第七章 轴和轴毂连接jiancha
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——
①
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。
轴头和轮毂中心孔允许间隙
轴头和轮毂中心孔允许间隙1.引言1.1 概述概述部分将介绍本文将要讨论的主题，即轴头和轮毂的中心孔允许间隙。
轴头和轮毂是机械装置中的重要组成部分，它们的中心孔允许间隙对于整个装置的正常运行至关重要。
首先，我们将对轴头中心孔允许间隙进行探讨。
轴头中心孔允许间隙是指连接轮毂和轴头的中心孔之间的空隙。
这个空隙的大小是按照一定的标准进行设计和控制的。
在正常运行的机械装置中，轴头中心孔允许间隙的大小会受到多种因素的影响，并直接影响着装置的性能和稳定性。
在接下来的部分，我们将详细讨论轴头中心孔允许间隙的定义和背景。
我们将介绍它的基本概念，以及相关的研究背景和现有的标准和规范。
此外，我们还将探讨轴头中心孔允许间隙的影响因素和作用。
我们将分析这些因素对装置的运行和性能所产生的影响，并探讨如何通过适当的控制来调整和优化中心孔允许间隙。
接下来，我们将转向讨论轮毂中心孔允许间隙。
同样地，轮毂中心孔允许间隙也是连接轴头和轮毂的重要参数，影响着装置的运行和性能。
我们将介绍轮毂中心孔允许间隙的定义和背景，并探讨其影响因素和作用。
我们将讨论如何通过适当的控制和调整中心孔允许间隙来提高装置的稳定性和性能。
最后，在结论部分，我们将总结轴头和轮毂中心孔允许间隙的重要性和影响。
我们将强调正确地控制和调整中心孔允许间隙对于装置的正常运行和性能的关键作用，并探讨可能的改进措施和未来的研究方向。
通过对轴头和轮毂中心孔允许间隙的研究，我们可以更好地理解其在机械装置中的作用和影响，并为装置的设计和优化提供有益的参考。
本文的目的就在于为读者提供一个全面且系统的了解轴头和轮毂中心孔允许间隙的文章，为相关领域的研究和实践工作提供有价值的参考资料。
1.2 文章结构本文将按照以下结构进行论述：2. 正文2.1 轴头中心孔允许间隙2.1.1 定义和背景2.1.2 影响因素和作用2.2 轮毂中心孔允许间隙2.2.1 定义和背景2.2.2 影响因素和作用3. 结论3.1 总结轴头中心孔允许间隙的重要性和影响3.2 总结轮毂中心孔允许间隙的重要性和影响在正文部分，我们会分别探讨轴头中心孔允许间隙和轮毂中心孔允许间隙的定义、背景，以及它们的影响因素和作用。
轴毂联接知识
轴毂联接知识今日我们聊聊在机械设计中，我们必需把握的有关轴毂联接的学问！轴毂联接是轴毂与轴相连接的轴上零件，常见齿轮、带轮等。
联接使回转零件在轴上定位和固定，以便传递运动和动力。
一般平键联接轴毂联接的方式有键联接、花键联接、成形联接、胀套联接、销联接、紧定螺钉联接、过盈联接等，有些联接方式仅用于轴毂联接，有些联接方式可兼作其它联接。
键和花键是最常见的轴毂联接方式。
1、键联接键是一种标准件，通常用于联接轴与轴上旋转零件与摇摆零件，起周向固定零件的作用以传递旋转运动和扭矩，楔键还可以起单向轴向固定零件。
而导键、滑键、花键还可用作轴上移动的导向装置。
依据键的结构形式，键联接可分为平键联接、半圆键联接、楔键联接和切向键联接等几类。
1.1平键联接：平键的两个侧面是工作面并用于传递转矩。
键上面与轮毂槽底之间留有间隙，为非工作面。
主要尺寸是键长L、键宽b和键高h。
平键端部外形有圆头（A型）、平头（B型）和单圆头（C型）三种(如下图) ，C型键用于轴端。
A、C型键的轴上键槽用端铣刀切制，对轴应力集中较大，B型键的轴上键槽用盘铣刀铣出，轴上应力集中较小。
1.2半圆键联接：它靠键的两个侧面传递转矩，故其工作面为两侧面。
上键槽用尺寸与半圆键相同的圆盘铣刀加工，因而键在槽中能绕其几何中心摇摆，以适应轮毂槽由于加工误差所造成的斜度。
1.3楔键联接：键的上下两表面是工作面，键的上表面和轮毂键槽底面均有1∶100的斜度，装配后，键即楔紧在轴和轮毂的键槽里，工作表面产生很大预紧力。
钩头楔键联接1.4切向键联接：它由两个一般楔键组成。
其上下两面（窄面）为工作面，其中之一面在通过轴心线的平面内。
工作面上的压力沿轴的切线方向作用，能传递很大的转矩。
一个切向键只能传递一个方向的转矩，传递双向转矩时，须用互成120°～130°角的两个键。
用于载荷很大，对中要求不严的场合。
由于键槽对轴减弱较大，常用于直径大于100mm的轴上。
轴及轴毂联接
轴及轴毂联接§1 概述机器上所安装的旋转零件，例如带轮、齿轮、联轴器和离合器等都必须用轴来支承，才能正常工作，因此轴是机械中不可缺少的重要零件。
本章将讨论轴的类型、轴的材料和轮毂联接，重点是轴的设计问题，其包括轴的结构设计和强度计算。
结构设计是合理确定轴的形状和尺寸，它除应考虑轴的强度和刚度外，还要考虑使用、加工和装配等方面的许多因素。
一、轴的分类按轴受的载荷和功用可分为：1.心轴：只承受弯矩不承受扭矩的轴，主要用于支承回转零件。
如.车辆轴和滑轮轴。
2.传动轴：只承受扭矩不承受弯矩或承受很小的弯矩的轴,主要用于传递转矩。
如汽车的传动轴。
3.转轴：同时承受弯矩和扭矩的轴，既支承零件又传递转矩。
如减速器轴。
二、轴的材料主要承受弯矩和扭矩。
轴的失效形式是疲劳断裂，应具有足够的强度、韧性和耐磨性。
轴的材料从以下中选取：1. 碳素钢优质碳素钢具有较好的机械性能，对应力集中敏感性较低，价格便宜，应用广泛。
例如：35、45、50等优质碳素钢。
一般轴采用45钢，经过调质或正火处理；有耐磨性要求的轴段，应进行表面淬火及低温回火处理。
轻载或不重要的轴，使用普通碳素钢Q235、Q275等。
2. 合金钢合金钢具有较高的机械性能，对应力集中比较敏感，淬火性较好，热处理变形小，价格较贵。
多使用于要求重量轻和轴颈耐磨性的轴。
例如：汽轮发电机轴要求，在高速、高温重载下工作，采用27Cr2Mo1V、38CrMoAlA等。
滑动轴承的高速轴，采用20Cr、20CrMnTi等。
3. 球墨铸铁球墨铸铁吸振性和耐磨性好，对应力集中敏感低，价格低廉，使用铸造制成外形复杂的轴。
例如：内燃机中的曲轴。
三、设计轴的要求轴的设计一般应解决轴的结构和承载能力两方面的问题。
具体的说，轴的设计步骤有：（1）选择轴的材料；（2）初步估算轴的直径；（3）进行轴的结构设计；（4）精确校核（强度、刚度、振动等）；（5）绘制零件的工作图§10—2 轴的结构设计如教材图10-6所示为一齿轮减速器中的的高速轴。
《铁路客车轮轴组装检修及管理规则》
铁路客车轮轴组装检修及管理规则目录1 总则与基本要求 (1)1.1 总则 (1)1.2 基本要求 (2)2 轮对及制动盘组装 (6)2.1 组装类型 (6)2.2 组装要求 (6)3 轮对检修 (12)3.1 外观检查 (12)3.2 探伤检查 (12)3.3 退轮及退盘检查 (12)3.4 更换车轴 (12)3.5 更换车轮 (13)3.6 更换制动盘 (13)3.7 加工修理 (14)3.8 轮对分解技术要求 (15)3.9 车轮加修及处理技术要求 (15)3.10 车轴加修及处理技术要求 (16)3.11 制动盘加修及处理技术要求 (20)3.12 车轴裂纹及发纹限度要求 (22)3.13 动平衡试验要求 (22)3.14 涂装要求 (22)4 轴承及轴箱装置组装及检修 (23)4.1 热组装圆柱滚子轴承及轴箱装置的检修和组装 (23)4.2 冷压装滚子轴承及轴箱装置的检修和压装 (35)5 轮轴探伤 (40)5.1 综合要求 (40)5.2 铁路客车轮轴、轮对、车轴手工超声波探伤 (41)5.3 铁路客车车轮轮辋手工超声波探伤 (70)5.4 铁路客车轮轴、轮对、车轴磁粉探伤 (78)5.5 铁路客车滚动轴承零件磁粉探伤 (89)5.6 铁路客车轮轴、轮对超声波自动探伤 (97)5.7 铁路客车车轮轮辋超声波自动探伤 (107)6 轮轴标记 (118)6.1 车轮标记 (118)6.2 车轴标记 (123)6.3 轴承标记 (125)6.4 轴箱前盖标记 (129)6.5 制动盘组装标记 (130)6.6 标志板标记 (131)7 轮轴信息化管理 (133)7.1 综合要求 (133)7.2 输入、输出原始记录 (134)8 备用轮轴管理 (138)8.1 适用范围 (138)8.2 基本要求 (138)8.3 备用轮轴、轮对的管理 (138)8.4 备用轴承管理 (142)附件1 术语解释 (144)附件2 轮轴及零部件名称、型式、基本尺寸及材质信息 (147)附件3 轮对组装压装力曲线及说明 (165)附件4 铁道车辆车轮、轴承外观缺陷术语及程度分类 (174)附件5 轴承组装前的清洁度及工作间环境质量要求 (185)附件6 NJ(P)3226X1型轴承用工程塑料保持架技术说明 (190)附件7 铁路客车轮轴、轮对、车轴手工超声波探伤附录 (192)附件8 铁路客车车轮轮辋手工超声波探伤附录 (223)附件9 铁路客车轮轴、轮对、车轴磁粉探伤附录 (226)附件10 铁路客车滚动轴承零件磁粉探伤灵敏度试块 (237)附件11 铁路客车轮轴、轮对超声波自动探伤用对比试样轮轴（轮对） (240)附件12 轮轴探伤、检修及组装记录单 (245)附件13 铁路客车及轮轴零部件造修单位简称及代号 (311)附件14 轮对、轴承和轴箱装置检修限度表 (315)附件15 新轴承抽检项目表 (325)附件16 轴承注油脂量及润滑脂质量检测项目 (326)IITG/CL206-20131 总则与基本要求1.1 总则铁路客车轮对、轴承和轴箱装置是铁路客车的重要部件，其技术状态直接关系到客车的运行品质和安全。
轴毂联接
2. 半圆键联接
键能在槽中摆动,以适应毂槽底面,装配方便，但键槽较 深，对轴的强度削弱较大 ——适用于锥形轴端的联接。 适用于锥形轴端的联接。 适用于锥形轴端的联接 。 以两侧面为工作面
机械设计基础 2012-5-5
3. 楔键联接 结构： 结构：键的上表面有1:100的斜度。
普通楔键
勾头楔键
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L=B-（5~10）mm （ ）
⑵键的标记：名称、型号（A型不 键的标记：名称、型号（ 型不 ）、键宽和键长 标）、键宽和键长 B型平键 ×h×L=16×10×125 型平键b× × 型平键 × × → 键B 16×125 GB…. ×
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例题： 例题： 选用普通平键，已知轴径 选用普通平键，已知轴径d=35mm，轮毂长度 ， B=95mm，并标注。 ，并标注。 解：选择A型键 选择 型键 查表19-1，轴径 d=35mm：剖面尺寸 ×h=10×8 查表 ， ：剖面尺寸b× × 齿轮宽度B=95mm： 键长L=B-（5~10）= 85~90mm ： 齿轮宽度 （ ）
4、花键联接：轴上周向均布的凸齿和轮毂孔 、花键联接：
1)均匀受力； 均匀受力； 均匀受力
◇结构：外花键（花键轴）和内花键（花键孔）组成。 结构：外花键（花键轴）和内花键（花键孔）组成。 键齿侧面是工作面。 键齿侧面是工作面。 ◇特点：多齿传递载荷，故承载能力高，对中性好;但制 特点：多齿传递载荷， 承载能力高，对中性好; 造要采用专用设备，成本较高。 造要采用专用设备，成本较高。 ◇应用：用于定心精度要求高、载荷较大的场合。 应用：用于定心精度要求高、载荷较大的场合。
6)可用磨削方法提高加工精度及 可用磨削方法提高加工精度及 联接质量。 联接质量。
轴承与轴配合的检测方法
的平均值。若顶隙太小，可在上、下瓦结合面上 加垫。若太大，则减垫、刮研或重新浇瓦。
轴瓦紧力的调整：为了防止轴瓦在过程中可
一个人微笑对自已笑,一个人生活为自己活. ----（要爱自己
能发生的转动和轴向移动，除了配合过盈和止动 零件外，轴瓦还必须用轴承盖来压紧，测量方法 与测顶隙方法一样，测出软铅丝厚度外，可用计 算出轴瓦紧力（用轴瓦压缩后的弹性变形量来表
示）
一般轴瓦压紧力在 0.02~0.04 毫米。如果压 紧力不符合标准，则可用增减轴承与轴承座接合
一个人微笑对自已笑,一个人生活为自己活. ----（要爱自己
面处的垫片厚度的方法来调整，瓦背不许加垫。 滑动轴承除了要保证径向间隙以外，还应该
保证轴向间隙。检测轴向间隙时，将轴移至一个
极端位置，然后用塞尺或百分表测量轴从一个极 端位置至另一个极端位置的窜动量即轴向间隙。
当滑动轴承的间隙不符合规定时，应进行调
一个人微笑对自已笑,一个人生活为自己活. ----（要爱自己
整。对开式轴承经常采用垫片调整径向间隙（顶 间隙）。
2do0f1c7a
太大或太小，最理想的直径为间隙的 1.ห้องสมุดไป่ตู้~2 倍， 实际中通常用软铅丝进行检测。
检测时，先把轴承盖打开，选用适当直径的
一个人微笑对自已笑,一个人生活为自己活. ----（要爱自己
铅丝，将其截成 15~40 毫米长的小段，放在轴颈 上及上下轴承分界面处，盖上轴承盖，按规定扭 矩拧紧固定螺栓，然后在拧松螺栓，取下轴承盖， 用千分尺检测压扁的铅丝厚度，求出轴承顶间隙
轴承与轴的配合间隙必须合适，径向间隙的 检测可采用下列方法。
1、赛尺检测法
对于直径较大的轴承，间隙较大，以用较窄 的塞尺直接检测。对于直径较小的轴承，间隙较 小，不便用塞尺测量，但轴承的侧隙，必须用厚 度适当的塞尺测量。
机修钳工工艺学第四版教学课件第七章固定连接的装配与修理
二、紧键连接的装配
紧键连接主要指楔键连接，楔键有普通楔键和钩头楔键 两种，楔键上、下两面是工作面，键的上表面与轮毂槽的 底面有1∶100 的斜度，键侧 键槽间有一定的间隙。楔键连 接靠楔紧作用来传递扭矩和单 方向的轴向力。
装配楔键时要用涂色法检查键与轮毂槽底面的接触情 况，并在配合面加润滑油，用铜棒轻轻敲入，保证轮毂 周向和轴向紧固可靠。
§7-2 键连接的装配与修理
键连接是通过键实现轴和轴上零件间的周向固定以传 递运动和转矩的一种连接方法。键连接分为松键连接、 紧键连接和花键连接。
一、松键连接的装配
1. 特点及应用
键是键连接的主要零件。按键的结构，松键连接分为 普通平键连接、半圆键连接、导向平键连接和滑键连。
松键连接的特点及应用
三、花键连接的装配
花键连接是由轴和毂孔上的多个键齿和键槽组成。按 齿形不同，分为矩形花键连接和渐开线花键连接；按使用 要求和内、外花键的尺寸公差带分为滑动、 紧滑动和固 定 3 种花键连接。
1. 固定花键连接的装配
内花键与外花键之间有少量过盈。装配时可用铜棒轻 轻敲入，或将内花键加热到80～ 120℃后再进行装配。
四、销连接的拆卸与修理
拆卸圆锥销时，应注意大、小端的方向。
用螺母拆卸
用螺钉拆卸
用拔销器拆卸
销损坏或磨损时，应更换销。若销孔损坏或磨损严重
时，可重新钻、铰较大尺寸的销孔，更换相适应的新销。
§7-4 过盈连接的装配与修理
过盈连接是靠包容件（孔）和被包容件（轴）配合后的 过盈量来达到紧固连接目的的一种连接方法。过盈连接能传 递扭矩、轴向力和一定的冲击载荷，具有结构简单、同轴度 高、承载能力强等优点，但配 合面加工精度要求较高，装拆 比较困难。
轴毂连接
机械设计
可见联接的挤压强度不够。考虑到相差较大，因此改用双键，相隔布置。双键的 工作长度l=1.5×70mm=105mm 。由式（6-1）可得： [σp]=2T×103/kld=2×2200×103/6×105×70MPa=99.8MPa<[ σp]=110M Pa(合适）
键的标记为：键20 ×90 GB／T 1096－2003（一般 A型键可不标出“A”，对 于 B型或 C型键，须将“键”标为“键B”或“键C”）。
开尾圆锥销在联接时的防松 效果好，适用于有冲击、振动的 场合的联接。
机械设计
端部带螺纹的圆锥销 可用于盲孔或拆卸困难的 场合；
销轴用于两零件的铰 接处，构成铰链联接。销 轴通常用于开口销锁定， 工作可靠，装拆方便。
槽销上有辗压或模锻出的三条纵向沟槽，将槽销 打入销孔后，由于材料的弹性使小的扭转变形，故沿键的工作长度l及沿宽度 b上的压力分布情况均较以前发生了变化，压力的合力N不再通过
轴心。为了简化，把键和轴视为一体，并将下方分布在半圆柱面
上的径向压力用集中力F代替。计算时假设压力沿键长均匀分布， 沿键宽为三角形分布，取xb/6，yd/2，由键和轴一体对轴心
的受力平衡条件：
轴的直径，mm；[p]为键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力， MPa，见附表6-1；
机械设计
• 导向平键联接和滑键联接常用于动联接，其主要失效形式是工作 面的过度磨损。因此应限制其工作面上的压强。按工作面上的压 力进行条件性的强度核核计算，应满足下式：
p 2T 4T [ p] kld hld
机械设计 第六章 键、花键、无键连接和销连接
1.键联接的功能、分类、结构形式及应用 2.键的选择和键联接强度校核计算 3.花键联接的类型、特点及应用，花键联接的强度计算 4.销联接、无键联接
汽车轮毂与轴配合结构
汽车轮毂与轴配合结构
汽车轮毂与轴配合结构是保证车辆安全行驶的重要组成部分。
轮毂是连接车轮和车辆轴的部件，而轴则是承载车辆重量和扭矩传递的主要部件。
良好的轮毂与轴配合结构可以确保车辆在高速行驶、急刹车以及各种路况下的稳定性和可靠性。
首先，正确的轮毂与轴配合结构需要保证轮毂与轴之间的间隙适当。
间隙太大会导致轮毂在行驶过程中产生摇摆，影响行驶平稳性；间隙太小则可能导致轮毂与轴产生摩擦，增加动摩擦力，进而影响车辆的燃油经济性。
因此，设计师需要在轮毂与轴之间设置合适的间隙，确保二者之间能够良好配合。
其次，合适的轮毂与轴配合结构还需要考虑两者的连接方式。
常见的连接方式包括齿形连接、花键连接以及锁紧螺母连接等。
这些连接方式能够有效地将轮毂与轴紧密地固定在一起，提高转动的稳定性和刚性。
同时，连接方式还要考虑便于拆装和更换轮胎，方便车主维护和更换。
最后，轮毂与轴配合结构在设计时还需要考虑材料的选择。
轮毂和轴通常由金属材料制成，如钢铁或铝合金。
这些材料具有较高的强度、刚性和耐磨性，能够承受长时间的高速行驶和各种路况下的力量作用。
合适的材料选择可以确保轮毂与轴在使用过程中不会产生变形和磨损，从而提高车辆的安全性和使用寿命。
总之，汽车轮毂与轴配合结构是确保车辆安全行驶的关键。
设计师需要考虑轮毂与轴之间的间隙、连接方式以及材料选择等因素，以提高车辆的稳定性、可靠性和使用寿命。
这样可以确保汽车在各种路况下能够平稳行驶，为驾乘人员提供安全和舒适的驾驶体验。
轴轮毂链接
轴-轮毂链接的目的：是传递扭矩轴-轮毂形状接合型连接：包括平键连接、花键连接、外花键连接、锯齿形连接（细牙花键）、渐开线齿廓外花键连接、多边形轴连接。
平键连接：是纯粹的夹持型连接。
平键平行的侧面正好位于轴键槽和轮毂键槽内，在平键背面与轮毂键槽槽底之间存在着间隙。
花键连接：用于高负荷夹持型连接。
可轴向位移的零件多采用花键轴连接，这种连接方法可以传递很大的扭矩。
外花键连接：外花键连接可以传递大转矩和冲击转矩。
锯齿形连接（细牙花键）：适用于必须很少拆卸的连接，例如机动车上的扭杆弹簧。
渐开线齿廓外花键连接：渐开线齿廓外花键连接中齿的渐开线齿面与齿轮的相同，而齿数则取决于轴的直径和模数。
多边形轴连接：是高定心精度的轴-轮毂连接方式。
与平键连接相比，它可以传递更大的转矩。
多边形轴连接是自定心的和无开槽产生的切口应力集中效应的连接。
键的类型：平键、、锲形键、切向键、花键键名称：平键、、锲形键、切向键、花键平键：平键根据用途不同，平键可分为普通平键、导向平键和滑键三种。
其中普通平键用于静联接，导向平键和滑键用于动联接。
：半圆键是键的一种，其上表面为一平面，下表面为半圆弧面，两侧面平行，俗称月牙键。
它与联结方式基本相同，但较平键制造方便，拆装容易，尤其适用带锥度轴与轮毂联结。
其缺点是削弱了轴的强度，一般只在受力较小的部位采用。
半圆键靠侧面传递转矩。
键在轴槽中能绕槽底面弧曲率中心摆动，装配方便。
键槽较深，对轴的削弱较大楔键：楔键上下面是工作面，键的上表面有1：100的斜度，轮毂键槽钩头楔键：用于不能从另一端将键打出的场合，钩供拆卸用，应注意加保护罩。
的底面有1：100的斜度。
把楔形键打入轴和轮毂时，表面产生很大的预紧力，工作时主要靠摩擦力传递扭矩，并能承受单方向的轴向力。
缺点是会迫使轴和轮毂产生偏心，仅适用于对定心要求不高、载荷平稳和低速的联结。
楔键又分为普通楔键和钩头楔键。
花键连接：花键连接是由轴上加工出多个纵向键齿的花键轴和轮毅孔上加工出同样的键齿槽组成。
轴毂连接
二、键的选择和键连接的强度计算
键的材料：键是标准件，一般采用σB≥ 600MPa的 碳钢制造，如45钢。 1.键的选择 类型选择 尺寸选择 根据结构，使用特性 及工作条件选择 按d选取b×h； 按被联接件长度选取L
2.平键联接的强度计算 （1）普通平键和薄型平键（静联接） 可能的失效形式 工作面压溃或键被剪断。 对按标准选的平键联接，主要 失效形式是工作面的压溃，故 进行挤压强度校核计算：
由具有多个 周向均布键齿 和有相应凹槽 的毂孔组成的 联接。
花键连接
内花键
外花键
特点：承载能力高，定心性好，导向性好，强度高； 专门加工，成本高。
一、花键连接的类型、特点和应用 1.矩形花键 结构简单，加工方便，加 工精度和定心精度高；小径 定心。 2.渐开线花键 齿形自动定心、强度高，可用 齿轮加工方法加工，工艺性好， 精度高，适用于载荷大，定心要 求高，尺寸较大的场合。
本章结束
弹性环连接
利用以锥面贴合并挤紧在轴毂之间的内外钢环构成 的联接。
当拧紧螺 母或螺钉时， 在轴向力作用 下，内、外环互相楔紧，内环缩小箍紧轴，外环胀大而 撑紧轮毂，使接触面间产生压紧力。工作时，由此压紧 力所产生的摩擦力矩和摩擦力来传递转矩和轴向力。
二、特点 弹性环联接的定心性好，装拆方便，引起的 应力集中较小，承载能力较高，并且有密封和 安全保护作用。但由于要在轴和毂孔间安装弹 性环，应用有时受到结构尺寸的限制。
第五节
一、工作原理
型面连接
型面联接是轴与相应的轮毂由光滑非圆截面的表面 构成的联接。
轴和毂孔可做成柱体或锥体，前者只能传递转矩，用于不受 载荷时移动的动联接；后者在传递转矩的同时还可传递轴向力。
二、特点
对中好,没有键槽引起的应力集中，可传递大的转矩，装拆
轴和轴毂连接
≤100 ~187
149
520
用于不重要或 载荷不大的轴 有较好的塑性 和适当的强度， 可用于一般曲 轴、转轴。
作者： 潘存云教授
§14-4
轴的设计
a
设计：潘存云
P231
举例：计算某减速器输出轴危 d 险截面的直径。已知作用在齿 轮上的圆周力Ft=17400N, 径向 1 力， Fr=6140N, 轴向力 Fa=2860N,齿轮分度圆直径 F1v d2=146 mm,作用在轴右端带 轮上外力F=4500N（方向未 定）, L=193 mm, K=206 mm 解：1) 求垂直面的支反力和轴向力
130 70
[σ-1b]
40
碳素钢
脉动循环状态下的 500 170 许用弯曲应力
600 700 200 230
75 95
110
45 Байду номын сангаас5
65
800
270
300
130
140
75
80
合金钢 铸钢
长沙航空职院专用
900
1000 400 500
330 100 120
150 50 70
90 30 40
作者： 潘存云教授
§14-1
分类： 按承受载荷分有 类 型 按轴的形状分有
概述
功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。
转轴——传递扭矩又承受弯矩 传动轴——只传递扭矩 心轴——只承受弯矩 直轴
长沙航空职院专用
作者： 潘存云教授
§14-1
分类： 按承受载荷分有 类 型 按轴的形状分有
概述
功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。
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32
思考题：
指出图示轴系结构中不合理的地方，并予以改正。
2
8 10 12 13
3
1 5
6 7
9 11
4
聊城大学机械与汽车工程学院
32
5 轴的直径和长度初定
机 械 设 计
1）. 按轴所受的扭矩估算轴径，作为轴的最小轴径 2）. 安装标准件的轴径，应满足装配尺寸要求。
3）. 有配合要求的零件要便于装拆。
能，但价格较贵，多用于有特殊要求的轴。
Liao cheng
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6
表6-1 轴的常用材料及其主要力学性能
材料牌号 热处理 毛坯直径 mm 硬度 HBS 屈服强 弯曲疲 度极限 劳极限 σ-1 σs MPa 400~420 225 170 375~390 215 590 295 255 570 285 245 640 355 275 735 540 355 685 490 335 900 735 430 785 570 370 735 590 365 685 540 345 930 785 440 835 685 410 785 590 375 抗拉强 度极限 σb 640 390 305 剪切疲 许用弯 劳极限 曲应力 [σ-1] σ-1 105 140 135 155 200 185 260 210 210 195 280 270 220 160 40 55 60 70 75 70 75 备 注
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24
例：说出轴系中各零件的轴向和周向定位方法。
轴承 座 机 械 设 计
①
②
轴端挡圈
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为定位可靠，安装轮毂的轴应比轮毂短2—3mm！
26
总
结
轴肩和套筒
机 械 设 计
轴向定位
定位 轴承端盖 过盈配合连接
2 2 M MH MV
6)计算危险截面轴径:
d 3
Me mm 0.1[ 1b ]
4
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注意：
1)若危险截面上有键槽，则应加大4%；
机 械 设 计
2)若计算结果大于结构设计初步估计的轴径，则强 度不 够，应修改设计；
3)若计算结果小于结构设计初步估计的轴径，且相 差 不大，一般以结构设计的轴径为准。
4）. 与齿轮等零件配合部分的轴段长度一般应 比轮毂宽度短2-3mm。
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33
机 械 设 计
（1）最小轴径dmin估算:
6 T 9 . 55 10 P T [ T ] MPa 3 WT 0.2d n
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机 械 设 计
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1.左侧键太长，套筒无法装入； 2.多个键应位于同一母线上； 3.轮毂上的键槽应为通槽。
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31
机 械 设 计
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29
机 械 设 计
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轴肩、套筒高度不能高于轴承内圈！
轴向 定位
安装轴承部分的轴段不能过长！
机 械
键连接
零件上的键槽必须是通槽!
键槽数量为2时应设计成同一加工直线，大于3时均布!
设 计
同一轴上键槽宽度应尽量一致! 为定位可靠，安装轮毂的轴应比轮毂短2—3mm！
轴端应有倒角！ 车螺纹的轴段应有退刀槽！
结构工艺
轴承端盖与基座间应有调整垫片！
半圆键连接
楔 键连接 切向键连接
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18
(1)平键连接
机 械 设 计
零件上的键槽必须是通槽!
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19
平键分为A型、B型、C型。
机 械 设 计
A型
B型
C型
键的选择：P148 表6—8
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4
二、安全系数校核计算
1 仅承受弯矩时： S k S 1 S 仅承受扭矩时： S k a m
机 械 设 计
同时承受弯矩和扭矩的轴： S ca
计算安全系数的选取：
11
注意1： 轴肩、套筒高度不能高于轴承内圈！
机 械 设 计
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12
注意2：
图示减速器输出轴两种装配方案。
机 械 设 计 s a B c L a
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圆锥圆柱齿轮 二级减速器
University
d 3
P 9.55106 3 P 3 C mm 0.2[ ] n n
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34
机 械 设 计
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41
总 结
1 确定轴上零件的装配方案
机 械 设 计
2 轴上零件的轴向定位
3 轴上零件的周向定位
395 190 180 215 290
230 115 110 185 250
复
第一节 概述
机 械 设 计
习
选择材料 结构设计 轴的承载能力验算 验算合格? Y 结束 N
一 轴的结构类型 二 轴的材料 三 轴的设计流程
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7
第二节 轴的结构设计
周向定位
键连接
平键
花键
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25
4 轴的结构工艺性
轴端应有倒角！
机 械 设 计 退刀槽
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车螺纹的轴段应有退刀槽！
轴承端盖与基座配合处要有调整垫片！
倒角
①
②
③
④
⑤⑥ ⑦
30
直轴
光轴 阶梯轴
曲轴 挠性钢丝轴
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郭宏亮教授研制
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5
二 轴的材料
机 械 设 计 用途：碳结构钢因具有较好的综合力学性能，应用较 多，尤其是45钢应用最广。合金钢具有较高的力学性
种 类
碳钢：35、45、50、Q235
正火或调质处理。
合金钢: 20Cr、20CrMnTi、40CrNi等
27
轴的结构设计改错1
机 械 设 计
3 2
1
Liao cheng
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1.轴肩太高，轴承无法拆下； 2.应加工螺纹退刀槽 3.应有轴肩，否则螺母无法拧入。
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27
改正
机 械 设 计
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28
轴的结构设计改错2
4 轴的尺寸初步确定方法
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36
第三节
轴的强度校核
轴的强度计算常见有两种方法 机 械 设 计
——按扭转强度计算：最小直径的初步计算，为轴的
设计提高依据 ——弯扭合成强度计算：确定危险截面，对轴的强 度进行校核
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问题2：部件怎样定位？
装配方案：确定轴上零件的装配方向、顺序和相互关系。 机 械 设 计
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University
安装轴承部分的轴段不能过长！
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10
2 轴上零件的轴向定位
1）轴肩和套筒
机 械 设 计
轴肩
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2
作
业
机 械 设 计
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2
机 械 设 计
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2
轴承选择和校核步骤
（ 1） 根据受力情况选择轴承类型
机 械 设 计
（ 2） 根据轴径选择轴承内径 （ 3） 根据实际工作情况初选轴承型号 （ 4） 计算额定动载荷
Liao cheng
University
轴承端盖与基座间应有调整垫片！
16
3 轴上零件的周向定位
过盈配合连接
机 械 设 计
周向定位 键连接
平键
花键
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17
键连接
键 是标准件，其尺寸和键槽尺寸都有国家标准。
机 械 设 计
平键连接 松连接 键连接 紧连接
13
方案二需要一个用于轴向定位的长套筒，加工工艺复杂，
且质量较大，故不如方案一合理 。
方案一
机 械 设 计Βιβλιοθήκη 方案二Liao cheng
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2）轴端挡圈和轴承端盖
机 械 设 计