汽车机械基础 教学课件 作者 徐晓昂 项目十四 轴系零部件.ppt

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1、项目十四轴系零部件情景一轴轴是机械设备中的重要零件之一，它的主要功能是直接支承回转零件，如齿轮、车轮和带轮等，以实现回转运动并传递动力。轴由轴承支承以承受作用在轴上的载荷，这种起支持作用的零部件称为支承零部件。而且有很多的轴上零件需要彼此联接，它们的性能互相影响，所以将轴及轴上零部件统称为轴系零部件。如图14-1所示减速器的输出轴由轴1、轴承2、齿轮3、联轴器4、键5等组成。一、概述轴是组成机器的重要零件，其功用是支承旋转零件(如齿轮、带轮等)，并传递运动和动力。1、轴的功用与分类根据受载情况，轴可分为三类：(1)心轴承受弯矩(M)，不传递转矩(T)的轴。(2)传动轴以传递转矩

2、为主，不承受弯矩或承受很小弯矩的轴。(3)转轴既传递转矩，又承受弯矩的轴。根据轴线的几何形状，轴还可分为直轴、曲轴和挠性钢丝轴。轴的失效多为疲劳破坏，所以轴的材料应满足强度、刚度、耐磨性等方面的要求，常用的材料有：1)碳素钢2)合金钢3)球墨铸铁二、轴的结构与设计1、轴的结构2、轴的结构设计轴的结构设计应满足：①轴上零件定位准确，固定可靠；②轴上零件便于装拆和调整；③具有良好的制造工艺性；④尽量减少应力集中。轴的结构形式取决于轴上零件的装配方案。应拟定几种不同的装配方案，以便进行比较与选择，以轴的结构简单，轴上零件少为佳。3、轴上零件的轴向定位及固定轴上零件的轴向定位及固定的方

3、式常用轴肩、轴环、锁紧挡圈、套筒、圆螺母和止动垫圈、弹性挡圈、轴端挡圈等。其特点和应用见表14-2。4、轴上零件的周向固定轴上零件常用的周向固定方法有键联接、销联接以及过盈配合、成型联接等，力不大时，也可采用紧定螺钉作为周向固定方法。见图14-7。5、轴的结构工艺性轴的结构应便于加工和装配。6、提高轴强度和刚度的措施1)改进轴的结构，降低应力集中。2)提高轴的表面质量。3)改变轴上零件的位置，减小载荷。如图14-9所示，轴上转矩需由两轮输出，输入轮1宜置于两输出轮2和3中间。三、轴的强度计算1、按扭转强度计算开始设计轴时，由于轴上零件的位置和两轴承间的距离通常尚未确定，故对轴所

4、承受的弯矩就无法进行计算，只能先按扭转强度估算轴的最小直径(根据标准尺寸与其相配的孔圆整)，再进行轴的结构设计。由材料力学可知，圆轴受扭转时的强度条件为：将上式改写为轴径的计算公式2、按弯扭合成强度计算在轴的结构设计完成后，外载荷和轴的支点位置就可确定，轴各截面的弯矩即可算出，此时可用弯扭合成强度校核。对于钢制轴，应用材料力学第三强度理论可得计算轴的直径d时，可将式(14-2)写为四、轴的刚度计算简介1、轴的弯曲刚度校核计算轴的弯曲刚度校核计算就是用材料力学中的公式和方法算出轴的挠度y或偏转角θ，并应满足下式：y≤[y]或θ≤[θ]式中，[y]为许用挠度，[θ]为许用偏转角。2

5、、轴的扭转刚度校核计算用材料力学的公式和方法算出轴每米长的扭转角Φ，并满足Φ≤[Φ]式中:[Φ]为轴每米长的许用扭转角。情景二键联接和销联接键联接主要用于轴上零件的周向固定并传递转矩；有些兼作轴上零件的轴向固定；还有的对沿轴向移动的零件起导向作用。一、键联接的类型、特点和应用键是标准件，按结构特点及工作原理，键联接可分为平键联接、半圆键联接和楔键联接等。1、平键联接如图14-13所示，键的两侧面为工作表面，靠键与键槽间的挤压力传递扭矩。平键联接由于结构简单、装拆方便、对中较好，广泛用于传动精度要求较高的场合。按用途将平键分为如下三种：(1)普通平键如图14-13所示，按结构分为

6、圆头(A型)、平头(B型)和单圆头(C型)三种。(2)导向平键导向平键(图14-14)是加长的普通平键，有圆头(A型)和方头(B型)两种。(3)滑键滑键(图14-15)2、半圆键联接如图14-16所示，键的底面为半圆形。3、楔键联接如图14-17所示，楔键的上下面为工作面，分别与轮毂和轴上键槽底面紧贴。楔键分为普通楔键(图14-17a)和钩头楔键(图14-17b)，前者又分为圆头(A型)和平头(B型)两种。当轴径d＞100mm且传递较大转矩时，可采用由一对楔键组成的切向键联接(图14-18a)。若要传递双向转矩，则需用两对相隔120°～130°的切向键(图14-18b)。二、平

7、键的选择和强度校核1、平键的选择首先根据键联接的工作要求和使用特点选择平键的类型，再按照轴径d从标准中选取键的剖面尺寸b×h(见表14-7)。键的长度l一般按轮毂宽度选取，即键长等于或略短于轮毂宽度，并应符合标准值。2、平键联接的强度校核键联接的主要失效形式是较弱工作面的压溃(静联接)或过度磨损(动联接)。因此按挤压应力或压强进行条件性计算，其校核公式为:三、花键联接花键联接是由在轴上加工出的外花键齿和在轮毂孔加工出的内花键齿所构成的联接，如图14-19所示。其优点是：齿数多，承载能力强；且