下冊第一篇第七章軸及軸轂聯(lián)接

第7章軸和軸轂聯(lián)接MachineryFoundation

第一篇機構(gòu)及機械零件基礎目錄7.1概述7.2軸的材料

7.3軸結(jié)構(gòu)的選擇設計MachineryFoundation7.4軸的強度計算7.5軸的剛度校核7.6軸轂聯(lián)接第6章螺紋聯(lián)接與螺旋傳動組成機器中的最基本的和主要的零件，一切作旋轉(zhuǎn)運動的傳動零件，都必須安裝在軸上才能實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)和傳遞動力。

7.1概述軸按軸受載情況分類◆心軸：第7章軸和軸轂聯(lián)接（一）軸的分類火車輪軸自行車前軸轉(zhuǎn)動的心軸固定心軸只受彎曲作用而不傳遞動力。◆傳動軸：只傳送動力，只受扭轉(zhuǎn)作用而不受彎曲作用，或者彎曲作用很小。傳動軸7.1概述第7章軸和軸轂聯(lián)接◆轉(zhuǎn)軸：既支承轉(zhuǎn)動零件又傳遞動力，轉(zhuǎn)軸本身是轉(zhuǎn)動的，同時承受彎曲和扭轉(zhuǎn)兩種作用。1-套筒2-軸端3-軸頭4-中軸頸5-軸身6-軸頭7.1概述第7章軸和軸轂聯(lián)接按軸線特點及軸的結(jié)構(gòu)分類◆直軸7.1概述第7章軸和軸轂聯(lián)接心部構(gòu)造實心軸空心軸外形光軸階梯軸◆曲軸◆撓性軸◆直軸曲軸：將旋轉(zhuǎn)運動改變?yōu)橥鶑椭本€運動或者作相反的運動轉(zhuǎn)換。7.1概述第7章軸和軸轂聯(lián)接MachineryFoundation◆撓性軸：由幾層緊貼在一起的鋼絲卷繞而成?？煞奖愕膶⑥D(zhuǎn)矩和回轉(zhuǎn)運動傳遞到空間其他任意位置。7.1概述第7章軸和軸轂聯(lián)接按軸上各段作用可分為◆軸頭：用于安裝旋轉(zhuǎn)傳動零件（二）軸的結(jié)構(gòu)◆軸頸：用于與軸承配合◆軸身：用聯(lián)接軸頭和軸頸第7章軸和軸轂聯(lián)接設計要求：足夠的強度、合理的結(jié)構(gòu)和良好的工藝?！?/p>

進行軸的結(jié)構(gòu)設計（三）軸的設計要求和一般設計步驟◆按工作要求選擇軸的材料◆

初步估計軸的最小尺寸設計步驟：◆

進行必要的強度、剛度或震動穩(wěn)定性等的校核計算第7章軸和軸轂聯(lián)接材料要求：較高的抗疲勞強度、較低的應力集中敏感性和良好的加工工藝性。◆碳素鋼：價格低廉，應力集中敏感性低，可通過熱處理提高耐磨性和抗疲勞強度。型號主要有35、40、45、50等。（一）軸的材料材料◆合金鋼：有更高的力學性能，但價格較高，對應力集中敏感，型號主要有20Cr、40Cr、35SiMn等。7.2軸的材料第7章軸和軸轂聯(lián)接軸的結(jié)構(gòu)設計步驟在進行軸的設計時，首先要根據(jù)傳動裝置簡圖，布置軸上零件并確定裝配方案。（一）確定裝配方案7.3軸結(jié)構(gòu)的選擇設計第7章軸和軸轂聯(lián)接對軸的結(jié)構(gòu)進行設計主要是:確定軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸3.軸的結(jié)構(gòu)設計無論何種具體因素，軸的結(jié)構(gòu)都應滿足以下條件：軸和裝在軸上的零件要有準確的位置；軸上的零件應便于裝拆和調(diào)整；軸應具有良好的制造工藝性等。（二）軸上零件的定位與固定7.3軸結(jié)構(gòu)的選擇設計第7章軸和軸轂聯(lián)接軸肩、圓螺母（止動片）、套筒、彈性擋圈、緊定螺釘、軸端擋圈定位等周向固定軸向固定鍵、花鍵、銷、過盈配合、彈性環(huán)聯(lián)接、成形聯(lián)接等

軸向定位與固定◆軸肩和軸環(huán)（二）軸上零件的定位與固定7.3軸結(jié)構(gòu)的選擇設計特點：結(jié)構(gòu)簡單，定位可靠，可承受較大的軸向力

應用：齒輪、帶輪、聯(lián)軸器、軸承等的軸向定位◆套筒◆圓螺母7.3軸結(jié)構(gòu)的選擇設計第7章軸和軸轂聯(lián)接◆軸端擋圈◆彈性擋圈——圓螺母定位軸向固定特點：定位可靠，裝拆方便，可承受較大的軸向力由于切制螺紋使軸的疲勞強度下降

應用：常用于軸的中部和端部——彈性擋圈固定軸向固定特點：結(jié)構(gòu)簡單緊湊，只能承受很小的軸向力切槽需要一定的精度

應用：常用于固定滾動軸承等的軸向定位——軸端壓板定位和緊定螺釘固定軸向固定用于軸端定位可承受劇烈振動和沖擊適用于軸向力小，轉(zhuǎn)速低的場合（三）軸上各段的結(jié)構(gòu)尺寸徑向尺寸

徑向尺寸確定的原則和注意點：◆有配合要求的軸段要取標準值◆裝配標準件的軸段，其直徑要取標準值，并與配合孔徑一致◆軸肩高度的確定7.3軸結(jié)構(gòu)的選擇設計第7章軸和軸轂聯(lián)接◆當軸中間裝有零件時，安裝該零件軸段的直徑應比裝配該零件時需要通過的其他軸段的直徑大，以便于裝配◆非配合直徑允許取非標準值◆螺紋直徑應符合螺紋標準◆滾動軸承的定位7.3軸結(jié)構(gòu)的選擇設計第7章軸和軸轂聯(lián)接MachineryFoundation軸向尺寸原則和要求：◆與軸上傳動零件相配合的軸段的長度，應比配合零件的輪轂寬度略短些◆軸上各旋轉(zhuǎn)零件與其他靜止零件之間應留有適當?shù)目障?，以防止發(fā)生相互碰撞◆凡裝有零件的軸頭和軸頸的長度，均應考慮裝拆調(diào)整的需要，留足工作空間◆其他軸段的長度，可根據(jù)軸和機器的總體結(jié)構(gòu)和布局，結(jié)合零件間的相對位置關系和要求以及機器的工作要求等確定7.3軸結(jié)構(gòu)的選擇設計第7章軸和軸轂聯(lián)接（四）關于軸的結(jié)構(gòu)工藝性從加工工藝性的角度，軸易取圓截面，并盡量減少階梯數(shù)量從裝配工藝性的角度，凡裝配時零件通過的軸段，其端面應加工出倒角；過盈配合段的導入端應加工出導向錐面。圖7-14

導向錐面7.3軸結(jié)構(gòu)的選擇設計第7章軸和軸轂聯(lián)接軸上傳動零件應與軸肩定位面靠緊，但軸上的過渡圓角會形成障礙，為此采用凹切圓槽（a）或肩環(huán)（b）加工工藝上應注意避免安排和設置易產(chǎn)生應力集中的結(jié)構(gòu)；無法避免時，應適當增加軸肩處圓角半徑、設置卸載槽等過渡圓角處理方法7.3軸結(jié)構(gòu)的選擇設計第7章軸和軸轂聯(lián)接傳動軸工作時主要受轉(zhuǎn)矩作用，一般只按按鈕強度計算，圓截面軸的抗扭強度條件為：

τT=T/WT=9.55×106P/(0.2d3n)≤[τ]T式中，τT為軸的扭應力，T為軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，WT為軸的抗扭截面系數(shù)，P為軸傳遞的功率，n為軸的轉(zhuǎn)速；d為軸的直徑，[τ]T為軸材料的許用扭應力。7.4軸的強度計算第7章軸和軸轂聯(lián)接（一）傳動軸的強度計算MachineryFoundation（二）心軸的強度計算心軸在工作時只乘受彎矩，心軸的抗彎強度系數(shù)為：

σw=M/W=M/(0.1d3)≤[σ-1]b式中，d為軸的計算直徑，M為作用在軸上的彎矩，W為的抗彎截面系數(shù)，[σ-1]b為軸材料的許用彎曲應力。7.4軸的強度計算第7章軸和軸轂聯(lián)接MachineryFoundation（三）轉(zhuǎn)軸的強度計算圓軸彎曲和扭轉(zhuǎn)組合時的強度條件為：

σe=Me/W=（M2+（αT2））1/2/(0.1d3

)≤[σ-1]b式中，σe當量應力，Me為當量彎矩；M為合成彎矩；T為計算剖面上的轉(zhuǎn)矩，

W為的抗彎截面系數(shù)，d為軸的計算直徑，[σ-1]b為軸材料的許用彎曲應力，α為根據(jù)剪應力變化性質(zhì)而定的校正系數(shù)。7.4軸的強度計算第7章軸和軸轂聯(lián)接有的軸除了要滿足強度要求外，還提出了變形不應過大的要求，這就需要進行剛度計算。為使軸滿足剛度要求，軸在載荷作用下產(chǎn)生的撓度y、轉(zhuǎn)角θ和扭轉(zhuǎn)角φ應小于相應的許用值,即：y≤[y]θ≤[θ]φ≤[φ]7.5軸的剛度校核第7章軸和軸轂聯(lián)接（一）鍵聯(lián)接平鍵聯(lián)接◆普通平鍵：7.6軸轂聯(lián)接第7章軸和軸轂聯(lián)接圓頭（A型）方頭（B型）半圓頭（C型）◆導向平鍵和滑鍵

導向平鍵聯(lián)接

滑鍵聯(lián)接7.6軸轂聯(lián)接第7章軸和軸轂聯(lián)接半圓鍵