第十七章 轴、键和联轴器

轴肩高度h=(0.07~0.1)d 轴环宽度b=1.4h
注意---采用圆螺母,套筒和轴端挡圈,配合轴段
小于零件宽度
课本第240页
相差2~3mm
配合轴段 零件宽度 零件宽度
配合轴段
注意-----轴承定位轴肩高度低于轴承内圈
(查轴承附表)
课本第271页
12 10 6 11 2 3
12 1 7 5 14 13 4 8
3..作出扭矩图
4.作出计算弯矩图
M ca M 2 (T ) 2
5.计算弯曲应力
ca
M 2 (T ) 2 M ca W W
提高轴的强度的常用措施
• 增大轴径； 改变材料及热处理； • 改进轴的表面质量以提高 轴的疲劳强度 • 改进轴的结构设计
课本第245页
第五节 平键连接
3、轴的设计步骤
• • • • • 根据载荷和工况条件选择材料 初步计算(或估算)最小直径 轴的结构设计 第三节 轴的结构设计 轴的强度和刚度校核 校核其稳定性
第四节 轴的强度计算
第二节
轴的材料
课本第238页
要求:具有足够的强度、刚度、耐磨以及对
应力集中敏感性小和良好的工艺性能等
•一般的轴:优质碳素结构钢,例如:45钢
9
9
半联轴器的长度 轴承盖的高度和 外部空间要求 轴承的宽度和 套筒高度 略小于齿轮的 宽度
半联轴器的内径
课本第236页
加上轴肩高
轴承内径
轴头标准直径 加上轴肩高 轴承内径
与套筒高度相等 轴承宽度
第四节 轴的强度计算 1.按扭转强度估算直径 d A0 表17-3
3
课本第241页
P
n
(1) 最小直径处安装轴承:取尾数为0或5的整数
1 2 MH
合成弯矩： M
2 MH

2 MV
Mv
3. 作扭矩图
1 2
4.作出当量弯矩图
M e M (T )
2
2
：考虑扭矩和弯矩产生应 力的循环特性差异的系数。
（ =0.3、0.6、1）
轴的应力分为三类
静应力 （）
o
（） 脉动循环应力 o 对称循环应力 （） o t
一、联轴器的功能和分类
• 可移式弹性联轴器 弹性套柱销联轴器 弹性柱销联轴器
课本第249页
课本第250页
二、联轴器的选择
课本第250页
二、联轴器的选择
t
t t
• 转轴
弯矩：对称循环应力
扭矩：脉动循环应力
5.计算弯曲应力，校核轴的强度
M 2 (T ) 2 M 2 (T ) 2 Me e 3 W W 0.1d
弯扭合成强度计算总结
1.作出轴的计算简图
2.作出合成弯矩图
水平弯矩MV
Fr
、Fa
垂直弯矩MH Ft 2 2 合成弯矩： M M H M V
确定各段长度:取决于安装零件和箱体空间尺寸
重点
(1) 求跨距:两轴承之间距离 (2) 受力点位置:齿轮,带轮,轴承的宽度中点处
3.弯扭组合强度校核
弯矩图
课本第242页
合成
MH M V
M
扭矩图
当量弯矩 静扭矩α=0.3 脉动循环α =0.6 对称循环α =1 危险截面处
T
Me =
M2+ (αT)2
d 3
轴肩定位
课本第240页
挡圈定位
课本第240页
圆螺母定位
课本第240页
套筒定位
课本第240页
平键联接
课本第240页
销联接
课本第240页
花键联接
课本第240页
过盈配合
课本第240页
注意---轴肩轴环高度h与轴上圆角R
课本第240页
轴上圆角半径r和倒角c必须 小于零件相配合圆角R和倒角C, 以保证轴上零件紧靠轴肩 轴肩轴环高度h要大于R和C.
2）.作出垂直面受力图、 计算支反力、画弯矩图 d Fa Fr l2 2 Rv1 l1 l2
1 l1 Rv1 Mv
2
Fr
Fa l2 Rv2
Rv 2 Fr Rv1
垂直弯矩Mv
M v (左) Rv1 l1 M v (右) Rv 2 l2
3）. 求合成弯矩、合成弯矩图图
第十七章 轴、键和联轴器
第一节 概 述
课本第238页
1、轴的功用：支持机器中的转动零件，传 递运动和动力
2、轴的分类：
转轴----工作时既承受弯矩又承受扭矩
传动轴----传递扭矩而不承受弯矩作用 心轴----只受弯矩而不受扭矩作用
轴按形状还可分为直轴、曲轴和阶梯轴等
课本第238页
第二节 轴的材料
• 一、普通平键的结构类型
• 二、普通平键的验算
二、普通平键的验算
课本第246页
二、普通平键的验算
课本第246页
课本第247页
第六节
联轴器
一、联轴器的功能和分类 • 固定式联轴器 凸缘联轴器 夹壳联轴器
一、联轴器的功能和分类
• 可移式刚性联轴器 十字滑块联轴器 齿轮联轴器 万向联轴器
课本第247页
Ft 2T1 / d1
Fr Ft tgn / cos
Fa Ft tg
2、画合成弯矩图
1）.作出水平面受力图、 计算支反力、画弯矩图
1 2
Ft l2 RH 1 l1 l2
Ft
l1 RH1 MH l2 RH2
RH 2 Ft Rz1
水平弯矩MH
M H RH1 l1
(2) 最小直径处安装传动零件如带轮齿轮等: 先加大3%(单键)或7%(双键),再按表17-2圆整
(3) 最小直径处安装联轴器:加大3%取该型号联轴器的直径系列
2.结构设计
确定各段直径:从最小直径开始逐段确定
定位轴肩 h=(0.07~0.1)d 过渡轴肩 h=1~3mm 轴承定位轴肩h 查轴承附表
来自百度文库
Me 0.1[σ-1] b
有键槽加大并与结构设计中该处直径比较
例：已知齿轮减速器如图，输出轴斜齿轮的分度圆直径为 250mm，螺旋角160，传递扭矩为612500N，轴的材料为45 钢，调质处理，硬度为217~255HBS，轴的结构尺寸如图， 要求校核减速箱输出轴的强度。
1.画出轴的受力简图、计算齿轮的受力大小
•不重要的轴:普通碳素结构钢,例如:Q235
•重要轴:合金钢,例如:40Cr、35SiMn
•形状复杂的轴:可用球墨铸铁铸造
失效形式: 疲劳破坏
轴颈----安装轴承的部分
轴头----安装传动零件的部分
轴身----连接轴颈和轴头的部分 课本第239页
第三节 轴的结构设计
课本第240页
一、组成：轴头(表17-2)、轴颈(符合轴承内径)、轴身 二、轴上零件的定位 1、轴向：轴肩（或轴环）、挡圈、圆螺母、套筒、轴 承盖等 2、周向：平键、花键、销、过盈配合等 三、轴的结构 工艺性