轴、联轴器、离合器

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1、第十章轴、联轴器、离合器参考文献张策主编，《机械原理与机械设计》（下册），机械工业出版社，2004濮良贵主编，《机械设计》，高等教育出版社，2006其他机械设计的相关书籍第一节概述一、轴是轴系的核心零件，一切做回转运动的零件，只有装在轴上后才能实现其运动。二、轴的分类1、按载荷和应力的不同，分为三种：心轴——随同回转零件一起或不一起转动。只承受弯矩而不传递转矩。转动心轴受变应力，不转动心轴受静应力。转轴——既承受弯矩又承受转矩。传动轴——主要承受转矩。2、按轴的中心线的不同，分为三种：直轴——轴的各截面中心在

2、同一直线上。光轴、阶梯轴实心轴、空心轴曲轴——轴的各截面中心不在同一直线上。曲轴通常是专用零件。软轴——轴线可变，把回转运动灵活地传到任何位置。第一节概述三、联轴器和离合器用来联结两根轴，使之一同回转并传递转矩的一种部件。联轴器只有当运动停止后，靠拆卸，才能将轴分开；离合器可在运动中随时使两轴分离或结合。第一节概述第一节概述图10-1心轴第一节概述图10-2转轴第一节概述第一节概述第一节概述第一节概述设计轴时的考虑因素：回转精度、强度、刚度、热变形、振动稳定性和结构工艺性。设计内容：选材、确定轴的结构、计算轴

3、的强度和刚度，计算轴的振动稳定性（高速运转的轴），绘制出轴的零件工作图。轴的设计要与轴承、轴系零件统一考虑。第二节轴一、轴的材料及其选择（表10-1）1、选材原则：根据轴的工作能力（强度、刚度、振动稳定性、耐磨性等）、热处理方式、制造工艺性——经济合理。2、常用材料碳素钢——对应力集中敏感性小，价格低廉，常用。45、35、50（调质or正火），Q235、Q275合金钢——较高的力学性能和热处理性能，用于受力较大且尺寸较小、重量轻和耐磨性高的轴。20Cr、40Cr、含Mo合金钢。第二节轴二、轴的结构设计1、轴的

4、结构轴颈——轴上被支承的部位；轴头——安装轮毂的部位；轴身——联结轴颈与轴头的部分。2、轴的结构设计内容1）确定并绘出轴的全部结构和尺寸；2）制定出满足使用要求的技术条件。3、一般应使轴的结构满足如下条件1）轴和装在轴上的零件有准确的轴向、周向工作位置，并便于装拆和调整；2）有良好的加工工艺性；3）有足够的强度、刚度、振动稳定性和回转精度。第二节轴零件在轴上的轴向固定第二节轴轴肩、轴环－简单可靠，不需附加零件，承受较大轴向力；但使直径增大，阶梯处产生应力集中。定位面内圆角r

5、)d,b=1.4a第二节轴套筒－简单可靠，简化轴的结构且不消弱轴的强度；常用于轴上两个近距零件间的相对固定；不宜用于高速转轴；套筒内径与轴的配合较松。螺母－固定可靠，承受较大轴向力，能实现轴上零件的间隙调整；常用于两零件的间距较大除，亦可用于轴端；为减小对轴的强度的消弱，常用细牙螺纹；为防松，须加止动垫圈或使用双螺母。第二节轴轴端挡圈－工作可靠，承受较大轴向力；只用于轴端，且采用止动垫片等防松措施。锥面－装拆方便，且可兼作周向定位；宜用于高速、冲击及对中性要求高的场合。第二节轴弹性挡圈－结构紧凑、简单，装拆方

6、便，但受力较小，且轴上切槽引起应力集中；常用于轴承的固定。紧定螺钉、锁紧挡圈－结构简单，但受力较小，不适于高速场合。零件在轴上的周向固定键联接、销联接、紧定螺钉、过盈联接等第二节轴图8－96图8－98良好的加工工艺性1轴的直径变化尽可能少，并尽量限制轴的最大直径与各轴段的直径差（节省材料，减少切削量）。2轴上有磨削与切螺纹处，要留砂轮越程槽和螺纹退刀槽，以保证完整加工。3轴上有多个键槽时，应开在同—直线上，以免加工键槽时多次装夹。4尽可能使轴上各过渡圆角、倒角、键槽、越程槽、退刀槽及中心孔等尺寸分别相同，并符

7、合标准和规定，以利于加工和检验。5轴上配合轴段直径应取标准值；与滚动轴承配合的轴径应按滚动轴承内径尺寸选取：轴上的螺纹部分直径应符合螺纹标准等。第二节轴装配工艺性1为便于轴上零件的装配，使其能顺利通过相邻轴段而到达轴上的确定位置，常采用直径从两端向中间逐渐增大的阶梯轴。轴上的各阶梯，除用作轴上零件轴向固定的可按规定确定轴肩高度外，其余仅为便于安装而设置的轴肩，其轴肩高度常可取0.5～3mm。2轴端应倒角，以去掉毛刺并便于装配。3固定滚动轴承的轴肩高度应小于轴承内圈厚度，以便拆卸。第二节轴轴系结构实例第二节轴图

8、10-3三、轴的强度计算㈠按许用切应力计算轴颈已知：轴传递的功率P、转速n（10－1）（10－2）第二节轴㈡按弯曲和扭转复合强度计算轴颈（10－3）（10－4）四、轴的刚度计算㈠扭转刚度计算㈡弯曲刚度计算计算法工程－查表法第二节轴联轴器——联结两根轴一同回转，仅在停止时经拆卸才能将二者分离。联轴器分类：刚性联轴器——用于两轴严格对中，工作中不发生相对偏移的地方。挠性联轴器——用于两轴有相对位移的地方