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1、,第十章 轴、联轴器、离合器,西安工业大学光电学院,目录,轴 联轴器 离合器,轴的用途与分类,101 轴,1、功用：1）支承回转零件；2）传递运动和动力,2、分类：,按承载情况分：,转轴承受扭矩和弯矩,心轴只受弯矩,传动轴只承受扭矩或主要受扭矩,按轴线形状分：,直轴：,曲轴,光轴,阶梯轴,空心轴和钢丝软轴,二、轴的材料及其选择,轴的热处理和表面强化可提高轴的疲劳强度。,合金钢比碳钢有更高的强度和更好的淬火性能。一般情况下用碳钢，重要的轴用合金钢。,毛坯多用圆钢或锻件。,合金钢代替碳钢并不能提高轴的刚度。,用于外形复杂的轴。价廉、吸振性和耐磨性好，对应力集中的敏感性较低，但是质较脆。,三、轴的结
2、构设计,要求：,轴和轴上零件要有准确、牢固的工作位置轴上零件装拆、调整方便 轴应具有良好的制造工艺性等 尽量避免应力集中,1、轴的各部分名称,轴颈：轴与轴承配合处的轴段,轴头：安装轮毂键槽处的轴段,轴身：轴头与轴颈间的轴段,轴肩或轴环：阶梯轴上截面尺寸变化的部位，其中一个尺寸变化最大称为轴环,2、轴的外形结构,3、零件在轴上的固定方法,零件的轴向定位,轴肩和轴环,要求r轴R孔或r轴C孔,套筒,轴用圆螺母,要求轴肩高度滚动轴承内圈高度,当用轴肩、轴环、套筒、圆螺母、轴端挡圈进行零件的轴向定位时，为保证轴向定位可靠，要求L轴L毂,轴端挡圈,错误,正确,正确,零件的周向定位,紧定螺钉、销,过盈配合,
3、键,花键,轴上零件定位,各段长度要考虑零件的定位、装配、运转空间尺寸等。,4. 确定各段轴径和长度的基本原则：,与标准件配合处直径按标准件取值；,与非标准件配合处直径取标准尺寸；,非配合直径的轴肩高度要保证定位可靠、装拆方便；,5. 轴的结构工艺性,1）轴肩圆角r,2）轴端倒角,3）砂轮越程槽,4）螺纹退刀槽,5）同一轴上键槽位于圆柱同一母线上，且取相同尺寸,轴的结构改错,三、轴的强度计算,1. 按许用切应力计算,用于：只受扭矩或主要承受扭矩的传动轴的强度计算,结构设计前按扭矩初估轴的直径dmin,强度条件,设计公式,放大轴径：一个键槽：4%二个键槽：10%取标准值,轴上有键槽时：,2. 按弯
4、扭合成强度条件计算,条件：已知支点、扭距、弯矩,步骤：,作轴的空间受力简图,求水平面支反力RH1、RH2，作水平面弯矩图,求垂直平面内支反力RV1、RV2，作垂直平面内的弯矩图,作合成弯矩图,作扭矩图,作当量弯矩图,为将扭矩折算为等效弯矩的折算系数,对于不变T：,对于脉动循环的T：,对于对称循环的T：,式中 应力校正系数；（根据转矩的性质而定）,循环特性,校核 危险截面轴的强度,设计公式,例：电动机通过带和齿轮带动反射镜转动。设计轴。已知轴的输入功率 ，轴的转速 ，张紧带轮时轴上所受的力 ，齿轮的圆周力 ，齿轮的径向力 ，两滚动轴承中心间的距离为40mm。,解：1. 估算轴的直径,选取轴的材料
5、45钢，调质处理：,2. 轴的结构设计,轴的外形轴的直径轴的长度,3. 按弯曲和扭转复合强度校核轴径,作 业,一齿轮减速器。设计齿轮轴。已知电动机的输入功率 ，轴的转速 ，齿轮的圆周力 ，齿轮的径向力 ，齿轮的轴向力为 。并已知齿轮直径 ，各段长度为 ， ，,1、弯曲刚度,挠曲线方程：,挠 度：,偏转角：,四、轴的刚度计算,2、扭转刚度,一、联轴器的类型、结构和特性,102 联轴器,联轴器与离合器：,相同点：,联接两轴、传递运动和转矩,不同点：,联轴器联接的两轴只有停车后经拆卸才能分离,离合器联接的两轴可在机器工作中方便地实现分离与接合,联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形以及
6、温度变化的影响等，往往不能保证严格的对中，而存在着某种程度的相对位移。,联轴器的种类和特性1,这就要求设计联轴器时，从结构上采取措施，使之能够适应一定范围的相对位移。,刚性联轴器：严格对中，且没有相对位移,挠性联轴器：,无弹性元件挠性联轴器,有弹性元件挠性联轴器 （弹性联轴器）,1. 刚性连轴器,（2）套筒联轴器,（1）凸缘联轴器,2 挠性联轴器,滑块联轴器,（1）无弹性元件挠性联轴器,盘销联轴器,1.允许两轴有轴向位移， 2.轴向位移量 (两盘最大间隙，0.81.5mm),万向联轴器,（2）有弹性元件的挠性弹性联轴器（弹性联轴器）,1）金属弹性元件挠性联轴器,a）弹性套柱销联轴器,2）非金属弹性元件挠性联轴器,b）弹性圆盘联轴器,二、联轴器的选择,1、选联轴器类型,2、定计算扭矩,3、定型号,4、校核转速,103 离合器,离合器的基本要求： （1）接合迅速，分离彻底，动作准确可靠，平稳无冲击； （2）结构简单，制造、调整和维修方便； （3）强度高，散热好，使用寿命长； （4）尺寸小和重量轻。,一、牙嵌式离合器,二、摩擦式离合器,
