第11章軸和軸轂聯(lián)接

1、第第11章章 軸和軸轂聯(lián)接軸和軸轂聯(lián)接 第一節(jié)第一節(jié) 軸的功用、類型和材料軸的功用、類型和材料第二節(jié)第二節(jié) 軸的結(jié)構(gòu)分析軸的結(jié)構(gòu)分析第三節(jié)第三節(jié) 軸的工作能力分析軸的工作能力分析第四節(jié)第四節(jié) 軸轂聯(lián)接軸轂聯(lián)接第五節(jié)第五節(jié) 軸的使用與維護(hù)軸的使用與維護(hù) 軸是組成機(jī)器的重要零件之一，其主要功能是支持作回轉(zhuǎn)軸是組成機(jī)器的重要零件之一，其主要功能是支持作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件(如齒輪、蝸輪等如齒輪、蝸輪等)，并傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。，并傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 第一節(jié)第一節(jié) 軸的功能、類型和材料軸的功能、類型和材料一、軸的功能和分類一、軸的功能和分類帶式運(yùn)帶式運(yùn)輸機(jī)輸機(jī)減速器減速器電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸類類

2、型型轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸-傳遞扭矩又承受彎矩。傳遞扭矩又承受彎矩。按承受載荷分有：按承受載荷分有： 分類：分類：按軸的形狀分有：按軸的形狀分有：類類型型轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸-傳遞扭矩又承受彎矩。傳遞扭矩又承受彎矩。按承受載荷分有：按承受載荷分有： 分類：分類：按軸的形狀分有：按軸的形狀分有：傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸-只傳遞扭矩只傳遞扭矩發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)后橋后橋傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸類類型型轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸-傳遞扭矩又承受彎矩傳遞扭矩又承受彎矩 按承受載荷分有：按承受載荷分有： 分類：分類：按軸的形狀分有：按軸的形狀分有：傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸-只傳遞扭矩只傳遞扭矩心軸心軸-只承受彎矩只承受彎矩前輪輪轂前輪輪轂固定心軸固定心軸火車輪軸火車輪軸車廂重力車廂重力 前

3、叉前叉自行車自行車前輪軸前輪軸支撐反力支撐反力轉(zhuǎn)動(dòng)心軸轉(zhuǎn)動(dòng)心軸類類型型轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸-傳遞扭矩又承受彎矩傳遞扭矩又承受彎矩 按承受載荷分有：按承受載荷分有： 分類：分類：傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸-只傳遞扭矩只傳遞扭矩心軸心軸-只承受彎矩只承受彎矩直軸直軸光軸光軸 階梯軸階梯軸 按軸的形狀分有：按軸的形狀分有：一般情況下，直一般情況下，直軸做成實(shí)心軸，軸做成實(shí)心軸，需要減重時(shí)做成需要減重時(shí)做成空心軸空心軸類類型型轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸-傳遞扭矩又承受彎矩傳遞扭矩又承受彎矩 按承受載荷分有：按承受載荷分有： 分類：分類：按軸的形狀分有：按軸的形狀分有：傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸-只傳遞扭矩只傳遞扭矩心軸心軸-只承受彎矩只承受彎矩直軸直軸光軸光

4、軸 階梯軸階梯軸 曲軸曲軸類類型型轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸-傳遞扭矩又承受彎矩傳遞扭矩又承受彎矩 按承受載荷分有：按承受載荷分有： 分類：分類：按軸的形狀分有：按軸的形狀分有：傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸-只傳遞扭矩只傳遞扭矩心軸心軸-只承受彎矩只承受彎矩直軸直軸光軸光軸 階梯軸階梯軸 曲軸曲軸撓性鋼絲軸撓性鋼絲軸二、軸的材料及選擇二、軸的材料及選擇 軸軸 工作時(shí)多為轉(zhuǎn)軸，產(chǎn)生的應(yīng)力多為變應(yīng)力。工作時(shí)多為轉(zhuǎn)軸，產(chǎn)生的應(yīng)力多為變應(yīng)力。失效：失效：疲勞損壞，軸頸過渡磨損、失圓或軸變形過大疲勞損壞，軸頸過渡磨損、失圓或軸變形過大碳鋼：碳鋼： 35、45、50 ，尤其是尤其是45號(hào)鋼。號(hào)鋼。 對(duì)應(yīng)力集中的敏感性低，加工工藝性好，故應(yīng)

5、用最廣，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性低，加工工藝性好，故應(yīng)用最廣， 對(duì)于不對(duì)于不 重要或受力較小的軸也可用重要或受力較小的軸也可用Q235A等普通碳素鋼。等普通碳素鋼。合金鋼：具有比碳鋼更好的機(jī)械性能和淬火性能，但對(duì)合金鋼：具有比碳鋼更好的機(jī)械性能和淬火性能，但對(duì)應(yīng)應(yīng)力集中比較敏感，且價(jià)格較貴力集中比較敏感，且價(jià)格較貴，多用于對(duì)強(qiáng)度和耐磨性有，多用于對(duì)強(qiáng)度和耐磨性有特殊要求的軸。特殊要求的軸。 軸的毛坯軸的毛坯: :一般用圓鋼或鍛件，有時(shí)也用鑄鋼或球墨鑄鐵。一般用圓鋼或鍛件，有時(shí)也用鑄鋼或球墨鑄鐵。正火或調(diào)質(zhì)處理。正火或調(diào)質(zhì)處理。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 根據(jù)軸上零件的安裝、根據(jù)軸上零件的安裝、定位

6、以及軸的制造工藝等定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。 工作能力計(jì)算：工作能力計(jì)算： 軸的承載能力驗(yàn)算指的是軸的強(qiáng)度、剛度和振動(dòng)軸的承載能力驗(yàn)算指的是軸的強(qiáng)度、剛度和振動(dòng)穩(wěn)定性等方面的驗(yàn)算。穩(wěn)定性等方面的驗(yàn)算。 軸的設(shè)計(jì)過程：軸的設(shè)計(jì)過程：N 選擇材料選擇材料 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的承載能力驗(yàn)算軸的承載能力驗(yàn)算驗(yàn)算合格驗(yàn)算合格?結(jié)結(jié) 束束Y第二節(jié)第二節(jié) 軸的結(jié)構(gòu)分析軸的結(jié)構(gòu)分析軸的結(jié)構(gòu)分析：軸的結(jié)構(gòu)分析：包括定出軸的包括定出軸的合理的合理的外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸 1.軸應(yīng)便于制造，軸上零件要易于裝拆；軸應(yīng)便于制

7、造，軸上零件要易于裝拆；(制造安裝制造安裝) 2.軸和軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸和軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置；(定位定位) 3.各零件要牢固而可靠地相對(duì)固定；各零件要牢固而可靠地相對(duì)固定；(固定固定) 4.改善應(yīng)力狀況，減小應(yīng)力集中。改善應(yīng)力狀況，減小應(yīng)力集中。軸的結(jié)構(gòu)軸的結(jié)構(gòu) 軸主要由軸頸、軸主要由軸頸、 軸頭、軸頭、 軸身三部分組成軸身三部分組成(如圖如圖10-5)。 軸上被支承的部分為軸頸，如圖中軸上被支承的部分為軸頸，如圖中， 段；段； 安裝輪轂的部安裝輪轂的部分稱做軸頭，如圖中分稱做軸頭，如圖中，段；段； 聯(lián)接軸頸和軸頭的部分稱做聯(lián)接軸頸和軸頭的部分稱做軸身，軸身，如圖中如圖中，

8、段。段。 一、軸上零件的裝配方案一、軸上零件的裝配方案據(jù)軸上零件定位、加工要求以及不同的零件裝配方案，參考據(jù)軸上零件定位、加工要求以及不同的零件裝配方案，參考軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求，得出如圖所示的兩種不同軸結(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求，得出如圖所示的兩種不同軸結(jié)構(gòu)。構(gòu)。零件的零件的軸向定位軸向定位由軸肩（軸環(huán)）或套筒來實(shí)現(xiàn)。由軸肩（軸環(huán)）或套筒來實(shí)現(xiàn)。二、軸上零件的固定二、軸上零件的固定 軸肩及軸環(huán)軸肩及軸環(huán)-階梯軸上截面變化之處。階梯軸上截面變化之處。1、軸上零件的定位、軸上零件的定位特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位可靠特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位可靠 ，可承受較大的軸向力，可承受較大的軸向力 應(yīng)用：齒輪、帶輪、聯(lián)

9、軸器、應(yīng)用：齒輪、帶輪、聯(lián)軸器、 軸承等的軸向定位軸承等的軸向定位圓螺母圓螺母特點(diǎn)：定位可靠，裝拆方便，可承受較大的軸向力特點(diǎn)：定位可靠，裝拆方便，可承受較大的軸向力 由于切制螺紋使軸的疲勞強(qiáng)度下降由于切制螺紋使軸的疲勞強(qiáng)度下降 應(yīng)用：常用于軸的中部和端部應(yīng)用：常用于軸的中部和端部彈性擋圈彈性擋圈特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，只能承受很小的軸向力。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，只能承受很小的軸向力。 應(yīng)用：常用于固定滾動(dòng)軸承等的軸向定位應(yīng)用：常用于固定滾動(dòng)軸承等的軸向定位軸端壓板軸端壓板應(yīng)用：用于軸端零件的固定，應(yīng)用：用于軸端零件的固定，特點(diǎn)：可承受劇烈振動(dòng)和沖擊。特點(diǎn)：可承受劇烈振動(dòng)和沖擊。緊定螺釘緊定螺釘應(yīng)用

10、：適用于軸向力很小，轉(zhuǎn)速應(yīng)用：適用于軸向力很小，轉(zhuǎn)速低的場(chǎng)合低的場(chǎng)合特點(diǎn)：可承受很小的軸向力。特點(diǎn)：可承受很小的軸向力。2.2.軸上零件的周向固定軸上零件的周向固定 為了傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，防止軸上零件與軸作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，為了傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，防止軸上零件與軸作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，軸和軸上零件必須可靠地沿周向固定（連接）。常用的周軸和軸上零件必須可靠地沿周向固定（連接）。常用的周向固定方法有：銷、鍵、花鍵、過盈配合和成形聯(lián)接等，向固定方法有：銷、鍵、花鍵、過盈配合和成形聯(lián)接等，其中以鍵和花鍵聯(lián)接應(yīng)用最廣。其中以鍵和花鍵聯(lián)接應(yīng)用最廣。 鍵連接鍵連接花鍵連接花鍵連接銷釘連接銷釘連接各軸段所需的直徑與軸上的載荷直徑與軸

11、上的載荷大小有關(guān)。初步求出的直徑作為承受扭矩的軸段的最小直徑dmin，然后再按軸上零件的裝配方案和定位要求，從dmin處起逐一確定各段軸的直徑。1、各軸段直徑確定、各軸段直徑確定三、各軸段直徑和長(zhǎng)度的確定三、各軸段直徑和長(zhǎng)度的確定63339.55 100.2TPPdAnn1.軸上裝配標(biāo)準(zhǔn)件（滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器、密封圈等軸上裝配標(biāo)準(zhǔn)件（滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器、密封圈等)的軸段的軸段（ ），其直徑必須符合標(biāo)準(zhǔn)件的直徑系列值），其直徑必須符合標(biāo)準(zhǔn)件的直徑系列值2 與一般零件（齒輪和帶輪）相配合的軸段直徑和零件轂孔直徑與一般零件（齒輪和帶輪）相配合的軸段直徑和零件轂孔直徑相同，采用標(biāo)準(zhǔn)尺寸。不予零件配合的軸段

12、（相同，采用標(biāo)準(zhǔn)尺寸。不予零件配合的軸段（5，6），其值不），其值不用去標(biāo)準(zhǔn)值。用去標(biāo)準(zhǔn)值。3 起定位作用的軸肩高度起定位作用的軸肩高度應(yīng)按應(yīng)按113原則確定，如原則確定，如12，45，67；非定位軸；非定位軸肩（肩（23，34，56），高），高度一般度一般13mm。2 .各軸段長(zhǎng)度的確定各軸段長(zhǎng)度的確定1.盡可能結(jié)構(gòu)緊湊，保證零件所需要的裝配和調(diào)整空間如盡可能結(jié)構(gòu)緊湊，保證零件所需要的裝配和調(diào)整空間如L應(yīng)根據(jù)軸承端蓋和聯(lián)軸器裝拆要求定出應(yīng)根據(jù)軸承端蓋和聯(lián)軸器裝拆要求定出3 為保證各傳動(dòng)件軸向?yàn)楸ＷC各傳動(dòng)件軸向固定，軸與傳動(dòng)件輪轂固定，軸與傳動(dòng)件輪轂相配部分的長(zhǎng)度一般比相配部分的長(zhǎng)度一般比輪轂

13、長(zhǎng)度短輪轂長(zhǎng)度短13mm。2 各軸段長(zhǎng)度主要由各各軸段長(zhǎng)度主要由各零件和軸裝配部分的零件和軸裝配部分的軸向尺寸和各零件相軸向尺寸和各零件相對(duì)位置尺寸確定對(duì)位置尺寸確定 3. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求 軸的結(jié)構(gòu)沒計(jì)主要是使軸的各部分具有合理的外形尺寸。軸的結(jié)構(gòu)沒計(jì)主要是使軸的各部分具有合理的外形尺寸。 軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面的要求：軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面的要求： （1） 對(duì)裝配在軸上的零件，對(duì)裝配在軸上的零件， 應(yīng)進(jìn)行可靠的軸向固定和周應(yīng)進(jìn)行可靠的軸向固定和周向固定。向固定。 （2） 便于軸的加工和軸上零件的裝拆。便于軸的加工和軸上零件的裝拆。 （3） 有利于提高軸的強(qiáng)度和剛

14、度，有利于提高軸的強(qiáng)度和剛度， 以及節(jié)省材料，以及節(jié)省材料， 減輕減輕重量。重量。 倒角倒角1）為便于軸上零件的裝拆，一般軸都做成從軸端逐漸向中間增）為便于軸上零件的裝拆，一般軸都做成從軸端逐漸向中間增大的階梯狀。零件的安裝次序大的階梯狀。零件的安裝次序四、軸的結(jié)構(gòu)工藝性四、軸的結(jié)構(gòu)工藝性2）裝零件的軸端應(yīng)有）裝零件的軸端應(yīng)有倒角倒角，需要磨削的軸端有，需要磨削的軸端有砂輪越程槽砂輪越程槽，車螺，車螺紋的軸端應(yīng)有紋的軸端應(yīng)有退刀槽退刀槽。圖圖10-6 越程槽和退刀槽越程槽和退刀槽 （2） 軸上所有鍵槽應(yīng)沿軸的同一母線布置。軸上所有鍵槽應(yīng)沿軸的同一母線布置。 減少加工裝夾減少加工裝夾次數(shù)。次數(shù)。

15、 （3） 為了便于軸上零件的裝配和去除毛為了便于軸上零件的裝配和去除毛刺，刺， 軸及軸肩端部一般均應(yīng)制出軸及軸肩端部一般均應(yīng)制出45的倒角。過盈配合軸段的裝入端常加的倒角。過盈配合軸段的裝入端常加工出半錐角為工出半錐角為30的導(dǎo)向錐面的導(dǎo)向錐面(如圖如圖10-7)。 (4) 為便于加工，應(yīng)使軸上直徑相近處的圓角、倒角、鍵為便于加工，應(yīng)使軸上直徑相近處的圓角、倒角、鍵槽、槽、 退刀槽和越程槽等尺寸一致。退刀槽和越程槽等尺寸一致。 (5) 若各軸段具有較高同軸度，在軸兩端開設(shè)中心孔若各軸段具有較高同軸度，在軸兩端開設(shè)中心孔 五、提高軸的強(qiáng)度和剛度的常用措施五、提高軸的強(qiáng)度和剛度的常用措施輸出輸出輸

16、出輸出輸入輸入輸出輸出輸出輸出 輸入輸入2.2.合理布置軸上零件，減小軸上的載荷合理布置軸上零件，減小軸上的載荷T Tmaxmax = T = T1 1T T1 1T T1 1+T+T2 2T T2 2合理合理T Tmaxmax= T= T1 1+T+T2 2T T2 2T T1 1T T1 1+T+T2 2不合理不合理 1 1）改進(jìn)軸上零件結(jié)構(gòu)，減小軸的載荷）改進(jìn)軸上零件結(jié)構(gòu)，減小軸的載荷3.3.減小應(yīng)力集中減小應(yīng)力集中合金鋼對(duì)應(yīng)力集中比較敏感，應(yīng)加以注意。合金鋼對(duì)應(yīng)力集中比較敏感，應(yīng)加以注意。應(yīng)力集中出現(xiàn)在截面突然發(fā)生變化的。應(yīng)力集中出現(xiàn)在截面突然發(fā)生變化的。措施：措施：1. 1. 用圓角

17、過渡；用圓角過渡；2. 2. 盡量避免在軸上開橫孔、切口或凹槽盡量避免在軸上開橫孔、切口或凹槽; ;3. 3. 重要結(jié)構(gòu)可增加卸載槽重要結(jié)構(gòu)可增加卸載槽B B、過渡肩環(huán)、凹切圓角、過渡肩環(huán)、凹切圓角、 增大圓角半徑。也可以減小過盈配合處的局部應(yīng)力增大圓角半徑。也可以減小過盈配合處的局部應(yīng)力。過渡肩環(huán)過渡肩環(huán)30 r凹切圓角凹切圓角dd/4B B位置d/4第三節(jié)、軸的工作能力分析第三節(jié)、軸的工作能力分析一、對(duì)于只傳遞扭轉(zhuǎn)的圓截面軸，強(qiáng)度條件為：一、對(duì)于只傳遞扭轉(zhuǎn)的圓截面軸，強(qiáng)度條件為：設(shè)計(jì)公式為：設(shè)計(jì)公式為：3PAmmnTMPa639.55100.2Pd nTTTW6339.55 100.2TP

18、dn對(duì)于既傳遞扭轉(zhuǎn)又傳遞彎矩的軸，可按上式初步估算軸的直徑。對(duì)于既傳遞扭轉(zhuǎn)又傳遞彎矩的軸，可按上式初步估算軸的直徑。計(jì)算結(jié)果為：最小直徑！計(jì)算結(jié)果為：最小直徑！軸的材料軸的材料 A3,20 35 45 40Cr, 35SiMn(N/mm ) 1220 2030 3040 4052A 160135 135118 118107 10792表表14-2 常用材料的常用材料的值和值和C值值注注: 當(dāng)作用在軸上的彎矩比傳遞的轉(zhuǎn)矩小或只傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)當(dāng)作用在軸上的彎矩比傳遞的轉(zhuǎn)矩小或只傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí),A取較小值取較小值; 否則取較大值否則取較大值軸上有鍵槽時(shí)，考慮到鍵會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，應(yīng)將直徑計(jì)算軸上有鍵槽時(shí)，考慮

19、到鍵會(huì)削弱軸的強(qiáng)度，應(yīng)將直徑計(jì)算值加大。單鍵加大值加大。單鍵加大3，雙鍵加大，雙鍵加大7二、二、 按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算1、軸上力、軸上力的簡(jiǎn)化的簡(jiǎn)化一般配合一般配合過盈配合過盈配合2、軸上支點(diǎn)的位置、軸上支點(diǎn)的位置 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初步完成后，通常要對(duì)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行彎扭合成強(qiáng)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初步完成后，通常要對(duì)轉(zhuǎn)軸進(jìn)行彎扭合成強(qiáng)度校核。度校核。 對(duì)于鋼制軸可按第三強(qiáng)度理論計(jì)算，強(qiáng)度條件為對(duì)于鋼制軸可按第三強(qiáng)度理論計(jì)算，強(qiáng)度條件為 mmdTMWMbee13221 . 0)(10-3) 式中：式中：e當(dāng)量應(yīng)力當(dāng)量應(yīng)力(Nmm2)； Me當(dāng)量彎矩當(dāng)量彎矩(Nmm)，； M危險(xiǎn)截面上的合成彎矩，危險(xiǎn)

20、截面上的合成彎矩， ，MH、MV分別為水平面上、垂直面上的彎矩；分別為水平面上、垂直面上的彎矩； 22)( TMMe)(22mmNMMMVHe材材 料料 b +1 0 -1 400 130 70 40 500 170 75 45 600 200 95 55 700 230 110 65 800 270 130 75 900 300 140 80 1000 330 150 90 500 120 70 40 400 100 5 0 30軸的許用彎曲應(yīng)力軸的許用彎曲應(yīng)力 碳素鋼碳素鋼合金鋼合金鋼鑄鋼鑄鋼折合系數(shù)取值折合系數(shù)取值= 0.3 -轉(zhuǎn)矩不變；轉(zhuǎn)矩不變； 0.6 -脈動(dòng)變化；脈動(dòng)變化；1 -對(duì)

21、稱循環(huán)轉(zhuǎn)矩（頻繁正反轉(zhuǎn)）對(duì)稱循環(huán)轉(zhuǎn)矩（頻繁正反轉(zhuǎn)）靜應(yīng)力狀態(tài)下的靜應(yīng)力狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力許用彎曲應(yīng)力310.1dMdmm設(shè)計(jì)公式：設(shè)計(jì)公式：折合系數(shù)取值：折合系數(shù)取值：= 0.3 -轉(zhuǎn)矩不變；轉(zhuǎn)矩不變； 0.6 -脈動(dòng)變化；脈動(dòng)變化；1 -頻繁正反轉(zhuǎn)。頻繁正反轉(zhuǎn)。310.1dMdmm設(shè)計(jì)公式：設(shè)計(jì)公式：材材 料料 b +1 0 -1 400 130 70 40 500 170 75 45 600 200 95 55 700 230 110 65 800 270 130 75 900 300 140 80 1000 330 150 90 500 120 70 40 400 100 5 0 30

22、軸的許用彎曲應(yīng)力軸的許用彎曲應(yīng)力 碳素鋼碳素鋼合金鋼合金鋼鑄鋼鑄鋼脈動(dòng)循環(huán)狀態(tài)下的脈動(dòng)循環(huán)狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力許用彎曲應(yīng)力折合系數(shù)取值：折合系數(shù)取值：= 0.3 -轉(zhuǎn)矩不變；轉(zhuǎn)矩不變； 0.6 -脈動(dòng)變化；脈動(dòng)變化；1 -頻繁正反轉(zhuǎn)。頻繁正反轉(zhuǎn)。310.1dMdmm設(shè)計(jì)公式：設(shè)計(jì)公式：材材 料料 b +1 0 -1 400 130 70 40 500 170 75 45 600 200 95 55 700 230 110 65 800 270 130 75 900 300 140 80 1000 330 150 90 500 120 70 40 400 100 5 0 30軸的許用彎曲應(yīng)力軸的

23、許用彎曲應(yīng)力 碳素鋼碳素鋼合金鋼合金鋼鑄鋼鑄鋼對(duì)稱循環(huán)狀態(tài)下的對(duì)稱循環(huán)狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力許用彎曲應(yīng)力 彎扭合成強(qiáng)度的計(jì)算按下列步驟進(jìn)行：彎扭合成強(qiáng)度的計(jì)算按下列步驟進(jìn)行： (1) 繪出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，繪出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖， 標(biāo)出作用力的方向及作用點(diǎn)的位標(biāo)出作用力的方向及作用點(diǎn)的位置。置。 (2) 取定坐標(biāo)系，將作用在軸上的力分解為水平分力和垂直取定坐標(biāo)系，將作用在軸上的力分解為水平分力和垂直分力，并求其支反力。分力，并求其支反力。(3) 分別繪制出水平面和垂直面內(nèi)的彎矩圖。分別繪制出水平面和垂直面內(nèi)的彎矩圖。 (5) 繪制轉(zhuǎn)矩圖。繪制轉(zhuǎn)矩圖。 (7)確定危險(xiǎn)剖面，確定危險(xiǎn)剖面， 校核危險(xiǎn)剖面的彎扭

24、合成強(qiáng)度。校核危險(xiǎn)剖面的彎扭合成強(qiáng)度。 (6) 按照強(qiáng)度理論求出當(dāng)量彎矩，并做當(dāng)量彎矩圖按照強(qiáng)度理論求出當(dāng)量彎矩，并做當(dāng)量彎矩圖 (4) 計(jì)算合成彎矩，計(jì)算合成彎矩， 并繪制出合成彎矩圖。并繪制出合成彎矩圖。N212319321462860對(duì)2點(diǎn)取矩NFv42872123641011932146286021936410舉例：計(jì)算某減速器高速軸危險(xiǎn)截舉例：計(jì)算某減速器高速軸危險(xiǎn)截面的直徑。已知作用在齒輪上的圓面的直徑。已知作用在齒輪上的圓周力周力Ft=17400N, 徑向力，徑向力， Fr=6140N, 軸向力軸向力Fa=2860N,齒輪分齒輪分度圓直徑度圓直徑d2=146 mm,作用在軸右端作

25、用在軸右端帶輪上外力帶輪上外力F=4500N（方向未定）（方向未定）, L=193 mm, K=206 mmL/2LKFtFrFaFFAFaFrF1vF2v12解：解：1) 求垂直面的支反力和軸向力求垂直面的支反力和軸向力LdFLFFarv2221vrvFFF12=FaaAFF d2aadN930348034500MavMavFtF1HF2HMaHF1FF2F2) 求水平面的支反力求水平面的支反力L/2LKFtFrFaFFAFaFrF1vF2v12=Fad2aadNLKFFF48031932064500187002/21tHHFFFF3) 求求F力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力FFFFF1

26、24) 繪制垂直面的彎矩圖繪制垂直面的彎矩圖2/193. 04287 aVM 2/2LFMVaVmN 4142/193. 02123aVM2/1LFMVaVmN 2055) 繪制水平面的彎矩圖繪制水平面的彎矩圖2/193. 08700 aVM 2/1LFMHaHmN 840MaMavMavFtF1HF2HMaHF1FF2FM2F6) 求求F力產(chǎn)生的彎矩圖力產(chǎn)生的彎矩圖L/2LKFtFrFaFFAFaFrF1vF2v12=Fad2aadF7) 繪制合成彎矩圖繪制合成彎矩圖考慮F可能與H、V內(nèi)合力共面2284041446322aHaVaFaMMMMmN 1400206. 04500aVMKFMF2

27、mN 927a-a 截面截面F力產(chǎn)生的彎矩為：力產(chǎn)生的彎矩為：2/193. 04803 aVM 2/1LFMFaFmN 463MaF2284020546322)(aHaVaFaMMMMmN 1328MaMaMavMavFtF1HF2HMaHF1FF2FM2F8) 求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩求軸傳遞的轉(zhuǎn)矩L/2LKFtFrFaFFAFaFrF1vF2v12=Fad2aadF9)求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩求危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩MaF22()daMMTM2Ma2/146. 0174002T2/2dFTtmN 1270T扭切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取扭切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取折合系數(shù)折合系數(shù): =0.6 221400(0

28、.61270 )dMTmN 1600mNMMF92722求考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將求考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將d值增大值增大4%，故得：，故得：mmd6710)計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑 33601 .0101600310.1dMdmN 4.64選選45鋼，調(diào)質(zhì)鋼，調(diào)質(zhì)，b =650 MPa, -1 =60 MPa 符合直徑系列。符合直徑系列。 【例【例11-2】 ：設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)減速器的主動(dòng)軸：設(shè)計(jì)帶式運(yùn)輸機(jī)減速器的主動(dòng)軸. 已知傳已知傳遞功率遞功率 P=10kW, 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 n=200 r/min, 齒輪齒寬齒輪齒寬 B=100mm, 齒齒數(shù)數(shù) z=40, 模數(shù)模數(shù) m=5

29、mm, 螺旋角螺旋角 ，軸端裝有聯(lián)軸，軸端裝有聯(lián)軸器。器。 解：解：1、計(jì)算軸上轉(zhuǎn)矩和齒輪作用力、計(jì)算軸上轉(zhuǎn)矩和齒輪作用力軸傳遞的轉(zhuǎn)矩：軸傳遞的轉(zhuǎn)矩： N.mm N齒輪的圓周力：齒輪的圓周力： N齒輪的徑向力：齒輪的徑向力： 齒輪的軸向力：齒輪的軸向力：N 軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，需開鍵槽，軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，需開鍵槽，故將最小軸徑增加故將最小軸徑增加5%，變?yōu)?，變?yōu)?2.525mm。查。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，取標(biāo)準(zhǔn)直徑取標(biāo)準(zhǔn)直徑45mm。 2、選擇軸的材料和熱處理方式、選擇軸的材料和熱處理方式選擇軸的材料為選擇軸的材料為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處

30、理, 其機(jī)械性能查表得其機(jī)械性能查表得3、初算軸的最小軸徑、初算軸的最小軸徑 則軸的最小直徑為：則軸的最小直徑為： 根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩、最小軸徑、軸的轉(zhuǎn)速，查標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩、最小軸徑、軸的轉(zhuǎn)速，查標(biāo)準(zhǔn) GB5014-85 或手冊(cè)，選用彈性柱銷聯(lián)軸器，其型號(hào)為：或手冊(cè)，選用彈性柱銷聯(lián)軸器，其型號(hào)為： 4、選擇聯(lián)軸器、選擇聯(lián)軸器取載荷系數(shù)取載荷系數(shù) KA =1.3，則聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為：，則聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為： 5、初選軸承、初選軸承 因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用。故選用角接觸因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用。故選用角接觸球軸承。根據(jù)工作要求及輸入端的直徑球軸承。根據(jù)工作要求及輸入端的直徑(為

31、為45mm)，由軸，由軸承產(chǎn)品目錄中選取型號(hào)為承產(chǎn)品目錄中選取型號(hào)為7211C的滾動(dòng)軸承，其尺寸的滾動(dòng)軸承，其尺寸（內(nèi)徑（內(nèi)徑外徑外徑寬度）為寬度）為dDb=5510021。 6、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于聯(lián)軸器型號(hào)已定，左端用軸端擋圈定位由于聯(lián)軸器型號(hào)已定，左端用軸端擋圈定位,右端用軸肩定右端用軸肩定位。故軸段位。故軸段6的直徑即為相配合的半聯(lián)軸器的直徑，取的直徑即為相配合的半聯(lián)軸器的直徑，取D6=45mm。軸段。軸段6的長(zhǎng)度比半聯(lián)軸器的轂孔長(zhǎng)度要的長(zhǎng)度比半聯(lián)軸器的轂孔長(zhǎng)度要(為為84mm)短短23mm，這樣可保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓，這樣可保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓

32、在軸的端面上，故該段軸長(zhǎng)取為在軸的端面上，故該段軸長(zhǎng)取為L(zhǎng)6=82mm。(2)確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度聯(lián)軸器是靠軸段聯(lián)軸器是靠軸段5的軸肩來的軸肩來進(jìn)行軸向定位的，為了保進(jìn)行軸向定位的，為了保證定位可靠，證定位可靠，h（0.070.1）d63.154.5，軸段，軸段5要比軸段要比軸段6的直徑大的直徑大69mm，取，取h3.5，軸段，軸段5的的直徑直徑D5=52mm軸段軸段1和軸段和軸段4均是放置滾動(dòng)軸承的，所以直徑與滾動(dòng)均是放置滾動(dòng)軸承的，所以直徑與滾動(dòng)軸承內(nèi)圈直徑一樣，為軸承內(nèi)圈直徑一樣，為D1=D4=55mm,軸段軸段1的長(zhǎng)度即的長(zhǎng)度即為滾動(dòng)軸承的寬度，查手冊(cè)為為滾動(dòng)軸

33、承的寬度，查手冊(cè)為L(zhǎng)1=21mm 考慮拆卸的方便，軸段考慮拆卸的方便，軸段3的直徑只要比軸段的直徑只要比軸段4的直徑稍大的直徑稍大就行了，并取標(biāo)準(zhǔn)值（齒輪）這里取為就行了，并取標(biāo)準(zhǔn)值（齒輪）這里取為D3=58mm。 軸段軸段3的長(zhǎng)度要比齒輪的輪轂寬度的長(zhǎng)度要比齒輪的輪轂寬度(為為100mm)短短23mm，故該段軸長(zhǎng)取為故該段軸長(zhǎng)取為L(zhǎng)3=98mm 軸承端蓋的總寬度為軸承端蓋的總寬度為25mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離的要

34、求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l=20mm ，故取軸段，故取軸段5的長(zhǎng)度為的長(zhǎng)度為L(zhǎng)5=45mm。軸段軸段2是一軸環(huán)，右側(cè)用來定位齒輪，左側(cè)用來定位滾動(dòng)是一軸環(huán)，右側(cè)用來定位齒輪，左側(cè)用來定位滾動(dòng)軸承，查滾動(dòng)軸承的手冊(cè)，可得該型號(hào)的滾動(dòng)軸承內(nèi)圈軸承，查滾動(dòng)軸承的手冊(cè)，可得該型號(hào)的滾動(dòng)軸承內(nèi)圈安裝尺寸最小為安裝尺寸最小為64mm，同時(shí)軸環(huán)的直徑還要滿足比軸段，同時(shí)軸環(huán)的直徑還要滿足比軸段3的直徑的直徑(為為58mm)大大510mm的要求，故這段直徑最終的要求，故這段直徑最終取取D2=66mm。 軸環(huán)軸環(huán)2寬度取為寬度取為L(zhǎng)2=18mm (b1.4h6.4） 取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離為取

35、齒輪距箱體內(nèi)壁之距離為10mm，考慮到箱體的鑄造，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取取5mm。已知滾動(dòng)軸承寬度為。已知滾動(dòng)軸承寬度為21mm，齒輪輪轂長(zhǎng)為，齒輪輪轂長(zhǎng)為100mm,則軸段則軸段4的長(zhǎng)度為：的長(zhǎng)度為：105(100-98)+21=38mm齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。對(duì)于齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。對(duì)于齒輪，由手冊(cè)查得平鍵的截面尺寸寬齒輪，由手冊(cè)查得平鍵的截面尺寸寬高高= 1610 (GB1095-79)，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為80mm(標(biāo)

36、準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見 GB1096-79),同時(shí)為了保證齒輪輪轂與軸的配合為同時(shí)為了保證齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6；(4) 軸上零件的周向定位軸上零件的周向定位 同樣，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為同樣，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為14963， 半聯(lián)軸器與軸的配合為半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為k6。 (5)確定軸上圓角和倒角尺寸。確定軸上圓角和倒角尺寸。 取軸端倒角為取軸端倒角為245 畫軸空間受力簡(jiǎn)圖畫軸空間受力簡(jiǎn)圖c，將軸上作用力分解為垂直面受力

37、圖，將軸上作用力分解為垂直面受力圖d和和水平受力圖水平受力圖e。分別求出垂直面上的支反力和水平面上支反。分別求出垂直面上的支反力和水平面上支反力。對(duì)于零件作用于軸上的分布載荷或轉(zhuǎn)矩力。對(duì)于零件作用于軸上的分布載荷或轉(zhuǎn)矩(因軸上零件如齒因軸上零件如齒輪、聯(lián)軸器等均有寬度輪、聯(lián)軸器等均有寬度)可當(dāng)作集中力作用于軸上零件的寬度可當(dāng)作集中力作用于軸上零件的寬度中點(diǎn)。對(duì)于支反力的位置，隨軸承類型和布置方式不同而異，中點(diǎn)。對(duì)于支反力的位置，隨軸承類型和布置方式不同而異，其中其中a值參見滾動(dòng)軸承樣本，跨距較大時(shí)可近似認(rèn)為支反力位值參見滾動(dòng)軸承樣本，跨距較大時(shí)可近似認(rèn)為支反力位于軸承寬度的中點(diǎn)于軸承寬度的中點(diǎn)

38、 7、按彎扭合成校核、按彎扭合成校核(1)畫受力簡(jiǎn)圖畫受力簡(jiǎn)圖 (2)計(jì)算作用于軸上的支反力計(jì)算作用于軸上的支反力水平面內(nèi)支反力水平面內(nèi)支反力垂直面內(nèi)支反力垂直面內(nèi)支反力 (3)計(jì)算軸的彎矩，并畫彎、轉(zhuǎn)矩圖計(jì)算軸的彎矩，并畫彎、轉(zhuǎn)矩圖分別作出垂直面和水平面上的彎矩圖分別作出垂直面和水平面上的彎矩圖f、g，并按，并按 計(jì)計(jì)算合成彎矩算合成彎矩 (4)計(jì)算并畫當(dāng)量彎矩圖計(jì)算并畫當(dāng)量彎矩圖轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化計(jì)算轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化計(jì)算, 取取 (5)校核軸的強(qiáng)校核軸的強(qiáng)度度一般而言，軸的強(qiáng)度是否滿一般而言，軸的強(qiáng)度是否滿足要求只需對(duì)危險(xiǎn)截面進(jìn)行足要求只需對(duì)危險(xiǎn)截面進(jìn)行校核即可，而軸的危險(xiǎn)截面校核即可，

39、而軸的危險(xiǎn)截面多發(fā)生在當(dāng)量彎矩最大或當(dāng)多發(fā)生在當(dāng)量彎矩最大或當(dāng)量彎矩較大且軸的直徑較小量彎矩較大且軸的直徑較小處。處。 a-a 截面處當(dāng)量彎矩為：截面處當(dāng)量彎矩為：故安全故安全 三、三、 軸的剛度計(jì)算軸的剛度計(jì)算 軸的剛度包括軸的剛度包括扭轉(zhuǎn)剛度扭轉(zhuǎn)剛度和和彎曲剛度彎曲剛度，前者以扭轉(zhuǎn)角，前者以扭轉(zhuǎn)角度量，度量， 后者以撓度后者以撓度y或偏轉(zhuǎn)角或偏轉(zhuǎn)角度量。軸的剛度計(jì)算就是計(jì)算出軸受載度量。軸的剛度計(jì)算就是計(jì)算出軸受載時(shí)的變形量，時(shí)的變形量， 并使其控制在允許的范圍內(nèi)，即并使其控制在允許的范圍內(nèi)，即 yy(10-4) 彎矩彎矩 彎曲變形彎曲變形扭矩扭矩 扭轉(zhuǎn)變形扭轉(zhuǎn)變形一、彎曲變形計(jì)算一、彎曲

40、變形計(jì)算方法有：方法有：1.按微分方程求解按微分方程求解2.變形能法變形能法適用于等直徑軸。適用于等直徑軸。適用于階梯軸。適用于階梯軸。圖圖11-1 軸的饒度和轉(zhuǎn)角軸的饒度和轉(zhuǎn)角 圖圖11-2 軸的扭角軸的扭角表表11-5 軸的撓度、偏轉(zhuǎn)角和扭轉(zhuǎn)角的允許值軸的撓度、偏轉(zhuǎn)角和扭轉(zhuǎn)角的允許值 軸的振動(dòng)概念軸的振動(dòng)概念 當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于外界干擾力的影響，軸會(huì)產(chǎn)生橫向振動(dòng)。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于外界干擾力的影響，軸會(huì)產(chǎn)生橫向振動(dòng)。 轉(zhuǎn)速達(dá)到某個(gè)數(shù)值，使外界干擾力產(chǎn)生的振動(dòng)頻率和軸的轉(zhuǎn)速達(dá)到某個(gè)數(shù)值，使外界干擾力產(chǎn)生的振動(dòng)頻率和軸的自然自然振動(dòng)頻率相同或相近振動(dòng)頻率相同或相近時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)共振現(xiàn)象，其振幅和動(dòng)載

41、荷時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)共振現(xiàn)象，其振幅和動(dòng)載荷可能導(dǎo)致軸和機(jī)器的破壞，可能導(dǎo)致軸和機(jī)器的破壞，軸發(fā)生共振時(shí)的轉(zhuǎn)速稱為軸的軸發(fā)生共振時(shí)的轉(zhuǎn)速稱為軸的臨界臨界轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速。如果轉(zhuǎn)速繼續(xù)提高，。如果轉(zhuǎn)速繼續(xù)提高， 振動(dòng)就會(huì)減弱，振動(dòng)就會(huì)減弱， 軸的轉(zhuǎn)動(dòng)趨于平穩(wěn)。軸的轉(zhuǎn)動(dòng)趨于平穩(wěn)。 但當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到另一較高的數(shù)值時(shí)，共振可能再次出現(xiàn)。其中，但當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到另一較高的數(shù)值時(shí)，共振可能再次出現(xiàn)。其中， 最低的臨界轉(zhuǎn)速稱為第一階臨界轉(zhuǎn)速最低的臨界轉(zhuǎn)速稱為第一階臨界轉(zhuǎn)速nc1。軸的振動(dòng)計(jì)算就是計(jì)。軸的振動(dòng)計(jì)算就是計(jì)算其臨界轉(zhuǎn)速，使軸的算其臨界轉(zhuǎn)速，使軸的工作轉(zhuǎn)速避開其各階臨界轉(zhuǎn)速以防止共工作轉(zhuǎn)速避開其各階臨界轉(zhuǎn)速以防止共振的發(fā)生

42、。振的發(fā)生。 軸的臨界轉(zhuǎn)速取決于軸的臨界轉(zhuǎn)速取決于回轉(zhuǎn)零件的質(zhì)量和軸的剛度回轉(zhuǎn)零件的質(zhì)量和軸的剛度， 質(zhì)量越大，質(zhì)量越大，剛度越小，則軸的臨界轉(zhuǎn)速越低。工作轉(zhuǎn)速剛度越小，則軸的臨界轉(zhuǎn)速越低。工作轉(zhuǎn)速n低于一階臨界轉(zhuǎn)低于一階臨界轉(zhuǎn)速的軸稱為剛性軸，速的軸稱為剛性軸， 超過一階臨界轉(zhuǎn)速的軸稱為撓性超過一階臨界轉(zhuǎn)速的軸稱為撓性軸。軸。 通常通常情況下，對(duì)于剛性軸，應(yīng)使情況下，對(duì)于剛性軸，應(yīng)使n0.85nc1；對(duì)于撓性軸，應(yīng)使；對(duì)于撓性軸，應(yīng)使n1.15nc1滿足上述條件并避開各高階臨界轉(zhuǎn)速的軸，都具有振動(dòng)滿足上述條件并避開各高階臨界轉(zhuǎn)速的軸，都具有振動(dòng)穩(wěn)定性。穩(wěn)定性。 軸及軸上零件材料本身的不均勻軸

43、及軸上零件材料本身的不均勻安裝對(duì)中性不好安裝對(duì)中性不好制造誤差等造成軸及軸上零件的重心偏移制造誤差等造成軸及軸上零件的重心偏移外界常見的外界常見的周期性干擾周期性干擾力因素力因素軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生離心力軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生離心力高速轉(zhuǎn)動(dòng)的軸都要經(jīng)過平衡試驗(yàn)，以滿足運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性的要求。高速轉(zhuǎn)動(dòng)的軸都要經(jīng)過平衡試驗(yàn)，以滿足運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性的要求。 第四節(jié)第四節(jié) 軸軸 轂轂 聯(lián)聯(lián) 接接 作用：作用：聯(lián)接軸和軸上零件，實(shí)現(xiàn)周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩聯(lián)接軸和軸上零件，實(shí)現(xiàn)周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)。一、鍵聯(lián)接的類型一、鍵聯(lián)接的類型類型：類型：平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵等。平鍵、半圓鍵、楔鍵、切向鍵等。1 1、平鍵聯(lián)接、平鍵聯(lián)接

44、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便，應(yīng)用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便，應(yīng)用廣泛。按用途不同分為：廣泛。按用途不同分為：普通平鍵普通平鍵導(dǎo)向平鍵導(dǎo)向平鍵滑鍵滑鍵工作面工作面間隙間隙（1）普通平鍵）普通平鍵 兩側(cè)面為工作面兩側(cè)面為工作面普通平鍵的類型普通平鍵的類型單圓頭(C型)：用于軸端圓頭(A型)：端銑刀加工，固定良好平頭(B型)：盤銑刀加工，應(yīng)力集中小盤銑刀盤銑刀 （2）導(dǎo)向平鍵）導(dǎo)向平鍵 加長(zhǎng)平鍵，軸向移動(dòng)量加長(zhǎng)平鍵，軸向移動(dòng)量不大不大的動(dòng)聯(lián)接，用螺釘固定在軸上的動(dòng)聯(lián)接，用螺釘固定在軸上（3）滑鍵聯(lián)接）滑鍵聯(lián)接 圖10-16 導(dǎo)向平鍵和滑鍵聯(lián)接 軸向移動(dòng)量軸向移動(dòng)量大大的動(dòng)聯(lián)接，滑鍵在輪轂上，與輪轂一起在軸上移動(dòng)的動(dòng)

45、聯(lián)接，滑鍵在輪轂上，與輪轂一起在軸上移動(dòng)2. 半圓鍵聯(lián)接半圓鍵聯(lián)接 圖10-17 半圓鍵聯(lián)接 3. 3. 楔鍵聯(lián)接楔鍵聯(lián)接 結(jié)構(gòu)：楔鍵的上、下面為工作面，鍵的上結(jié)構(gòu)：楔鍵的上、下面為工作面，鍵的上表面及輪轂鍵槽底面均有表面及輪轂鍵槽底面均有1:100 的斜度。的斜度。 特點(diǎn)：能承受特點(diǎn)：能承受單向軸單向軸向力。但對(duì)中性很差。向力。但對(duì)中性很差。 應(yīng)用：用于低速、輕載和對(duì)中性要求不高應(yīng)用：用于低速、輕載和對(duì)中性要求不高的場(chǎng)合。的場(chǎng)合。聯(lián)接。聯(lián)接。d斜度斜度1：1004 4、切向鍵、切向鍵 結(jié)構(gòu)：由兩個(gè)斜度為結(jié)構(gòu)：由兩個(gè)斜度為1:1001:100的楔鍵組成。的楔鍵組成。 特點(diǎn)：承載能力較大，但對(duì)中

46、性差。特點(diǎn)：承載能力較大，但對(duì)中性差。 傳遞傳遞雙向轉(zhuǎn)矩雙向轉(zhuǎn)矩時(shí)，須用兩個(gè)鍵且時(shí)，須用兩個(gè)鍵且分布成分布成120130 120130 。 應(yīng)用：常用于對(duì)中精度要求不高的重型機(jī)械。應(yīng)用：常用于對(duì)中精度要求不高的重型機(jī)械。二、花鍵聯(lián)接二、花鍵聯(lián)接1)均勻受力；均勻受力；6 62 花鍵聯(lián)接花鍵聯(lián)接6)可用磨削方法提高加工精度及可用磨削方法提高加工精度及聯(lián)接質(zhì)量。聯(lián)接質(zhì)量。 結(jié)構(gòu)：外花鍵（花鍵軸）和內(nèi)花鍵（花鍵孔）組成。結(jié)構(gòu)：外花鍵（花鍵軸）和內(nèi)花鍵（花鍵孔）組成。鍵齒側(cè)面是工作面。鍵齒側(cè)面是工作面。 特點(diǎn)：承載能力高，對(duì)中性好特點(diǎn)：承載能力高，對(duì)中性好; ;但制造要采用專但制造要采用專用設(shè)備，成本

47、較高。用設(shè)備，成本較高。 應(yīng)用：用于定心精度要求高、載荷較大的場(chǎng)合。應(yīng)用：用于定心精度要求高、載荷較大的場(chǎng)合。矩形花鍵矩形花鍵 三角形花鍵三角形花鍵 1）矩形花鍵）矩形花鍵1 1、矩形花鍵、矩形花鍵加工方便（可通過磨削獲得高精度），應(yīng)用廣泛。加工方便（可通過磨削獲得高精度），應(yīng)用廣泛。 2 2、漸開線花鍵、漸開線花鍵 工藝性好，強(qiáng)度高，承載能力大。用于重載、定心工藝性好，強(qiáng)度高，承載能力大。用于重載、定心精度要求高的聯(lián)接精度要求高的聯(lián)接壓力角壓力角 3030壓力角壓力角 4545漸開線花鍵漸開線花鍵 壓力角壓力角 4545：內(nèi)花鍵為三角形，故稱為三角形花鍵，其：內(nèi)花鍵為三角形，故稱為三角形花鍵

48、，其鍵齒細(xì)而多，適用于薄壁零件。鍵齒細(xì)而多，適用于薄壁零件。圖10-20 漸開線花鍵聯(lián)接 三、平鍵的選用和強(qiáng)度校核三、平鍵的選用和強(qiáng)度校核1、平鍵的選用、平鍵的選用（1 1）鍵的尺寸選擇）鍵的尺寸選擇 斷面尺寸斷面尺寸 b bh h： 根據(jù)軸徑根據(jù)軸徑 d d 查標(biāo)準(zhǔn)確定，表查標(biāo)準(zhǔn)確定，表16-116-1。 鍵長(zhǎng)鍵長(zhǎng) L L：應(yīng)略短于輪轂的寬度，并符合標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列。：應(yīng)略短于輪轂的寬度，并符合標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列。附：鍵的長(zhǎng)度系列：附：鍵的長(zhǎng)度系列： 10 12 14 16 18 20 22 25 10 12 14 16 18 20 22 25 32 36 40 45 50 63 70 80 32 3

49、6 40 45 50 63 70 80 90 100 110 125 140 160 90 100 110 125 140 160 . （2 2）鍵的標(biāo)記）鍵的標(biāo)記 B B型平鍵型平鍵b bh hL=10L=101616125125 鍵鍵B B 1010125125 A A型鍵可不標(biāo)型號(hào)型鍵可不標(biāo)型號(hào) d b h C或或r L t t1 半徑半徑r 表表16-116-1鍵的尺寸鍵的尺寸鍵鍵 槽槽軸的直徑軸的直徑 自自 68 2 2 620 1.2 1 810 3 3 0.160.25 636 1.8 1.4 0.080.16 1012 4 4 845 2.5 1.8 1217 5 5 1056 3.0 2.3 1722 6 6 0.250.4 1470 3.5 2.8 0.160.25 2230 8 7 18