第9章轴与联轴器

合集下载

联轴器

联轴器和离合器主要用于轴与轴之间的联接，使它们一起回转并传递转矩。

联轴器和离合器的区别在于：用联轴器联接的两根轴，只有在机器停车后，经过拆卸才能把它们分离。

用离合器联接的两根轴，在机器工作中就能方便地使它们分离或接合。

联轴器和离合器大都已标准化了联轴器、离合器和制动器都是常用部件，多数已经标准化。

本章将介绍常用的联轴器、离合器和制动器的结构、特点、应用场合以及选择方法。

对应用越来越多的液力联轴器也作简单介绍。

第一节联轴器由于制造及安装误差或工作中的磨损、受载变形等原因，联轴器所联接的两根轴往往不能对中，常产生轴向、径向、偏角、综合等位移，见图14.1.1，另外有些联轴器常在振动、冲击的环境下工作，因此要求联轴器在传递转距的同时，还应具有一定的补偿轴线偏移、缓冲吸振的能力。

图14.1.1联轴器所联两轴的偏移根据有无补偿相对位移的能力，联轴器可分为刚性联轴器和弹性联轴器。

一、刚性联轴器刚性联轴器结构简单，制造容易、承载能力大，成本低，适用于载荷平稳、转速稳定、两轴对中良好的场合。

刚性联轴器由刚性传力件组成，又可分为固定式和可移式两类。

固定式刚性联轴器不能补偿两轴的相对位移；可移式刚性联轴器能补偿两轴的相对位移。

（一）固定式刚性联轴器1、套筒联轴器如图14 — 2所示，套筒联轴器是由一公用套筒及键或销等联接方式将两轴联接。

这种联轴器的结构简单，径向尺寸小，制作方便，但其装配拆卸时需作轴向移动，适用于两轴直径小、同轴度较高、轻载荷、低转速、无振动、无冲击、工作平稳的场合。

2、凸缘联轴器刚性联轴器中应用最广的是凸缘联轴器，如图14.1.3所示。

它由两个带有凸缘的半联轴器用螺栓联接而成，图14.1.3a 采用两半联轴器凸缘肩和凹槽对中，依靠两半联轴器接触面间的摩擦力传递转矩，两半联轴器用普通螺栓联接。

图14.1.3b 采用铰制孔对中，直接利用螺栓与螺栓孔壁之间的挤压传递转距。

凸缘联轴器使用方便，能传递较大转距，安装时对中性要求高，主要用于刚性较好、转速较低、载荷平稳的场合。

联轴器尺寸和轴径的关系

联轴器尺寸和轴径的关系
联轴器是用于连接两根轴或轴与旋转部件的机械元件，以传递运动和转矩。

联轴器的尺寸和轴径之间存在密切的关系，因为正确的尺寸匹配对于确保联轴器的可靠连接和正常运转至关重要。

一般而言，联轴器的尺寸应该与所连接的轴径相匹配。

联轴器的孔径应该略大于轴径，以确保联轴器能够轻松地套在轴上，并提供足够的间隙，使轴能够自由旋转。

如果联轴器的孔径过小，将导致轴与联轴器之间的过紧配合，增加安装难度，并可能导致轴的损坏或卡住。

相反，如果联轴器的孔径过大，将导致联轴器与轴之间的间隙过大，影响传递转矩的效率，并可能导致联轴器的不稳定。

此外，联轴器的尺寸还应考虑到所传递的转矩大小、转速、轴的材料和强度等因素。

不同类型和规格的联轴器适用于不同的轴径范围和工作条件。

因此，在选择和设计联轴器时，需要根据具体的应用要求和轴的尺寸来确定合适的联轴器尺寸，以确保联轴器与轴之间的良好匹配和可靠的传动性能。

联轴器作用与分类

联轴器作用与分类联轴器是一种用于将两个轴相连接的装置，它能够将两个轴的旋转运动传递给相互连接的部件，同时还能够允许轴之间有一定角度的偏移和轴线之间的轴向位移。

联轴器广泛应用于各个行业，如机械工程、动力传动、工业自动化等。

联轴器的作用主要有以下几个方面：1.传递动力和扭矩：联轴器能够将一个轴的旋转运动传递给另一个轴，实现动力和扭矩的传递。

2.缓冲和减震：联轴器能够在传递动力和扭矩的同时，起到缓冲和减震的效果，保护设备和轴的传动系统。

3.允许轴向位移：联轴器可以容许轴向位移，解决由于制造误差、热胀冷缩等因素导致的轴向位移问题。

4.允许角度偏移：联轴器可以容许轴线之间产生一定的角度偏移，解决因为装配误差、轴的弯曲等问题。

根据不同的应用需求和使用环境，联轴器可以分为多种分类。

下面是一些常见的联轴器分类。

1.刚性联轴器：刚性联轴器是由刚性材料制成的联轴器，能够传递较大的扭矩，并具有较高的刚性。

刚性联轴器常用于无需轴向位移和角度偏移的精密传动系统，如精密机床和精密仪器等。

2.弹性联轴器：弹性联轴器是由弹性材料制成的联轴器，具有较好的减震和缓冲性能。

弹性联轴器能够吸收和减少传动系统中的振动和冲击，保护设备和轴的传动系统。

弹性联轴器常用于机械设备和工业自动化系统中。

3.锁紧联轴器：锁紧联轴器通过锁紧元件将两个轴牢固地连接在一起，能够传递较大的扭矩，并具有较高的刚性。

锁紧联轴器通常用于对传动精度要求较高、旋转速度较高的设备和机械系统。

4.弹性锁紧联轴器：弹性锁紧联轴器结合了弹性联轴器和锁紧联轴器的特点，能够在传递扭矩的同时允许一定角度偏移和轴向位移。

弹性锁紧联轴器常用于需要在传递扭矩的同时具有一定的自调节能力的设备和系统。

5.液力联轴器：液力联轴器通过液体在内腔中的流动转换动能，实现两个轴的动力传递。

液力联轴器具有较大的扭矩传递能力和一定的减震能力，常用于大型机械设备和重载传动系统中。

6.线性联轴器：线性联轴器是一种能够传递轴向位移的联轴器，常用于需要在传动过程中有一定轴向位移的设备和系统，如线性导轨和滚珠螺杆等。

联轴器的设计与选用概要

联轴器的设计与选用概要联轴器是一种用于连接两个轴的装置，它具有传递扭矩、消除轴间偏差、减震缓冲等功能。

在机械传动系统中起着重要的作用。

联轴器的设计与选用涉及到许多因素，包括传动扭矩、传动间距、轴直径、转速等，下面将对联轴器的设计与选用进行概要介绍。

一、联轴器的设计1.确定传动扭矩：传动扭矩是联轴器设计的重要参数，通常通过计算或测量得出。

在设计联轴器时，要考虑联轴器在运行过程中所承受的最大扭矩，以保证联轴器的安全工作。

2.选择联轴器的类型：根据传动系统的要求和实际应用情况，选择适合的联轴器类型。

常见的联轴器类型包括弹性联轴器、齿轮联轴器、膜片联轴器等。

不同类型的联轴器具有不同的特点和适用范围，要根据具体需求进行选择。

3.确定轴间偏差和角度偏差：轴间偏差和角度偏差会对联轴器的工作产生影响，因此在设计时需要充分考虑这些因素。

通过计算和测量来确定轴间偏差和角度偏差，并在设计联轴器时进行合理的补偿。

4.安装与维护考虑：在设计联轴器时，还需要考虑联轴器的安装和维护。

设计联轴器时要保证其易于安装和拆卸，方便维护和检修。

此外，还要考虑联轴器的寿命，并进行合理的配件选择。

二、联轴器的选用1.传动扭矩：根据传动系统的传动扭矩大小来选择联轴器的型号和尺寸。

联轴器的传动扭矩要大于等于传动系统的实际扭矩，以确保联轴器能够正常工作。

2.转速：根据传动系统的转速来选择联轴器的额定转速。

转速是联轴器选用的关键参数之一，过高的转速可能导致联轴器的损坏，过低的转速则可能导致联轴器的滑动。

3.传动间距：传动间距是联轴器选用的重要因素之一、传动间距的大小会影响联轴器的工作性能和寿命。

一般来说，传动间距越大，联轴器的弯曲应变越小，其工作性能和寿命也越好。

4.装配方式和安装环境：根据联轴器的装配方式和安装环境来选择适合的联轴器。

不同的装配方式和安装环境对联轴器的要求不同，需要根据实际情况进行合理选择。

总结起来，联轴器的设计与选用需要考虑传动扭矩、传动间距、轴直径、转速等因素。

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

机械原理第9章螺旋机构、万向联轴器、间歇运动机构

1.棘轮机构的类型及其应用
(1)齿式棘轮机构齿式棘轮的轮齿一般采用三角形齿、梯形齿或矩形齿，分为外齿棘轮和内齿棘轮。图9-6a为外齿棘轮机构，图9-6b为棘条机构，图9-6c为内齿棘轮机构。根据驱动爪的数目，棘轮机构还可分为单动式棘轮机构和双动式棘轮机构。
Fig.9-6 Tooth ratchet mechanisms(齿式棘轮机构)
Fig.9-12 Geneva wheel mechanisms 1(槽轮机构1)
1.槽轮机构的类型
空间槽轮机构用来传递相交轴的间歇运动。图9-13a为垂直相交轴间的球面槽轮机构，槽轮呈半球形，主动销轮1、球面槽轮3以及圆销2的轴线都通过球心，当主动销轮1连续转动时，球面槽轮3作单向间歇转动。图9-13b为移动型槽轮机构，可实现圆弧齿条的间歇移动。
Fig.9-4 Double universal joints(双万向联轴器)
9.3 棘轮机构
图9-5所示的棘轮机构由主动摇杆1、棘爪2、棘轮3、止回棘爪4和机架等部分组成。弹簧5用来使止回棘爪4和棘轮3保持接触。主动摇杆1空套在与棘轮3固连的从动轴O上，并与棘爪2用转动副相连。当主动摇杆作逆时针方向摆动时，棘爪2便插入棘轮3的齿槽内，推动棘轮转动一定的角度，此时止回棘爪4在棘轮的齿背上滑过。当主动摇杆顺时针摆动时，止回棘爪阻止棘轮顺时针方向转动，棘爪2在棘轮的齿背上滑过，棘轮3保持静止不动。这 Fig.9-5 Ratchet mechanism(棘轮机构) 1—driving rocker(主动摇杆) 样，当主动件作连续的往复摆动时， 2—driving pawl(棘爪)3—ratchet(棘轮) 棘轮作单向的间歇转动。 4—holding pawl(止回棘爪)5—spring(弹簧)

联轴器工作原理

联轴器工作原理
联轴器是一种用于传递旋转运动和扭矩的机械装置。

它常用于传动轴与轴之间的连接，使两个轴能够同时旋转而不必在同一直线上。

联轴器主要由两个轴套和一个轴承组成。

工作时，一个轴套通过键连接在一根轴上，另一个轴套通过键连接在另一根轴上。

两个轴套在轴承的作用下能够相互转动，并且能够胀缩变形。

联轴器的工作原理如下：
当传动力矩作用在联轴器上时，首先通过主动轴传递给一个轴套。

当传动力矩达到一定值时，轴套开始发生胀缩变形，将力矩传递给被动轴套。

被动轴套同步旋转，将力矩传递给被动轴。

当传动力矩消失时，联轴器恢复原状，准备下一次传动。

联轴器的主要作用是实现轴之间的功率传递和角度传输，同时具有减震、吸振和保护设备的功能。

在机械传动系统中，联轴器能够有效地减少因功率传递不平衡而引起的振动和冲击，提高传动系统的工作平稳性和可靠性。

根据不同的工作原理和结构形式，联轴器可分为刚性联轴器、弹性联轴器和液体联轴器等多种类型。

刚性联轴器适用于输出端传动平稳、变形较小的情况。

弹性联轴器适用于在传动过程中会发生轻微失配的情况，能够吸收一定的振动和冲击。

而液体联轴器则适用于大功率传动和需要起动顺滑的情况，具有良好的减震和起动特性。

总之，联轴器是一种重要的机械连接装置，通过其特殊的工作原理，能够实现不同轴之间的有效传递和转换运动。

它在机械
传动系统中的应用十分广泛，并为机械传动过程提供了可靠性和平稳性的保障。

发酵工程与设备第九章、第一讲-发酵放大与设计

缺点
气体吸入量与液体循环量之比较低，对于耗氧量较大的微生物发酵不适宜。
机械搅拌通风发酵罐
（二）罐体的尺寸比例
H----柱体高 (m) HL---液位高度（m） D----罐内径 (m) d----搅拌器直径 s----两搅拌器的间距 B----最下一组搅拌器距罐底的距离 W----挡板宽度
H / D = 1.7 ～ 4 d / D = 1/2 ～ 1/3 W / D = 1/8 ～ 1/12 B / d = 0.8 ～1.0 (s/d)2 = 1.5 ～2.5 (s/d)3 = 1 ～2
用水量大
6、轴封、联轴器和轴承
上
下
传
传
动
动
1）轴封
作用：使罐顶（或底）与搅拌轴间的缝隙密封；防止泄漏和染菌
类型：填料函端面轴封
1 转轴 3 压紧螺栓 5 铜环
2 填料压盖 4 填料箱体 6 填料（石棉等）
填料函
构成优点：结构简单、价格低
缺点：易渗漏，寿命短对轴磨损较重摩擦功率消耗大
雷诺（Reynolds），英国，流型判别的依据雷诺实验（1883年）表明，流动的几何尺寸（管内径d）、流动的平均流速u及流体性质（密度ρ和粘度μ）对流型的变化有很大影响。可以将这些影响因素综合成一个无因次的数群作为流型的判据。
Re=d·u·ρ/μ
d—管内径； u—流动的平均流速 ρ—流体密度； μ—流体粘度
VL —— 发酵罐内发酵液量(m3) Qc —— 发酵液循环量(m3/s) d —— 环流管二内径(m)
—— 发酵液在环流管内流速(m/s)
2）压比、压差、环流量间的关系
发酵液的环流量与通风量之比称为气液比。
A = Qc / Q

联轴器与轴的配合公差标准【太全了】

联轴器与轴的配合公差标准内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.联轴器的轴孔配合公差是指组成配合的孔,轴公差之和,它是允许间隙或过盈的变动量,孔和轴的公差带大小和公差带位置组成了配合公差,孔和轴配合公差的大小表示孔和轴的配合精度。

联轴器与轴的配合公差标准：轴孔和轴需要过渡配合，所以孔需要js公差。

①当联轴器内径公差带与轴公差带构成配合时，在一般基孔制属过渡配合的公差代号将变为过盈配合，如k5、k6、m5、m6、n6等，但过盈量不大；当轴承内径公差代与h5、h6、g5、g6等构成配合时，不在是间隙而成为过盈配合。

②联轴器外径公差带由于公差值不同于一般基准轴，也是一种特殊公差带，大多情况下，外圈安装在外壳孔中是固定的，有些联轴器部件结构要求又需要调整，其配合不宜太紧，常与H6、H7、J6、J7、Js6、Js7等配合。

联轴器的轴孔配合公差：配合公差（fit tolerance）是指组成配合的孔、轴公差之和。

它是允许间隙或过盈的变动量。

孔和轴的公差带大小和公差带位置组成了配合公差。

孔和轴配合公差的大小表示孔和轴的配合精度。

孔和轴配合公差带的大小和位置表示孔和轴的配合精度和配合性质。

配合公差的大小＝公差带的大小；配合公差带大小和位置＝配合性质。

内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.。

轴和联轴器的结构与工作原理

心轴─只承受弯矩的轴，如火车车轮轴。

转
轴─同时承受弯矩和扭矩的轴，如减速器的轴。
传动轴
发动机
传动轴后桥
传动轴1端接变速器，2端接后桥齿轮系
分析火车轮轴属于什么类型？
分析自行车轴属于什么类型？
心轴
车厢重力
转动心轴支撑反力火车轮轴
转动轴
2.按结构形状分
轴有实心轴、空心轴（车床的主轴）、曲轴、挠性钢丝轴和直轴。
2 2 M Mh MV
绘出合成弯矩图
（4）作出转矩（T）图（5）计算当量弯矩 M e M 2 aT 2 ，绘出当量弯矩图（6）校核危险截面的强度。
M 2 (T )2 Me e [ 1b ] 3 W 0.1d
9.5 轴的使用与维护
轴若使用不当，没有良好的维护，就会影响其正常工作，甚至产生意外损坏，降低轴的使用寿命。因此，轴的正确使用和良好的维护，对轴的正常工作及保证轴的疲劳寿命有着很重要的意义.
b)半圆键
c)楔键
e)花键
返回
2.制造工艺和装配工艺要求
要求是指轴的结构应尽可能便于加工，节约加工成本。
轴的形状要力求简单，阶梯轴的级数应尽可能少，轴上各段的圆角半径、倒角等尺寸应尽可能统一，以利于加工和检验
轴上需磨削的轴段应设计出砂轮越程槽，需车制螺纹的轴段应有退刀槽
当轴上有多处键槽时，应使各键槽位于轴的同一母线上
y
径向
轴向
x
y
角度
α
综合
α
55
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。

轴承和联轴器与轴的配合

一、轴承
1、安装轴承首先应检查轴承内圈与轴的过盈量。

轴承与轴的配合是基孔制，轴承内圈为基准值，而轴应过盈0.02mm～0.05mm。

当过盈量大时不能强力敲打野蛮装配，应用“油浴”法将轴承加热后再行装配。

再装配时一般应用铜棒、平錾敲打轴承内圈，并注意不要伤及轴。

严禁敲打外圈。

安装好后应用干净煤油将轴承淋洗。

若安装后无法清洗轴承，则不能使用铜棒敲打（这一点是最容易忽视的！）。

2、轴承间隙浮动端应留0.10～0.20mm轴向间隙。

3、无论安装与拆卸，轴都不能直接竖立在钳台或水泥地面受力，应垫木板之类的软物，同时手锤不得直接敲打轴。

二、联轴器
1、拆卸联轴器的拆卸应使用专用的拆卸工具“三爪”或“两爪”，严禁用手锤直接敲打联轴器背面。

拆卸后应用砂纸清洗轴表面及联轴器内表面。

2、安装不得直接敲打联轴器，应采用铜棒、平錾等。

3、校对联轴器之间间隙值为1～5mm，轴向偏差视转速而定。

当转速教低时，误差为0.05～0.15mm，当转速达到1400rpm以上时，误差为不大于0.10mm，当转速在2900rpm以上时，误差应在0.05mm以内。

4、联轴器与轴的配合与轴承与轴的配合一样，联轴器一般与轴采用过盈配合，过盈量为0.01～0.03mm。

当配合太松时，应采取给轴滚花、打样冲等方式增加摩擦。

第9章反应设备

2.1
机械搅拌通风发酵罐
（3）竖式列管（排管）换热装置这种装置是以列管形式分组对称装于发酵罐内的。其优点是：加工方便，适用于气温较高，水源充足的
地区。缺点是：传热系数较蛇管低，用水量较大。
为了提高传热系数，可在罐外装设板式或螺旋板式热交换器，不仅可强化热交换效果，而且便于检修和清洗。
2.1
2.1
机械搅拌通风发酵罐
2．搅拌器和档板
搅拌器的主要作用是混合和传质，即使通入的空气分散成气泡并与
发酵液充分混合，使气泡细碎以增大气一液界面，来获得所需要的溶氧速率，并使生物细胞均匀分散于发酵体系中，以维持适当的气一液一固（细胞）三相的混合与质量传递，同时强化传热效果。发酵罐采用的搅拌器主要有涡轮搅拌器和螺旋浆式搅拌器。
2.1
机械搅拌通风发酵罐
图4-2
蜗轮搅拌器
2.1
机械搅拌通风发酵罐
（2）螺旋浆式搅拌器
它在罐内将液体向下或向上推进，形成轴
向的螺旋运动，其混合效果较好，但造成的剪率较低。螺旋浆式搅拌
器一般为 4～6片宽叶，投影覆盖率可达90％。国内外较典型的螺旋浆
式搅拌器有ProChem公司的MaxFlo，Lightnin公司的A315搅拌器，结构如图4-3。A315特别适合于气一液传质过程，在直径大于lm的实验装置
2.1
机械搅拌通风发酵罐
2．发酵罐的容积计算（1）罐的容积V总 V总＝ VO＋2Vl（m3）（4 －1 ）式中 VO——圆柱部分的体积，m3； Vl——上或下封头的体积，m 3。图4-7 罐体有关尺寸符号表示对于椭圆形封头 V总＝D2HOπ /4＋ 2×D2（hb+D/6） π /4 ＝D2[HO＋２（hb+D/6）] π /4 （4-2）式中 ha――椭圆短半轴长度，对于标准椭圆形封头ha = 1/4D（m） hb――椭圆封头的直边高度，m； D――罐的内径，m。

联轴器的结构和种类

y α
四、无弹性元件联轴器
3、滑块联轴器结构：与十字滑块联轴器结构相似，只是沟槽很宽，中间为不带凸牙的方形滑块，其材料为夹布胶木。工作特点：由于中间滑块质量小，且有弹性，故允许较高的极限转速。优点：结构简单、尺寸紧凑。应用：适用于小功率，高转速而无剧烈冲击的场合。
四、无弹性元件联轴器
应用：适用于启动频繁、正反向运转、有冲击振动、有较大轴向位移、潮湿多尘的场合。
六、有弹性元件联轴器
4、梅花形弹性联轴器工作温度：-35~+80℃ ,传递扭矩：T=16~25000 N.M 结构：半联轴器与轴的配合可以做成圆柱形或圆锥形，中间的弹性元件形状似梅花，故得名。选用不同硬度的矩胺酯橡胶，铸形尼龙等材料制造。
腰鼓齿：α≤3˚
四、无弹性元件联轴器
1、齿式联轴器优点：传递扭矩大、能补偿综合位移。缺点：结构笨重、造价高。应用：用于重型传动。
四、无弹性元件联轴器
2、十字滑块联轴器结构：两个端面开有径向凹槽的半联轴器，两端各具有凸榫的中间滑块，且两端榫头互相垂直，嵌入凹槽中，构成移动副，十字滑块联轴器的材料可45 钢或Q275钢。工作原理：当两轴存在不对中和偏斜时，滑块将在凹槽内滑动。优缺点：结构简单、制造容易。滑块因偏心产生离心力和磨损，并给轴和轴承带来附加动载荷。适用范围：α≤30’, y≤0.04d，v≤300 r/min
二、联轴器的分类
根据联轴器对各种相对
位移有无补偿能力，联轴器
可分为：
（1）刚性联轴器（无补偿联
能力）；
轴器
（2）挠性联轴器（有补偿
能力）。
挠性联轴器又可分为：
（1）无弹性元件的挠性联
轴器；
（2）有弹性元件的挠性联

第9章联轴器和离合器

9.2.3定向离合器
定向离合器是一种随速度的变化或回转方向的变换而能自动接合或分离的离合器，它只能单向传递转矩。如锯齿形牙嵌离合器，只能单向传递转矩，反向时自动分离。棘轮机构也可以作为定向离合器。
上一页下一页返回
9.2 离合器

图9-13所示为一种滚柱式定向离合器，它由星轮、外环、滚柱和弹簧顶杆等组成。弹簧顶杆的推力使滚柱与星轮和外环经常接触。如果星轮为主动件并按图示方向顺时针回转，滚柱受摩擦力的作用被楔紧在槽内，从而带动外环回转，这
上一页下一页返回
9.1 联轴器

3.弹性可移式联轴器在弹性联轴器中，由于安装有弹性元件，它不仅可以补偿两轴间的相对位移，而且有缓冲和吸振的能力。故此，适用于频繁起动、经常正反转、变载荷及高速运转的场合。制造
弹性元件的材料有金属和非金属两种。非金属材料有橡胶、
尼龙和塑料等。其特点为重量轻、价格便宜，有良好的弹性滞后性能，因而减振能力强，但橡胶寿命较短。金属材料制
误差，对两轴的位移有一定的补偿能力。弹性联轴器视其所
具有弹性元件材料的不同，又可以分为金属弹簧式和非金属弹性元件式两类。弹性联轴器不仅能在一定范围内补偿两轴线间的位移，还具有缓冲减振的作用。
上一页下一页返回
9.1 联轴器

9.1.1常用联轴器的结构和特点
1.刚性固定式联轴器刚性固定式联轴器具有结构简单、成本低的优点。但对被
角位移误差，图9-1 (d)所示为综合位移误差。这就要求联轴
器在结构上具有补偿能力。
上一页下一页返回
9.1 联轴器

根据联轴器有无弹性元件，可以将联轴器分为两大类，即刚性联轴器和弹性联轴器。刚性联轴器又根据其结构特点分为固定式和可移动式两类，固定式联轴器要求被连接的两轴中心线严格对中。而可移动式联轴器允许两轴有一定的安装

轴与联轴器的结构与工作原理

轴与联轴器的结构与工作原理
轴指的是用来支撑或传递力、运动和能量的旋转部件，通常是长而细长的圆柱形。

轴通常由金属材料制成，常见的轴包括传动轴、推力轴、中间轴等。

联轴器是一种连接轴的装置，用于将两根轴连接在一起，传递扭矩和/或运动。

联轴器通常用于解决轴之间不对齐、不同转速、不同轴径、振动和冲击等问题。

联轴器的结构和工作原理因具体类型而异，常见的联轴器包括：
1. 齿轮联轴器：由两个带有齿轮的轴端组成，通过啮合的齿轮传递扭矩和运动。

齿轮联轴器适用于高扭矩传递和高速运动。

2. 链轮联轴器：由两个带有链轮的轴端组成，通过链条的传递扭矩和运动。

链轮联轴器适用于高扭矩和低速运动。

3. 弹性联轴器：由两个弹性元件连接两根轴，通过弹性元件的变形吸收振动和冲击。

弹性联轴器适用于高速运动和要求减振的场合。

4. 万向节联轴器：由两个万向节和一个中间轴组成，通过万向节的自由转动实现不同轴线之间的连接。

万向节联轴器适用于轴间不对齐和要求大角度运动的场合。

5. 耦合联轴器：由两个耦合体组成，通过耦合体的连接传递扭矩和运动。

耦合联轴器适用于低扭矩和低速运动。

联轴器的工作原理可以简单描述为：通过联轴器将两个轴连接在一起，当一个轴传递扭矩或运动时，联轴器将扭矩和运动从一个轴传递到另一个轴上，实现两根轴的同步运动。

联轴器可以根据不同的需求选择合适的类型和结构，以实现稳定、准确和高效的力传递。

《机械设计》教学PPT课件第九章轴

练习4
指出图中结构不合理的地方，并予以改正。
练习5
§9-3 轴的工作能力计算
轴的强度计算应根据轴的承载情况，采用相应的计算方法。常见的轴的强度计算有以下两种
一、按扭转强度计算
对于只传递扭转的圆截面轴，强度条件为
T
WT
9.55 10 6 0.2d 3n
P
[ ]
MPa
设计公式为
9.55106 P
三、轴的结构工艺性
1.轴端倒角C×45°(1C、2C等) 2.螺纹退刀槽——切制螺纹 3.砂轮越程槽——磨削 4.同一轴上键槽位于圆柱同一母线上，且取相同尺寸。圆角半径r也尽量一致。
1.轴端倒角C 2.螺纹退刀槽——切制螺纹
3.砂轮越程槽——磨削
4.同一轴上键槽位于圆柱同一母线上，且取相同尺寸。圆角半径r也尽量一致。
1.轴向固定 —— 轴肩定位
r轴<C孔
r轴<R孔
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
r轴>C孔
固定滚动轴承的轴肩高度 ─-查轴承的安装尺寸
da
轴向固定
2-3
轴长应略短于轮毂宽度(保证零件固定)
套筒用于两个零件间距离较小时不宜用于高速旋转
轴向固定圆螺母
2. 按轴线形状分
直轴曲轴
光轴阶梯轴
空心轴: 有特殊要求时，如航空发动机的主轴。
实心轴
钢丝软轴：可以随意弯曲，把回转运动灵活地传到任意空间位置。
钢丝软轴
选用合适的材料结构设计
强度计算轴的结构形状和尺寸
一、碳钢
1.对应力集中敏感性低，强度、塑性和韧性均较好； 2.般经调质或正火热处理，如40、45； 3.不重要或承受载荷较小的轴，可用普通碳素钢，Q235等

第9章轴复习及自测(含参考答案)

第九章轴重点难点内容1．轴的结构设计轴的结构设计就是要合理地确定轴各部分的几何形状和尺寸。

包括各轴段的直径、长度、各个轴肩、圆角和倒角的大小、键槽的位置等等。

轴的结构没有标准形式，应根据具体的情况而定。

一般要考虑以下几个方面的问题：1）轴上零件的布置；2）轴上零件的定位和固定；3）轴上零件的装拆工艺性；4）轴的疲劳强度和刚度要求；5）轴的加工工艺性等。

轴的结构设计应满足以下要求：1）轴上零件的布置除了达到工作要求外，要使轴受力最小；2）轴上的零件要定位准确、固定可靠；3）轴上的零件能方便地装配和拆卸；4）轴的加工工艺性要好；5）要应力集中小、疲劳强度要高。

2．轴的强度计算弯扭合成强度条件：W T M W M ca ca 22)(ασ+==≤1][−b σ MPaα是根据扭剪应力的变化性质而定的应力校正系数。

用来考虑扭矩T 产生的扭剪应力τ与弯距M产生的弯曲应力b σ的性质不同。

对轴受转矩的变化规律未知时，一般将τ按脉动循环变应力处理。

疲劳强度安全系数的强度条件：22τσστS S S S S ca += ≥ [ S ] 如同一截面有几个应力集中源，则取其中最大的一个应力集中系数用于计算该截面的疲劳强度。

重要基本概念1．直轴按承受载荷的性质分为三类传动轴：在工作中主要承受转矩，不承受弯矩或承受弯矩很小。

心轴：在工作中只承受弯矩，不承受转矩。

心轴又分为固定心轴和转动心轴。

转轴：在工作中既承受弯矩，又承受转矩。

2．轴的失效形式和设计准则因轴在弯矩和转矩作用下承受变应力，轴肩处有应力集中，因此轴的主要失效形式是疲劳断裂。

设计准则：一般进行疲劳强度校核计算。

对瞬时过载很大的轴，还应进行静强度校核。

对于有刚度要求的轴，要进行刚度计算。

对转速高或载荷周期性变化的轴，要进行振动稳定性计算。

3．轴设计的主要内容和轴的设计步骤K US T轴的设计包括两个主要内容：轴的结构设计和轴的强度计算。

轴的设计步骤：1）选择轴的材料；2）估算轴的最小直径；3）轴的结构设计；4）轴的强度校核；5）必要时进行轴的刚度计算和振动稳定性计算。

《机械测量技术》第9章键连接的公差与测量

基础知识平键、花键的几何参数重点知识平键、花键的公差与配合难点知识平键、花键的公差配合的选择
9.1单键结合的互换性
9.1.1平键联接的几何参数
• 键的分类
按其结构形式
• 键联结结构（图9-1）
平键半圆键切向键
楔键
图9-1
9.1.2 平键的公差与配合
• 平键是标准件，平键联结是键与轴及轮毂三个零件的配合。国家标准规定键联结采用基轴制配合。
轴槽及轮毂槽侧面表面粗糙度Ra值为3.2μ m，底面为 6.3μ m。
图样标注如图9-4所示。
图9-3
9.2 矩形花键结合的互换性
矩形花键联结的特点:
• 与平键联结相比花键联结具有定心精度高、导向性好、轴和轮毂上承受的负荷分布比较均匀、传递的转矩较大，而且强度高，联结更可靠等特点。
• 花键按其键齿形状分为矩形花键，渐开线花键两种，本节讨论应用最广的矩形花键。
图9-2
表9-2 键和键槽的配合
联接类型
尺寸b的公差带
键
轴槽
轮毂槽
配合性质及适用场合
松
H9 D10 用于导向平键，轮毂可在轴上移动
正常 h9 紧密
N9
JS9
键在轴槽中和轮毂中均固定，用于载荷不大的场合
键在轴槽中和轮槽毂中均牢固地固 P9 P9 定，用于载荷较大，有冲击和双向
转矩的场合
9.1.3 平键联结的形位公差和表面粗糙度
一般用花键联结则常用于定心精度要求不高的卧式车床变速箱及各种减速器中轴与齿轮的联结。
• 配合种类的选择，首先应根据内、外花键之间是否有轴向移动，确定是固定联结还是非固定联结。
对于内、外花键之间要求有相对移动，而且移动距离长，移动频率高的情况，应选择配合间隙较大的滑动联结，