15章轴和轴毂连接3.ppt

本 章 重 点 ①掌握轴的结构设计 ◆ 传动轴─只承受扭矩T的轴，如汽车的传动轴。 ◆ 转　轴─同时承受弯矩和扭矩(M+T)的轴， 如减速器的轴(齿轮轴)。 轴的概述2 三、轴设计步骤 轴的设计一般按照以下步骤进行： ① 合理地选择轴的材料（热处理及表面处理） ② 初估轴的直径（dmin） ③ 轴的结构设计（di，li） ④校核工作能力(轴强度、 刚度及振动) ⑤ 调整结构，定技术条件→图纸 (3) 轴向尺寸的确定 尽可能结构紧凑，保证零件所需要的装配和调整空间如L应根据轴承端盖和联轴器装拆要求定出； 4） 轴的外伸长度的确定 轴的计算1 求:1）若轴材料为45钢正火，按弯扭合成理论验算 截面Ⅰ和Ⅱ的强度。 2） 若轴材料改用30CrMoAlA钢（HBS≥ 270 ），按许用弯曲应力确定Ⅰ和Ⅱ的轴径。 分析 1）本题已给出结构设计（各段di，li已定），只需校核危险截面强度或重新确定轴径，若未给出结构尺寸，仅有大体方案（即li已定， di未定），则需从头作起，即需先按扭转强度确定dmin(式15-2)，再作结构设计， 校核强度 （取45钢C=106～118）=110），故轴径取为35mm，据此可逐步加大所需的各段轴径di（尺寸结果如题图所示）。 2）当用30CrMoAlA调质时（表15-3）合金钢C=98～106，可取C=100则 轴是最容易损坏的零件之一，其失效将危急整部机 器，所以要注重轴的维护和使用 7. 校 核 强 度 注：若此轴d=45mm→W=9112.5mm3→σⅠ=521200/9112.5=57.2MPa[σ-1]，不可行。 注：Ⅱ（C）处强度裕度较大，可减小轴径，试取dⅡ=40mm→WC=6400mm3 8. 轴 材 料 改 用 30CrMoAlA 调 质 三、 轴的刚度计算 轴的刚度包括扭转刚度和弯曲刚度，前者以扭转角φ度量， 后者以挠度y或偏转角θ度量。轴的刚度计算就是计算出轴受载时的变形量， 并使其控制在允许的范围内，即 弯矩 → 弯曲变形 扭矩 → 扭转变形 一、弯曲变形计算 方法有： 1.按微分方程求解 2.变形能法 →适用于等直径轴。 →适用于阶梯轴。 ? ? ? ? ? í ì ￡ ￡ ￡ ] [ ] [ ] [ q q j j y y 扭转角 挠度 偏转角 轴的饶度和转角??????????????????轴的扭角 对轴上旋转零件作周向固定，并传递转矩 一、键联接的类型 花键 键联接 平键 半圆键 楔键 普通平键——静联接 导向平键（短距离） 滑键（长距离 ） —动联接 15.5 轴 毂 联 接 三、平键的选用和强度校核 1、平键的选用 （1）键的尺寸选择 断面尺寸 b×h： 根据轴径 d 查标准确定，表16-1。 键长 L：应略短于轮毂的宽度，并符合标准尺寸系列。 附：键的长度系列： 10 12 14 16 18 20 22 25 32 36 40 45 50 63 70 80 90 100 110 125 140 160 ….. （2）键的标记 B型平键b×h×L=10×16×125 → 键B 10×125 ◇A型键可不标型号 二、键联接的选择 设计时先选择类型、尺寸，再进行校核计算 类型选择— 静联接 → 普通平键、半圆键、花键 动联接 → 导向平键、滑键 尺寸选择— 根据轴径 d 查标准，确定 b、h 根据轮毂宽度，确定键长 L 三、平键联接的校核 平键联接的失效形式： 1、工作面压溃—静联接 2、工作面磨损—动联接 ◆极个别情况会出现键被剪断； d b h C或r L t t1 半径r 表16-1 键的尺寸 键 槽 轴的直径 自 6~8 2 2 6~20 1.2 1 〉8~10 3 3 0.16~0.25 6~36 1.8 1.4 0.08~0.16 〉10~12 4 4