第七章 联接轴与联轴节.
机械设计-联轴器概述
外观与凸缘联轴器相似，用带橡胶 弹性套的柱销联接两个半联轴器。 预留间隙以补偿轴向位移。
联轴器概述
2 联轴器的分类
2、挠性联轴器：有弹性元件
弹性柱销联轴器
用尼龙制成的柱销置于两个半联轴 器凸缘的孔中。能补偿较大的轴向位 移，并允许微量的径向位移和角位移。
上述两种联轴器的动力通过弹性元 件传递，缓和冲击、吸收振动。
联轴器概述
1 联轴器的功用 2 联轴器的分类 3 小结
CONTENTS
目 录
联轴器概述
1 联轴器的功用
联轴器又称联轴节。用来将不同机构中的主动轴和从动轴牢固地联接起来一 同旋转，并传递运动和扭矩的机械部件。有时也用以联接轴与其他零件（如齿 轮、带轮等）。
2 联轴器的分类
刚性联轴器
联轴器 挠性联轴器
联轴器概述
3 小结
联轴器的功用：传递运动和扭矩的机械部件
刚性联轴器
套筒联轴器 凸缘联轴器
联轴器的分类 挠性联轴器
无弹性元件 有弹性元件
滑块联轴器 万向联轴器 齿轮联轴器
弹性圈柱销联轴器 弹性柱销联轴器 轮胎联轴器
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无弹性元件 有弹性元件
联轴器概述
2 联轴器的分类
1、刚性联轴器 对两轴间的各种相对位移无补偿能力，对两轴对中性要求高。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。
套筒联轴器
凸缘联轴器
联轴器概述
2 联轴器的分类
1、刚性联轴器
套筒联轴器
用套筒通过键或销将两轴连接在一 起，用紧定螺钉来实现轴向固定。如 果销轴尺寸设计得当，过载时会被剪 断，可以防止损坏机械的其他零件。 这种起到安全保护作用的联轴器称为 安全联轴器。
键与花键(第7章)
C
dm d
D
挤压强度条件：
P
2000 T z hl dm
[ ]P
动联接（耐磨性条件）： P 2000 T [P] z hl dm
T——传递扭矩（N.m） Z——花键齿数 l ——键齿工作长度（mm）dm——花键的平均直径 ψ——载荷分布不均系数 h——键齿侧面工作高度（mm）
4、切向键 两个斜度为1：100的楔键联接，上、下两面为工作面（打 入）布置在圆周的切向 工作原理：靠工作面与轴及轮毂相挤压来传递扭矩
工作面
毂
轴
1:100
二、键联接的选择和强度校核
1、选择 类型尺寸： （b×h）×L
由轴径d 由轮毂宽
从标准中选b×h 选键长L（系列值）
由结构确定，而 不是由强度确定。
弹 性 环 的 材 料 为 高 碳 钢 或 高 碳 合 金 钢 （ 65 ， 70 ， 55Cr2 、 60Cr2）并经热处理。锥角一般为12.5~17°，另外要求内、外 环锥面配合良好。
l
L
特点：可传递较大扭矩和轴向力，无应力集中，对中性好， 但加工要求较高，应用受限制。
D d
§7—4 销联接
定位销——主要用于零件间位置定位，左图，常用作组合加 工和装配时的主要辅助零件。
2000T kld
[ ]P
允许传递的扭矩：
T
1 2
kld[
]P
T——扭矩（Nmm）k——工作高度 k=h/2
d——轴径（mm）
l——工作长度 A型键：l=L-b B型键：l=L C型键：l=L-b/2
L——公称长度
b）剪切强度条件
N 1000T / d 2 2000T [ ]
第七章联接轴与联轴节-PPT
在叉股得内表面(即在EF线上)处等于:
xx内＝
M xx Wxx内
式中 Wxx内 :该断面对于x—x轴得断面系数
• 力N所产生得拉应力
＝
N
N F
式中 F:I—I断面面积
• 力矩Myy在E点或F点处所产生得弯曲应力
＝
yy
M yy Wyy
式中 Wyy:该断面对于y-y轴得断面系数。
• 扭转应力,其最大值在B点:
十字轴万向接轴
11
十字轴万向接轴
十字轴式万向联轴特点
1、 承载能力高 ,与其它型式得万向联轴器比较,在回转直径 相同得条件下,能传递更大得扭矩,这对于回转直径受到 严格限制得机械设备更为重要;
2、 传递效率高 传递效率高达98、7-99、9%,用于大功率传 动节能显著,可降低电耗5-15％;
3、传动平稳、噪音低 用于轧机传动,可提高轧材质量,提高机 器性能,改善操作者得劳动条件。一般噪声为30-40db(A);
＝
B
M KP WKPB
式中 WKPB: I—I断面在B点处得抗扭转断面系数
第四节 联轴节
联轴节包括主电机联轴节与主联轴节。 主电机联轴节用来连接电动机与主减速器得传动轴。 主联轴节用来连接主减速器与人字齿轮机座得传动轴。 主联轴节应用最广得就是齿轮联轴节,尼龙棒销联轴节也逐渐 被某些轧机所采用,在带有飞轮得轧机主传动中也有采用安全 联轴节得。
鼓形齿式联轴器
WH型原称KL-滑块连轴器
鼓形齿式联轴器
凸缘联轴器
SL十字滑块联轴器
计算应力:
如果在接轴中心线作一由接轴 传递得总力矩M得向量,可瞧到总力 矩得分力矩为:
M1 M cos M 2 M sin
在扁头I—I断面上,相应地引起得扭转应力与弯曲应力为:
联轴器的类型及特点
（二）有弹性元件联轴器6、星形弹性联轴器结构：两个半联轴器上均制有凸牙，用橡胶等材料制成星形弹性元件，放置在两半联轴器的凸牙之间。工作时，星形弹性元件受压冰传递扭矩。应用范围：允许两轴的相对径向位移约为：0.2 mm，偏角位移约为：1˚- 30’
四、挠性联轴器
（二）有弹性元件联轴器7、其它金属弹性元件的挠性联轴器
（一）无弹性元件联轴器4、滚子联轴器结构：利用一条公用的双排链条同时与两个齿数相同的并列链轮啮合来实现两半链轴器的联接。特点：结构简单、尺寸紧凑、质量小、装拆方便、维修容易、成本低廉。优点：结构简单、尺寸紧凑、质量小、装拆方便、维修容易、成本低廉，有一定的补偿性能和缓冲性能。缺点：因链条的套筒与链轮之间存在间隙，不适于逆向传动和启动频繁或立式轴传动。同时受离心力的影响不适于高速传动。
α
y
四、挠性联轴器
（一）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、挠性联轴器
1、套筒联轴器
三、刚性联轴器
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。
套筒联轴器
型式：
半圆键
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 。
2、凸缘刚性联轴器
结构：半联轴器通过键与轴相联，用螺栓将两个半联轴器的凸缘联接在一起。
型式：
有对中榫的凸缘联轴器
普通凸缘联轴器
---靠铰制孔螺栓对中。
联轴器
什么是联轴器及联轴器分类一、概念联轴器属于机械通用零部件范畴，用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。
在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。
联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。
一般动力机大都借助于联轴器与工作机相联接，是机械产品轴系传动最常用的联接部件。
20世纪后期国内外联轴器产品发展很快，在产品设计时如何从品种甚多、性能各异的各种联轴器中选用能满足机器要求的联轴器，对多数设计人员来讲，始终是一个困扰的问题。
常用联轴器有膜片联轴器鼓形齿式联轴器，万向联轴器，安全联轴器，弹性联轴器及蛇形弹簧联轴器。
下图简要说明驱动机与从动机间的传动系统图，并明确所要求的联轴器品种。
二、联轴器分类：刚性联轴器：刚性联轴器不具有补偿被联两轴轴线相对偏移的能力，也不具有缓冲减震性能；但结构简单，价格便宜。
只有在载荷平稳，转速稳定，能保证被联两轴轴线相对偏移极小的情况下，才可选用刚性联轴器。
挠性联轴器：具有一定的补偿被联两轴轴线相对偏移的能力，最大量随型号不同而异。
无弹性元件的挠性联轴器：承载能力大，但也不具有缓冲减震性能，在高速或转速不稳定或经常正、反转时，有冲击噪声。
适用于低速、重载、转速平稳的场合。
非金属弹性元件的挠性联轴器在转速不平稳时有很好的缓冲减震性能；但由于非金属（橡胶、尼龙等）弹性元件强度低、寿命短、承载能力小、不耐高温和低温，故适用于高速、轻载和常温的场合金属弹性元件的挠性联轴器：除了具有较好的缓冲减震性能外，承载能力较大，适用于速度和载荷变化较大及高温或低温场合。
安全联轴器：在结构上的特点是，存在一个保险环节（如销钉可动联接等），其只能承受限定载荷。
当实际载荷超过事前限定的载荷时，保险环节就发生变化，截断运动和动力的传递，从而保护机器的其余部分不致损坏，即起安全保护作用。
起动安全联轴器：除了具有过载保护作用外，还有将机器电动机的带载起动转变为近似空载起动的作用。
键与花键(第7章)
一、型面联接
轴和毂孔有柱形和圆锥形等。 特点：没有应力集中源，对中性好，承载能力强，装拆方便，
但加工不方便，需用专用设备，应用较少。另外成形面 还有方形、六边形及切边圆形等，但对中性较差。
二、胀紧联接
如图为弹性环联接——利用锥面贴合并挤紧在轴毂之间用摩 擦力传递扭矩，有过载保护作用。
联接销——主要用于零件间的联接或锁定，中图，可传递不 大的载荷
安全销——主要用于安全保护装置中的过载剪断元件 ，右图
1、销联接
圆柱销靠过盈配合固定在 销孔中，经多次装拆会降低定 位精度和可靠性。
圆锥销具有1:50的锥度， 安装方便，定位精度高。
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。
装配方法： 1）压入法—利用压力机将被包容件压入包容件中，由于压
入过程中表面微观不平度的峰尖被擦伤或压平，因而降 低了联接的紧固性 2）温差法——加热包容件，冷却被包容件。可避免擦伤联 接表面，联接牢固。
允许传递的扭矩：
T
1 2
kld[ ]P
T——扭矩（Nmm）k——工作高度 k=h/2
d——轴径（mm）
l——工作长度 A型键：l=L-b B型键：l=L C型键：l=L-b/2
L——公称长度
b）剪切强度条件
N 1000T / d 2 2000T [ ]
bl
bl
bld
2、半圆键联接强度校核
利用两个被联接件本身的过盈配合来实现，一为包容 件，另一为被包容件
无辅助件——用于轴与轮毂联接，轮圈与轮芯的联接及滚动轴 承与轴及座孔的联接
摩擦
力 力矩
轴向固定 周向固定
F/2
联轴器的作用是什么？
联轴器的作用是什么？联轴器又称联轴节。
用来将不同机构中的自动轴和从动轴坚固地联接起来一同旋转，并传递运动和扭矩的机械部件。
有时也用以联接轴与其他零件（如齿轮、带轮等）。
常由两半合成，分别用键或紧搭配等联接，紧固在两轴端，再通过某种方式将两半联接起来。
联轴器是在机械设备安装中，常常要使用联轴器，联轴器作为连接两轴的中心载体，广泛应用于石化冶金电镀等行业中，可是说联轴器是联接两轴轴端使其共同回转并传递转矩的一种机械部件。
必需在机器停车后，用拆卸方法才能使两轴分别。
联轴器的种类很多，按被联接两轴轴线的相对位置及变化情况，可分为固定式及可移式两大粪。
大多数联轴器已经标准化，从有关手册中可以查出它们的结构、尺寸及有关设计数据。
对于非标准的联轴器，也可相应地查出其重要的参考资料。
使用联轴器，目的是传递功率，补偿泵轴与电动机轴的相对位移，降低泵与电动机的安装精度和对中的要求，缓和冲击，更改轴系的自振频率和避开发生危害性振动等。
联轴器在传动系统的载荷类别是选择联轴器品种的基本依据。
冲击、振动和转矩变化较大的工作载荷，应选择具有弹性元件的挠性联轴器即弹性联轴器，以缓冲、减振、补偿轴线偏移，改善传动系统工作性能。
起动频繁、正反转、制动时的转矩是正常平稳工作时转矩的数倍，是超载工作，必定缩短膜片联轴器弹性元件使用寿命，联轴器只允许短时超载，一般短时超载不得超过公称转矩的2—3倍。
联轴器的作用：联轴器被安装在动力传动的驱动侧和被动侧之间，起到传递旋转扭力、补偿轴间安装偏差、汲取设备振动和缓冲载荷冲击等作用。
联轴器的功能之一是通过自身形变来汲取和补偿轴与轴之间偏差。
柔性越大则表示其汲取偏差的本领越强；柔性越小则表示汲取偏差的本领越弱。
通常来讲，这种轴与轴之间的偏差分为以下三个方面：联轴器与外围设备的连接都是通过将设备的轴插入联轴器的轴孔来实现。
联轴器的轴孔形式一般有键槽式，夹紧式，夹紧+键槽，顶丝式，胀紧式等。
键槽式应用广泛，适用于一般电机，一般减速机及一般传动轴。
第7章 键联接
机械设计
单项选择题
第 7章
轴毂联接
35
1. 导向平键联接的主要失效形式是( )。 A.剪切和压溃 B.磨损 C.断裂 2. 矩形花键联接采用( )定心。 A.大径 B.小径 C.齿面 3. 花键联接的主要失效形式是( )。 A.剪切和压溃 B.扭转变形 C.弯曲断裂 4. 销联接主要失效形式是( )。 A.剪切和压溃 B.扭转变形 C.弯曲断裂 5. 设计键联接时，键的截面尺寸通常根据( )按标准选择。 A.所传递转矩的大小 B.所传递功率的大小 C.轴的直径
3、滑键
承载能力：耐磨性。（主要失效形式：磨损 ）
动联接，键固定在毂上，一起沿键槽移动。
移动距离大时，采用滑键。
机械设计
二、平键的选择计算 1、键的选择
第 7章
轴毂联接
12
确定键的类型尺寸： （b×h）×L
由轴径d 由轮毂宽 键长小于轮毂的宽度， 由结构确定，而 不是由强度确定。 校核 2、强度计算 从键的标准中选b×h 选键长L（系列值）
作用：固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。 按用途分
类 型 按形状分
安全销：作为安全装置中的过载剪 切元件。安全销在过载时被剪断， 因此，销的直径应按剪切条件确定。 为了确保安全销被剪断而不提前发 生挤压破坏，通常可在安全销上加 一个销套。
§7－3 销连接
定位销 连接销 安全销
潘存云教授研制
机械设计
§.1 键联接
第 7章
轴毂联接
7
键为标准件
松 联 接 紧 联 接 普通平键
静联接
圆头（A)
方头（B) 一头圆一头(C)
键 联 接
平键
半圆键
导向平键 滑键
联轴节
内河小规2006直径计算
液压螺栓（视频）
• 液压拉伸螺栓：在螺栓的一端拧上紧定螺母, 然后用液压 拉伸器拉伸螺栓, 拧紧一端的螺母, 在松掉拉伸器中液压后, 螺栓的弹性回复力将使两法兰的接触面压紧。
• 带内套的张紧螺栓：由一个带有锥度的螺栓杆、内孔带有 相应锥度的衬套及两只紧定螺母组成。螺栓的两端有螺纹, 两个螺母就拧在它们的两端螺纹上。衬套的外圆是圆柱形 的, 它与螺栓孔有一定的间隙, 对螺栓孔来说, 没有较高的 光洁度要求, 只要一般的镗孔就足够了。由于衬套和螺栓 孔有间隙, 所以很容易塞进螺孔中。螺栓杆和套筒组塞进 孔中以后, 使螺栓杆和套筒相对移动, 套筒就膨胀并与螺孔 间产生径向过盈。
母材的机械性能选定。
㈡可拆式联轴器
• 尾轴要从尾部抽出，或在轴上安装滚动轴承等套入 式机件时，联轴器就必须制成可拆卸式。
• ⒈结构与材料 • 其结构如图4－28所示，结构参数必须经规范公式
计算和必要的强度校核。
• 材料应不低于轴材料的机械性能，常用35号锻钢或 铸钢ZG30、ZG35等。
⒉可拆卸式联轴器加工技术要求
的车床来承担。对于较长的轴，可考虑将车床床头
箱改装在平地上，再在平地上铺设导轨作床身。这 样，便可对长而大的轴进行对接。
⒈轴的对接平轴工艺过程
• ⑴如果相邻两法兰定中圆均为凹圆时，应预先在凹圆内嵌 入定心圈。
• ⑵装入全部临时螺栓。在装配时，要用厚薄规检查接合面， 使四周接合面处不能塞进0.02mm的厚薄规。同时，法兰 外圆应平齐，这可用直尺和厚薄规测量，当上、下及左、 右间隙的平均值不超过0.03一0.05mm时，则认为两法兰 基本上是同心的。
• ⑵键与键槽两侧的接触面积不少于75％，与联轴器键槽相配 时有75％长度上应插不进0.05mm的塞尺，其余部分应插不 进0.10mm的塞尺。平键与轴键槽底应不少于30％～40％的 接触面；
第七章机械传动系统
n1 z2 z4 z6 42 31 28 i16 34.64 n6 z1 z3 z5 34 21 2
故蜗轮的转速为
n1 1 n6 940 27.14 r min i16 34.64
蜗轮的转向用画箭头的方式决定，如图所示。
7-1机械传动系统的基本概念
二、传动原理及传动系统图
根据传动联系分 （2）内联系传动链—当某相对运动关系需要由几个单元运动复合 而成时，联系这些单元运动的执行件之间的传动链。 强调:必须保证执行件之间有严 格的传动比。
举例如图7-1车圆柱螺纹
7-1机械传动系统的基本概念
传动原理图 为了便于研究分析复杂的机械传动系统，用一些简 单的符号表示运动源与执行件或执行件与执行件之间的传 递联系。
第七章机械传动系统
§7-1 机械传动系统的基本概念 §7-2 定轴轮系传动比的计算 §7-3 周转轮系的传动比的计算 §7-4 机械传动系统的分析计算
7-1机械传动系统的基本概念
一、系统、机械系统及机械传动系统
系统 指具有特定功能的、相互间具有有机联系的若干个 要素所组成的一个独立整体。 机械系统 具有若干个装臵、部件和零件所组成的一个特 定系统；一个由确定的质量、刚度和阻尼的物体组 成的，彼此有机联系，并能完成特定功能的系统。 子系统 系统的组成要素称为系统的子系统
7-1机械传动系统的基本概念
一、系统、机械系统及机械传动系统
机械传动系统 指联接动力系统和执行系统的中间装臵，它是 机器的重要组成部分。 传动链 指由一系列传动件（或传动机构）所组成的传 动联系，是机械传动系统的基本单元。 举例:P132图7-1
7-1机械传动系统的基本概念
二、传动原理及传动系统图
公差第7章 键与花键的公差与配合
第7章键与花键的公差与配合学习目的和要求1．掌握平键联接的公差与配合。
能够根据轴颈和使用要求，选用平键联接的规格参数和联接类型，确定键槽尺寸公差、形位公差和表面粗糙度，并能够在图样上正确标注。
2．熟悉矩形花键联接采用小径定心的优点。
3．掌握花键联接的公差与配合。
能够根据标准规定选用花键联接的配合形式，确定配合精度和配合种类，熟悉花键副和内外花键在图样上的标注。
键联接和花键联接广泛用于轴和轴上传动件(如齿轮、皮带轮、手轮和联轴器等)之间的可拆卸联接，用以传递转矩和运动，有时也作轴向滑动的导向，特殊场合还能起到定位和保证安全的作用。
7．1 平键联接的公差与配合7．1．1 概述键又称单键，按其结构形式不同，分为平键、半圆键、切向键和楔键等四种。
其中平键又分为普通型平键和导向型平键两种。
本节主要讨论平键联接。
平键联接是由键、轴、轮毂三个零件结合，通过键的侧面分别与轴槽、轮毂槽的侧面接触来传递运动和转矩，键的上表面和轮毂槽底面留有一定的间隙。
因此，键和轴槽的侧面应有足够大的实际有效面积来承受负荷，并且键嵌入轴槽要牢固可靠，防止松动脱落。
所以，键宽和键槽宽6是决定配合性质和配合精度的主要参数，为主要配合尺寸，应规定较严的公差；而键长L、键高h、轴槽深t1和轮毂槽深t2为非配合尺寸，其精度要求较低。
平键联接方式及主要参数如图7-1所示。
图7-1 平键联接方式及主要结构参数7．1．2 平键联接的公差与配合平键是标准件，平键联接是键与轴及轮毂三个零件的配合，考虑工艺上的特点，为使不同的配合所用键的规格统一，利于采用精拔型钢来制作，国家标准规定键联接采用基轴制配合。
为保证键在轴槽上紧固，同时又便于拆装，轴槽和轮毂槽可以采用不同的公差带，使其配合的松紧不同，国家标准GB／T1095—2003《平键键槽的剖面尺寸》对平键与键槽和轮毂槽的宽度规定了三种联接类型，即正常联接、紧密联接和松联接，对轴和轮毂的键槽宽各规定了三种公差带。
《机械制图训练》课件——第七章 机械图样中的特殊表示法
内六角圆柱头螺钉
紧定螺钉
§7－1 螺纹紧固件
六角螺母
六角开槽螺母
圆螺母
平垫圈
弹簧垫圈
圆螺母用止动垫圈
§7－1 螺纹紧固件
0.8d
一、常见螺纹紧固件
1. 六角螺母 规定标记：
例：螺母 GB6172 M12
国标号
螺纹规格
简化画法：
2d
⒉ 六角头螺栓
规定标记： 例：螺栓GB5780 M12×80
简化画法：
★当需要表示螺纹收尾时，螺尾部分的牙底 线与轴线成30°。
⒈ 外螺纹画法
大径线画粗实线
倒角圆不画
小径线画细实线 且画到倒角内 螺纹终止线
小径圆约画3/4圈
小径≈0.85d 画粗实线
外螺纹剖视画法：
A
A－A
大径 小径
A 螺纹终止线画一小段
剖面线画到大径线
⒉ 内螺纹画法
大径线画细实线
倒角圆不画
小径线画粗实线 A
机械图样中的特殊表示法
第七章 机械图样中的特殊表示法
§7－1 §7－2 §7－3 §7－4 §7－5 §7－6
螺纹及螺纹紧固件表示法 齿轮 键连接和销连接 弹簧 滚动轴承 中心孔
§7－1 螺纹
§7－1 螺纹及螺纹紧固件表示法
一、螺纹的基本知识 二、螺纹的画法规定 三、螺纹的图样标注 四、常用螺纹紧固件的种类和标记 五、螺纹紧固件的连接画法
§7－2 齿轮
一、直齿圆柱齿轮的几何要素及尺寸关系 二、直齿圆柱齿轮几何要素的尺寸计算 三、圆柱齿轮的画法规定 *四、锥齿轮、蜗杆与蜗轮的画法
齿轮
§7－2 齿轮
齿轮是在机器中传递动力和运动的零件。齿轮传动
可完成减速、增速、变向等功能。
《连接轴》精品课件
扁头一个支叉受力分析：
x
扁头中合成应力 经验公式法
叉头一个鄂板受力分析
F点、B点的合成应力 曼叶洛维奇公式
《连接轴》
连接轴的作用
1.将动力从电动机传递给轧辊 2.将动力从一个机座的轧辊传递给另一个机座的轧 辊（横
滑块式：开口式、 闭口式 十字轴式
Ø弧形齿
万向接铀开式铰链结构图 1-扁头；2-叉头；3-月牙形滑块；4-小方轴；5-青铜滑板
1.梅花轴 的尺寸： 已成系列， 查手册。
接轴的结构尺寸
α=1°31'
2.万向接轴的尺寸：
滑块式万向接轴的主要结构尺寸是叉头直径D，它取决于磨削后的轧 辊直径。D一般要比轧辊最小直径小5—15mm，或为轧辊名义直径 的85％—95％。传动端的叉头直径可比轧辊端叉头直径稍大些，以 保证过载时齿轮轴端不致破坏。
连接轴的强度计算(滑块式万向接轴的强度汁算)
轧机主传动装置与主电机选择
7.1.4.2 重锤平衡装置
图7-16 1000 初轧机联接轴平衡装置简图 1-调节螺母；2-蜗轮—螺杆机构；3-滚子；4-重锤杠杆；5-弹簧；
6-上平衡托梁铰链；7上平衡托粱
7.1.4.3 液压平衡装置
图7-17 1700 热带钢连轧机精轧机组联接轴液压平衡装置 1-上联接轴；2-轴承座；3-油箱；4-上联接轴液压平衡缸；
F 2 M (7-20) 3b1
式中:
M-接轴传递的扭矩，N.mm；
b 1 -叉头中一个叉股的宽度，mm。
图7-13 叉头中一个叉股的受力简图
1) F 2 力对x-x轴的弯曲力矩
M xxF2xFx
xx1co sy1sin
该力矩在I-I 断面弯曲应力 σ：xx
σ xx
M xx Wxx(EF )
hsH D ma x hxA 对于主机列中无人字齿轮机座的接轴（见图7-10b）：
h sH D ma x h xA
图7-10 接轴配置简图 a-有人字齿轮机座的配置型式；b-由主电机直接传动的配置型式
7.1.2 2 弧形齿接轴齿型参数
图7-11 弧形齿接轴齿型参数
7.1.3 联接轴的强度计算
图7-22整体式二辊齿轮座 1-轴瓦；2-上盖；3-拉杆；4-箱体；5-齿轮轴
图7-23由顶部注油的可逆式齿轮座润滑简图
图7-24Ф500/Ф1500×2500四辊轧机的齿轮座 1-联结轴；2-上齿轮轴；3-上盖；4-轴承座；5-滚动轴承； 6-密封端盖；7-端盖密封；8-轴承密封；9-箱体；10-下齿轮轴
✓ 齿轮座是由齿轮辊、轴承、轴承座和箱体组成（见图7-22所示）。 ✓齿轮辊的轴承可采用滚动轴承或滑动轴承，只要齿轮座结构的径向
工程力学第七章：剪切和挤压
F
F F/2 F/2
F
三个挤压面
三、拉伸强度的实用计算
t
板上有铆钉孔，板的横截面 积在开有铆钉孔的地方为最
一、剪切的实用计算 1. 剪切面--A 错动面。 剪力—FQ剪切面上的内力。
F
n F n 2. 名义剪应力--
FQ AQ
n
FQ
剪切面 3. 剪切强度条件（准则）
n
F
FQ AQ
其中:
u
n
剪切的实用计算最重要的是确定剪力大小和剪切面位置： F F 一个剪 切面 双剪 FQ=F/2
F
F
F F 受剪切面为力分界面
d
键联接
4. 剪切面积的确定
螺栓:
FQ F
键：
l h
b
FQ
剪切面 受剪切螺栓剪切面面积：
剪切面
d
AQ
d 2
4
AQ b l
单剪切与双剪切：
单剪切 F
F
一个剪切面
F FQ , AQ A 2
双剪切
F 2
F 2 F 2
F
F 2
两个剪切面
F
F 2
F 2
F FQ , AQ A 2
F 2
F 2
FQ
无论取中间段还是两端段，结果相同。
F , AQ A 2
二、挤压
挤压破 坏实例
1. 概念
铆钉等联接件在外力的作用下发生剪切变形的同时，在联接件
和被联接件接触面上互相压紧，产生局部压陷变形，最后压溃 破坏的现象称为挤压。挤压力用Fbs表示。挤压应力用σbs表示。 挤压不等于压缩，挤压应力只发生在两个构件接触的表面，一 般不均匀分布。压缩指杆的整体变形，任意截面上的应力都均 匀分布。
联接轴的基本类型
联接轴是机械设备中用于连接两个或多个旋转部件，使它们能够同步工作和传递扭矩的机械元件。
根据不同的应用场合和设计需求，联接轴有许多不同的类型。
以下是几种常见的联接轴的基本类型：
1. 线性联接轴（直联轴）：直联轴是最简单和最常见的联接轴类型，它由一个直杆构成，用于连接两个平行的旋转部件。
直联轴只能传递扭矩，不能传递轴向载荷。
2. 弹性联接轴（弹性联轴器）：弹性联接轴是通过柔性元件（如弹簧、橡胶等）实现联接的轴。
它可以在一定程度上吸收和减缓旋转部件之间的振动和冲击，并具有一定的弹性变形能力。
弹性联接轴广泛应用于工业机械、汽车等领域。
3. 万向联接轴（万向节）：万向节是一种能够传递旋转运动和轴向位移的联接轴。
它由两个交叉连接的万向节和中间的传动轴组成，能够在不同角度和位置下传递扭矩和旋转运动。
万向节常用于汽车传动系统、机器人等设备中。
4. 齿轮联接轴（齿轮联轴器）：齿轮联接轴是通过齿轮副来实现旋转部件之间的联接。
它具有较高的传动效率和扭矩传递能力，广泛应用于工业机械、船舶、风力发电等领域。
5. 柔性联接轴（柔性联轴器）：柔性联接轴是一种通过柔性材料（如金属丝绳、橡胶等）实现联接的轴。
它能够在一定程度上吸收和减缓旋转部件之间的振动和冲击，并具有较高的扭矩传递能力和一定的轴向位移能力。
柔性联接轴常用于航空航天、船舶、风力发电等领域。
这些仅是联接轴的一些基本类型，实际应用中还有更多的联接轴类型和变体，根据具体的应用需求和工作环境选择合适的联接轴非常重要。
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三、弧形齿接轴
弧形齿接轴由外齿轴套、内齿圈及中间接轴轴体组成， 其外齿侧面的节圆线为弧线，外齿套的齿顶和齿根表面是弧 面，齿的断面两侧也是弧面，即外齿纵断面上，齿的母线呈 鼓形。这样，当弧面外齿套与内齿圈啮合，能在xoz和xoy两 个互相垂直的平面内倾斜。
I—I断面应力
• 由主要弯曲力矩Mxx所产生的弯曲应力 在叉股的内表面(即在EF线上)处等于：
xx内＝
M xx Wxx内
式中 Wxx内 ：该断面对于x—x轴的断面系数
• 力N所产生的拉应力
N＝
N F
式中 F：I—I断面面积
• 力矩Myy在E点或F点处所产生的弯曲应力
yy＝
M yy Wyy
普通联轴器的分类如下：
套筒联轴器 普 通 联 轴 器 刚性联轴器 夹壳式联轴器 凸缘式联轴器 齿式联轴器 滑块联轴器 无弹性元件
十字轴万向联轴器
滚子链联轴器 挠性联轴器 簧片联轴器 金属弹性元件 弹簧联轴器 膜片联轴器 有弹性元件 弹性套柱销联轴器 弹性柱销联轴器 非金属弹性元件 轮胎式柱销联轴器
3．对该断面y-y轴的弯曲力矩为：
M yy＝ M sin（＋） 2
4. 扭转力矩为：
M kp＝ M cos （＋） 2
I—I断面中应力的最大值通常是在EF线上的B点，或 者是在E点和F点处。这些应力y由弯曲力矩Mxx所产生的弯 曲应力、力N所产生的拉应力、力矩Myy在E点或F点处所产 生的弯曲应力和扭转应力四部分组成。
式中 Wyy：该断面对于y-y轴的断面系数。
• 扭转应力，其最大值在B点：
B＝
M KP WKP B
式中 WKPB： I—I断面在B点处的抗扭转断面系数
第四节 联轴节
联轴节包括主电机联轴节和主联轴节。 主电机联轴节用来连接电动机与主减速器的传动轴。 主联轴节用来连接主减速器与人字齿轮机座的传动轴。 主联轴节应用最广的是齿轮联轴节，尼龙棒销联轴节也逐渐被 某些轧机所采用，在带有飞轮的轧机主传动中也有采用安全联 轴节的。
其他联接轴
第二节 联接轴强度计算
一、开口式扁头的受力分析和强度计算 在危险断面I—I中
P M b0 2 b 3
Mw＝Px x-合力P的力臂，它等于： 2 x 0.5(b0 b) sin x1 3
Ⅰ-Ⅰ断面中的扭矩等于： b Mn P 6 弯曲应力
扭转应力
6 Mn bS 2 Mn S3
滑块式万向接轴
根据万向接轴的装拆方式，滑块式万向接轴又可 分为轴向装拆的和侧向装拆的两种 。
轴向装拆滑块式万向接轴
两个月牙形滑块之间装上上下具有轴颈的小方轴， 再装入接轴叉头的径向膛孔中，把带切口的扁头插入两 个滑块之间，小方轴则正好位于扁头的切口之中，这样 叉头和扁头即形成一个虎克十字铰链。
侧向装拆滑块式万向接轴
P＝3M /2b1
叉头的受力分析图
X1：I—I断面中性线的横坐标； Y1：I—I断面中性线的纵坐标。
1. 截面X—Z轴的弯曲力矩：
M xx P x
X—p力的力臂
x ( x1 y1tg ) cos x1 cos y1 sin
2. 拉力N为：
N=Psin(α十β)
Β：I—1断面的倾角。
弧形齿接轴特点
在运动过程中，弧形齿接 轴的角速度几乎是恒定的，加 之径向间隙甚小，所以传动平 稳，冲击和振动小，有利于提 高轧制速度和改善产品质量； 密封和润滑条件好，使用寿命 长。提高轧机的作业率，装卸 方便，节省有色金属；当接轴 接轴小时，其承载能力较大。 由于弧形由接轴有较大的外形尺寸，所以在某些场合受限制。
一、万向接轴
• 万向接轴形式：滑块式万向接轴和十字头万 向接轴，工作原理是按照虎克十字铰链。
十字轴万向接轴
11
十字轴万向接轴
十字轴式万向联轴特点
1、 承载能力高 ，与其它型式的万向联轴器比较，在回转直 径相同的条件下，能传递更大的扭矩，这对于回转直径 受到严格限制的机械设备更为重要； 2、 传递效率高 传递效率高达98.7-99.9%，用于大功率传动 节能显著，可降低电耗5-15％； 3、传动平稳、噪音低 用于轧机传动，可提高轧材质量，提 高机器性能，改善操作者的劳动条件。一般噪声为3040db(A)； 4、结构合理，使用安全可靠，寿命长； 5、许用倾角大，可达10°-25°。
这种万向接轴具有带孔的扁头和径向镗孔中没 有凹槽的叉头，以圆销代替小方轴，圆销轴贯穿叉 头和扁头后，用螺母将其固定。如将圆销轴拆卸抽 出后，扁头和月牙形滑块可从叉头侧向拆卸
二、 梅花接轴
• 梅花接轴由断面 呈梅花瓣状的轴 体．轧辊辊头和 轴套构成。 • 接轴传递力矩靠 轴套(套筒)和接 轴、辊头 的梅花 瓣完成。 • 接轴的倾角由轴 套与接轴、辊头 间的间隙决定
二、闭口式扁头的受力和强度计算
如果在接轴中心线作一由接轴 传递的总力矩M的向量，可看到总 力矩的分力矩为：
M 1 M cos
计算应力：
M 2 M sin
在扁头I—I断面上，相应地引起的扭转应力与弯曲应力为：
6M 2 b0 S 2 M1 源自S3式中 η与比值b0：S有关的系数
第六章 联接轴与联轴节
第一节 联接轴的结构 第二节 联接轴的主要参数 第三节 联接轴强度计算 第四节 联轴节
第一节 联接轴的结构
• 联接轴的作用
用来将扭矩从人字齿轮机座或主电机传递给轧辊， 或者从一个工作机座的轧辊传递给另一个工作机 座的轧辊(在横列式轧机上)。
• 联接轴的形式 轧钢机上常用的联接轴型式是万向接轴， 梅花接轴，弧形齿接轴。
鼓形齿式联轴器
WH型原称KL-滑块连轴器
计算应力为：
j 2 3 2
三、叉头的受力分析和强度计算
合力P位于距铰链中心线b1/3处， b1为叉股的宽度。 由接轴传来的力矩M所决定的合力 P将等于： 假设A—A断面的中心线上有两个 大小等于力P、方向相反的力P1与P2， 将有力偶P与P1作用在叉股上，其力 矩等于M/2， 力P2在叉股中引起弯曲应力、拉 应力及剪应力。