精密機(jī)械設(shè)計(jì) 第11章 軸、聯(lián)軸器

1、第十一章 軸、聯(lián)軸器,內(nèi)容：軸的分類和材料，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度 計(jì)算；聯(lián)軸器的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用重點(diǎn)：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),二、軸的分類1. 按載荷性質(zhì)分類2. 按軸線形狀分類,軸：支承回轉(zhuǎn)零件的零件一、軸的功用1. 支承旋轉(zhuǎn)零件并傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力 2. 保證所有軸上零件有確定的軸向工作位置,第十一章 軸、聯(lián)軸器,§11-1 概述,1 按載荷性質(zhì)分類,心軸：傳動(dòng)軸：轉(zhuǎn)軸：,2. 按軸線

2、形狀分類,直軸、曲軸、軟軸,三、軸設(shè)計(jì)解決的問題,1、結(jié)構(gòu)問題 — 確定軸的形狀和尺寸2、強(qiáng)度問題 — 防止軸發(fā)生疲勞斷裂3、剛度問題 — 防止軸發(fā)生過大的彈性變形4、振動(dòng)穩(wěn)定性問題 — 防止軸發(fā)生共振,,,四、軸的材料,軸的材料要求,足夠的強(qiáng)度、剛度良好的耐磨性、耐腐蝕性對(duì)應(yīng)力集中的敏感性小良好的加工工藝性和熱處理工藝性良好的經(jīng)濟(jì)性,碳素鋼 優(yōu)質(zhì)碳素鋼: 35、 50 、 45 鋼 普通碳素鋼: A3 A5,合金

3、鋼 20Cr、20CrMnTi、40Cr、35SiMn、35CrMo,球墨鑄鐵 QT500-5、QT600-2,一.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求,3. 定位和固定要求：軸與軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置，并牢固地保持這一位置4. 盡量減少應(yīng)力集中, 改善軸的受力狀態(tài),1. 制造工藝性要求：軸應(yīng)有良好的制造工藝，便于加工2. 裝拆要求：軸上零件要易于裝拆、調(diào)整,§11-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),二. 軸的結(jié)構(gòu)分析,,,

4、,軸頭：軸頸：軸身：軸肩(軸環(huán))：,軸的外形結(jié)構(gòu),軸向定位和 固定周向固定,軸與軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置定位：零件有準(zhǔn)確的工作位置固定：零件在軸上的位置牢固可靠,三. 軸上零件的定位和固定方法,軸向定位及固定 防止軸上零件工作時(shí)發(fā)生軸向躥動(dòng),常用的軸向定位和固定方法：軸肩、套筒、螺母、軸端擋圈、彈性擋圈等,軸肩圓角ｒ ＜ 輪轂孔圓角Ｒ(倒角Ｃ) (為保證軸上零件與軸肩貼合

5、),軸向定位和固定,用套筒、螺母、軸端擋圈固定時(shí)必須滿足 軸段長(zhǎng)度 < 輪轂的軸向長(zhǎng)度,周向定位和固定,常用的周向固定方法：鍵、花鍵、緊定螺釘、過盈配合等,防止軸上零件與軸發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，以傳遞轉(zhuǎn)矩,c.銷釘聯(lián)接,鍵聯(lián)接,b緊定螺釘聯(lián)接,,螺紋退刀槽；砂輪越程槽,車削,倒角,磨削,,砂輪越程槽,,四. 良好的制造工藝、減小應(yīng)力集中、改善受力狀態(tài),1) 軸肩處要有過渡圓角2) 鍵槽應(yīng)位于同一母線上3) 相鄰軸徑的變化不宜太

6、大4) 螺紋退刀槽5) 砂輪越程槽,結(jié)構(gòu)示例1：結(jié)構(gòu)改錯(cuò),⑥ 軸承沒定位⑦ 軸向定位不確定⑧ 軸承用錯(cuò)或裝錯(cuò)⑨ 無調(diào)整墊片⑩ 端蓋端面無凹坑加工量大,① 無定位軸肩② 端蓋無密封③ 鍵槽太長(zhǎng)④無非定位軸肩⑤套筒太高,,①,②,③,④,⑤,⑥,⑦,⑧,⑨,⑩,試分析圖示軸系結(jié)構(gòu)的錯(cuò)誤，并中以改正。,§11-3 軸的強(qiáng)度計(jì)算,軸的工作能力主要取決于強(qiáng)度和剛度，高速軸還要 校核振動(dòng)穩(wěn)定性。,軸的強(qiáng)度計(jì)算,1

7、.按扭矩計(jì)算 應(yīng)用條件：軸只傳遞轉(zhuǎn)矩，不承受彎矩（或很小的彎矩） 彎矩未知，按扭矩作初步計(jì)算。,（軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前進(jìn)行）,說明： ①軸上有單鍵，直徑增大4 % ;有雙鍵,直徑增大10 % ② P－傳遞的功率(kw) n－軸的轉(zhuǎn)速(r/min) ; d－軸的直徑(mm) C－系數(shù)→P183表(11-4),估算軸的最小直徑

8、（只計(jì)轉(zhuǎn)矩→按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度）,2.按彎扭復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算（當(dāng)量彎矩）應(yīng)用條件：已知軸承位置以及作用在軸上的載荷性質(zhì)、 大小、方向和作用點(diǎn)。 步驟：繪制受力計(jì)算簡(jiǎn)圖，計(jì)算所有力引起的彎矩， 合成彎矩M；計(jì)算扭矩，合成當(dāng)量彎矩MV。,合成彎矩,當(dāng)量彎矩,校正系數(shù)見P183,設(shè)計(jì)公式,軸上有單鍵，直徑增大4 % ;有雙鍵,直徑增大10 %,強(qiáng)度條件,（軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成之后進(jìn)行）,軸的剛度計(jì)算,,

9、7;11-4 聯(lián)軸器和離合器,聯(lián)軸器和離合器主要是用于軸與軸間的聯(lián)接，使兩根軸一起旋轉(zhuǎn)并傳遞扭矩。,聯(lián)軸器聯(lián)接的兩根軸，必須停車后，經(jīng)拆卸后才能將兩軸分開。,離合器聯(lián)接的兩軸，在工作時(shí)能很方便的將兩軸分離和接合。,兩者的區(qū)別：,聯(lián)軸器和離合器均已標(biāo)準(zhǔn)化了，應(yīng)用時(shí)根據(jù)需要選用。 類型？型號(hào)？,聯(lián)軸器,剛性撓性,凸緣聯(lián)軸器 套筒聯(lián)軸器,盤銷聯(lián)軸器 滑塊聯(lián)軸器 萬(wàn)向聯(lián)軸器,彈性套柱銷聯(lián)軸器彈性圓盤聯(lián)軸器

10、金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器,一、聯(lián)軸器的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用,,,,,,無彈性元件有彈性元件,二、 聯(lián)軸器的選擇,1.根據(jù)工作條件確定類型 對(duì)中性？轉(zhuǎn)速? 轉(zhuǎn)矩？ 載荷平穩(wěn)性？…2.由軸徑d、轉(zhuǎn)矩T、轉(zhuǎn)速n 確定型號(hào),計(jì)算轉(zhuǎn)矩=工作情況系數(shù)?名義轉(zhuǎn)矩,原則,三、離合器的基本類型、特點(diǎn)及應(yīng)用,牙嵌離合器 摩擦離合器自動(dòng)離合器,安全離合器磁粉離合器定向離合器,單盤式離合器 片式離合器,離合器,,,,牙嵌離合器,單盤式離合器