軸和軸轂連接設計

1、機械設計機械設計6- -1 概概 述述一、軸的功用一、軸的功用 支撐回轉(zhuǎn)零件支撐回轉(zhuǎn)零件 傳遞運動和轉(zhuǎn)矩傳遞運動和轉(zhuǎn)矩二、軸的類型二、軸的類型 心心 軸軸 只承受彎矩只承受彎矩 傳動軸傳動軸 只承受轉(zhuǎn)矩只承受轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 軸軸 既受彎矩、又受轉(zhuǎn)矩既受彎矩、又受轉(zhuǎn)矩按受載按受載 直直 軸軸 曲曲 軸軸按軸心線按軸心線 撓性鋼絲軸撓性鋼絲軸其其 他他轉(zhuǎn)動心軸轉(zhuǎn)動心軸固定心軸固定心軸機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計概述軸和軸轂連接設計概述機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計概述軸和軸轂連接設計概述機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計概述軸和軸轂連接設計概述機械設計機械

2、設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計概述軸和軸轂連接設計概述機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計概述軸和軸轂連接設計概述機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計概述軸和軸轂連接設計概述機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計概述軸和軸轂連接設計概述機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計概述軸和軸轂連接設計概述機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計2、強度問題、強度問題 防止軸發(fā)生疲勞斷裂或塑性變形防止軸發(fā)生疲勞斷裂或塑性變形3、剛度問題、剛度問題 防止軸發(fā)生過大的彈性變形防止軸發(fā)生過大的彈性變形4、振動穩(wěn)定性問題、振動穩(wěn)定性問

3、題 防止軸系發(fā)生共振防止軸系發(fā)生共振三、軸設計時所要解決的問題三、軸設計時所要解決的問題1、結(jié)構(gòu)問題、結(jié)構(gòu)問題 確定軸的形狀和尺寸確定軸的形狀和尺寸6- -2 軸的結(jié)構(gòu)設計軸的結(jié)構(gòu)設計軸頸軸頸 與軸承相配的與軸承相配的部分；部分；軸頭軸頭 與與輪轂輪轂相配的相配的部分；部分；軸身軸身 連接軸頸與軸連接軸頸與軸頭的部分；頭的部分；軸頸軸頸 軸頭軸頭 軸身軸身 輪轂輪轂機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計軸的結(jié)構(gòu)應滿足的基本要求：軸的結(jié)構(gòu)應滿足的基本要求：加工工藝性要好加工工藝性要好, ,材料省、重量輕材料省、重量輕便于軸上零件裝拆便于軸上零件裝拆軸上零件

4、要有準確的定位軸上零件要有準確的定位軸上零件要有可靠的固定軸上零件要有可靠的固定盡量減小應力集中盡量減小應力集中光軸光軸 等強度軸等強度軸 階梯軸階梯軸 d機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計倒角倒角 加工方法不同，軸的結(jié)構(gòu)也可能不同加工方法不同，軸的結(jié)構(gòu)也可能不同 裝拆應方便：裝拆應方便： 軸的直徑應圓整成標準值。軸的直徑應圓整成標準值。加工螺紋應加工螺紋應有退刀槽有退刀槽 鍵槽靠近零鍵槽靠近零件裝入端件裝入端 軸上鍵槽應處于同一加工方向，且寬度盡可能相等。軸上鍵槽應處于同一加工方向，且寬度盡可能相等。 r倒角、倒角、導向錐面導向錐面； 砂輪越程槽砂

5、輪越程槽 機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計定位定位 使軸上零件處于正確的工作位置；使軸上零件處于正確的工作位置；軸肩或軸環(huán)軸肩或軸環(huán)固定固定 使軸上零件牢固地保持這一位置，使軸上零件牢固地保持這一位置，防止軸上零件工作時發(fā)生軸向躥動。防止軸上零件工作時發(fā)生軸向躥動。常用的軸向定位和固定方法：常用的軸向定位和固定方法：定位軸肩：定位軸肩：非定位軸肩非定位軸肩：為保證定位準確，為保證定位準確， C 或或 R r 軸環(huán)寬度一般?。狠S環(huán)寬度一般?。篵 1.4 h 圓整成整數(shù)圓整成整數(shù) 軸過渡圓角半徑軸過渡圓角半徑軸徑軸徑h12 mm，作用是便于軸上零件的裝

6、拆，作用是便于軸上零件的裝拆h( (0.070.1) )d機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計套套 筒筒軸端擋圈軸端擋圈彈性擋圈彈性擋圈圓圓 螺螺 母母錐錐 面面對軸上零件起固定作用。對軸上零件起固定作用。常用于近距離的兩個零件間的固定。常用于近距離的兩個零件間的固定。用于軸上兩零件距離較遠時，或軸端。用于軸上兩零件距離較遠時，或軸端。需切制螺紋，削弱了軸的強度。需切制螺紋，削弱了軸的強度。需切環(huán)槽，削弱了軸的強度。需切環(huán)槽，削弱了軸的強度。承受不大的軸向力。承受不大的軸向力。用于固定軸端零件，能承受較大的軸向力。用于固定軸端零件，能承受較大的軸向力。

7、常與軸端擋圈配合使用。常與軸端擋圈配合使用。注意：注意：采用這些方法固定軸采用這些方法固定軸上零件時，為保證固上零件時，為保證固定可靠，定可靠，應使：應使：軸頭長度比輪軸頭長度比輪轂寬度短轂寬度短23 mm，即：即：lB - - (23)緊定螺釘緊定螺釘機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計鍵鍵 連連 接接目的目的 防止軸上零件與軸發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，以傳遞轉(zhuǎn)矩。防止軸上零件與軸發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，以傳遞轉(zhuǎn)矩。常用的周向固定方法常用的周向固定方法：花鍵連接花鍵連接成形連接成形連接過盈配合過盈配合軸轂連接軸轂連接機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計軸

8、和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計鍵連接鍵連接平平 鍵鍵半圓鍵半圓鍵楔楔 鍵鍵 普通平鍵普通平鍵導向平鍵導向平鍵（短距離短距離）滑滑 鍵鍵（長距離長距離 ）動連接動連接靜連接靜連接切向鍵切向鍵普通平鍵類型：普通平鍵類型：A型（圓頭）型（圓頭）B型（方頭）型（方頭）C型（半圓頭）型（半圓頭）特點：特點： 工作面為兩側(cè)面，定心性好，裝拆方便工作面為兩側(cè)面，定心性好，裝拆方便機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計軸上鍵槽加工軸上鍵槽加工適合適合A 型鍵型鍵或或 B 型鍵型鍵適合適合C型鍵型鍵用于軸端用于軸端適合適合 B 型鍵型鍵B型鍵型鍵B型鍵型鍵孔內(nèi)鍵槽加工孔內(nèi)鍵槽加工

9、插刀插刀 或或 拉刀拉刀機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計導向平鍵：導向平鍵：用螺釘將鍵固定于鍵槽中，用螺釘將鍵固定于鍵槽中，用于軸向滑移量不大的場合，用于軸向滑移量不大的場合，如齒輪變速箱。如齒輪變速箱?；I：滑鍵：與輪轂一起沿鍵槽做軸向滑與輪轂一起沿鍵槽做軸向滑移，用于滑移量大的場合。移，用于滑移量大的場合。半圓鍵：半圓鍵：兩側(cè)面工作，鍵槽深，對軸兩側(cè)面工作，鍵槽深，對軸強度削弱大，用于輕載。強度削弱大，用于輕載。機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計楔鍵：楔鍵：頂面有斜度（頂面有斜度（1: :100），）

10、，頂面和底面為工作面；靠頂面和底面為工作面；靠摩擦力傳動；軸向敲入，摩擦力傳動；軸向敲入，對中性差。對中性差。切向鍵：切向鍵：兩個楔鍵組合而成，兩個楔鍵組合而成，工作面的受力沿切向作用，工作面的受力沿切向作用，承載能力強。承載能力強。一組切向鍵只傳遞單向轉(zhuǎn)矩，一組切向鍵只傳遞單向轉(zhuǎn)矩，兩組切向鍵可傳遞雙向轉(zhuǎn)矩。兩組切向鍵可傳遞雙向轉(zhuǎn)矩。機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計花鍵連接花鍵連接矩形花鍵矩形花鍵漸開線花鍵漸開線花鍵多對鍵齒同時傳遞載荷，承多對鍵齒同時傳遞載荷，承載能力強，對中性好。載能力強，對中性好。既可用于靜連接，又可用于既可用于靜連接，又可

11、用于動連接。動連接。非圓截面的軸與相應的輪非圓截面的軸與相應的輪轂孔組成的連接。轂孔組成的連接。無鍵連接形式，應力集中小，無鍵連接形式，應力集中小，強度高，但加工困難。強度高，但加工困難。機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計利用孔、軸之間的過盈量實現(xiàn)連接，也是無鍵連接。利用孔、軸之間的過盈量實現(xiàn)連接，也是無鍵連接。機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計減小應力集中減小應力集中截面變化不要過大截面變化不要過大；適當加大過渡圓角半徑。；適當加大過渡圓角半徑。或采用：或采用：凹切圓角凹切圓角過渡肩環(huán)過渡肩環(huán)減載槽減載槽

12、改善軸的受力狀況改善軸的受力狀況改變軸上零件的結(jié)構(gòu)或布置，使軸的受載減小。改變軸上零件的結(jié)構(gòu)或布置，使軸的受載減小。機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計軸和軸轂連接設計結(jié)構(gòu)設計軸的結(jié)構(gòu)設計示例軸的結(jié)構(gòu)設計示例問題：問題：滾動軸承和套筒是否需要滾動軸承和套筒是否需要用鍵作周向固定？用鍵作周向固定？斜齒輪軸系裝配斜齒輪軸系裝配錐齒輪軸系裝配錐齒輪軸系裝配機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計強度計算軸和軸轂連接設計強度計算6- -3 軸的強度計算軸的強度計算應力分析：應力分析：彎曲應力彎曲應力b 扭剪應力扭剪應力T 對稱循環(huán)變應力；對稱循環(huán)變應力； 循環(huán)特征根據(jù)實際循環(huán)特

13、征根據(jù)實際TF anmaxmin對稱循環(huán)變應力對稱循環(huán)變應力（或或）btO軸單向、平穩(wěn)轉(zhuǎn)動：軸單向、平穩(wěn)轉(zhuǎn)動： 振動、頻繁啟動或情況不明：振動、頻繁啟動或情況不明：軸經(jīng)常雙向運轉(zhuǎn)：軸經(jīng)常雙向運轉(zhuǎn)：Tb情況而定情況而定TtO機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計強度計算軸和軸轂連接設計強度計算計算方法：計算方法： 按扭轉(zhuǎn)強度計算按扭轉(zhuǎn)強度計算 按彎扭合成強度計算按彎扭合成強度計算 安全系數(shù)法計算安全系數(shù)法計算一般的軸一般的軸TTWT 16/10955033dnP 扭剪應力：扭剪應力：重要的軸重要的軸ndP332 . 0109550 T 強度計算的主要目的強度計算的主要目的 防止疲勞斷裂防

14、止疲勞斷裂常見失效形式：常見失效形式：疲勞斷裂、塑性變形、過大的彈性變形。疲勞斷裂、塑性變形、過大的彈性變形。TTd機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計強度計算軸和軸轂連接設計強度計算對于轉(zhuǎn)軸，扭轉(zhuǎn)強度公式一般用來對于轉(zhuǎn)軸，扭轉(zhuǎn)強度公式一般用來，扭轉(zhuǎn)強度設計式扭轉(zhuǎn)強度設計式: 33T32 . 0109550nPd mm3nPC 令其為系數(shù)令其為系數(shù) C系數(shù)系數(shù) C 與軸的材料和承載情況有關，與軸的材料和承載情況有關，查表查表6- -3。只受轉(zhuǎn)矩或彎矩相對轉(zhuǎn)矩較小時，只受轉(zhuǎn)矩或彎矩相對轉(zhuǎn)矩較小時，C 取小值。取小值。若該軸段同一剖面上有一個鍵槽，若該軸段同一剖面上有一個鍵槽，d 值增大

15、值增大5% ,彎矩較大時，彎矩較大時，C 取大值。取大值。計算出的計算出的 d 作為作為 。注意：注意：有有兩個鍵槽兩個鍵槽，增大，增大10% 。危險截面的軸徑危險截面的軸徑機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計強度計算軸和軸轂連接設計強度計算既考慮彎矩又考慮轉(zhuǎn)矩，比前法精確。既考慮彎矩又考慮轉(zhuǎn)矩，比前法精確。軸的支反力作用點、外載荷的大小及位置。軸的支反力作用點、外載荷的大小及位置。彎、扭聯(lián)合作用時，采用第三強度理論彎、扭聯(lián)合作用時，采用第三強度理論2T2bca4 則軸危險截面上的當量應力：則軸危險截面上的當量應力：對于直徑為對于直徑為 d 的實心軸：的實心軸：WM b 16/3TT

16、dTWT 32/3dM 31 . 0 dM 32 . 0 dT WT2 2224 WTWMWTM22 d機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計強度計算軸和軸轂連接設計強度計算WTM22ca)( 由于由于 b 與與 T 的循環(huán)特征可能不同，故對強度影響程度不同，的循環(huán)特征可能不同，故對強度影響程度不同，則強度條件為：則強度條件為：3ca1 . 0 dM 22ca)( TMM 折合系數(shù)折合系數(shù)的取值：的取值： 對于不變的轉(zhuǎn)矩，對于不變的轉(zhuǎn)矩， T 看成靜應力：看成靜應力：3 . 0b1b1 頻繁啟動、振動或情況不明，頻繁啟動、振動或情況不明，6 . 0b0b1 經(jīng)常雙向運轉(zhuǎn)，經(jīng)常雙向運轉(zhuǎn)，

17、 T 看成對稱循環(huán)：看成對稱循環(huán)：1b1b1 對稱循環(huán)變對稱循環(huán)變應力下的許應力下的許用彎曲應力用彎曲應力 T 看成脈動循環(huán)：看成脈動循環(huán)：WTM22ca b1 需引進折合系數(shù)需引進折合系數(shù)將將 T 折合成對稱循環(huán)變應力。折合成對稱循環(huán)變應力。機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計強度計算軸和軸轂連接設計強度計算設計式：設計式： mm1 . 03b1ca Md所計算危險截面若有鍵槽，則將軸徑加大，方法同前。所計算危險截面若有鍵槽，則將軸徑加大，方法同前。對于心軸：對于心軸：T 0， McaM22ca)( TMM 危險截面軸徑危險截面軸徑- -1b 根據(jù)軸的材料查表根據(jù)軸的材料查表 6-

18、 -4； 對軸作受力分析，求出危險截面對軸作受力分析，求出危險截面的的 、 機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計強度計算軸和軸轂連接設計強度計算一般的軸用前述方法已足夠精確。一般的軸用前述方法已足夠精確。重要的軸需用安全系數(shù)法進行校核。重要的軸需用安全系數(shù)法進行校核。目的目的 防止疲勞斷裂防止疲勞斷裂 截面變化處、過盈配合處、鍵槽、橫孔；截面變化處、過盈配合處、鍵槽、橫孔； 表面粗糙易產(chǎn)生初始裂紋；表面粗糙易產(chǎn)生初始裂紋； 零件的截面尺寸越大，隱含的缺陷越多。零件的截面尺寸越大，隱含的缺陷越多。還要考慮影響疲勞強度的其他因素：還要考慮影響疲勞強度的其他因素：除了考慮材料性能、應力大小

19、等因素對軸強度的影響外，除了考慮材料性能、應力大小等因素對軸強度的影響外，如第二章所述，引進應力集中系數(shù)如第二章所述，引進應力集中系數(shù) 、表面狀態(tài)系表面狀態(tài)系數(shù)數(shù)、絕對尺寸系數(shù)、絕對尺寸系數(shù) 來考慮。來考慮。機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計強度計算軸和軸轂連接設計強度計算復合變應力作用下，安全系數(shù)及強度條件：復合變應力作用下，安全系數(shù)及強度條件：( (見第二章見第二章) )22caSSSSSS maD1)( KSmaD1)( KS0012 0012 D)(kK D)(kK 彎曲應力彎曲應力 計算安全系數(shù)計算安全系數(shù)0.10.2許用安全系數(shù)許用安全系數(shù)查表查表 6- -5 扭剪應力

20、扭剪應力 計算安全系數(shù)計算安全系數(shù)0.050.1- -1、- -1 軸材料軸材料的疲勞極限，查表的疲勞極限，查表 6- -1查附表查附表 1附表附表 7機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計強度計算軸和軸轂連接設計強度計算maD1)( KSmaD1)( KSWM bmaxa 0m TTmaxaWT 0m WM222bmaxma TTmaxma222WT 機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計強度計算軸和軸轂連接設計強度計算(K)D 、(K)D 應力較大且有應力集中源處。應力較大且有應力集中源處。安全系數(shù)不滿足要求時：安全系數(shù)不滿足要求時：降低應力集中、表面強化、增大軸徑、改選材

21、料等降低應力集中、表面強化、增大軸徑、改選材料等如軸肩如軸肩 A 處：處：截面變化、鍵槽、截面變化、鍵槽、過盈配合等過盈配合等k、k可查得多個值可查得多個值機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計強度計算軸和軸轂連接設計強度計算02020000SSSSSS 計算安全系數(shù)計算安全系數(shù)maxs0 S 彎曲應力彎曲應力 計算安全系數(shù)計算安全系數(shù)maxs0 Ss、s 材料的抗彎、抗扭屈服極限材料的抗彎、抗扭屈服極限max、max 尖峰載荷作用時的彎曲、扭剪應力尖峰載荷作用時的彎曲、扭剪應力 許用安全系數(shù)許用安全系數(shù)查表查表 6- -6 扭剪應力扭剪應力 計算安全系數(shù)計算安全系數(shù)機械設計機械設計第

22、六章第六章 軸和軸轂連接設計設計方法軸和軸轂連接設計設計方法6- -4 軸設計的一般步驟和方法軸設計的一般步驟和方法1、選擇材料，根據(jù)功率、選擇材料，根據(jù)功率 P 和轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速 n ，用，用扭轉(zhuǎn)強度公式初算受扭段的最小直徑扭轉(zhuǎn)強度公式初算受扭段的最小直徑dmin 2、根據(jù)初算軸徑，進行軸的結(jié)構(gòu)設計、根據(jù)初算軸徑，進行軸的結(jié)構(gòu)設計3、按彎、扭合成強度、按彎、扭合成強度( (一般軸一般軸) )或安全系或安全系數(shù)法數(shù)法( (重要軸重要軸) )校核軸的危險截面校核軸的危險截面N目的防止過大的彈性變形目的防止過大的彈性變形剛度條件：剛度條件：y y 機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計設計方法

23、軸和軸轂連接設計設計方法將將 dmin 圓整成標準直徑（查圓整成標準直徑（查機械設計課程設計機械設計課程設計）受扭段受扭段受扭段最小受扭段最小直徑直徑 dminmm05. 13min nPCd（有一個鍵槽，（有一個鍵槽，dmin增大增大5）機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計設計方法軸和軸轂連接設計設計方法危險截面：危險截面：2V2HMMM 畫出空間受力圖，求出支反力；畫出空間受力圖，求出支反力； 作鉛垂面受力圖和水平面受力圖；作鉛垂面受力圖和水平面受力圖； 作鉛垂面和水平面彎矩圖作鉛垂面和水平面彎矩圖MV和和MH ； 求合成彎矩：求合成彎矩：22ca)( TMM 作出轉(zhuǎn)矩圖；作出轉(zhuǎn)

24、矩圖； 按彎、扭合成強度條件校核：按彎、扭合成強度條件校核： b1caca WM 求危險截面的當量彎矩：求危險截面的當量彎矩： 或按安全系數(shù)法校核：或按安全系數(shù)法校核： SS ca注意各分力注意各分力方向的判斷方向的判斷不要忽視不要忽視Fa產(chǎn)生的彎矩產(chǎn)生的彎矩注意彎矩突注意彎矩突變的方向變的方向注意該截面注意該截面的轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計綜合示例軸和軸轂連接設計綜合示例解：解：1、選擇軸的材料、選擇軸的材料電動機電動機本例中等功率，轉(zhuǎn)速不高，故選本例中等功率，轉(zhuǎn)速不高，故選45鋼，調(diào)質(zhì)鋼，調(diào)質(zhì)查表查表6- -1得，得，B650 MPa， s360 MPa， -

25、 -1300MPa， - -1155 MPa，- -1b60MPa。2、按扭轉(zhuǎn)強度初算最小軸徑、按扭轉(zhuǎn)強度初算最小軸徑查查表表6- -3，因彎矩較大，取，因彎矩較大，取C118。3minnPCd 有單鍵槽，增大有單鍵槽，增大505. 1 mm4 .3405. 1700151183 機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計綜合示例軸和軸轂連接設計綜合示例3、進行軸的結(jié)構(gòu)設計、進行軸的結(jié)構(gòu)設計裝配方案：小齒輪從左端裝入。裝配方案：小齒輪從左端裝入。確定各軸段直徑：由確定各軸段直徑：由入手，考慮軸上零件裝拆入手，考慮軸上零件裝拆機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計綜合示例軸和軸轂連接

26、設計綜合示例1015mm35mm機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計綜合示例軸和軸轂連接設計綜合示例mm82.136229cos/275cos/01n zmdN.mm2046437001510955010955033 nPTN299182 dTFN1103229cos20tan2991costan00ntr FFN493229tan2991tan0ta FF電動機電動機機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計綜合示例軸和軸轂連接設計綜合示例1395 .692/5 .233raQVA FdFFRN3818 VArQVBRFFR N915381811031

27、800 N14962/29912/tHBHA FRR不要忽視不要忽視Fa引起的彎矩引起的彎矩“”號表示與號表示與假設方向相反假設方向相反1395 .6911032/82.1364935 .2331800 機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計綜合示例軸和軸轂連接設計綜合示例)5 .695 .94(5 .69QVAVa FRMN.mm29849 N.mm635935 .69VBVa RMN.mm1701005 .94QVA FMN.mm1039725 .69HAHa RM注意彎矩突注意彎矩突變的方向變的方向機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計綜合示例軸和軸轂連接設計綜合示例22

28、a)a(ca)( TMM 2V2HMMM 2Va2Haa)(MMM N.mm1081722984910397222a M2Va2Haa)(MMM N.mm1218786359310397222a MMcaAMca(a)Mca(a)22ca)( TMM N.mm163638 22a)a(ca)( TMM aM N.mm209786)(22AcaA TMM121878 注意該截注意該截面的轉(zhuǎn)矩面的轉(zhuǎn)矩右側(cè)右側(cè) T=0左側(cè)左側(cè) T=204643N.mm機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計綜合示例軸和軸轂連接設計綜合示例McaAMca(a)Mca(a)危險截面：危險截面： b1caca WM

29、MPa23451 . 02097861 . 0333caAca dM MPa60b1 有鍵槽時有鍵槽時, ,查附表查附表 8強度滿足要求。強度滿足要求。機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計綜合示例軸和軸轂連接設計綜合示例危險截面危險截面：以以22caSSSSSS maD1)( KSmaD1)( KS機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計綜合示例軸和軸轂連接設計綜合示例maD1)( KSmaD1)( KSWM ba 331 . 0 dM 3451 . 0119050 MPa13 0m Ta2WT 332 . 02dT 3452 . 02204643 MPa6 . 5 MPa6

30、. 5am N.mm119050 M機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計綜合示例軸和軸轂連接設計綜合示例 D)(kK D)(kK 5 .224550 rdD044.0452 dr機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計綜合示例軸和軸轂連接設計綜合示例22caSSSSSS maD1)( KSmaD1)( KS0.2,0.1 4 .392.084.0625.2)(D kK63.292.078.089.1)(D kK79. 602 . 0134 . 3300 S14.106 . 51 . 06 . 563. 2155 S64. 514.1079. 614.1079. 622ca S機

31、械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計軸轂連接軸和軸轂連接設計軸轂連接6- -5 軸轂連接設計軸轂連接設計設計時先選擇類型、尺寸，再進行校核計算設計時先選擇類型、尺寸，再進行校核計算類型選擇類型選擇靜連接靜連接 普通平鍵、半圓鍵、楔鍵、花鍵普通平鍵、半圓鍵、楔鍵、花鍵動連接動連接 導向平鍵、滑鍵、花鍵導向平鍵、滑鍵、花鍵尺寸選擇尺寸選擇根據(jù)軸徑根據(jù)軸徑 d 查標準查標準( (GB1095) )，確定鍵寬確定鍵寬 b、鍵高、鍵高 h根據(jù)輪轂寬度或工作行程，根據(jù)輪轂寬度或工作行程，確定鍵長確定鍵長 L（標準值）（標準值）對于普通平鍵對于普通平鍵，L輪轂寬度輪轂寬度Bd機械設計機械設計第六章第

32、六章 軸和軸轂連接設計軸轂連接軸和軸轂連接設計軸轂連接平鍵連接的失效形式：平鍵連接的失效形式：1）工作面壓潰）工作面壓潰靜連接靜連接( (普通平鍵普通平鍵) )2）工作面磨損）工作面磨損動連接動連接( (導鍵或滑鍵導鍵或滑鍵) )每個工作面的受力：每個工作面的受力：dTP2 擠壓應力：擠壓應力：klP p l 鍵的工作長度：鍵的工作長度：hldTlhP4)2/( 平鍵連接的校核計算：平鍵連接的校核計算：對于對于 A 型鍵型鍵 l = L b ；對于對于 B 型鍵型鍵 l = L ； 對于對于 C 型鍵型鍵 l = L- - b/2機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計軸轂連接軸和軸轂連

33、接設計軸轂連接強度條件：強度條件：防止壓潰防止壓潰MPa4pp hldT防止磨損防止磨損MPa4phldTp 查表查表 6- -8選擇平鍵選擇平鍵連接類型連接類型按靜或動連按靜或動連接校核計算接校核計算設計步驟設計步驟根據(jù)軸徑、轂寬查根據(jù)軸徑、轂寬查標準確定鍵的尺寸標準確定鍵的尺寸設計時注意：設計時注意：對于普通平鍵，要確定具體類型，對于普通平鍵，要確定具體類型，A？B？還是？還是 C 型？以便決定型？以便決定 l機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計軸轂連接軸和軸轂連接設計軸轂連接取決于強度較弱的那種材料取決于強度較弱的那種材料 增大鍵長增大鍵長許用應力許用應力p、p強度不夠時強度不

34、夠時不同軸段的鍵槽應開在同一方位，不同軸段的鍵槽應開在同一方位，以便加工以便加工 同一截面采用同一截面采用（考慮載荷分布不均，按（考慮載荷分布不均，按1.5個鍵計算）個鍵計算）5.14pp hldT機械設計機械設計第六章第六章 軸和軸轂連接設計小結(jié)軸和軸轂連接設計小結(jié)軸的分類軸的分類按軸心線：按軸心線：直軸直軸、曲軸、曲軸按按 受受 載：載：心軸心軸( (彎距彎距) )、傳動軸、傳動軸( (轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩) )、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸( (彎、轉(zhuǎn)彎、轉(zhuǎn)) )軸的結(jié)構(gòu)設計（階梯軸）軸的結(jié)構(gòu)設計（階梯軸）目的：目的：合理確定各軸段的直徑和長度合理確定各軸段的直徑和長度影響結(jié)構(gòu)的要素：影響結(jié)構(gòu)的要素：軸上零件的定位和固定方法；裝配方軸上零件的定位和固定方法；裝配方法；軸的加工方法；載荷的大小及位置；強度要求等法；軸的加工方法；載荷的大小及位置；強度要求等定位和固定方法：定位和固定方法：軸肩、套筒、圓螺母、彈性擋圈、軸軸肩、套筒、圓螺母、彈性擋圈、軸端擋圈、錐面等；注意各種固定件的特點和應用場合端擋圈、錐面等；注意各種固定件的特點和應用場合幾個具體問題：幾個具體問題：有配合處