机械传动-轴轴承联轴器

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轴上零件常用的周向固定方法
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由于在一般工作温度下, 碳素钢和合 金钢的弹性模量相差无几, 因此, 不能用 合金钢代替碳素钢来提高轴的刚度。
轴的毛坯通常用锻件和热轧圆钢。 对于某些结构外形复杂的轴可采用铸钢 或球墨铸铁, 后者具有吸震性、 耐磨性好、 价格低廉、 对应力集中敏感性差等优点。
下表列出了几种轴的常用材料及其 力学性能。
中心线为一直线的轴称为直轴。 在轴的全长上直径都 相等的直轴称为光轴, 如图(a)所示; 各段直径不等的直轴称 为阶梯轴, 如图 (b)所示。
(a) 光轴; (b) 阶编辑梯pp轴t ; (c) 空心轴
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由于阶梯轴上零件便于拆装和固定, 又利 于节省材料和减轻重量, 因此在机械中应用最 普遍。 在某些机器中也有采用空心轴的, 以减 轻轴的重量或利用空心轴孔输送润滑油、 冷却 液等。
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套筒的使用
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3. 圆螺母
圆螺母可承受较大的轴向力, 但在螺 纹处有应力集中, 会降低轴的疲劳强度, 故其多用于固定装在轴端的零件, 一般采 用细牙螺纹。 为防止圆螺母松脱, 可采用 加止动垫圈或用双圆螺母。
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4. 挡圈
挡圈通常与轴肩联合使用定位, 常用的有螺钉锁 紧挡圈、 弹性挡圈和轴端挡圈三种(见图)。 螺钉锁 紧挡圈用紧定螺钉固定在轴上, 若在轴上零件两侧各 用一个锁紧挡圈时, 可任意调整轴上零件的位置, 装 拆方便。 但紧定螺钉不能承受大的轴向力, 且钉端会 引起轴应力集中。 轴上零件作轴向固定也可使用弹 性挡圈, 这种固定方法简单, 但承受轴向力小, 且轴上 需设沟槽, 也会因应力集中而削弱轴的强度。
阶梯轴上常采用轴肩或轴环定位, 如 图所示。 轴肩或轴环是阶梯轴上截面变 化的部分, 由定位面和过渡圆角组成。 轴 肩结构简单, 能承受较大的轴向力, 应用 较多。
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轴肩和轴环
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轴肩圆角半径
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2. 套筒
在轴的中部, 当两个零件间距离较小时, 常采用套筒作相对固定, 如图所示。使用套 筒可简化轴的结构, 避免在轴上制出螺纹、 环形槽等, 能有效地提高轴的疲劳强度, 但 增加了一些重量, 故套筒不应太长。 且因套 筒与轴的配合较松, 所以也不宜用于高速轴。
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2. 合金钢
合金钢具有较高的力学性能和良好的 热处理工艺性, 但对应力集中比较敏感, 且 价格较贵, 多用于高速、 重载及有特殊要求 的轴材料。 对于耐磨性要求较高的轴, 可选 用20Cr、 20CrMnTi等低碳合金钢, 进行渗 碳淬火处理。 对于在高温、 高速和重载条 件下工作的轴, 可选用38CrMoAlA、 40CrNi 等合金结构钢。
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二、轴的材料
1. 碳素钢
碳素钢比合金钢价廉, 对应力集中不 敏感, 并可用热处理的方法改善其力学性 能。 一般机械中常用35、 45、 50钢等优 质碳素钢, 并进行正火或调质处理, 其中以 45钢用得最为广泛。
不重要的、受力较小的轴可采用Q235、 Q275等碳素结构钢。
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(2) 传动轴:
只受扭矩不受弯矩或所受弯矩很小的轴称 为传动轴。 如汽车传动轴。
(3) 心轴：
只承受弯矩的轴称为心轴。 心轴又分为转 动心轴和固定心轴, 前者如机车车轴(见图 (a)), 后者如自行车的前轴(见图 (b))。
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转轴
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传动轴
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心轴 (a) 机车车轴; (b) 自行车前轴
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(2) 曲轴：
中心线为折线的轴称为曲轴, 如图所示。 它主要用在需要将回转运动与往复直线运动相 互转换的机械中。
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直轴： 光轴 阶梯轴
实物轴
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曲轴：
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按承载情况不同分类
(1) 转轴：
工作中同时受弯矩和扭矩的轴称为转轴。 转轴在各种机器中最常见, 如减速箱中的齿轮 轴。
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轴段长度稍短
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（二）、 零件在轴上的周向固定
为了传递运动和转矩, 防止轴上零件 与轴作相对转动, 必须有可靠的周向固定。 转动零件与轴的周向固定所形成的联结, 称为轴毂联结。 轴毂联结的形式很多, 常 用的周向固定方法有键、 花键, 成形、 销, 弹性环、 过盈等联结, 如图所示， 可 根据传递转矩的大小进行选取。
第九章 轴、轴承及联轴器
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9.1 轴
一、概述
轴是直接支持传动零件和其它轴上零件以传递运动和动力 的重要零件。设备的工作能力和工作质量在很大程度上与 轴有关。
（一）、轴的用途与分类
1、功用：1）支承回转零件；2）传递运动和动力
2Leabharlann Baidu分类：
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按中心线形状不同分类
(1) 直轴：
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轴的常用材料及其主要力学性能
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三、轴及轴系的结构设计
轴及轴系的结构设计主要要求是: (1) 便于加工, 具有良好加工和装配的 工艺性, 轴上零件便于拆装和调整； (2) 轴上零件布置合理, 受力合理, 利 于提高轴的强度和刚度； (3) 轴上零件的轴向定位、 周向定位 准确, 固定可靠； (4) 尽量减少应力集中, 节约材料。
弹性挡圈常用作滚动轴承的轴向固定。 轴端挡圈
(又称压板)常用于轴端零件的固定, 如图中的联轴器
就是利用轴端挡圈和螺母将零件压紧在轴肩上的。
这种固定方法工作可靠, 应用颇广。
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5. 锥形轴头
轴和毂孔利用锥面配合, 对中性好, 轴上零件装拆方便, 且可兼作周向固定, 常用于转速较高的场合。 当用于轴端零 件的固定时, 可与轴端挡圈配合使用, 使 零件得到双向定位和固定。 在用套筒、 圆螺母、 轴端挡圈作轴向固定时, 为确保 轴上零件定位可靠, 轴头的长度应比零件 轮毂的宽度短2～3 mm(见图)。
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（一）、 零件在轴上的轴向固定
零件在轴上的轴向固定方法很多, 如 图所示, 选择时要综合考虑零件在轴上的 位置、 轴向力的大小、 具体的安装条件 等。
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轴上零件的轴向固定方法
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轴上零件的轴向固定方法
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轴上零件的轴向固定方法
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1. 轴肩和轴环