

〔〕10、矩形螺纹用于传动，而一般三角螺纹用于联接。

〔〕11、滚动轴承内座圈与轴颈的配合，通常采纳基轴制。

〔〕12、在多根三角带传动中，当一根带失效时，应将所有带更换。

〔〕13、减速器输进轴的直径应小于输出轴的直径。

〔〕14、实际的轴多做成阶梯形，要紧是为了减轻轴的重量，落低制造费用。

〔〕15、带传动不能保证传动比不变的缘故是易发生打滑。

()16、关于一对齿轮啮合传动时，其接触应力和许用接触应力分不相等。

()17、蜗杆传动中，蜗杆的头数越多，其传动效率越低。

()18、联轴器和离合器的区不是：联轴器靠啮合传动，离合器靠摩擦传动。

()19、受拉螺栓连接只能承受轴向载荷。

()20、V带型号中，截面尺寸最小的是Z型。

〔〕21、定轴轮系的传动比等于始末两端齿轮齿数之反比。

〔〕22、在直齿圆柱齿轮传动中，忽略齿面的摩擦力，那么轮齿间受有圆周力、径向力和轴向力三个力作用。

〔〕23、滚动轴承的内圈与轴径、外圈与座孔之间均系用基孔制。

()24、应严格禁止出现边界摩擦。

()25、为了提高轴的刚度，必须采纳合金钢材料。

()26、带传动传动比不能严格维持不变，其缘故是轻易发生打滑。

()27、在中间平面内，蜗杆传动为齿轮、齿条传动。

()二、选择题1、V带〔三角带〕的楔角等于__________。

︒B.35︒︒︒2、V带〔三角带〕带轮的轮槽角_________40︒。