精品课件-机械基础-第12章

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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。
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
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(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。
第12章 轴系零件
图12-16 用轴肩和轴环的轴向固定
第12章 轴系零件
想一想: 为保证定位可靠, 用作定位的轴肩或轴环的高 度尺寸和过渡圆角应有什么要求?
(2) 用轴端挡圈或圆锥面固定。 如图12-17和图12-18所 示, 将轴端挡圈或圆锥面和螺钉相配合, 主要适用于零件位 于轴端的轴向固定。
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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。
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(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。
第12章 轴系零件
图12-19 用轴套固定
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(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
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。
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图12-11 曲轴
键16×120 GB 1096—1979(90)
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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)
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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。
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。
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图12-14 减速传动装置
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(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
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。
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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。
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图12-5 (a) 矩形花键连接; (b) 渐开线花键连接
第12章 轴系零件
花键连接与平键、 半圆键等其他松键连接相比, 具有定 心精度高、 导向性好、 承载能力强、 能传递较大的转矩及 连接可靠等优点, 但花键制造较困难。
试一试: 找一个轴系组件进行拆装, 看一看其中的键连 接类型和连接方式。
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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。
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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。
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(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。
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。
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图12-3 导向平键连接
第12章 轴系零件
(3) 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
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 பைடு நூலகம்、 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。
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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
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(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。
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图12-17 用轴端挡圈固定
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图12-18 用圆锥面固定
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(3) 用轴套(套筒)固定。 如图12-19所示, 该方法主要 适用于依靠已确定位置的零件来进行固定的场合, 结构简单、 装拆方便, 且对轴的强度影响小, 因而应用广泛。 但轴套 长度不宜过长, 以免质量太大, 增加轴的负担。
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。
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图12-21 用弹性挡圈固定
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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。
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。
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(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
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图12-23 用紧定螺钉作周向固定
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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。
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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。
圆头导向平键(A), b=16 mm, h=10 mm, L=120 mm: 键16×120 GB 1097—1979(90)
方头导向平键(B), b=16 mm, h=10 mm, L=120 mm: 键B16×120 GB 1097—1979(90)
第12章 轴系零件
图12-4 半圆键连接
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
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第12章 轴系零件
图12-6 (a) 普通楔键; (b) 钩头楔键
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2) 切向键由一对具有1∶100斜度的楔键沿斜面拼合而成, 其上下两工作面互相平行, 轴和轮毂上的键槽底面没有斜度。 工作时, 靠工作面的压紧作用传递转矩。 切向键连接对轴的 削弱较严重, 且对中性差, 常用于轴径较大、 精度要求不 高、 转速较低和传递转矩较大的场合。 一对切向键只能传递 单向转矩, 需要传递双向转矩时, 可安装两个互成120°~ 135°的切向键, 见图12-7。
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