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1、第十一章 轴、联轴器,内容:轴的分类和材料,轴的结构设计和强度 计算;联轴器的类型、特点及应用 重点:轴的结构设计,二、轴的分类 1. 按载荷性质分类 2. 按轴线形状分类,轴:支承回转零件的零件 一、轴的功用 1. 支承旋转零件并传递运动和动力 2. 保证所有轴上零件有确定的轴向工作位置,第十一章 轴、联轴器,11-1 概述,1 按载荷性质分类,心轴: 传动轴: 转轴:,2. 按轴线形状分类,直轴、曲轴、软轴,三、轴设计解决的问题,1、结构问题 确定轴的形状和尺寸 2、强度问题 防止轴发生疲劳断裂 3、刚度问题 防止轴发生过大的弹性变形 4、振动稳定性问题 防止轴发生共振,四、轴的材料,轴的
2、材料要求,足够的强度、刚度 良好的耐磨性、耐腐蚀性 对应力集中的敏感性小 良好的加工工艺性和热处理工艺性 良好的经济性,碳素钢 优质碳素钢: 35、 50 、 45 钢 普通碳素钢: A3 A5,合金钢 20Cr、20CrMnTi、40Cr、35SiMn、35CrMo,球墨铸铁 QT500-5、QT600-2,一.轴的结构设计的要求,3. 定位和固定要求: 轴与轴上零件要有准确的工作位置,并牢固地保持这一位置 4. 尽量减少应力集中, 改善轴的受力状态,1. 制造工艺性要求: 轴应有良好的制造工艺,便于加工 2. 装拆要求: 轴上零件要易于装拆、调整,11-2 轴的结构设计,二. 轴的结构分析
3、,轴头: 轴颈: 轴身: 轴肩(轴环):,轴的外形结构,轴向定位和 固定 周向固定,轴与轴上零件要有准确的工作位置 定位:零件有准确的工作位置 固定:零件在轴上的位置牢固可靠,三. 轴上零件的定位和固定方法,轴向定位及固定 防止轴上零件工作时发生轴向蹿动,常用的轴向定位和固定方法: 轴肩、套筒、螺母、轴端挡圈、弹性挡圈等,轴肩圆角 轮毂孔圆角(倒角) (为保证轴上零件与轴肩贴合),轴向定位和固定,用套筒、螺母、轴端挡圈固定时必须满足 轴段长度 轮毂的轴向长度,周向定位和固定,常用的周向固定方法: 键、花键、紧定螺钉、 过盈配合等,防止轴上零件与轴发生相对转动,以传递转矩,c.销钉联接,键联接,
4、b紧定螺钉联接,螺纹退刀槽;砂轮越程槽,车削,倒角,磨削,砂轮越程槽,四. 良好的制造工艺、减小应力集中、改善受力状态,1) 轴肩处要有过渡圆角 2) 键槽应位于同一母线上 3) 相邻轴径的变化不宜太大 4) 螺纹退刀槽 5) 砂轮越程槽,结构示例1:结构改错, 轴承没定位 轴向定位不确定 轴承用错或装错 无调整垫片 端盖端面无凹坑加工量大, 无定位轴肩 端盖无密封 键槽太长 无非定位轴肩 套筒太高,试分析图示轴系结构的错误,并中以改正。,11-3 轴的强度计算,轴的工作能力主要取决于强度和刚度,高速轴还要 校核振动稳定性。,轴的强度计算,1.按扭矩计算 应用条件: 轴只传递转矩,不承受弯矩(
5、或很小的弯矩) 弯矩未知,按扭矩作初步计算。,(轴的结构设计之前进行),说明: 轴上有单键,直径增大4 % ;有双键,直径增大10 % P传递的功率(kw) n轴的转速(r/min) ; d轴的直径(mm) C系数P183表(11-4),估算轴的最小直径(只计转矩按扭转强度),2.按弯扭复合强度计算(当量弯矩) 应用条件:已知轴承位置以及作用在轴上的载荷性质、 大小、方向和作用点。 步骤:绘制受力计算简图,计算所有力引起的弯矩, 合成弯矩M;计算扭矩,合成当量弯矩MV。,合成弯矩,当量弯矩,校正系数见P183,设计公式,轴上有单键,直径增大4 % ;有双键,直径增大10 %,强度条件,(轴的结
6、构设计完成之后进行),轴的刚度计算,11-4 联轴器和离合器,联轴器和离合器主要是用于轴与轴间的联接,使两根轴一起旋转并传递扭矩。,联轴器联接的两根轴,必须停车后,经拆卸后才能将两轴分开。,离合器联接的两轴,在工作时能很方便的将两轴分离和接合。,两者的区别:,联轴器和离合器均已标准化了,应用时根据需要选用。 类型?型号?,联轴器,刚性 挠性,凸缘联轴器 套筒联轴器,盘销联轴器 滑块联轴器 万向联轴器,弹性套柱销联轴器 弹性圆盘联轴器 金属弹性元件挠性联轴器,一、联轴器的类型、特点及应用,无弹性元件 有弹性元件,二、 联轴器的选择,1.根据工作条件确定类型 对中性?转速? 转矩? 载荷平稳性?
7、2.由轴径d、转矩T、转速n 确定型号,计算转矩=工作情况系数名义转矩,原则,三、离合器的基本类型、特点及应用,牙嵌离合器 摩擦离合器 自动离合器,安全离合器 磁粉离合器 定向离合器,单盘式离合器 片式离合器,离合器,牙嵌离合器,单盘式离合器,片式离合器,摩擦式安全离合器,1、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。20.8.2120.8.21Friday, August 21, 2020 2、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。20:53:1120:53:1120:538/21/2020 8:53:11 PM 3、越是没有本领的就越加自命不凡。20.8.2120:53:1120:53Aug-
8、2021-Aug-20 4、越是无能的人,越喜欢挑剔别人的错儿。20:53:1120:53:1120:53Friday, August 21, 2020 5、知人者智,自知者明。胜人者有力,自胜者强。20.8.2120.8.2120:53:1120:53:11August 21, 2020 6、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。2020年8月21日星期五下午8时53分11秒20:53:1120.8.21 7、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。2020年8月下午8时53分20.8.2120:53August 21, 2020 8、业余生活要有意义,不要越轨。2020年8月21日星期五
9、8时53分11秒20:53:1121 August 2020 9、一个人即使已登上顶峰,也仍要自强不息。下午8时53分11秒下午8时53分20:53:1120.8.21 10、你要做多大的事情,就该承受多大的压力。8/21/2020 8:53:11 PM20:53:112020/8/21 11、自己要先看得起自己,别人才会看得起你。8/21/2020 8:53 PM8/21/2020 8:53 PM20.8.2120.8.21 12、这一秒不放弃,下一秒就会有希望。21-Aug-2021 August 202020.8.21 13、无论才能知识多么卓著,如果缺乏热情,则无异纸上画饼充饥,无补于事。Friday, August 21, 202021-Aug-2020.8.21 14、我只是自己不放过自己而已,现在我不会再逼自己眷恋了。20.8.2120:53:1121 August 202020:53,谢谢大家,