第第13章章 轮及其与轴的连接轮及其与轴的连接 一一.轴的结构轴的结构二二.轴上的零件组成及其结构、尺寸轴上的零件组成及其结构、尺寸 轴上零件包括：轴上零件包括：传动件传动件、支承零件、紧固件、调整件、、支承零件、紧固件、调整件、 润滑零件、密封零件等润滑零件、密封零件等三三.轴系设计应实现：轴系设计应实现：轴上零件的固定（周向、轴向）轴上零件的固定（周向、轴向）轴上支承零件的选型及其与机架的固定方式轴上支承零件的选型及其与机架的固定方式轴上零件的润滑与密封轴上零件的润滑与密封轴向零件的定位与调整方式轴向零件的定位与调整方式传动系统轴系结构设计的主要内容传动系统轴系结构设计的主要内容 第十三章第十三章 轮及其与轴的联接轮及其与轴的联接13.1概述概述13.2轮辐的结构设计轮辐的结构设计13.3轮毂的结构设计轮毂的结构设计13.4轴毂联接的设计轴毂联接的设计 13.1概述概述轮的功能轮的功能 在轴与轴之间传递运动和动力在轴与轴之间传递运动和动力轮结构的基本组成轮结构的基本组成 轮缘、轮辐、轮毂轮缘、轮辐、轮毂轮结构设计应满足的要求轮结构设计应满足的要求1））相对位置关系；相对位置关系；2 2）强度和寿命）强度和寿命3 3）轮具有合理的刚度和精度；）轮具有合理的刚度和精度；4 4）具有良好的制造、安装、调整及运输等操作的工艺性；）具有良好的制造、安装、调整及运输等操作的工艺性；5 5）经济性。
经济性轮缘轮缘轮辐轮辐轮毂轮毂 轮轮辐辐的的典典型型结结构构轮轴一体轮轴一体圆柱齿轮：圆柱齿轮：圆锥齿轮（小端）：圆锥齿轮（小端）：实心结构实心结构腹板式结构腹板式结构组装式：大尺寸轮辐，可节省贵金属组装式：大尺寸轮辐，可节省贵金属轮辐式结构轮辐式结构13.213.2轮辐的结构设计轮辐的结构设计蜗杆：分度圆直径较小时蜗杆：分度圆直径较小时 齿轮轴结构齿轮轴结构蜗杆轴结构蜗杆轴结构实心结构带轮、圆锥齿轮、圆柱齿轮、链轮实心结构带轮、圆锥齿轮、圆柱齿轮、链轮 腹板式结构的圆锥齿轮腹板式结构的圆锥齿轮腹板式结构的圆柱齿轮（铸造腹板式结构的圆柱齿轮（铸造) 轮辐式结构的齿轮轮辐式结构的齿轮轮辐式结构的轮辐式结构的V带轮带轮 组装齿圈的结构组装齿圈的结构拼铸式、齿圈压配式、螺栓联接式蜗轮结构拼铸式、齿圈压配式、螺栓联接式蜗轮结构 13.3轮毂的结构设计轮毂的结构设计轮毂的作用轮毂的作用 轮通过轮毂与轴的接触实现轴与轮的轴向、周向、径轮通过轮毂与轴的接触实现轴与轮的轴向、周向、径向定位并传递载荷向定位并传递载荷轮毂宽度的确定轮毂宽度的确定 L=(0.8~1.2)d 保证径向定位精度、侧向稳定性和承载能力。
保证径向定位精度、侧向稳定性和承载能力轮毂厚度的确定轮毂厚度的确定 dw=(1.6~1.8)d 保证联接的强度保证联接的强度轮毂孔与轴的配合轮毂孔与轴的配合一般选用较紧的配合，具体公差可查阅手册一般选用较紧的配合，具体公差可查阅手册轮毂的端面设计轮毂的端面设计 为保证轴向定位精度，要求与轴线的垂直度为保证轴向定位精度，要求与轴线的垂直度和较小的粗糙度和较小的粗糙度 轮的结构设计总结轮的结构设计总结轮的结构设计主要考虑轮子的大小选择相轮的结构设计主要考虑轮子的大小选择相应的结构应的结构 13.4 轴毂联接的设计轴毂联接的设计键联接键联接花键联接花键联接其它类型的联接：其它类型的联接：销、紧定螺钉、过盈配销、紧定螺钉、过盈配合、成型联接等合、成型联接等 键联接键联接键联接的应用及其分类键联接的应用及其分类键联接的设计键联接的设计键常用的材料键常用的材料 精拔钢或碳钢，一般精拔钢或碳钢，一般 常用牌号：常用牌号： 钢钢键材料的许用挤压应力、许用压力见表键材料的许用挤压应力、许用压力见表13-113-1。
键联接的作用及其分类键联接的作用及其分类键联接的作用键联接的作用实现轴与轴毂之间的周向固定，并在轴与轴毂之间传实现轴与轴毂之间的周向固定，并在轴与轴毂之间传递运动和动力；递运动和动力；部分键还可以实现轴上零件的轴向固定或轴向移动部分键还可以实现轴上零件的轴向固定或轴向移动 普通平普通平键连接接a)a)圆头平平键(A(A型型) b)) b)方方头平平键(B(B型型) c)) c)单圆头平平键(C(C型型) ) 1 1－－轴 2 2－－轮毂 3 3－工作面－工作面 键联接的作用及其分类键联接的作用及其分类键的分类键的分类( (按截面形状）按截面形状）平键：平键：u普通平键：主要用于普通平键：主要用于静联接静联接u导向平键（或滑键）：主要用于导向平键（或滑键）：主要用于动联接动联接半圆键：主要用于锥轴或轻载联接半圆键：主要用于锥轴或轻载联接楔键：承受单向轴向载荷、不适用于对中要求高或高楔键：承受单向轴向载荷、不适用于对中要求高或高速精密的传动中速精密的传动中切向键：由一对楔键组成。
传递单向转矩一般用于切向键：由一对楔键组成传递单向转矩一般用于大直径的轴毂联接大直径的轴毂联接 键联接的设计主要内容主要内容根据工作要求选择键的类型，查标准确定主要尺寸根据工作要求选择键的类型，查标准确定主要尺寸及其配合及其配合键联接强度的校核计算键联接强度的校核计算键的选择键的选择类型选择类型选择----主要考虑结构、使用特性、工作条件等主要考虑结构、使用特性、工作条件等尺寸的选择尺寸的选择（宽度（宽度b b、高度、高度h h及键长及键长L L））u根据轴的直径确定键的根据轴的直径确定键的u按照轮毂的长度确定键长按照轮毂的长度确定键长键的强度校核键的强度校核静联接静联接（压溃）（压溃）：式（：式（13-113-1））动联接（磨损） 花键联接花键联接花键的类型、特点和应用花键的类型、特点和应用花键联接的定心方法花键联接的定心方法矩形花键矩形花键--小径定心（图小径定心（图13-26）、渐开线花键）、渐开线花键--齿形定心齿形定心（图（图13-27））花键联接的设计花键联接的设计花键常用的材料花键常用的材料 花键材料的抗拉强度一般不低于花键材料的抗拉强度一般不低于600MPa600MPa，在，在动联接中，载荷作用下，频繁移动的花键，齿面动联接中，载荷作用下，频繁移动的花键，齿面要经过热处理以得到足够的硬度。
要经过热处理以得到足够的硬度花键材料的许用挤压应力、许用压力（花键材料的许用挤压应力、许用压力见表见表13-213-2）） 花键连接花键连接渐开线花键连接 花键的花键的类型、特点和应用、特点和应用花键的类型（按齿形分）花键的类型（按齿形分）矩形花键、渐开线花键花键联接的特点花键联接的特点受力均匀、齿根应力集中减小、对轴或轴毂的受力均匀、齿根应力集中减小、对轴或轴毂的强度消弱小、可承受较大的载荷、对中性好、强度消弱小、可承受较大的载荷、对中性好、导向性好导向性好花键联接的应用花键联接的应用已经标准化适用于定心精度要求高、载荷大已经标准化适用于定心精度要求高、载荷大或需要经常滑移的联接如：机床、农业机械、或需要经常滑移的联接如：机床、农业机械、飞机、汽车等飞机、汽车等缺点？ 花键联接设计的典型问题•已知条件：轴径已知条件：轴径d d、轴传递的转矩、轴传递的转矩T T•设计内容：–根据联接的结构特点、使用要求和工作条件选择花键的类型–确定花键的尺寸：u1根据轴的直径确定花键的尺寸及其配合公差u根据轴毂的长度或工作条件确定花键长度–花键的强度计算:假设u1）载荷在键的工作面上均匀分布；u2）各齿面上压力的合力作用在平均直径dm处。
静联接：式（13-3）动联接： 紧定螺钉紧定螺钉销销成形联接成形联接其他连接其他连接 •过盈配合过盈配合 液压辅助拆卸结构其他连接其他连接 其他连接其他连接a) a) 弹性环弹性环 b) b) 单对环单向压紧单对环单向压紧 c) c) 多对环单向压紧多对环单向压紧 弹性环连接弹性环连接弹性环连接弹性环连接 。