联轴器设计基础.ppt

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1、第十章轴、联轴器、离合器第一节　概述第二节　轴第三节　联轴器第四节　离合器第一节　概述一轴的分类：1载荷、应力：心轴:只受弯矩不受转矩键联接：随回转件转动，图10-1a；受变应力间隙配合：不随回转件转动，图10-1b；受静应力转轴：受弯矩又受转矩，图10-2传动轴：只受转矩或主要受转矩心轴:只受弯矩不受转矩键联接：随回转件转动，图10-1a；受变应力间隙配合：不随回转件转动，图10-1b；受静应力转轴：受弯矩又受转矩，图10-22轴的中心线形状：直轴：空心轴、实心轴光轴　：加工容易阶梯轴：强度接近、便于安装、定位曲轴钢丝软轴直轴：空心轴、实心轴光轴　：加工容易阶梯轴：强度接近、便

2、于安装、定位空心轴曲轴:专用零件钢丝软轴用于受连续振动的场合具有缓和冲击的作用共同点：联接两轴、与之回转、传递转矩区别：分离方式，联轴器:停止离合器:运动二、联轴器、离合器第二节　轴轴的设计包括：１　选定轴的材料、确定结构２　计算强度、刚度，对于高速轴要计算其振动稳定性３　绘制轴的零件图一　轴的材料、选择一）选材依据：1轴的工作能力、实现其能力的热处理方式强度、刚度、振动稳定性、耐磨性2考虑其制造工艺等问题二）轴的材料：碳素钢、合金钢碳素钢：对应力集中敏感性小、价格低廉，应用广泛优质碳素结构钢：35、45、50钢，45钢最常用。热处理：调质或正火处理不重要的或受力较小的传动轴：Q

3、235、Q275等普通碳素结构钢合金钢：较高的力学性能、热处理性能应用：受力较大并要求尺寸小、重量轻或耐磨性较高的重要轴常用：20Cr、40Cr当温度超过300c时，用含Mo的合金钢受力较小而耐磨性高的轴：为保证其硬度，用T8A、T10A等碳素工具钢防磁：黄铜、青铜作轴防腐：2Cr13、4Cr13等不锈钢二　轴的结构设计轴的组成：轴颈轴头轴身轴的组成：轴颈、轴头、轴身轴颈：轴上被支承的部分轴头：安装轮毂部分轴身：联接轴颈和轴头的部分轴的结构设计要求：1轴和装在轴上零件要有准确的轴向工作位置，并便于装拆、调整；2轴应有良好的加工工艺性一）轴的外形结构图10-3a　一级圆柱齿轮减速

4、器简图图10-3b　减速器轴２的外形图在满足工作要求的前提下，轴的外形结构应尽可能简单加工方便、热处理时不易变形、并能减少应力集中有利于提高轴的疲劳强度图10-3a　一级圆柱齿轮减速器简图图10-3b　减速器轴２的外形图二）零件在轴上的固定方法：轴向、周向轴向固定：轴肩、轴环、挡环、螺母、套筒轴肩：定位面、内圆角r，r<轴倒角Cor外圆角R轴环：a=(0.07~0.1)d,b=1.4a轴向固定：轴强度_降低轴过盈配合处的应力集中轴强度_降低轴过盈配合处的应力集中周向固定：平键、半圆键销联接、紧定螺钉联接、压合联接轴的设计首先进行强度设计三　轴的强度计算一）按许用切应力计算轴径校

5、验公式设计公式二）按弯曲和扭转复合强度计算轴径１　轴的空间受力简图２　弯矩M图３　弯矩M＝图４　合成弯矩M图５　转矩T图６　当量弯矩MV图７　计算轴径d　　式(10-4)轴的危险截面，键槽－削弱轴的强度－需增大轴径键槽：１个－轴径增大4%，２个，180。－轴径增大10％轴的设计步骤：1)　形状不复杂的轴：2)　主要传递转矩(不受弯矩或弯矩很小)的传动轴：3)　传递转矩、受弯矩的转轴：1)　形状不复杂的轴：直接设计从已知条件出发传动轮的轮体--轴头尺寸轴承工作条件--轴颈尺寸直接结构设计必要的校核计算轴的布置简图--轴的零件工作图2)　主要传递转矩(不受弯矩或弯矩很小)的传动轴

6、：许用切应力-计算轴颈轴的结构化轴的最终形状和尺寸3)传递转矩、受弯矩的转轴：弯矩与轴的具体结构有关弯矩大小、分布与轴上个零件的轴向位置及支承跨距的有关取决于轴颈尺寸的大小轴颈尺寸未定时，轴上的弯矩无法确定转矩：许用切应力估算轴径传递的转矩许用切应力-轴的直径弯矩对轴的影响用降低许用切应力的方法考虑估算出轴径，轴的结构化设计根据需要弯扭复合强度计算轴的最终形状和尺寸-轴的零件图四　轴的刚度计算目的：轴的变形载荷作用下--轴的弯扭变形轴上零件的正常工作和传动精度高速轴刚度不足--共振一)　轴的扭转刚度计算相对转角二)　轴的弯曲刚度计算弯曲变形：挠度、转角工程：查表法提高轴的强度的方

7、法从结构设计上降低应力集中的影响尽可能不在轴的受载区段切制螺纹可能时适当放松零件与轴的配合采用能强化材料机械性能的工艺方法提高材料的疲劳强度减小配合表面及圆角处的加工粗糙度对零件进行表面淬火、氮化、氰化、渗碳处理对零件表面进行喷丸硬化、滚压加工改用高强度材料或加大轴的剖面尺寸高强度材料对应力集中的敏感性较高采用高强度材料时，应注意结构设计及表面粗糙度要求，不要形成较大的应力集中第三节　联轴器分类：刚性：两轴能严格对中且工作中不发生相对位移挠性：两轴有相对位移挠性联轴器：两轴有相对