第8章_軸與聯(lián)軸器

1、1第第8章章 軸與聯(lián)軸器軸與聯(lián)軸器本章要求：掌握基本概念與基本常識即可本章要求：掌握基本概念與基本常識即可28.1 8.1 軸軸軸：長度與橫截面直徑比大于軸：長度與橫截面直徑比大于3 3的零件（細(xì)長形）的零件（細(xì)長形）軸的分類軸的分類傳動軸傳動軸轉(zhuǎn)軸：轉(zhuǎn)軸：心軸：心軸：工作時既承受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩。機(jī)器中最常見的軸，通常簡稱為軸。機(jī)器中最常見的軸，通常簡稱為軸。用來支承轉(zhuǎn)動零件，只承受彎矩而不傳遞轉(zhuǎn)矩。用于傳遞轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩，或所承受的彎矩很小的軸。按照它的承載情況分類按照它的承載情況分類3軸的分類軸的分類等截面軸：等截面軸：根據(jù)軸線的形狀的不同：根據(jù)軸線的形狀的不同：直軸直軸曲軸曲軸撓性鋼絲

2、軸撓性鋼絲軸階梯軸階梯軸碳素鋼常用45#，正火調(diào)質(zhì)合金鋼1、多用于有特殊要求的軸； 2、鋼的種類和熱處理對彈性模量的影響較??； 3、對應(yīng)力集中敏感，更應(yīng)從結(jié)構(gòu)上避免或減小應(yīng)力集中。 注意：采用合金鋼或熱處理并不能提高軸的剛度。 軸的熱處理和表面強(qiáng)化可提高軸的疲勞強(qiáng)度。 具體見表8-1 8.1.1 軸的材料及其選擇5軸必須有確定的尺寸、結(jié)構(gòu)和材料，這是設(shè)計軸的三要素，軸的設(shè)軸必須有確定的尺寸、結(jié)構(gòu)和材料，這是設(shè)計軸的三要素，軸的設(shè)計主要從這三個方面來考慮計主要從這三個方面來考慮8.1.2 8.1.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計6軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則：1).1).確定軸徑確定軸徑d d

3、后后, ,按階梯形狀逐步增大軸的直徑按階梯形狀逐步增大軸的直徑( (或減小直徑或減小直徑) )2).2).便于確定零件在軸上的軸向位置便于確定零件在軸上的軸向位置3).3).軸的加工工藝性要好軸的加工工藝性要好4).4).便于軸上零件的裝配便于軸上零件的裝配5).5).便于軸本身軸向位置的固定便于軸本身軸向位置的固定1.1.軸上零件的軸向固定軸上零件的軸向固定（1 1）軸肩和軸環(huán)）軸肩和軸環(huán)7（2 2） 套筒套筒（3 3）圓螺母與彈性擋圈）圓螺母與彈性擋圈83.3.軸向和周向同時固定軸向和周向同時固定a.a.過盈配合過盈配合2. 2. 軸上零件的周向固定軸上零件的周向固定鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接c.c.銷

4、釘聯(lián)接銷釘聯(lián)接b.b.緊定螺釘緊定螺釘92.2.裝配工藝性裝配工藝性1. 1. 加工工藝性加工工藝性8.1.3 8.1.3 良好的結(jié)構(gòu)工藝性良好的結(jié)構(gòu)工藝性108.1.4 8.1.4 軸的強(qiáng)度計算軸的強(qiáng)度計算1.1.按許用扭剪應(yīng)力計算軸徑按許用扭剪應(yīng)力計算軸徑( (估算估算) ) 3362.01055.9nCnd2.2.按彎曲、扭轉(zhuǎn)做和強(qiáng)度條件計算（驗算）按彎曲、扭轉(zhuǎn)做和強(qiáng)度條件計算（驗算）mmMdbe311 . 03.3.軸的剛度計算軸的剛度計算查表按材力公式計算查表按材力公式計算11聯(lián)軸器聯(lián)軸器聯(lián)軸器用于將兩軸聯(lián)接起來并傳遞聯(lián)軸器用于將兩軸聯(lián)接起來并傳遞扭矩的部件，亦有時兼作過載安全保護(hù)作

5、用。扭矩的部件，亦有時兼作過載安全保護(hù)作用。聯(lián)軸器是一種固定聯(lián)接裝置，在機(jī)器正常運(yùn)聯(lián)軸器是一種固定聯(lián)接裝置，在機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時是不能隨意脫開的，要脫開必須停機(jī)拆轉(zhuǎn)時是不能隨意脫開的，要脫開必須停機(jī)拆卸。卸。8.2 聯(lián)軸器聯(lián)軸器特點(diǎn)：兩軸分離時，必須停機(jī)。功用：1、用于聯(lián)接軸與軸，以傳遞運(yùn)動與轉(zhuǎn)矩； 12 從結(jié)構(gòu)上具有適應(yīng)一定范圍的相對位移的性能 2、補(bǔ)償所聯(lián)兩軸的相對位移；制造及安裝誤差、變形、溫度變化不能保證嚴(yán)格的對中軸向位移 徑向位移角位移 綜合位移3、可用作安全裝置； 4、吸振、緩沖。13聯(lián)軸器類型聯(lián)軸器類型按結(jié)構(gòu)特性分：1、：適用于兩軸能，并在工作中的地方，如凸緣聯(lián)軸器。2、：適用于或工

6、作中有的地方撓性聯(lián)軸器又可分為：1）：只起偏移及位移作用，因無彈性元件具有緩沖減振功能2）：彈性元件通過變形（）14 TKTTC3、聯(lián)軸器型號的選擇及其計算、聯(lián)軸器型號的選擇及其計算很多類型的聯(lián)軸器都已標(biāo)準(zhǔn)化，凡已標(biāo)準(zhǔn)化的聯(lián)軸器型號、公稱扭矩（或很多類型的聯(lián)軸器都已標(biāo)準(zhǔn)化，凡已標(biāo)準(zhǔn)化的聯(lián)軸器型號、公稱扭矩（或許用扭矩）、軸孔形式及其直徑范圍、最大補(bǔ)償量（軸向、徑向、角向）、許用扭矩）、軸孔形式及其直徑范圍、最大補(bǔ)償量（軸向、徑向、角向）、質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量及允許的環(huán)境溫度范圍等數(shù)據(jù)，均可由聯(lián)軸器樣本或機(jī)械設(shè)質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣量及允許的環(huán)境溫度范圍等數(shù)據(jù)，均可由聯(lián)軸器樣本或機(jī)械設(shè)計手冊查取。計手冊查取。聯(lián)

7、軸器的類型與型號選擇聯(lián)軸器的類型與型號選擇聯(lián)軸器選擇主要根據(jù)計算轉(zhuǎn)矩、工作轉(zhuǎn)速、聯(lián)軸器選擇主要根據(jù)計算轉(zhuǎn)矩、工作轉(zhuǎn)速、軸徑、軸頭結(jié)構(gòu)、被聯(lián)接兩軸軸線最大偏移量、工作狀況及環(huán)境溫度等條件，軸徑、軸頭結(jié)構(gòu)、被聯(lián)接兩軸軸線最大偏移量、工作狀況及環(huán)境溫度等條件，合理地確定聯(lián)軸器的類型、型號等。合理地確定聯(lián)軸器的類型、型號等。聯(lián)軸器計算轉(zhuǎn)矩的計算聯(lián)軸器計算轉(zhuǎn)矩的計算由于聯(lián)軸器工作中會受到動力機(jī)、工作機(jī)特由于聯(lián)軸器工作中會受到動力機(jī)、工作機(jī)特性及其載荷狀況等引起的附加轉(zhuǎn)矩，以及起動頻率引起的附加轉(zhuǎn)矩作用；同性及其載荷狀況等引起的附加轉(zhuǎn)矩，以及起動頻率引起的附加轉(zhuǎn)矩作用；同時具有非金屬彈性元件的撓形聯(lián)軸器會

8、因溫度變化的影響而降低材料的強(qiáng)度時具有非金屬彈性元件的撓形聯(lián)軸器會因溫度變化的影響而降低材料的強(qiáng)度等。因此，在選擇聯(lián)軸器時不能直接采用理論轉(zhuǎn)矩，而是應(yīng)使用考慮上述因等。因此，在選擇聯(lián)軸器時不能直接采用理論轉(zhuǎn)矩，而是應(yīng)使用考慮上述因素影響后的計算轉(zhuǎn)矩進(jìn)行選擇。計算扭矩可按下式計算：素影響后的計算轉(zhuǎn)矩進(jìn)行選擇。計算扭矩可按下式計算：計算轉(zhuǎn)矩計算轉(zhuǎn)矩工作情況系數(shù)，工作情況系數(shù)，查表查表15-2聯(lián)軸器傳遞聯(lián)軸器傳遞的標(biāo)稱轉(zhuǎn)矩的標(biāo)稱轉(zhuǎn)矩所選聯(lián)軸器所選聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩的許用轉(zhuǎn)矩15幾種常用的聯(lián)軸器幾種常用的聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器的性能特點(diǎn)與應(yīng)用場合剛性聯(lián)軸器的性能特點(diǎn)與應(yīng)用場合剛性聯(lián)軸器不具有補(bǔ)償被聯(lián)接兩軸軸線

9、的相對偏移的能力，也不具備緩剛性聯(lián)軸器不具有補(bǔ)償被聯(lián)接兩軸軸線的相對偏移的能力，也不具備緩沖減震性能；但剛性聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜。適用于載荷平穩(wěn)、轉(zhuǎn)速沖減震性能；但剛性聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜。適用于載荷平穩(wěn)、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、軸的剛性較大、且能保證被聯(lián)接兩軸軸線相對偏移極小的情況下。穩(wěn)定、軸的剛性較大、且能保證被聯(lián)接兩軸軸線相對偏移極小的情況下。剛性聯(lián)軸器的常用種類、結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)剛性聯(lián)軸器的常用種類、結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)一、剛性聯(lián)軸器一、剛性聯(lián)軸器凸凸緣緣式式聯(lián)聯(lián)軸軸器器162 2幾種常用的聯(lián)軸器幾種常用的聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器的常用種類、結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)剛性聯(lián)軸器的常用種類、結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)套筒套筒聯(lián)軸器聯(lián)軸器夾夾殼殼

10、式式聯(lián)聯(lián)軸軸器器17二、撓性聯(lián)軸器二、撓性聯(lián)軸器1、撓性聯(lián)軸器的性能特點(diǎn)與應(yīng)用場合、撓性聯(lián)軸器的性能特點(diǎn)與應(yīng)用場合撓性聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器具有對被聯(lián)接兩軸軸線相對偏移的補(bǔ)償能力，最大補(bǔ)償量隨型號具有對被聯(lián)接兩軸軸線相對偏移的補(bǔ)償能力，最大補(bǔ)償量隨型號的不同而異。凡被聯(lián)接兩軸的同軸度不易保證的場合，都應(yīng)選用撓性聯(lián)軸器。的不同而異。凡被聯(lián)接兩軸的同軸度不易保證的場合，都應(yīng)選用撓性聯(lián)軸器。無彈性元件撓性聯(lián)軸器無彈性元件撓性聯(lián)軸器的承載能力大，但不具備緩沖減震性能，在高速或的承載能力大，但不具備緩沖減震性能，在高速或轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定或正反轉(zhuǎn)時，有沖擊和噪聲。適用于低速、中載、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)的場合。轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定或正反轉(zhuǎn)時

11、，有沖擊和噪聲。適用于低速、中載、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)的場合。非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器在轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定時具有很好的緩沖減震性能；但在轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定時具有很好的緩沖減震性能；但由于非金屬（橡膠、尼龍等）彈性元件強(qiáng)度低、壽命短、承載能力小和耐受高、由于非金屬（橡膠、尼龍等）彈性元件強(qiáng)度低、壽命短、承載能力小和耐受高、低溫性能差，故而今是用于高速、輕載和常溫的場合。低溫性能差，故而今是用于高速、輕載和常溫的場合。金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器除具有較好的緩沖減震性能外，且承載能力較大。除具有較好的緩沖減震性能外，且承載能力較大。適用于速度和載荷變化較大及高溫或低溫場合。適用于速度和

12、載荷變化較大及高溫或低溫場合。18二、撓性聯(lián)軸器二、撓性聯(lián)軸器2、撓性聯(lián)軸器的常用種類、結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)、撓性聯(lián)軸器的常用種類、結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)十字滑塊聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器是無彈性元件的撓性聯(lián)軸器，具有較十字滑塊聯(lián)軸器是無彈性元件的撓性聯(lián)軸器，具有較好的補(bǔ)償兩軸相對偏移的能力、承載能力大；但不具備緩沖減震性能。適用于好的補(bǔ)償兩軸相對偏移的能力、承載能力大；但不具備緩沖減震性能。適用于軸的剛度較大、中載、低速且無劇烈沖擊的場合。軸的剛度較大、中載、低速且無劇烈沖擊的場合。動畫動畫219二、撓性聯(lián)軸器二、撓性聯(lián)軸器2、撓性聯(lián)軸器的常用種類、結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)、撓性聯(lián)軸器的常用種類、結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)齒輪聯(lián)軸器齒

13、輪聯(lián)軸器齒輪聯(lián)軸器是無彈性元件的撓性聯(lián)軸器，具有較好的補(bǔ)償齒輪聯(lián)軸器是無彈性元件的撓性聯(lián)軸器，具有較好的補(bǔ)償兩軸相對偏移的能力、承載能力大；但不具備緩沖減震性能、齒輪嚙合處需潤兩軸相對偏移的能力、承載能力大；但不具備緩沖減震性能、齒輪嚙合處需潤滑、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高。適用于中載、低速場合?；⒔Y(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高。適用于中載、低速場合。20滾子鏈聯(lián)軸器滾子鏈聯(lián)軸器滾子鏈聯(lián)軸器也是一滾子鏈聯(lián)軸器也是一種無彈性元件的撓性聯(lián)軸器。具有結(jié)構(gòu)種無彈性元件的撓性聯(lián)軸器。具有結(jié)構(gòu)簡單、裝拆方便、效率高，并具有一定簡單、裝拆方便、效率高，并具有一定的補(bǔ)償兩軸相對偏移能力；但在高速、的補(bǔ)償兩軸相對偏移能力；但在高速、

14、轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定或正反轉(zhuǎn)時有沖擊噪聲，不轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定或正反轉(zhuǎn)時有沖擊噪聲，不具備緩沖減震能力，不能承受軸向力等。具備緩沖減震能力，不能承受軸向力等。適用于高溫、多塵、油污、及潮濕等惡適用于高溫、多塵、油污、及潮濕等惡劣環(huán)境下工作。劣環(huán)境下工作。21萬向聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器用于兩軸有很大角向位移的場合，最大角向萬向聯(lián)軸器用于兩軸有很大角向位移的場合，最大角向補(bǔ)償兩可達(dá)補(bǔ)償兩可達(dá)35354545。常用在汽車、拖拉機(jī)和機(jī)床等行業(yè)。常用在汽車、拖拉機(jī)和機(jī)床等行業(yè)。彈性套柱銷聯(lián)軸器彈性套柱銷聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)與凸緣聯(lián)軸器相結(jié)構(gòu)與凸緣聯(lián)軸器相似，不同的是用非金似，不同的是用非金屬彈性套的柱銷取代屬彈性套的柱銷取代聯(lián)

15、接螺栓。它依靠彈聯(lián)接螺栓。它依靠彈性套的彈性變形來緩性套的彈性變形來緩沖減震和補(bǔ)償被聯(lián)量沖減震和補(bǔ)償被聯(lián)量軸的相對偏移。適用軸的相對偏移。適用于起動頻繁、載荷變于起動頻繁、載荷變化但載荷不很大的場化但載荷不很大的場合。合。22萬向聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器用于兩軸有很大角向位移的場合，萬向聯(lián)軸器用于兩軸有很大角向位移的場合，最大角向補(bǔ)償兩可達(dá)最大角向補(bǔ)償兩可達(dá)35354545。常用在汽車、拖拉機(jī)和機(jī)。常用在汽車、拖拉機(jī)和機(jī)床等行業(yè)。床等行業(yè)。彈性套柱銷聯(lián)軸器彈性套柱銷聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)與凸緣聯(lián)軸器相結(jié)構(gòu)與凸緣聯(lián)軸器相似，不同的是用非金似，不同的是用非金屬彈性套的柱銷取代屬彈性套的柱銷取代聯(lián)接螺栓。它依

16、靠彈聯(lián)接螺栓。它依靠彈性套的彈性變形來緩性套的彈性變形來緩沖減震和補(bǔ)償被聯(lián)量沖減震和補(bǔ)償被聯(lián)量軸的相對偏移。適用軸的相對偏移。適用于起動頻繁、載荷變于起動頻繁、載荷變化但載荷不很大的場化但載荷不很大的場合。合。單向單向、雙向雙向23彈性柱銷聯(lián)軸器彈性柱銷聯(lián)軸器彈性柱銷聯(lián)軸器使用聚酰胺柱銷置于兩半聯(lián)軸器的凸緣彈性柱銷聯(lián)軸器使用聚酰胺柱銷置于兩半聯(lián)軸器的凸緣孔中以實現(xiàn)兩者聯(lián)接而成的。聚酰胺有一定的彈性，可緩沖減震，并通過其孔中以實現(xiàn)兩者聯(lián)接而成的。聚酰胺有一定的彈性，可緩沖減震，并通過其變形以補(bǔ)償被聯(lián)兩軸的相對偏移。其主要是用于載荷與速度變化的場合。變形以補(bǔ)償被聯(lián)兩軸的相對偏移。其主要是用于載荷與

17、速度變化的場合。24蛇形彈簧聯(lián)軸器蛇形彈簧聯(lián)軸器蛇形彈簧聯(lián)軸器由半聯(lián)軸器蛇形彈簧聯(lián)軸器由半聯(lián)軸器1 1和和7 7、及在齒間安裝的、及在齒間安裝的6 68 8組組矩形截面彈簧矩形截面彈簧2 2組成。這種聯(lián)軸器對被聯(lián)兩軸的相對偏移補(bǔ)償量大，但結(jié)構(gòu)、制組成。這種聯(lián)軸器對被聯(lián)兩軸的相對偏移補(bǔ)償量大，但結(jié)構(gòu)、制造工藝復(fù)雜，成本高。適用于重載和工況較惡劣的場合。造工藝復(fù)雜，成本高。適用于重載和工況較惡劣的場合。25輪胎式聯(lián)軸器輪胎式聯(lián)軸器輪胎式聯(lián)軸器輪胎式聯(lián)軸器是一種非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器。是一種非金屬彈性元件撓性聯(lián)軸器。由主、從由主、從動半聯(lián)軸器、輪胎環(huán)、內(nèi)壓板（或外壓板）及緊固螺栓組成。這種聯(lián)軸器對

18、被動半聯(lián)軸器、輪胎環(huán)、內(nèi)壓板（或外壓板）及緊固螺栓組成。這種聯(lián)軸器對被聯(lián)兩軸的相對偏移補(bǔ)償量大，適用于潮濕、多塵、起動頻繁、正反轉(zhuǎn)、沖擊載聯(lián)兩軸的相對偏移補(bǔ)償量大，適用于潮濕、多塵、起動頻繁、正反轉(zhuǎn)、沖擊載荷較大等工況較惡劣的場合。缺點(diǎn)是徑向尺寸較大。荷較大等工況較惡劣的場合。缺點(diǎn)是徑向尺寸較大。26 三、安全聯(lián)軸器三、安全聯(lián)軸器安全聯(lián)軸器在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是存在一個保險環(huán)節(jié)（如銷釘、可動聯(lián)接安全聯(lián)軸器在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是存在一個保險環(huán)節(jié)（如銷釘、可動聯(lián)接等），該保險環(huán)節(jié)只能承受某一限定載荷。當(dāng)實際載荷超過事前限定的數(shù)等），該保險環(huán)節(jié)只能承受某一限定載荷。當(dāng)實際載荷超過事前限定的數(shù)值時，保險環(huán)節(jié)就發(fā)生變化，截斷運(yùn)動和動力的傳遞，從而保護(hù)機(jī)器的其值時，保險環(huán)節(jié)就發(fā)生變化，截斷運(yùn)動和動力的傳遞，從而保護(hù)機(jī)器的其余部分不致被破壞，即起安全保護(hù)作用。余部分不致被破壞，即起安全保護(hù)作用。銷釘剪斷式聯(lián)軸器銷釘剪斷式聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)類似凸緣聯(lián)軸器，只是用特制的銷釘取代螺栓。的結(jié)構(gòu)類似凸緣聯(lián)軸器，只是用特制的銷釘取代螺栓。當(dāng)載荷超過限定值時，銷釘被剪斷，扭矩的傳遞被截止。該安全聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)當(dāng)載荷超過限定值時，銷釘