精品课件-机械基础-第12章

第12章 轴系零件
图12-1 普通平键连接
第12章 轴系零件
图12-2 普通平键的类型
第12章 轴系零件
(2) 导向平键连接。 图12-3所示为导向平键连接， 该连接主要用于轴上零件 需要作轴向移动的场合。 由于导向平键较长， 与键槽配合较 松， 一般用螺钉将导向平键固定于轴槽内。 为了拆卸方便， 在导向平键中部设有起键用螺孔。 导向平键有圆头(A型)和方 头(B型)两种形式。
第12章 轴系零件
图12-14 减速传动装置
第12章 轴系零件
(3) 传动轴： 用来传递动力， 只受扭转而不受弯曲作用或弯曲作用很 小的轴称为传动轴。 图12-15所示为汽车的传动轴， 该传动 轴制成光轴， 主要用于将齿轮箱输出的动力经万向联轴器传 递给车轮轴， 以驱动汽车转动。
第12章 轴系零件
2) 半圆键连接 半圆键连接(见图12-4)也是用侧面实现周向固定和传递转 矩。 键在轴槽中能绕自身几何中心沿槽底圆弧摆动， 以适应 轮毂上键槽的斜度， 但键槽较深， 削弱了轴的强度， 只能 传递较小的转矩， 一般用于轻载或锥形轴与轮毂的连接。
第12章 轴系零件
3) 花键连接是两零件上等距分布且齿数相同的键齿相互连接， 并传递转矩或者运动的同轴偶件， 即花键连接是由带键齿的 轴(外花键)和轮毂(内花键)组成的。 根据键齿的形状不同， 常用的花键分为矩形花键和渐开线花键两类, 如图12-5所示。
第12章 轴系零件
12.1 键、 销及其连接 12.2 轴 12.3 轴承 12.4 联轴器和离合器 思考题
第12章 轴系零件
12.1 键、 销及其连接
12.1.1 通过键将轴与轴上零件(如齿轮、 带轮和凸轮等)结合在
一起， 实现周向固定， 以传递转矩的连接称为键连接。 键 连接具有结构简单、 工作可靠、 装拆方便等特点， 在生产 中应用十分广泛。
第12章 轴系零件
图12-3 导 平键的选用。 平键已经标准化， 平键的选用主要根据轴的直径， 从标 准中选定键的剖面尺寸键宽和键高b×h， 键的长度L略小于或 等于轮毂的长度， 并符合标准系列。 (4) 圆头普通平键(A)， b=16 mm， h=10 mm， L=120 mm：
第12章 轴系零件
2) (1) 用键作周向固定。 键连接用作轴上零件的周向固定形式应用最广。 其中用 平键连接时， 对于同一轴上轴径相差不大的轴颈上的键槽， 应尽可能采用同一规格的键槽尺寸， 并使键槽位于相同的周 向位置上， 以方便加工。
第12章 轴系零件
(2) 用过盈配合作周向固定。 用过盈配合作周向固定主要用于不拆卸的轴与轮毂的连接。 这种连接结构简单， 对轴的削弱小， 对中性好， 能承受较 大的载荷和有较好的抗冲击性能。 对于对中性要求高、 承受较大振动和冲击载荷的周向固 定， 可采用键连接与过盈配合组合的固定方法， 以传递大的 转矩和使轴上零件的周向固定更牢固， 工作过程安全可靠。
图12-20 用圆螺母固定
第12章 轴系零件
议一议： 在使用圆螺母固定时， 一般都是在轴上切制细 牙螺纹，
(5) 用弹性挡圈固定。 如图12-21所示， 该方法主要应 用于需要承受轴向力较小的场合， 固定时需要在轴上切制沟 槽， 安装时将弹性挡圈卡入槽内即可。
第12章 轴系零件
图12-21 用弹性挡圈固定
第12章 轴系零件
(3) 轴上有切制螺纹要求时， 应有退刀槽， 以便于螺纹 车刀退出； 需要磨削的阶台轴， 应留有越程槽， 使磨削用 砂轮可越过工作表面。 轴上有多个退刀槽或越程槽时， 应尽 可能取相同的尺寸， 以方便加工。
第12章 轴系零件
4. 轴的材料主要采用优质碳素结构钢和合金钢。 碳素钢价 格低廉， 常用30、 40、 45等型号的碳素钢经调质处理后能 获得较好的综合力学性能， 其中以45钢应用最广。 对不重要 的轴， 可以采用Q235等普通质量的碳素结构钢制造。 合金钢 价格较贵， 多用于高速、 重载等重要场合。
用作确定零件之间相互位置的销， 通常称为定位销。 定 位销有圆柱销和圆锥销两种(见图12-8)， 常采用圆锥销， 定 位销的直径可按结构要求来确定， 个。
第12章 轴系零件
图12-8 圆柱销和圆锥销
第12章 轴系零件
看一看： 减速器箱盖和箱体间的定位销。 为了方便销的连接装拆或盲孔的销连接， 可采用内螺纹 圆锥销或内螺纹圆柱销。
第12章 轴系零件
根据所受载荷不同， 又可将直轴分为心轴、 转轴和传动 轴三类。
(1) 心轴： 用来支承回转零件， 只受弯曲作用而不传递动力的轴称 为心轴。 图12-13所示的滑轮支承轴即属于心轴。
第12章 轴系零件
图12-13 滑轮支承轴
第12章 轴系零件
(2) 转轴： 既支承回转零件又传递动力， 同时承受弯曲和扭转两种 作用的轴称为转轴。 机器中大多数的轴都属于这一类。 图 12-14所示的减速传动装置简图中的小齿轮轴和输出轴都属于 转轴。
12.2 轴是机械产品中的重要零件之一, 用来支承作回转运 动的传动零件、 传递运动和转矩、 承受载荷， 以及保证装 在轴上的零件具有确定的工作位置和具有一定的回转精度。
12.2.1 按照轴的轴线形状不同， 轴可以分为曲轴(见图12-11)和
直轴(见图12-12)两大类。
第12章 轴系零件
图12-11 曲轴
键16×120 GB 1096—1979(90)
第12章 轴系零件
方头普通平键(B)， b=16 mm， h=10 mm， L=120 mm： 键B16×120 GB 1096—1979(90)
单圆头普通平键(C)， b=16 mm， h=10 mm， L=120 mm： 键C16×120 GB 1096—1979(90)
第12章 轴系零件
(3) 用圆锥销和紧定螺钉作周向固定， 如图12-22和图 12-23所示， 该周向固定方式主要应用在传递转矩很小的场合， 在实现周向固定的同时还可实现一定的轴向固定。
第12章 轴系零件
图12-22 用圆锥销作周向固定
第12章 轴系零件
图12-23 用紧定螺钉作周向固定
第12章 轴系零件
第12章 轴系零件
图12-19 用轴套固定
第12章 轴系零件
(4) 用圆螺母固定。 如图12-20所示， 该固定方式常用 于轴的中部或端部， 装拆方便、 固定可靠， 但需要在轴上 切制螺纹， 对轴的强度有一定影响。 为防止圆螺母松脱， 常采用双螺母或一个螺母加止推垫圈进行防松。
第12章 轴系零件
图12-9所示为用内螺纹圆锥销进行定位。 图12-10所示的圆柱销在传递转矩的同时能起到对被连接 件的安全保护作用。 当传递的动力或转矩过载时， 该连接销 首先被切断， 保护被连接零件免受损坏， 称为安全销。
第12章 轴系零件
图12-9 内螺纹圆锥销
第12章 轴系零件
图12-10 安全销
第12章 轴系零件
第12章 轴系零件
图12-7 切向键连接
第12章 轴系零件
12.1.2 生产中常用的销有圆柱销、 圆锥销和内螺纹圆锥销三种。
销已标准化， 销连接可用来确定零件之间的相互位置、 传递 动力或转矩， 还可用作安全装置中的被切断零件。 使用时， 可根据工作情况和结构要求， 按标准选择其形式和规格尺寸。
2. 1) 楔键分普通楔键和钩头楔键两种。 普通楔键有圆头(A型)、 方头(B型)和单圆头(C型)三种形式； 钩头楔键只有一种形式。
第12章 轴系零件
如图12-6所示， 楔键的上、 下两面为工作面， 上表面 相对下表面有1∶100的斜度， 轴上零件的轮毂槽底面相应也 有1∶100的斜度。 装配时， 将楔键打入轴与轴上零件之间的 键槽内， 使之连接成一整体， 从而实现传递转矩。
图12-15 汽车传动轴
第12章 轴系零件
12.2.2 轴的结构、 1. 轴主要由轴颈和连接各轴颈的轴身组成。 被轴承支承的
部位称为支承轴颈， 支承回转零件的部位称为配合轴颈(也称 工作轴颈)。 轴的各部位直径应符合标准尺寸系列， 支承轴 颈的直径还必须符合轴承内孔的直径系列。 在考虑轴的结构 时， 应满足下述三个方面的要求，即装在轴上的零件， 要牢 固且可靠地相对固定； 便于加工， 尽量避免和减小应力集中； 轴上零件要便于安装和拆卸。
第12章 轴系零件
1. 1) 平键分普通平键和导向平键两种。 平键是矩形截面的连 接件， 置于轴和轴上零件键槽内, 键的两侧面为工作面， 用 以传递转矩。 (1) 普通平键连接。 图12-1所示为普通平键连接。 普通平键连接因其具有对 中性好、 装拆方便等优点，应用非常广泛。 根据键的头部形 状不同， 普通平键有圆头(A型)、 方头(B型)和单圆头(C型) 三种形式(见图12-2)。 圆头普通平键在键槽中不会发生轴向 移动， 应用最广。 单圆头普通平键则多应用在轴的端部。
第12章 轴系零件
图12-12 (a) 光轴； (b) 阶台轴
第12章 轴系零件
曲轴是往复式机械， 如内燃机中的专用零件。 直轴按其 外形不同， 分为光轴和阶台轴两种, 如图12-12所示。 光轴 形状简单， 加工方便， 但轴上零件不易定位和装配； 阶台 轴各截面直径不等， 便于零件的安装和固定， 因此应用广泛。
第12章 轴系零件
2. 1) 轴上零件轴向固定的目的是保证零件在轴上有确定的轴向 位置， 防止零件作轴向移动， 并能承受轴向力。 常用的方 法有利用轴肩、 轴环、 圆锥面， 以及采用轴端挡圈、 轴套、 圆螺母、 弹性挡圈等零件进行轴向固定。
第12章 轴系零件
(1) 用轴肩和轴环固定。 轴肩或轴环是阶台轴上截面有 变化的部位， 如图12-16所示。 用轴肩或轴环对轴上零件作 轴向固定具有结构简单、 定位可靠、 能承受较大轴向力等优 点， 是最常用的轴向固定法。
3. (1) 阶台轴的直径应该是中间大、 两端小， 由中间向两 端依次减小， 便于轴上零件的装拆。 (2) 轴端、 轴颈与轴肩(或轴环)的过渡部位应有倒角和 过渡圆角， 以便于轴上零件的装配， 避免划伤配合表面， 减少应力集中。 轴肩(或轴环)的过渡圆角半径应小于轴上安 装 零件内孔的倒角高度或圆角半径， 以保证轴上零件端面可靠 贴合轴肩端面。