電子課件-《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)(第二版)》-B01-1264-模塊六--軸系零部件

1、模塊六 軸系零部件課題一 軸課題二 鍵連接與銷連接課題三 聯(lián)軸器與離合器齒輪減速器及其輸出軸a)減速器 b)減速器輸出軸1軸 2、6軸承 3齒輪 4、8鍵 5套筒 7聯(lián)軸器各種作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件 (如齒輪、帶輪等)都必須安裝在軸上才能傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。軸及軸上起支撐或連接作用的軸承、聯(lián)軸器、鍵等統(tǒng)稱為軸系零部件。減速器傳動(dòng)圖任務(wù)引入試確定從動(dòng)齒輪軸的最小直徑，并對(duì)該軸進(jìn)行強(qiáng)度校核。課題一 軸任務(wù)分析軸在減速器中起到支承齒輪等工作零件，并傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩的作用。相關(guān)知識(shí)一、軸的類型和材料1.軸的類型(1)按照所受載荷的不同。1)心軸。只受彎矩而不受轉(zhuǎn)矩的軸稱為心軸。轉(zhuǎn)動(dòng)心軸，如火車輪軸；固定心軸，

2、如自行車的前輪軸。2)轉(zhuǎn)軸。既受彎矩又受轉(zhuǎn)矩的軸稱為轉(zhuǎn)軸。3)傳動(dòng)軸。只受轉(zhuǎn)矩而不受彎矩或所受彎矩很小的軸稱為傳動(dòng)軸。(2)按照軸線的形狀不同， 直軸、曲軸、撓性鋼絲軸。 2.軸的材料(1)碳素鋼45鋼。輕載或不重要的軸，可選用 Q235、Q275。(2)合金鋼耐磨性和韌性要求較高的軸， 20Cr 高速重載下工作的軸， 38SiMnMo、40CrNi。(3)球墨鑄鐵外形較復(fù)雜的軸。軸的常用材料及其主要力學(xué)性能見表。 軸的常用材料及其主要力學(xué)性能 軸的常用材料及其主要力學(xué)性能二、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括確定軸的合理外形和結(jié)構(gòu)尺寸。軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足軸上的零件要有確定的工作位置并且能牢固、可靠地相

3、對(duì)固定; 便于安裝、拆卸和調(diào)整;有良好的制造工藝性。1.軸的各部分名稱軸的各部分名稱2.零件在軸上的固定(1)軸上零件的軸向固定方法(2)軸上零件的周向固定方法鍵連接、銷連接過盈配合。軸肩或軸環(huán)套筒圓螺母彈性擋圈軸端擋圈圓錐形軸頭緊定螺釘3.軸的結(jié)構(gòu)工藝性(1)形狀和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 兩端臺(tái)階處都應(yīng)倒角。(2)相鄰軸段的直徑變化不應(yīng)過大，并采用圓角過渡且圓角半徑不宜過小; 軸肩或軸環(huán)處的過渡圓角半徑 r 必須小于相配合零件的圓角半徑 R 或倒角C，軸肩或軸環(huán)的高度 h 必須大于 C 或 R。對(duì)定位軸肩一般取 h=(1.52)C 或h=(1.52)R。對(duì)非定位軸肩一般取 h= (12)mm 或更小值。

4、(3)用套筒、圓螺母、彈性擋圈等作軸向固定時(shí)，與零件配合的軸段長(zhǎng)度比零件輪轂略短 23mm。(4)鍵槽在同一加工直線上， 同一規(guī)格;軸上需磨削的部分，應(yīng)有砂輪越程槽 ;螺紋有退刀槽。同一軸上所有圓角半徑、倒角尺寸、退刀槽寬度應(yīng)盡可能統(tǒng)一。(5)過盈配合連接時(shí)，與零件相配合的軸段導(dǎo)向錐面。三、軸的強(qiáng)度計(jì)算1.軸的各部分名稱只受轉(zhuǎn)矩，實(shí)心圓截面：2.轉(zhuǎn)軸的最小直徑估算在一般減速器中，高速輸入軸的直徑，d=(0.81.2)D;低速軸，d=(0.30.4)a。3.轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度校核1.選擇軸的材料及最小直徑45鋼并正火處理?？紤]到鍵槽對(duì)軸的削弱，取:d=40.41.05=42.4mm取d=45mm。任務(wù)實(shí)

5、施2.校核軸的強(qiáng)度(1)作軸的空間受力圖(2)作鉛垂面受力圖(3)作鉛垂面彎矩圖(4)作水平面受力圖(5)作水平面彎矩圖(6)作合成彎矩圖(7)作扭矩圖(8)作當(dāng)量彎矩圖(9)計(jì)算危險(xiǎn)截面 D 處的軸徑軸的剛度計(jì)算軸彎曲變形， 用撓度 和偏轉(zhuǎn)角 來度量; 扭轉(zhuǎn)變形，用扭轉(zhuǎn)角 度量。剛度條件為 。等直徑軸：知識(shí)鏈接課題二 鍵連接與銷連接減速器輸出軸任務(wù)引入試確定鍵連接的類型和尺寸，并校核其強(qiáng)度。任務(wù)分析鍵連接、銷連接，可實(shí)現(xiàn)齒輪在軸上的周向固定，并傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。平鍵連接廣泛應(yīng)用。一、鍵連接的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用1.平鍵連接相關(guān)知識(shí)普通平鍵連接普通平鍵的形式a)圓頭 b)方頭 c)單圓頭導(dǎo)向平鍵連接

6、和滑鍵連接a)導(dǎo)向平鍵連接 b)滑鍵連接半圓鍵連接2.半圓鍵連接楔鍵連接3.楔鍵連接切向鍵連接4.切向鍵連接二、平鍵連接的選用及強(qiáng)度計(jì)算1.平鍵的選用及標(biāo)記鍵的主要尺寸為其截面尺寸 (鍵寬b鍵高h(yuǎn))與長(zhǎng)度L。平鍵標(biāo)記為:鍵類型bL2.平鍵的強(qiáng)度計(jì)算普通平鍵連接的強(qiáng)度條件為:導(dǎo)向平鍵連接和滑鍵連接的強(qiáng)度條件為:三、花鍵連接的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用1.花鍵連接的組成外花鍵和內(nèi)花鍵2.花鍵的類型和特點(diǎn)(1)矩形花鍵加工容易，承載能力高，應(yīng)力集中較小，應(yīng)用廣泛。輕系列，多用于靜連接或輕載連接;中系列用于中等載荷的連接。(2)漸開線花鍵制造精度高、互換性好。壓力角為 30，適用于傳遞轉(zhuǎn)矩較大的場(chǎng)合。45的，多

7、用于輕載和直徑小的靜連接，特別適用于軸與薄壁零件的連接。四、銷連接的類型、特點(diǎn)及應(yīng)用銷可分為連接銷、定位銷和安全銷等。安全聯(lián)軸器1銷套 2安全銷銷連接a)圓柱銷 b)圓錐銷 c)大端帶螺紋的圓錐銷 d)小端帶螺紋的圓錐銷五、銷連接的強(qiáng)度計(jì)算按其擠壓和剪切強(qiáng)度校核。安全銷的尺寸按過載時(shí)被剪斷的條件確定。任務(wù)實(shí)施1.選擇鍵的類型與尺寸選用普通平鍵 (A型)。查表取:鍵的尺寸b=14mm，h=9mm，L=56mm。普通平鍵和鍵槽的尺寸 (摘自 GB/T10952003和 GB/T10962003) mm普通平鍵和鍵槽的尺寸 (摘自 GB/T10952003和 GB/T10962003) mm2.強(qiáng)度

8、校核由表查得 p=100MPa，工作長(zhǎng)度l=L-b=56-14=42(mm)故選用普通平鍵:鍵1456，該鍵強(qiáng)度滿足要求。鍵連接的許用擠壓應(yīng)力 p和許用壓強(qiáng) p MPa課題三 聯(lián)軸器與離合器任務(wù)引入選擇聯(lián)軸器的類型和型號(hào)。任務(wù)分析聯(lián)軸器用于輸出軸與輸入軸的連接，實(shí)現(xiàn)兩軸共同轉(zhuǎn)動(dòng)，以傳遞動(dòng)力和轉(zhuǎn)矩。離合器也可實(shí)現(xiàn)兩軸之間的連接。聯(lián)軸器只有在機(jī)器停車并經(jīng)拆卸后才能分離兩軸，而離合器可在機(jī)器工作過程中隨時(shí)分離或接合兩軸。一、聯(lián)軸器的常見類型及特點(diǎn)1.聯(lián)軸器的功能和類型聯(lián)軸器是連接兩軸 (或軸與回轉(zhuǎn)件)并與軸一起回轉(zhuǎn)，以傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的裝置。聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器。相關(guān)知識(shí)2.常用聯(lián)軸器(

9、1)凸緣聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器(2)十字滑塊聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器1、3半聯(lián)軸器 2十字滑塊(3)齒式聯(lián)軸器齒式聯(lián)軸器1、4半聯(lián)軸器 2、3外殼 5螺栓(4)萬向聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器1、2叉形接頭 3十字柱銷(5)彈性套柱銷聯(lián)軸器彈性套柱銷聯(lián)軸器1橡膠彈性套 2柱銷(6)尼龍柱銷聯(lián)軸器尼龍柱銷聯(lián)軸器1柱銷 2擋圈(7)安全聯(lián)軸器安全聯(lián)軸器1銷釘 2套筒二、離合器的常見類型及特點(diǎn)1.離合器的功能離合器是一種在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，可使兩軸隨時(shí)接合或分離的裝置。操作啟動(dòng)、停止、換向及變速。2.常用離合器(1)牙嵌式離合器牙嵌式離合器的齒形有梯形、鋸齒形和三角形。牙嵌式離合器1、2半離合器 3滑塊 4對(duì)中環(huán)(2)摩擦式離合器摩擦式離合器a)單片式圓盤摩擦離合器 b)多片式摩擦離合器1、2圓盤 3滑塊(3)磁粉離合器磁粉離合器1齒輪 2從動(dòng)輪 3鐵粉混合物 4激磁線圈5磁鐵輪心 6接觸環(huán) 7主動(dòng)軸三、聯(lián)軸器、離合器的選擇1.類型的選擇載荷平穩(wěn)、兩軸能精確對(duì)中且軸的剛度較大時(shí)，可選用凸緣聯(lián)軸器;載荷不平穩(wěn)、兩軸對(duì)中困難、軸的剛度較小時(shí)，可選用撓性聯(lián)軸器;徑向偏移較大、轉(zhuǎn)速較低時(shí)可選用滑塊聯(lián)軸器;兩軸軸線有夾角時(shí)，萬向聯(lián)軸器。2.型號(hào)的選擇式中 TC計(jì)算轉(zhuǎn)矩，Nm; T名義轉(zhuǎn)矩，Nm; K工作情況系數(shù)，見表。工作情況系數(shù) K任務(wù)實(shí)施1