第十一章 轴及轴毂联接课件.ppt

轴的概述3 2、渐开线花键 定心方式为齿形定心，当受载时，齿上的径向力 能自动定心，有利于各齿均载，应优先采用。 三角形花键——齿数较多，齿较小，对轴强度削弱 小。适于轻载、直径较小时及轴与 薄壁零件的联接应用较少。 * 第十一章 轴及轴毂联接 化学工业出版社 一、轴的分类 11-1 概 述 轴的功用：1）支承回转件； 2）传递运动和动力。 按所受载荷的不同，分为： ◆ 转　轴─同时承受弯矩和扭矩的轴，如减速器的轴。 ◆ 心　轴─只承受弯矩的轴，如火车车轮轴。 ◆ 传动轴─只承受扭矩的轴，如汽车的传动轴。 转动心轴 固定心轴 按轴线形状的不同，轴可分： 曲轴 直轴 钢丝软轴： 光轴 阶梯轴 实心轴 空心轴: 有特殊要求时，如航空发动机的主轴。 可以随意弯曲，把回转运动灵活地传到任意空间位置。 轴的设计过程： 根据轴上零件的安装、固定及轴的制造工艺等方面的要求，合理地确定轴的结构和尺寸。 校核轴的强度、刚度和振动稳定性等。 合理的结构： 足够承载能力： 轴的设计包括： 选材料 校核 结 束 yes no 轴的承载能力计算 估算轴的直径 轴的结构设计 二、设计轴基本要求 11-2轴的材料 对轴材料的要求：强度、刚度、耐磨性及良好的加工工 艺性。 ? 材料： 常用碳素钢、合金钢。经调质或正火处理（加工量大、便于切削）。存在局部磨损情况下，可采用局部硬化方法。 普通碳素钢 如Q235A、Q275等，用于不重要的场合。 优质碳素钢 如35、45、50等。 1.碳素钢： 特 点 45钢使用最广泛 强度、刚度、塑性和韧性等综合机械性能好 应力集中敏感性小 热处理后提高耐磨性、疲劳强度 2. 合金钢 对应力集中敏感性较大 强度和淬火性比碳素钢好 价格比碳素钢贵 低碳合金钢 如20Cr、 20CrMnTi等，可渗碳淬火 中碳合金钢 如40Cr、1Cr18Ni9Ti、40MnB等 一般应用于有特殊要求的场合；如要求轴的重量轻，尺寸小而受力大；强度、耐磨性要求高；高温、腐蚀介质下工作等。 特 点 注意 1）各种钢材、热处理前后其弹性模量差别不大， 因此要提高刚度不能用合金钢或通过热处理 的方法获得。 2）合金钢对应力集中敏感性高，设计时必须从结构 上采取措施，减轻应力集中，并降低表面粗糙度。 3.球墨铸铁和合金铸铁 ： 以铁代钢 对应力集中敏感性较小 吸振性、耐磨性好 可以做成复杂形状 价廉 冲击韧性低、质量不易控制 ? 毛坯 圆钢棒料 尺寸小的轴 锻造毛坯 尺寸较大或为提高轴的强度 焊接毛坯 大件锻造困难 铸造毛坯 形状复杂的轴、空心轴等 特 点 常用材料见表11-1 11-3轴结构的选择 一.确定装配方案 1.目的 —— 使轴各部分具有合理的形状和尺寸 2.轴的结构设计应考虑的因素： ① 便于装拆（装配工艺性）、调整。 ② 定位准确、固定可靠（工作时轴上零件有位置要求）。 ③ 便于制造（制造工艺性），结构力求简单。 ④ 受力合理，有利于提高强度、刚度（材尽其用）。 （并通过结构设计提高这些方面的性能） 影响轴的结构设计的因素较多，其结构设计具有较大的灵活性、多样性，没有一个统一的标准。 程序： 考虑装拆 —定位固定方法与结构 —兼顾受力与制造 方案二需要一个用于轴向定位的长套筒，多了一个零件，加工工艺复杂，且质量较大，故不如方案一合理 。 1) 轴向固定 (1) 轴肩和轴环 二、 轴上零件的定位与固定 轴肩圆角半径 应小于相配件 圆角 ，轴肩高度 应大于 。 轴肩圆角 应小于相配件倒角 ，轴肩高度 应大于 。 (2) 套筒 (3) 圆螺母 (4) 轴端挡圈 (5) 弹性挡圈 (6) 紧定螺钉 平键、花键 紧定螺钉 销 过盈配合 2.零件的周向固定 常用的周向固定方法： 防止轴上零件与轴发生相对转动，以传递转矩 三、各轴段直径和长度的确定 1. 直径的确定原则 1) 有配合要求的轴段（如轴头）要取标准值。 2) 装配标准件的轴段（如轴颈），其直径要取标准值，并与所装配的标准件的配合孔径一致。 3)轴肩（或轴环）高度的确定。 定位轴肩, （半径差） h≈（0.07 ～ 0.1）d，非定位轴肩（半径差）h ≈ 1～2mm 4) 滚动轴承的定位 轴肩的高度必须低于轴承内圈端面的（径向）厚度,以便于轴承的拆卸。 5) 当轴中间装有零件时，