第七章 联接轴与联轴节

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 S3
式中 η与比值b0：S有关的系数
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
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扭转应力
6 Mn bS 2 Mn S3
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。
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。
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
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
梅花接轴主要优点：结构十分简单，易于制造，造价低廉和换辊方便。 缺点：工作中冲击振动大，嘈杂音大、传递力矩和允许的倾角小。
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。
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
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
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。
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。
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。
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
鼓形齿式联轴器
凸缘联轴器
SL十字滑块联轴器
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
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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°。