机械传动轴轴承联轴器
第六章 常用机械零件
1.滚动轴承的基本构造 如图所示，滚动轴承一般由内圈1、 外圈2、滚动体3和保持架4组成。内外 圈上通常制有沟槽，其作用是限制滚 动体轴向位移和降低滚动体与内外圈 间的接触应力。内外圈分别与轴颈和 轴承座配合，通常是内圈随轴颈转动 而外圈固定不动，但也有外圈转动而 内圈固定不动，当内、外圈相对转动 时，滚动体就在滚道内滚动。保持架 的作用是使滚动体等距分布，并减少 滚动体间的摩擦和磨损。
第六章 常用机械零件
§6－1 联接及联接件
一﹑螺纹连接
（二）标准螺纹联接件 1.螺栓 最常用的有六角头和小六角头两种。 2.双头螺柱 两端都制有螺纹，旋入被联接件螺纹孔的一端称为底端， 另一端为螺母端。 3.螺钉 六角头﹑圆头﹑十字头 4.紧定螺钉 紧定螺钉分为柱端、锥端和平端三种。
第六章 常用机械零件
第六章 常用机械零件
§6－1 联接及联接件
二﹑键联接
花键联接已经标准化。按其齿形不同，分为矩形花键、渐开线 花键和三角形花键三种(图2)，其中以矩形花键应用最广。 ①矩形花键 它的齿侧面为两 平行平面，如图a所示。 ②渐开线花键 它的齿形为压力角 a=30°（或45°）的渐 开线，如图b所示。 ③三角形花键 内花键齿形为直线齿形，外花键齿形为压力角45°的渐开线， 如图c所示。
第六章 常用机械零件
§6－1 联接及联接件
二﹑键联接
②切向键联接 由两个单边楔键组成一个切向键，其上下面（窄面）为工作面。 装配时，两个键分别从轮毂两端楔入。工作时靠工作面的挤压传递 转矩。一个切向键只能传递单向转矩；传递双向转矩时，必须用两 个切向键，两键应错开120°～135°，如图2c所示。切向键联接用 于载荷较大，对同心精度要求不高的重型机械上。
第六章 常用机械零件
电机和传动轴的连接方式
电机和传动轴的连接方式
在机械传动系统中，电机和传动轴的连接方式至关重要，直接影响着设备的性能和效率。
常见的连接方式包括联轴器连接、皮带传动连接和直接连接等。
下面将分别介绍这几种连接方式的特点和适用场景。
1. 联轴器连接
联轴器连接是一种常用的连接方式，通过联轴器将电机和传动轴连接在一起。
联轴器具有吸收振动、调节轴向位移和传递扭矩的功能，能够有效保护设备的传动系统。
不同类型的联轴器适用于不同的工况，如弹性联轴器适用于需要吸收振动的场合，而齿式联轴器适用于需要高扭矩传输的场合。
2. 皮带传动连接
皮带传动连接是一种通过带动带来实现电机和传动轴连接的方式。
皮带传动连接适用于需要传递较大功率和调节传动比的场合，具有传动平稳、噪音小、维护方便等优点。
不过，皮带传动连接也存在能量损耗大、传动效率低的缺点，因此在一些对效率要求较高的场合可能不适用。
3. 直接连接
直接连接是指电机和传动轴直接通过轴承等连接件连接在一起的方式。
直接连接适用于传动效率要求高、空间有限的场合，能够有效
降低传动损失。
但直接连接也存在振动大、传动不稳定等缺点，需要根据具体的工况选择合适的连接方式。
电机和传动轴的连接方式应根据具体的工况和要求进行选择。
在选择连接方式时，需要考虑传动效率、传动平稳性、维护便捷性等因素，并根据实际情况进行合理搭配。
只有选择合适的连接方式，才能保证设备的正常运行和提高生产效率。
机械设计基础-----第12章 轴
转动心轴：轴转动 固定心轴：轴固定
问：火车轮轴属于什么类型？
问：自行车前轮轴属于什么类型？
传动轴：只受转矩，不受弯矩M=0，T≠0
如：汽车下的传动轴。
转轴：既传递转矩（T）、又承受弯矩（M）
如：减速器中的轴。
问：根据承载情况下列各轴分别为哪种类型？ 0 轴： 传动轴 Ⅰ轴： 转轴 Ⅱ轴： 转动心轴
表12-2 常用材料的[τT]值和C值
轴的材料 Q235-A, 20 Q275, 35 1Cr18Ni9Ti 45 40Cr, 35SiMn 38SiMnMo, 3Cr13
[τT](N/mm2 )
15~25
20~35
25~45
35~55
C
160~135
135~118
118~107
107~98
注: 当作用在轴上的弯矩比传递的转矩小或只传递转矩、载荷较 平稳、无轴向载荷或只有较小的轴向载荷、减速器的低速轴、轴 只作单向旋转, [τT]取较大值， C取较小值; 否则[τT]取较小值， C取较大值。
第12章 轴
§12-1 §12-2 §12-3 §12-4 概 述
带传动和链传动都是通过中间挠性件传递运 动和动力的，适用于两轴中心距较大的场合。 与齿轮传动相比，它们具有结构简单，成本 低廉等优点。
轴的结构设计 轴的计算 轴的设计实例
§12-1、概述
一、主要功用
1、支承轴上回转零件（如齿轮）
2、传递运动和动力 二、分类 1、按承载分 心轴：只承受弯曲（M），不传递转矩（T=0）
▲ 碾压、喷丸等强化处理。
通过碾压、喷丸等强化处理时可使轴的表面产生预 压应力，从而提高轴的疲劳能力。
五、轴的结构工艺性 为便于轴上零件的装拆，一般轴都做成从轴端逐渐向 中间增大的阶梯状。在满足使用要求的前提下，轴的结 构越简单，工艺性越好。零件的安装次序 1. 装零件的轴端应有倒角，需要磨削的轴端有 砂轮越程槽，车螺纹的轴端应有退刀槽。
常用传动零件
二、 滑动轴承
2、液体摩擦滑动轴承 摩擦表面完全被润滑油隔开的轴承称为液体摩擦滑动轴承。这种 轴承的摩擦因数很小，其摩擦阻力仅来自润滑油的内部摩擦。 由于摩擦表面不直接接触，避免了磨损。 但轴承必须满足一定 的工作条件，且需较高的制造精度，才能形成液体摩擦。 获得 液体摩擦状态常用两种方法：动压法（液体动压轴承）和静压法 （液体静压轴承）。 因此多用于高速、精度要求较高或重载的 场合。
2 、无弹性元件联轴器 常用的无弹性元件联轴器有：十字滑块联轴器、万向联轴器 和齿式联轴器等。
十字滑块联轴器
万向联轴器
齿式联轴器
实物
3 、弹性联轴器 常用的弹性联轴器有：弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器等。
弹性套柱销联轴器
构造与凸缘联轴器相似，只是用套有弹性套的柱销代替了联接螺纹，利用 弹性套的弹性变形来补偿两轴的相对位移。这种联轴器重量轻、结构简单、 但弹性套易磨损、寿命较短，用于冲击载荷小、启动频繁的中、小功率传动 中。弹性套柱销联轴器已标准化（GB4323-84)。
类型代号:
尺寸系列代号:
轴承尺寸系列代号由轴承的宽度系列代号和直径 系列代号组合而成。组合排列时，宽度系列在前， 直径系列在后，见表。
内径代号:
表示轴承的内径尺寸，见表。
基本代号一般由五个数字（或字母加四个数字）组成。 当宽度系列为0时可省略。如6200 02为尺寸系列代号。
联轴器与离合器
联轴器和离合器都是用来联接两轴，使两轴一起转动并传递 转矩的装置。在工作过程中，使两轴始终处于联接状态的称 联轴器，可使两轴随时分离或接合的称离合器。
• 三、 滚动轴承
1.滚动轴承的组成、类型及代号
滚动轴承的组成： 滚动轴承一般由 内圈、外圈、滚 动体和保持架组 成。内圈装在轴 颈上，外圈装在 机座或零件的轴 承孔内。多数情 况下，外圈不转 动，内圈与轴一 起转动。当内外 圈之间相对旋转 时，滚动体沿着 滚道滚动。
电机传动轴的结构
电机传动轴的结构
电机传动轴是指连接电机和传动装置的一根轴，其主要作用是传递电机的动力和扭矩，驱动传动装置工作。
电机传动轴的结构主要由轴体、轴承、联轴器和密封件等部分组成。
轴体是电机传动轴的主体部分，通常由钢材或铸铁材料制成。
轴体的主要作用是承受传动过程中的弯曲和扭转力，同时还要保证轴体的刚度和强度。
轴体的表面通常需要进行表面处理，以提高其耐磨性和防腐蚀能力。
轴承是支撑轴体的重要组成部分，主要用于减少摩擦和磨损，保证传动过程的平稳和可靠。
常用的轴承有滚动轴承和滑动轴承，其中滚动轴承的使用寿命较长，但需要定期润滑；滑动轴承则无需润滑，但使用寿命较短。
联轴器是连接电机和传动装置的重要部件，主要作用是将电机的旋转运动转换为传动装置的旋转运动。
常用的联轴器有机械式联轴器和弹性联轴器，其中弹性联轴器具有很好的减震和缓冲性能，可以有效减少传动过程中的振动和噪声。
密封件是保护电机传动轴的重要组成部分，通常用于防止水、油和灰尘等外界物质进入轴体内部，保证传动过程的可靠性和稳定性。
常用的密封件有轴封、密封垫片和密封圈等。
综上所述，电机传动轴的结构是相对复杂的，需要各个部分协同工作，才能保证传动过程的稳定和可靠。
- 1 -。
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
汽车常用机械零件
具有较好的缓冲和减振作用。主要有弹性圆柱销联轴器和
尼龙柱销联轴器两种。
2．离合器
离合器的主要形式有嵌入式离合器和摩擦式离合器两种
，嵌入式离合器是依靠齿的嵌合来传递转矩的，而摩擦式
离合器主要是靠工作表面之间的摩擦力来实现扭矩的传递
的。
（1）嵌入式离合器
常用的嵌入式离合器主要有牙嵌离合器和齿轮离合器两
种。齿轮离合器如图11-6所示。
（2）在轮毂端面贴紧轴肩定位面或切螺纹或磨削轴段 的轴肩处，应留有螺螺纹退刀槽和砂轮越程槽纹退刀槽 和砂轮越程槽。
（3）为了减少应力集中，轴肩、轴环过渡要缓和，并 做成圆角。
（4）当轴上有多个键槽时，应尽可能安排在同一条直 线上，使加工键槽时无须多次装夹换位。
（5）轴直径尽量采用标准系列。
11.2 滚动轴承
筒、螺母、轴端挡圈及圆锥表面等方法。零件在轴上的 周向定位和固定可采用键联接，花键联接，螺钉、销钉 联接，过盈配合等方法。
图11-2轴上零件的定位和固定方式
2．结构工艺要求
（1）一般将轴设计成阶梯形，目的是增加强度和刚度， 便于拆装，易于轴上零件的固定；区别不同轴段的精度 及表面光洁度等满足不同的需要。
常用的。 2．球墨铸铁 球墨铸铁主要用于制造外形比较复杂的轴，如发动机的
曲轴。 3．合金结构钢 这种钢主要应用于要求重量轻且有特殊要求的轴上。汽
车发电机转子轴，要求在高速、高温且重载等恶劣环境 下工作，通常采用27Cr2MoAIV，38 CrMoAIV等合金结 构钢。
轴的常用碳素结构钢、合金结构钢牌号及力学性能如表 11-2所示。
中
2′
低
不允许
高
2′~10′
高
2′~10′
轴系零部件
第五章 轴系零部件
五、轴的结构设计
轴的结构设计就是使轴的各部分具有合理的形状和尺寸。 主要有以下要求：
如汽车的主传动轴、转向轴等（图5-3）。
3. 转轴
工作时既承受弯矩（支撑转动零件），又承受转矩（传递
动力）的轴称为转轴，如减速器中的轴（图5-4）。这是机器
中最常见的轴。
第五章 轴系零部件
按轴线情况的不同，轴还可分为直轴和曲轴（图4-5c）。 直轴又分为光轴（图4-5a）和阶梯轴（图4-5b）两种。
第五章 轴系零部件
图5-8 双圆螺母
图5-9轴端挡圈
采用套筒、轴端挡圈、螺母作轴向固定时，应将装零件的
轴段长度做得比零件轮毂短2~3mm。以保证套筒、螺母或轴 端挡圈能靠紧零件端面。
为了保证轴上零件紧
靠定位面（轴肩），轴
肩的圆角半径r必须小于 相配零件的倒角C1或圆 角半径R，轴肩高必须 大于C1或R（图5-10）
第五章 轴系零部件
第二节 轴 承
一、轴承的功用与分类 1．轴承的功用 轴工作时大多数要作旋转运动，因此轴承是用来支撑轴及 轴上回转零件，使轴能实现旋转运动的部件。 2．轴承的分类 按轴承能承受载荷的方向，可分为可承受径向载荷的向心 轴承、可承受轴向载荷的推力轴承和既可承受径向载荷又能 承受轴向载荷的向心推力轴承。 按轴承工作时的摩擦性质，可分为滑动摩擦轴承（简称滑 动轴承）和滚动摩擦轴承（简称滚动轴承）两大类。 与滑动轴承相比，滚动轴承具有摩擦阻力小、起动灵敏、 效率高、润滑简便和易于互换等优点，其缺点是抗冲击能力 差，高速时出现噪声，工作寿命也不及滑动轴承。虽然滚动 轴承具有一系列优点，获得广泛应用，但是在高速、高精度、 重载、结构上要求剖分等场合，滑动轴承就显示出它的优异 性能。因而，在汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电机
《机械设计基础》试题和答案
《机械设计基础》试题和答案《机械设计基础》是机械工程专业的一门重要课程，涵盖了机械设计的基础知识和基本技能。
下面是一份试题和答案，希望能对读者有所帮助。
一、选择题1、下列哪个零件不属于标准件？（） A. 螺栓 B. 轴承 C. 齿轮 D. 连杆答案：D. 连杆2、在机械设计中，哪种材料具有较好的耐磨性和耐腐蚀性？（） A. 铝合金 B. 钢 C. 聚合物 D. 陶瓷答案：D. 陶瓷3、下列哪个零件是机械传动系统中的核心零件？（） A. 轴 B. 轴承 C. 齿轮 D. 联轴器答案：C. 齿轮4、下列哪个参数是用来描述齿轮的尺寸大小的？（） A. 模数 B. 压力角 C. 齿数 D. 螺旋角答案：A. 模数5、下列哪个零件属于常用件？（） A. 弹簧 B. 滚动轴承 C. 联轴器 D. 滑动轴承答案：A. 弹簧二、填空题1、机械设计的基本要求包括________、、、和。
答案：使用性能好、经济性好、可靠性高、安全可靠、环保性好2、根据轴的承载情况，轴可分为________、和。
答案：心轴、传动轴、转轴3、机械传动系统一般由________、________、________和________组成。
答案：原动机、传动装置、工作机构、控制系统4、齿轮的失效形式有________、________、和。
答案：轮齿折断、齿面磨损、齿面胶合、齿面点蚀5、弹簧的特性线有________、和。
答案：直线型、抛物线型、对数型三、简答题1、请简述机械设计在工业设计中的重要性。
答案：机械设计在工业设计中具有举足轻重的地位。
机械设计为产品的实现提供了技术和美学的支撑，是产品性能和使用寿命的重要保障。
同时，机械设计的美学价值也在现代工业设计中发挥着越来越重要的作用，成为产品外观和结构设计的灵感来源。
2、请说明机械零件常用金属材料应具备哪些性能。
答案：机械零件常用金属材料应具备以下性能：力学性能，包括强度、硬度、塑性和韧性等；物理性能，如导热性、导电性和密度等；化学性能，如耐腐蚀性和抗氧化性等；工艺性能，如铸造性、焊接性、切削加工性和热处理性等。
轴和联轴器的结构与工作原理
M max
卷筒的轮毂结构
max M
9.3.1 轴的结构及各部分名称
⑴轴头
支承传动零件、联 轴器等，并与这些零件 保持一定的配合的轴段 ⑵轴颈 与轴承配合的轴段 ⑶轴身
联接轴头与轴颈的轴段
轴肩 轴环
9.3.2 轴的结构设计中重点解决的问题
1.轴上零件的轴向定位、固定和周向固定 (1) 轴向固定 轴上零件的轴向定位主要靠轴肩和轴环或 套筒来完成。 为了保证轴上零件靠紧 定位面，轴肩处的圆角半 径R必须小于零件内孔的 圆角R1 或倒角C1 轴肩高度一般取h= （0.07～0.1）d，轴环宽 度b≈1.4h
实心轴的直径为：
T 9.55 106 P P d 3 3 C3 0.2[ ] 0.2[ T ]n n
有一个键槽 有两个键槽 轴径增大7%
为了减少键槽对轴的削弱，可按以下方式修正轴径
轴径d＞100mm
轴径增大3%
轴径d≤100mm
轴径增大5%～7%
轴径增大10%～15%
9.4.2 按抗弯扭合成强度计算
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。
挠性联轴器
对被联接两轴间的各种相对位移有补偿能力，进一步分为： 无弹性元件挠性联轴器：联轴器具有挠性，可补偿两轴的相
对位移。但因无弹性元件，故不能缓冲减振。
第9章 轴
9.1 概 述 9.2 轴的材料 9.3 轴的结构设计 9.4 轴的工作能力计算 9.5 轴的使用与维护
本章知识导读
五邑大学(机械设计轴系作业)
一、滚动轴承：选择课后习题16题16、如图所示：一对7306AC 型角接触球轴承。
已知：1r F =3000N ，2r F =1000N ，a F =500N ，n=1200r/min ，载荷平稳，常温下工作，求轴承寿命（小时）。
提示：7306AC 轴承：r C =25.2kN ，s F =0.68r F ， =0.68， >r A F F /时，X=0.41，Y=0.87， ≤r A F F /时，X=1，Y=0。
解：两轴承的附加轴向力为N F F F F F NF F NF F s a a s a r s r s 6801180500680680100068.068.020********.068.022212211===+=+==⨯===⨯==>==393.03000118011r a F F ===68.0100068022r a F F 由已知条件，可求得当量动载荷由于载荷平稳，根据附表13-2，取0.1=d f ，则N F Y F X f P a r d 6.2256)118087.0300041.0(0.1)(11111=⨯+⨯⨯=+=N F Y F X f P a r d 1000100010.1)(0Y 222222=⨯⨯=+=∴=，由于最后可求得两轴承寿命h P Cr n L h P Cr n L h h 222264)(601019342)(6010326210316110≈=≈=二、轴：选择课后习题第12题已知一根传动轴的传递功率为37kW ，转速n=900r/min 。
若轴的许用扭切力为40MPa ，试求该轴的直径。
解：转矩T=9550n P =9550N 39390037=⨯·m 由扭转强度条件][T TT W T ττ≤= m T d d d W T T 0365.010402.0393][2.02.016/36333=⨯⨯=≥≈=τπ 即该轴的直径应为0.0365m 。
机械基础课件：轴系零件
轴系零件
图12-11 曲轴
轴系零件
图12-12 (a) 光轴； (b) 阶台轴
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。
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。
轴系零件
图12-20 用圆螺母固定
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。
轴系零件
图12-21 用弹性挡圈固定
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。
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1223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。
轴系零件
图12-22 用圆锥销作周向固定
轴系零件
图12-23 用紧定螺钉作周向固定
轴系零件
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。
选择联轴器要考虑的因素
选择联轴器要考虑的因素联轴器是传动机械中不可或缺的一部分，常用于连接电机、减速器、传动轴等组件，将动力顺利传递到需要的地方。
选择合适的联轴器对于机械传动的可靠性、效率和寿命都有着重要的影响。
在选择联轴器时，需要考虑以下因素：1. 转矩和功率联轴器的转矩和功率是选择联轴器时最重要的参数。
转矩是联轴器可以承受的最大扭矩，功率则是联轴器传递的能量。
在选择联轴器时应该根据传输的功率和扭矩来选择合适的联轴器，保证它们在工作时不能过载。
2. 连接方式联轴器的连接方式影响联轴器的使用寿命和功能。
联轴器的几种连接方式包括键槽连接、锥形连接、螺纹连接等。
其中键轴连接方式通常用于低转速和小功率的传动，锥形连接方式用于高转速和大功率的传动，螺纹连接方式则可以在较高转速下使用。
3. 轴承负载轴承负载是联轴器选择时需要优先考虑的因素之一。
轴承负载是指联轴器对轴承承受的最大力和扭矩。
在选择联轴器时应该根据轴承负载的大小来选择合适的联轴器，以保证传动系统的稳定性和寿命。
4. 偏差补偿能力由于机械传动中经常存在轴向、径向和角度偏差，因此联轴器必须具有一定的偏差补偿能力。
不同类型的联轴器具有不同的偏差补偿能力，在选择时应根据具体应用来考虑。
5. 安装和维护联轴器的安装和维护也是选择时需要考虑的重要因素。
安装的不当会导致联轴器损坏或失效，进而影响传动系统的效率和寿命。
人们在选择联轴器时应该考虑到它的安装难度、拆卸和维护等问题，便于日后的维护和保养。
6. 应用环境联轴器应该符合特定的应用环境。
例如，在液压、化学、食品、医疗和卫生等严格行业中，联轴器需要符合相应的认证标准和材料规范。
综上所述，选择合适的联轴器涉及到很多因素，如转矩和功率、连接方式、轴承负载、偏差补偿能力、安装和维护，以及应用环境。
在选择时要特别仔细，确保选择的联轴器能够满足其机械传动的要求。
机械基础轴类零件(完整版)
——机械零件
第五章 机械零件——轴
§5-1 概述 §5-2 轴径的初步估算 §5-3 轴的结构设计 §5-4 轴的强度和刚度计算
§5-1 概述
一、轴的主要功用 1、支承轴上回转零件（如齿轮） 2、传递运动和动力
3、受弯矩，抵抗变形，保证轴上零件正常工作。
二、轴的分类
1、按承载情况分 转轴：既传递转矩（T）、又承受弯矩（M）
2、合金钢：40Cr、40MnB、20CrMnTi等，强度高、寿命 长，对应力集中敏感，价格较贵。用于重载、 小尺寸的轴。
种类
注意：钢材
对钢材弹性模量E影响很小，
热处理
∴用 热处理 不能提高轴的刚度。 合金钢
问：当轴的刚度不足时，如何提高轴的刚度？ 3、合金铸铁、QT：铸造成形，吸振，可靠性低，品
F
等强度
阶梯轴
一、轴上零件的布置 轴颈：装轴承处
尺寸= 轴承内径；
组成 轴头：装轮毂处
直径与轮毂内径相当；
轴身：联接轴颈和轴头部分。
典型轴系结构
轴承盖 滚动轴承 齿轮 滚动轴承 轴承盖 键槽
联轴器
轴颈
轴身
轴头
轴颈
轴身
轴头
装配方案的比较：
二、各轴段直径和长度的确定 1、d：由载荷→dmin→由结构设计要求确定各段的d。 2、L：由轴上零件相对位置及零件宽度决定，同时考虑： 1）轴段长比轮毂宽小2~3mm——可靠定位。 2）传动件、箱体、轴承、联轴器等零件间距离(查手册)。
4、塑性变形— 短期尖峰载荷— 验算屈服强度。 设计的主要问题：
1、合理的结构设计— 保证轴上零件有可靠的 工作位置，装配、拆卸方便，周向、轴向固 定可靠，便于轴上零件的调整；
轴系零部件
曲轴：
第五章 轴
• ③ 挠性轴（软轴），由多组钢丝分层卷 绕而成，用于两个传动件轴线不在同一 直线或工作时彼此有相对运动的空间传 动，还可用于受连续振动的场合，以缓 和冲击。
第五章 轴
挠性钢丝轴
第五章 轴
例：减速器中的轴
转轴：机 器中最常 见的轴， 通常简称 为轴。 工作时既 承受弯矩 又承受转 矩。
(六) 轴上的零件装拆和调整
•为了能够顺利地装拆轴上零件，轴的结构多半设计 成中间粗两端逐渐细的阶梯轴形状。为装拆方便， 轴肩一般可取为1~3mm。安装轴承的轴肩高度应小于 轴承内圈厚度，以便拆卸。
第五章 轴
例:汽车轴(某汽车型号)
第五章 轴
第三节.轴的强度、刚度校核
一、轴的失效形式 疲劳断裂;
这两种固定的方法，常用于轴向力较小的场合。
8）其它固定形式
锥形面或过盈配合联 接
第五章 轴
2.零件的周向定位
1）键 2）花键
3）紧定螺钉、销
4）过盈配合
第五章 轴
(五)轴的结构工艺性
1、关于轴的形状：阶梯轴 • 由于阶梯轴接近于等强度，而且便于加工和轴 上零件的定位和拆装，所以实际上的轴多为阶 梯形.
过载的弯曲和扭转变形. 在设计轴的过程中，应注意根据轴的受 载特点分别对轴进行强度和刚度的校核。
第五章 轴
课后小结
本章重点掌握： 一、掌握轴的功用;举例说明轴的类型。 二、轴上零件的定位和固定方式；提高轴 疲劳强度的结构措施；轴上零件的装拆和调 整；轴的制造工艺要求。 三、轴的强度与刚度校核。
轴系零部件
轴
第二篇：轴系零部件
• 研究对象：主要是机器内部传动的各种零部件： 轴、轴承、联轴器、离合器及各种联接件； • 研究内容： 1.轴的类型、结构和强度计算 2.滚动轴承的类型选择、尺寸选择和组合设计
机械轴定义及设计概述
机械轴定义及设计概述1、轴的定义轴基本上是任何机器的旋转部件，其横截面为圆形，用于将动力从一个部分传递到另一个部分或从动力产生机到动力吸收机。
为传递动力，轴的一端与动力源相连，另一端与机器相连。
轴可以根据需要是实心或空心的，空心轴有助于减轻重量并提供优势。
轴是机器中使用的非常重要的元件之一。
它们用于支撑旋转部件，例如滑轮和齿轮，它们由位于刚性机器外壳中的轴承支撑。
位于轴上的齿轮和皮带轮有助于传递运动。
许多其他旋转元件通过键安装在轴上。
由于轴所支撑的构件的反作用力和动力传递产生的扭矩，它们承受弯矩和扭矩。
轴总是具有圆形横截面，可以是空心的或实心的。
轴可分为曲柄轴、直线轴、铰接轴或柔性轴，但直线轴通常用于传递动力。
轴通常设计为陡峭的圆柱杆，因此它们在整个长度上具有不同的直径，尽管具有恒定直径的轴易于生产。
阶梯轴中的应力大小随其长度而变化。
具有统一直径的轴不适合拆卸、组装、维护，并且这些轴在紧固安装在它们上的零件时会产生复杂性，特别是轴承。
2、轴的类型：1）传动轴：这些轴是阶梯轴，用于在一个源之间传递动力到另一个吸收动力的机器。
在轴齿轮、轮毂或皮带轮的阶梯部分上安装用于传递运动。
示例：高架轴、线轴、副轴和所有工厂的轴。
2）机械轴：这些轴位于组件的内部，是机器的组成部分。
示例：汽车发动机中的曲轴是机器轴。
3）车桥轴这些轴支撑旋转元件，例如轮子，可以安装在带有轴承的外壳中，但轴是非旋转元件。
这些主要用于车辆。
示例：汽车中的车轴。
4）主轴轴这些是机器的旋转部分；它容纳工具或工作空间。
它们是短轴，在机器中使用，它们是用于机器的短轴。
示例：车床中的主轴。
3、轴用材料通常低碳钢是用于轴的材料。
如果需要高强度，则使用合金钢，如镍铬、镍、铬钒钢。
它们通常是通过热轧和冷拔和研磨形成的。
通常用于常规轴的材料是50 C12、50 C4、45 C8、40 C8级的碳钢。
1）用于轴的材料应具有以下特性：①材料应具有高强度②材料应具有高耐磨性③材料应具有热处理特性④材料应具有良好的机械性能⑤材料必须具有低缺口敏感系数2）轴的标准尺寸①机械轴可达25 毫米，步长为 0.5 毫米。
传动轴的构造和工作原理
传动轴是一种用于传递动力和扭矩的机械装置，常用于汽车、机械设备和工业机械等领域。
它的主要构造包括轴心线、轴承、联轴器和连接件等。
传动轴的工作原理是通过旋转运动将动力从一个部件传递到另一个部件。
当一个部件旋转时，传动轴将其旋转运动传递到另一个部件上，使其也开始旋转。
传动轴通常与发动机或电动机连接，通过联轴器将动力传递到其他部件，如车轮或机械设备。
传动轴的工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 发动机或电动机产生动力，使传动轴开始旋转。
2. 传动轴通过联轴器将动力传递到其他部件，如车轮或机械设备。
3. 传动轴的旋转运动使其他部件开始旋转，从而实现动力传递。
4. 传动轴的轴承起到支撑和减少摩擦的作用，确保传动轴的平稳运转。
传动轴的构造和工作原理可以根据具体的应用和需求进行设计和调整，以适应不同的工作环境和工作条件。
机械基础-联轴器和离合器
套筒联轴器
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： 普通凸缘联轴器
---靠铰制孔螺栓对中。
有对中榫的凸缘联轴器 ---靠榫头对中。
绞制孔螺栓
普通螺栓
对中榫
普通凸缘联轴器
制造与安装要求：半联轴器的凸缘端面应与轴线垂直， 安装时应使两轴精确对中。
特点：无需沿轴向移动即可方便装拆，但不能联接直径不同的 两轴，外形复杂且不易平衡，高速旋转时会产生离心力 。 应用：用于低速传动轴，常用于垂直传动轴的联接。
(二) 无弹性元件联轴器 1、齿式联轴器 结构：两个有内齿的外壳，两个有外齿的套筒，两者齿数相同， 外齿做成球形齿顶的腰鼓齿。套筒与轴用键联接，两外壳用螺栓 联接。两端密封，空腔内储存润滑油。 功用：能补偿轴不对中和偏斜。 工作范围：正常齿：α≤30’
存在偏心的滑块联轴器；
3) 两轴相对位移的大小和方向 安装调整两轴难以精确对中、或者工作中产生较大位移时，
应选用挠性联轴器：
▲径向位移较大时：=> 滑块联轴器 ； ▲角位移较大，或两轴相交时： => 滑块联轴器
4) 考虑可靠性和工作环境 ▲由金属制成的不需要润滑的联轴器工作比较可靠； ▲需要润滑的联轴器，其性能易受润滑完善程度的影
安装误差 被联接的两轴不能精确对中 位移、径向位移和角位移，
受力变形
或其组合。
两轴线的相对位移: 轴向、径向、角度、综合。
x y
轴向
径向 x
角度
y
α
综合
α
2、 联轴器与离合器的分类
刚性联轴器
联 轴 器
套筒联轴器 凸缘联轴器 夹壳联轴器
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1
9.1 轴
一、概述
轴是直接支持传动零件和其它轴上零件以传递运动和动力 的重要零件。设备的工作能力和工作质量在很大程度上与 轴有关。
（一）、轴的用途与分类
1、功用：1）支承回转零件；2）传递运动和动力
2、分类：
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2
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3
按中心线形状不同分类
(1) 直轴：
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二、轴的材料
1. 碳素钢
碳素钢比合金钢价廉, 对应力集中不 敏感, 并可用热处理的方法改善其力学性 能。 一般机械中常用35、 45、 50钢等优 质碳素钢, 并进行正火或调质处理, 其中以 45钢用得最为广泛。
不重要的、受力较小的轴可采用Q235、 Q275等碳素结构钢。
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(2) 传动轴:
只受扭矩不受弯矩或所受弯矩很小的轴称 为传动轴。 如汽车传动轴。
(3) 心轴：
只承受弯矩的轴称为心轴。 心轴又分为转 动心轴和固定心轴, 前者如机车车轴(见图 (a)), 后者如自行车的前轴(见图 (b))。
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8
转轴
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传动轴
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心轴 (a) 机车车轴; (b) 自行车前轴
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（一）、 零件在轴上的轴向固定
零件在轴上的轴向固定方法很多, 如 图所示, 选择时要综合考虑零件在轴上的 位置、 轴向力的大小、 具体的安装条件 等。
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轴上零件的轴向固定方法
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轴上零件的轴向固定方法
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轴上零件的轴挡圈常用作滚动轴承的轴向固定。 轴端挡圈
(又称压板)常用于轴端零件的固定, 如图中的联轴器
就是利用轴端挡圈和螺母将零件压紧在轴肩上的。
这种固定方法工作可靠, 应用颇广。
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5. 锥形轴头
轴和毂孔利用锥面配合, 对中性好, 轴上零件装拆方便, 且可兼作周向固定, 常用于转速较高的场合。 当用于轴端零 件的固定时, 可与轴端挡圈配合使用, 使 零件得到双向定位和固定。 在用套筒、 圆螺母、 轴端挡圈作轴向固定时, 为确保 轴上零件定位可靠, 轴头的长度应比零件 轮毂的宽度短2～3 mm(见图)。
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轴上零件常用的周向固定方法
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2. 合金钢
合金钢具有较高的力学性能和良好的 热处理工艺性, 但对应力集中比较敏感, 且 价格较贵, 多用于高速、 重载及有特殊要求 的轴材料。 对于耐磨性要求较高的轴, 可选 用20Cr、 20CrMnTi等低碳合金钢, 进行渗 碳淬火处理。 对于在高温、 高速和重载条 件下工作的轴, 可选用38CrMoAlA、 40CrNi 等合金结构钢。
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轴的常用材料及其主要力学性能
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三、轴及轴系的结构设计
轴及轴系的结构设计主要要求是: (1) 便于加工, 具有良好加工和装配的 工艺性, 轴上零件便于拆装和调整； (2) 轴上零件布置合理, 受力合理, 利 于提高轴的强度和刚度； (3) 轴上零件的轴向定位、 周向定位 准确, 固定可靠； (4) 尽量减少应力集中, 节约材料。
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13
由于在一般工作温度下, 碳素钢和合 金钢的弹性模量相差无几, 因此, 不能用 合金钢代替碳素钢来提高轴的刚度。
轴的毛坯通常用锻件和热轧圆钢。 对于某些结构外形复杂的轴可采用铸钢 或球墨铸铁, 后者具有吸震性、 耐磨性好、 价格低廉、 对应力集中敏感性差等优点。
下表列出了几种轴的常用材料及其 力学性能。
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(2) 曲轴：
中心线为折线的轴称为曲轴, 如图所示。 它主要用在需要将回转运动与往复直线运动相 互转换的机械中。
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直轴： 光轴 阶梯轴
实物轴
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曲轴：
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按承载情况不同分类
(1) 转轴：
工作中同时受弯矩和扭矩的轴称为转轴。 转轴在各种机器中最常见, 如减速箱中的齿轮 轴。
阶梯轴上常采用轴肩或轴环定位, 如 图所示。 轴肩或轴环是阶梯轴上截面变 化的部分, 由定位面和过渡圆角组成。 轴 肩结构简单, 能承受较大的轴向力, 应用 较多。
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轴肩和轴环
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轴肩圆角半径
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2. 套筒
在轴的中部, 当两个零件间距离较小时, 常采用套筒作相对固定, 如图所示。使用套 筒可简化轴的结构, 避免在轴上制出螺纹、 环形槽等, 能有效地提高轴的疲劳强度, 但 增加了一些重量, 故套筒不应太长。 且因套 筒与轴的配合较松, 所以也不宜用于高速轴。
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轴段长度稍短
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（二）、 零件在轴上的周向固定
为了传递运动和转矩, 防止轴上零件 与轴作相对转动, 必须有可靠的周向固定。 转动零件与轴的周向固定所形成的联结, 称为轴毂联结。 轴毂联结的形式很多, 常 用的周向固定方法有键、 花键, 成形、 销, 弹性环、 过盈等联结, 如图所示， 可 根据传递转矩的大小进行选取。
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套筒的使用
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3. 圆螺母
圆螺母可承受较大的轴向力, 但在螺 纹处有应力集中, 会降低轴的疲劳强度, 故其多用于固定装在轴端的零件, 一般采 用细牙螺纹。 为防止圆螺母松脱, 可采用 加止动垫圈或用双圆螺母。
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4. 挡圈
挡圈通常与轴肩联合使用定位, 常用的有螺钉锁 紧挡圈、 弹性挡圈和轴端挡圈三种(见图)。 螺钉锁 紧挡圈用紧定螺钉固定在轴上, 若在轴上零件两侧各 用一个锁紧挡圈时, 可任意调整轴上零件的位置, 装 拆方便。 但紧定螺钉不能承受大的轴向力, 且钉端会 引起轴应力集中。 轴上零件作轴向固定也可使用弹 性挡圈, 这种固定方法简单, 但承受轴向力小, 且轴上 需设沟槽, 也会因应力集中而削弱轴的强度。
中心线为一直线的轴称为直轴。 在轴的全长上直径都 相等的直轴称为光轴, 如图(a)所示; 各段直径不等的直轴称 为阶梯轴, 如图 (b)所示。
(a) 光轴; (b) 阶编辑梯pp轴t ; (c) 空心轴
4
由于阶梯轴上零件便于拆装和固定, 又利 于节省材料和减轻重量, 因此在机械中应用最 普遍。 在某些机器中也有采用空心轴的, 以减 轻轴的重量或利用空心轴孔输送润滑油、 冷却 液等。