《軸和軸轂聯(lián)接》課件

軸和軸轂聯(lián)接軸和軸轂聯(lián)接是機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中常見的連接方式。這兩種部件通過(guò)各種方式連接，確保旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳遞和傳遞效率，同時(shí)抵抗各種負(fù)荷。導(dǎo)言軸和軸轂聯(lián)接是機(jī)械設(shè)計(jì)中常見的連接方式。本課程將深入介紹軸和軸轂聯(lián)接的設(shè)計(jì)原理、類型、應(yīng)用及注意事項(xiàng)。通過(guò)學(xué)習(xí)本課程，學(xué)生將能夠掌握軸和軸轂聯(lián)接的設(shè)計(jì)方法，并能夠在實(shí)際工程項(xiàng)目中運(yùn)用相關(guān)知識(shí)。軸的作用及要求11.支撐旋轉(zhuǎn)部件軸是機(jī)械設(shè)備中重要的傳動(dòng)部件，其主要作用是支撐旋轉(zhuǎn)部件并傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩。22.承受載荷軸在運(yùn)行過(guò)程中承受各種載荷，包括徑向載荷、軸向載荷和扭矩。33.確保精度軸的精度直接影響機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行精度和穩(wěn)定性，因此軸必須具有較高的加工精度和幾何尺寸。44.抵抗疲勞軸在反復(fù)承受載荷的情況下，會(huì)產(chǎn)生疲勞，因此軸的材料必須具有良好的抗疲勞性能。軸的種類旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)軸是機(jī)械中最常見的軸類型之一。它用于傳動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。靜止軸靜止軸用于支撐或固定其他部件，并保持它們的位置。撓性軸撓性軸允許在旋轉(zhuǎn)或運(yùn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行角度變化，用于連接不同位置的部件。軸的材料碳素鋼碳素鋼是最常見的軸材料，具有強(qiáng)度高、硬度高、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)械中。合金鋼合金鋼通過(guò)添加合金元素提高了鋼材的強(qiáng)度、硬度、耐磨性等，適用于高強(qiáng)度、高負(fù)載的軸。不銹鋼不銹鋼具有耐腐蝕性，可用于潮濕環(huán)境或腐蝕性環(huán)境中的軸，但也比碳素鋼成本更高。軸的設(shè)計(jì)1確定軸的尺寸根據(jù)軸承的尺寸、聯(lián)接件的尺寸以及工件的尺寸等因素確定軸的長(zhǎng)度、直徑和形狀。2選擇軸的材料根據(jù)軸的用途、工作條件和承受載荷等因素選擇合適的材料，例如碳鋼、合金鋼、不銹鋼等。3設(shè)計(jì)軸的形狀根據(jù)軸的受力情況和工作條件設(shè)計(jì)軸的形狀，例如圓形、矩形、梯形等，并考慮軸的強(qiáng)度、剛度、疲勞強(qiáng)度等因素。軸的加工車削車削是最常用的加工方法，用于加工軸的圓柱形和錐形表面。銑削銑削用于加工軸的平面、槽、鍵槽等形狀，提高精度和效率。磨削磨削用于提高軸的表面光潔度和尺寸精度，達(dá)到更高的加工要求。鉆孔鉆孔用于加工軸上的孔，如螺紋孔、通孔或盲孔，為其他部件的安裝提供固定點(diǎn)。攻絲攻絲用于加工螺紋孔，為螺紋連接提供接口，使部件能夠牢固地連接在一起。軸的表面處理表面處理方法軸的表面處理是為了提高軸的耐磨性、抗腐蝕性、抗疲勞強(qiáng)度等性能。常見的表面處理方法包括鍍層、噴涂、熱處理等。鍍層處理鍍層處理是在軸的表面鍍上一層金屬或非金屬薄層，例如鍍鉻、鍍鎳、鍍鋅等。鍍層可以提高軸的耐磨性、抗腐蝕性、抗氧化性等性能。噴涂處理噴涂處理是在軸的表面噴涂一層涂料，例如油漆、環(huán)氧樹脂等。噴涂可以提高軸的耐腐蝕性、耐磨性、美觀性等性能。熱處理熱處理是通過(guò)加熱和冷卻來(lái)改變軸的組織結(jié)構(gòu)和性能。熱處理可以提高軸的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、抗疲勞強(qiáng)度等性能。軸與軸承間的聯(lián)接軸承類型軸承類型包括滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承。滾動(dòng)軸承使用滾動(dòng)元件，例如球或滾子，以降低摩擦?；瑒?dòng)軸承使用兩個(gè)表面之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)降低摩擦。軸承安裝軸承安裝需要考慮軸承的類型，尺寸和材料，以及軸承與軸的配合關(guān)系。聯(lián)接方式軸與軸承間的聯(lián)接方式可以是過(guò)盈配合，鍵聯(lián)接，或螺紋聯(lián)接。潤(rùn)滑軸承需要定期潤(rùn)滑以降低摩擦和磨損，延長(zhǎng)使用壽命。軸與聯(lián)接件間的聯(lián)接軸與齒輪聯(lián)接齒輪是常見的機(jī)械傳動(dòng)部件，通過(guò)鍵、螺栓、焊接等方式與軸聯(lián)接，傳遞轉(zhuǎn)矩。軸與軸承聯(lián)接軸承用于支撐旋轉(zhuǎn)軸，軸與軸承通過(guò)不同的配合方式聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)軸的旋轉(zhuǎn)和運(yùn)動(dòng)。軸與連桿聯(lián)接連桿連接著軸和曲柄，傳遞軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，用于機(jī)械運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換。鍵聯(lián)接11.工作原理鍵聯(lián)接通過(guò)鍵傳遞軸與軸轂之間的扭矩，使兩零件之間保持相對(duì)位置不變。22.優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工，且裝拆方便。33.應(yīng)用廣泛應(yīng)用于機(jī)器的傳動(dòng)軸、齒輪軸、曲軸等軸類零件的連接。44.常見類型包括平鍵、半圓鍵、梯形鍵、圓鍵等。鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)1確定鍵型選擇合適的鍵型，例如平鍵、楔鍵、半圓鍵等。2計(jì)算鍵尺寸根據(jù)軸的直徑、扭矩、材料強(qiáng)度等因素，計(jì)算鍵的寬度、長(zhǎng)度和高度。3確定鍵槽尺寸根據(jù)鍵的尺寸，確定鍵槽的寬度、長(zhǎng)度和深度。4選擇鍵與軸和軸轂的配合選擇合適的配合方式，確保鍵與軸和軸轂之間的連接強(qiáng)度和可靠性。鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)需要綜合考慮多種因素，包括鍵型、尺寸、配合方式等。正確的設(shè)計(jì)可以確保鍵聯(lián)接的強(qiáng)度和可靠性，并防止軸與軸轂之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。鍵類型和參數(shù)平鍵最常見的鍵類型，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工。伍德拉夫鍵用于軸槽銑削困難的情況，安裝方便。鞍形鍵用于軸向載荷較大且需要精確定位的場(chǎng)合。燕尾鍵用于傳遞較大扭矩，但加工難度較高。鍵與軸和軸轂間的配合鍵與軸和軸轂之間的配合關(guān)系直接影響到軸、軸承和軸轂的安裝精度以及聯(lián)接的牢固性。為了保證軸、軸承和軸轂?zāi)軌蛘９ぷ?，需要根?jù)不同的工況選擇合適的配合。1過(guò)盈配合鍵緊固在軸上，軸轂緊固在軸上2間隙配合鍵緊固在軸上，軸轂松動(dòng)在軸上3過(guò)渡配合鍵緊固在軸上，軸轂緊固在軸上過(guò)盈配合適用于需要承受較大載荷或轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)合，可以保證聯(lián)接的強(qiáng)度和可靠性。間隙配合適用于轉(zhuǎn)速較低或載荷較小的場(chǎng)合，可以使軸、軸承和軸轂之間能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)。過(guò)渡配合適用于介于過(guò)盈配合和間隙配合之間的場(chǎng)合。楔聯(lián)接楔聯(lián)接楔聯(lián)接是一種利用楔形元件來(lái)連接軸和軸轂的聯(lián)接方式，通過(guò)楔形元件的斜面產(chǎn)生軸向力，將軸和軸轂緊固在一起。應(yīng)用場(chǎng)景楔聯(lián)接廣泛應(yīng)用于需要承受較大扭矩的場(chǎng)合，例如發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸與飛輪的連接、齒輪軸與齒輪的連接等等。楔聯(lián)接的設(shè)計(jì)楔聯(lián)接是一種常用的軸轂聯(lián)接方式，它利用楔形體的楔入作用來(lái)傳遞扭矩，并實(shí)現(xiàn)軸與轂之間的固定。1確定楔形尺寸根據(jù)軸轂尺寸和扭矩要求確定楔形體的尺寸，包括長(zhǎng)度、寬度和楔角2選擇楔形材料根據(jù)使用環(huán)境和載荷要求選擇合適的楔形材料，例如碳鋼、合金鋼或塑料3確定楔形配合根據(jù)實(shí)際需求選擇楔形與軸轂之間的配合方式，例如過(guò)盈配合或間隙配合4確定安裝方式根據(jù)楔形體的形狀和尺寸選擇合適的安裝方式，例如錘擊安裝或壓入安裝螺栓聯(lián)接定義螺栓聯(lián)接使用螺栓、螺母和墊圈將零件固定在一起。螺栓是帶有螺紋的桿，螺母是帶有內(nèi)螺紋的套筒，墊圈是用于墊在螺栓或螺母下的金屬片。類型常見的螺栓聯(lián)接類型包括普通螺栓聯(lián)接、高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接和自鎖螺栓聯(lián)接。應(yīng)用螺栓聯(lián)接廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、航空航天等領(lǐng)域，用于連接各種類型的零件。優(yōu)點(diǎn)螺栓聯(lián)接具有連接牢固、拆卸方便、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。螺栓聯(lián)接的設(shè)計(jì)1確定螺栓尺寸根據(jù)載荷和連接件材料選擇螺栓直徑和長(zhǎng)度。2選擇螺栓類型考慮強(qiáng)度、防松性能和應(yīng)用環(huán)境選擇螺栓類型。3確定預(yù)緊力根據(jù)載荷和螺栓材料確定預(yù)緊力，確保連接可靠。4選擇螺母根據(jù)螺栓尺寸和應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適的螺母類型。螺栓聯(lián)接是機(jī)械連接的重要形式之一，設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮多種因素，確保連接的可靠性和安全性。焊接聯(lián)接焊接聯(lián)接焊接是將兩個(gè)或多個(gè)金屬工件通過(guò)加熱熔化，使之在固態(tài)下相互結(jié)合的技術(shù)。焊接聯(lián)接應(yīng)用廣泛，常用于連接軸與軸承，軸與聯(lián)接件等。焊接聯(lián)接具有強(qiáng)度高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。但焊接工藝需仔細(xì)控制，才能保證連接質(zhì)量。優(yōu)點(diǎn)強(qiáng)度高成本低工藝靈活密封性好缺點(diǎn)焊接變形焊接應(yīng)力焊接缺陷焊接聯(lián)接的設(shè)計(jì)1材料選擇焊接材料應(yīng)與軸和軸轂材料相匹配，以確保焊接強(qiáng)度和耐腐蝕性。例如，可以使用低碳鋼或合金鋼進(jìn)行焊接。2焊縫形狀焊縫形狀應(yīng)根據(jù)軸和軸轂的尺寸和受力情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。常見的焊縫形狀包括直縫、角縫和環(huán)縫。3焊接工藝焊接工藝的選擇應(yīng)根據(jù)焊接材料、焊縫形狀和焊接環(huán)境進(jìn)行確定。常見的焊接工藝包括手工電弧焊、氣體保護(hù)焊和激光焊。壓裝聯(lián)接過(guò)盈配合壓裝聯(lián)接是指通過(guò)過(guò)盈配合，將軸、套或齒輪等零件壓入軸轂或孔內(nèi)，形成牢固的連接。壓裝過(guò)程壓裝通常使用液壓機(jī)或其他專用設(shè)備，利用壓力將零件壓入預(yù)定的位置。應(yīng)用領(lǐng)域壓裝聯(lián)接在機(jī)械制造、汽車制造、航空航天等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，特別適用于承受高載荷和高轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合。壓裝聯(lián)接的設(shè)計(jì)確定壓裝尺寸根據(jù)軸和軸轂的材料、尺寸、精度、載荷等因素，確定壓裝尺寸。選擇壓裝方式選擇合適的壓裝方式，例如冷壓裝、熱壓裝、液壓壓裝等。計(jì)算壓裝力根據(jù)壓裝尺寸、壓裝方式和材料特性，計(jì)算所需的壓裝力。設(shè)計(jì)壓裝設(shè)備根據(jù)壓裝力、壓裝方式和尺寸等因素，設(shè)計(jì)合適的壓裝設(shè)備。驗(yàn)證壓裝效果進(jìn)行壓裝試驗(yàn)，驗(yàn)證壓裝效果是否滿足設(shè)計(jì)要求?？ɑ珊蛽跞?卡簧卡簧是一種彈性元件，用于軸向固定零件。2擋圈擋圈也稱為彈性擋圈，用于防止軸向移動(dòng)。3卡簧和擋圈的區(qū)別卡簧用于固定軸承，擋圈用于防止軸向移動(dòng)。4卡簧和擋圈的作用卡簧和擋圈提高機(jī)械的可靠性。軸與軸承和軸轂的配合軸與軸承配合保證軸承在軸上正確安裝，并能承受徑向載荷和軸向載荷。軸與軸轂配合確保軸轂?zāi)軌蚶喂痰毓潭ㄔ谳S上，傳遞扭矩和載荷。配合類型根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的配合類型，如過(guò)盈配合、間隙配合或過(guò)渡配合。配合間隙的選擇運(yùn)行精度軸與軸承間隙影響旋轉(zhuǎn)精度和振動(dòng)。軸承壽命過(guò)大間隙導(dǎo)致軸承磨損快，過(guò)小間隙則影響軸承滾動(dòng)體運(yùn)動(dòng)。溫度變化溫度變化會(huì)影響軸承間隙，需考慮膨脹系數(shù)和熱量。負(fù)載類型不同負(fù)載類型對(duì)間隙要求不同，靜載荷和沖擊載荷需要更小間隙。軸承的選擇和安裝1類型選擇根據(jù)軸承應(yīng)用場(chǎng)景和負(fù)載選擇合適的軸承類型。2尺寸確定根據(jù)軸承載荷、轉(zhuǎn)速和工作溫度等參數(shù)確定軸承尺寸。3安裝方式確定軸承的安裝方式，例如內(nèi)圈固定、外圈固定或軸承座固定。4安裝工具使用專門的工具和設(shè)備，以確保軸承安裝準(zhǔn)確無(wú)誤。軸承的選擇和安裝是確保軸承正常工作和延長(zhǎng)其使用壽命的關(guān)鍵步驟。應(yīng)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景選擇合適的軸承類型，并嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行安裝。軸和軸承的潤(rùn)滑1潤(rùn)滑油的選擇軸承潤(rùn)滑油應(yīng)根據(jù)軸承類型、工作溫度、轉(zhuǎn)速、負(fù)荷等因素選擇，并根據(jù)具體情況選擇油的粘度和添加劑。2潤(rùn)滑油的添加潤(rùn)滑油添加量應(yīng)適量，過(guò)多會(huì)導(dǎo)致軸承溫度升高，過(guò)少會(huì)導(dǎo)致軸承干摩擦，影響軸承的使用壽命。3潤(rùn)滑油的更換潤(rùn)滑油需要定期更換，更換周期根據(jù)軸承的工作環(huán)境和使用條件而定，通常在使用一段時(shí)間后，潤(rùn)滑油會(huì)變質(zhì)，需要及時(shí)更換。軸與軸承的固定螺釘固定利用螺釘將軸承固定在軸上，確保軸承不會(huì)松動(dòng)或滑移，確保軸承在運(yùn)行過(guò)程中保持正確的定位?？ɑ晒潭ɡ每ɑ蓪⑤S承固定在軸上，卡簧通常安裝在軸承內(nèi)圈或外圈的溝槽內(nèi)，提供軸向固定。墊片固定墊片固定通常與其他固定方法配合使用，墊片用于填補(bǔ)軸承與軸或軸承座之間的間隙，防止軸承松動(dòng)。鍵固定利用鍵將軸承固定在軸上，鍵通常安裝在軸承內(nèi)圈或外圈的鍵槽內(nèi)，提供軸向固定，適合承受高負(fù)載的場(chǎng)合。軸的檢驗(yàn)軸的檢驗(yàn)是確保其質(zhì)量和可靠性的關(guān)鍵步驟。通過(guò)檢驗(yàn)，可以確保軸滿足設(shè)計(jì)要求，并防止因軸的缺陷造成設(shè)備故障。1外觀檢驗(yàn)檢查軸表面是否有裂紋、氣孔、毛刺等缺陷。2尺寸檢驗(yàn)測(cè)量軸的直徑、長(zhǎng)度、鍵槽尺寸等是否符合設(shè)計(jì)要求。3硬度檢驗(yàn)檢