机械基础 轴 第10章 轴与轴毂连接.ppt

思考题与习题 * 1. 轴的功用是什么？轴可分为哪些类型？ 2. 自行车的前轴、中轴和后轴格属于哪类轴？请说明理由。 3. 轴的常用材料有哪些？ 4. 轴上零件的轴向和周向定位方式有哪些？各适用于什么场合？ 5. 巳知一传动轴传递的功率为40kW，转速n＝1000 r／min，如果轴上的切应力不允许超过40MPa，求该轴的直径。 6.键连接的类型有哪几种？各有什么特点？ 7.楔键工作原理是什么？特点是什么?应用在什么场合？ 8.若经强度校核一个平键不能满足强度要求，需增加为两个平键时，这两个键的相对位置如何摆放？ 第10章 轴与轴毂连接 * * 10.1 轴的分类及材料 10.1.1 轴的分类 10.1.2 轴的材料 10.2 轴的结构设计 10.2.1 轴的制造安装要求 10.2.2 轴上零件的定位 10.2.3 轴的工艺性 10.2.4 提高轴的疲劳强度 10.3 轴的计算 10.3.1 轴的强度计算 10.3.2 轴的刚度计算 10.4 项目案例 10.5轴毂连接 10.5.1键连接的类型特点及应用 10.5.2平键连接的强度计算 10.5.3 花键连接 10.5.4 销连接 10.6 项目案例 思考题与习题 目录 10.1轴的分类及材料 * 8.1 轴的分类及材料 * 轴是我们在日常生活、生产中经常用到的零件。 它的主要功用是用来支承回转零件，并实现回转运动和传递动力。如车轮、齿轮、带轮、链轮、铣刀、砂轮等各种作回转运动的零件，都必须安装在轴上，才能正常运转。凡有回转件的机器，必定有轴。因此，轴是各类机械装置中广泛应用的重要支承件。 轴的分类 * 根据承载性质，分为： 1) 转轴 ——既承受弯矩又承受转矩的轴,如减速箱中的齿轮轴 2) 心轴 ——只承受弯矩而不承受转矩的轴，分为固定心轴和转动心轴。 3) 传动轴——只承受扭矩不承受弯矩或所承受弯矩很小的轴，如汽车传动轴。 轴的分类 * 小径 根据轴线形状，分为 1) 直轴——各轴段轴线为同一直线 2) 曲轴 ——各轴段轴线不在同一直线上，主要用于有往复式运动的机械中。 3) 挠性轴——轴线可任意弯曲，可改变运动的传递方向，常用于远距离控制机构、仪表传动及手持电动工具中。 轴的材料 * 轴的材料主要是碳素钢和合金钢。轴的毛坯多数用轧制圆钢和锻件。 轴的常用材料及其力学性能 10.2 轴的结构设计 * 轴的结构设计——使轴的各部分具有合理的形状和尺寸。 其主要要求：满足制造安装要求，轴应便于加工，轴上零件要方便装拆；满足零件定位要求，轴和轴上零件有准确的工作位置，各零件要牢固而可靠地相对固定；满足结构工艺性要求，使加工方便和节省材料；满足强度要求，尽量减少应力集中等。 轴上零件的定位 * 1）轴上零件的轴向定位和固定 2）轴上零件的周向定位和固定 轴上零件周向固定的目的是使其能同轴一起转动并传递转矩。 轴上零件的周向固定，大多采用键、花键或过盈配合等连接形式。 轴的工艺性 * 为了保证轴上零件紧靠定位面(轴肩)，轴肩的圆角半径r必须小于相配零件的倒角C1或圆角半径，轴肩高h必须大于C1或R 轴肩的圆角和倒角 键槽应在同一母线上 越程槽、退刀槽、倒角和锥面 提高轴的疲劳强度 * 1）结构设计方面 2）改善轴的表面质量 3）合理受载 10.3 轴的计算 * 轴的强度计算 * 按扭转强度计算 强度条件 设计公式 轴的材料 Q235、20 Q275、35 45 40Cr、35SiMn /MPa 12～20 20～30 30～40 40～52 160～135 135～118 118～107 107～98 常用材料的 值和C值 轴的强度计算 * 按弯扭合成强度计算 单机圆柱齿轮减速器设计草图 强度条件 计算轴的直径 轴的刚度计算 * 轴受力会发生弯曲弹性变形和扭转弹性变形，若弹性变形过大，将会影响轴上零件的正常工作.所以，对刚度有较严格要求的一些铀，需进行刚度计算。 弯曲刚度条件 扭转刚度条件 10.4 项目案例 * 10.4 项目案例 * 【案例1】设计一带式运输机中单级齿轮减速器的低速轴。齿轮减速器的简图如图10.20所示。 齿轮减速器的简图 案例分析及解答： 1) 选择轴的材料。 2) 初步估算轴颈。 3) 轴的结构设计。 4) 轴的受力分析。 5) 轴的强度校核计算 10.5 轴毂连接 轴毂连接是指轴与轴上的传动件，如齿轮、蜗轮、带轮以及联轴器等之间的连接。 * 连接的作用：传递力、力矩和运动。 常用的连接方式：键连接、花键连接、销连接、过盈配合连接等，其中键连接为主要的连接方式。 键连接的类型特点及应用 键连接主要用于轴和轴上零件的周向固定并传递转矩，