第十九章 轴.doc

第十九章 轴、轴毂连接及联轴器第十九章 轴、轴毂连接及联轴器教学目的：了解轴的类型和结构、联轴器的类型、特点与应用；掌握轴的强度计算重 点：轴的设计计算、结构难 点：轴的设计计算参 考 书：机械基础 刘泽深等主编 中国建工出版社 2000机械设计基础 杨可桢主编 高等教育出版社 2003机械设计 濮良贵主编 高等教育出版社 20041 轴的类型及材料一.轴的功用 支承回转件并保证轴的回转精度。二.轴的类型按承受载荷： 1.心轴：只承受弯矩M，分固定心轴和转动心轴，如滑轮轴和机车车轮轴 2.传动轴：只承受扭矩T，如汽车传动轴 3.转轴：同时承受弯矩M和扭矩T，如减速器齿轮轴按外形：直轴和曲轴、挠性钢丝轴按截面；等截面光轴，变截面阶梯轴按内部构造：实心和空心轴三.轴的材料 见表1912 转轴的设计 机械设计中，与其它零件不同的是轴在设计之前不知道轴的结构尺寸，因此，无法按照材料力学的方法设计。轴的设计步骤如下：一.选择材料 根据轴的用途选择合适的材料和热处理方法二.初估轴径 转轴受M和T联合作用，处于复杂应力状态，但由于支反力无法求出，危险截面找不到，因此，轴的设计中，是按照T估计轴的直径，M的作用用减小许用剪应力的办法来考虑。由材料力学知，在扭矩作用下轴受到剪切，剪应力的大小为： 注意：用上式估计的轴径是所设计轴的最细的那段的轴径；如果此段轴是轴端，需开一个键槽的话，轴径尺寸要增加3，开两个键槽增加7左右。三.轴的结构设计 将轴上零件全部画在轴上，即画出轴系的装配图，从而决定轴的各段长度、各段直径、轴上零件的定位方法、加工工艺要求的结构、选出滚动轴承的尺寸与型号、键型号和尺寸等有关具体内容。四.轴的强度校核计算 由轴的结构设计已知轴的具体尺寸，轴的强度校核计算如下： 1.画出轴的空间力系 2.画出轴的水平面剪力图和弯矩图MX 3.画出轴的垂直面剪力图和弯矩图MY 4.画出合成弯矩图M= 5.画出扭矩图T 6.画出当量弯矩图Me= 7.校核轴的强度 注意：若该直径比初估的直径小，则接着往下进行，反之，重新作轴的结构设计五.轴的刚度校核 按照材料力学的公式校核轴的弯曲刚度和扭转角 按照轴的刚度估算的轴径 将该直径与强度计算和结构设计的直径进行比较，若小于结构设计和强度计算的直径则刚度满足要求，反之，按刚度要求确定轴径并重新进行轴的结构设计六.轴的临界转速计算 轴是一个弹性体，当其旋转时由于轴和轴上零件材质不均匀，制造安装误差等原因造成轴系重心偏移，因而回转时将产生离心力，使轴受到周期性的干扰力，从而引起轴的弯曲振动。当这种强迫振动的频率与轴的自振频率相同或相近时，就会出现轴的共振。 轴共振时的转速成为临界转速nc。3 轴毂连接 轴毂连接是指轴与轴上零件的周向固定。一.键连接 1.平键连接A、B、C三种平键，键在工作中受挤压和剪切。 2.半圆键用于轻载和锥形轴端3.楔形键 靠摩擦力传递扭矩，但容易使轴和轴上零件不同心二.花键 将多个平键与轴做在一起，承载能力强，定心要求高的连接三.销连接4 联轴器一.功用 静态下将两个轴连接在一起，并使两轴和联轴器成为一个运动整体。二.联轴器的类型及特点 1.用联轴器连接两轴时产生位置偏差 2.类型： 固定式不能补偿轴的位置偏差 可移式能补偿轴的位置偏