轴系结构设计

,第十二章轴系结构设计,1轴毂连接设计2滚动轴承轴系结构设计3提高滚动轴承轴系性能的措施,本章的学习要点了解键、花键、销联接的类型、特点和应用了解滚动轴承轴系结构设计了解轴系润滑、密封的方法,如何考虑轴毂连接？如何滚动轴承轴系结构设计？如何对轴上零部件进行定位与固定？如何实现机器的润滑和密封的？如何考虑支架和箱体的结构？,第十二章轴系结构设计,1、普通平键,（2）承载能力：,一、键联接,（一）平键联接,第十二章轴系结构设计,1轴毂连接设计,第十二章轴系结构设计,动联接，键固定在轴上，毂可沿键移动。,（4）特点,静联接，周向固定，传递转矩T；不能承受轴向力及轴向固定。,移动距离大时，采用滑键。,2、导向平键,3、滑键,动联接，键固定在毂上，一起沿键槽移动。,第十二章轴系结构设计,（二）平键的选择计算,1、选择,由轴径d,由轮毂宽,2、强度计算,工作面被压溃（通常为轮毂）（静联接）工作面过度磨损（动联接）键剪断（过载才发生）,类型尺寸：（bh）L,第十二章轴系结构设计,普通平键的主要尺寸,第十二章轴系结构设计,强度条件：,普通平键：,（压溃）,压强：,（耐磨）,3、强度的方法,若pp，可采用如下措施：,（1）键长L，但Lmax=（1.61.8)d，否则承载不均。（2）采用双键，按180布置，考虑承载不均，按1.5个计算。但对轴削弱大。,第十二章轴系结构设计,采用双键时，不能相隔180,应位于轴的同一母线上。,3、强度条件主要失效：键剪断,为什么？,2、布置,1、特性1）键的摆动适应毂键槽的斜度；2）侧面为工作面，传T，不能传轴向力；3）特别适于锥形轴端；4）对轴削弱大，用于轻载。,（三）半圆键,第十二章轴系结构设计,（四）斜键联接,键的一个工作面为斜面：斜度1:100,工作面：上下面，两侧面有间隙靠摩擦和互压传载：T和单向轴向力方便拆卸：钩头楔键,1、楔键,第十二章轴系结构设计,工作面：上、下两面靠互压传载，有一个面必须与轴线共面，双向T需用双键(120)。,2、切向键：两个单面斜楔构成,第十二章轴系结构设计,（五）花键联接,1、组成：内花键、外花键,渐开线花键,第十二章轴系结构设计,3、定心方式：,矩形内径定心；,渐开线齿面定心；,其它定心方式,4、特性：（1）齿对称布置，受载均匀；（2）齿浅，应力集中；（3）承载；（4）定心好；,（5）可用于“动”、“静”；（6）渐开线较矩形根部，承载，定心精度高，宜用于载荷大、尺寸大场合。,第十二章轴系结构设计,三、过盈联接,1、圆柱面过盈联接,承载能力取决于,第十二章轴系结构设计,2、圆锥面过盈联接轴端,力闭合特点：优定心性好、结构简单、无应力集中,缺装拆困难（弹性环除外）、尺寸精度高,装拆方便,四、弹性环（胀套联接）,第十二章轴系结构设计,五、销联接,开尾圆锥销在联接时的防松效果好，适用于有冲击、振动的场合的联接。,圆柱销靠过盈配合固定在销孔中，经多次装拆会降低定位精度和可靠性。,圆锥销具有1:50的锥度，安装方便，定位精度高。,第十二章轴系结构设计,端部带螺纹的圆锥销可用于盲孔或拆卸困难的场合；,槽销上有辗压或模锻出的三条纵向沟槽，将槽销打入销孔后，由于材料的弹性使销挤压在销孔中，不易松脱，因而能承受振动和变载荷。,销轴用于两零件的铰接处，构成铰链联接。销轴通常用于开口销锁定，工作可靠，装拆方便。,第十二章轴系结构设计,特点：无应力集中；定心好；承载能力强；加工困难。,联接销：用于联接，可传递不大的载荷,安全销：安全装置中的过载剪断元件,根据用途不同可分为：,第十二章轴系结构设计,2、滚动轴承轴系结构设计,组合设计内容：正确合理考虑轴承安装、固定、调整、密封、润滑、轴系刚度、精度问题。组合设计要求：固定可靠、运转灵活、保证精度、调整方便。,轴承不是单一的个体，它是用来支承轴的，而轴又要带动轴上零件工作。所以轴承的设计一定包含合理设计轴承的组合。,第十二章轴系结构设计,6类,一、滚动轴承轴系的固定,在轴向载荷、附加轴向力作用下，滚动轴承轴系有“左移”、“右移”趋势，防止轴向窜动，三种固定结构：,1、两端单向固定（双支点单向固定）,第十二章轴系结构设计,3类和7类,第十二章轴系结构设计,安装时，轴承外圈与端盖间隙：0.250.4mm,允许轴少量热膨胀，用垫片或调整螺钉调节。,用于,t不高,每个轴承承受一个方向的轴向力。,组合后，限制轴双向移动，承受双向轴向力FA。,轴承类型,第十二章轴系结构设计,2、一端双向固定、一端游动（单支点双向固定）：,用于,t较高,第十二章轴系结构设计,6类,6类,N类,第十二章轴系结构设计,6类,N类,一对7类,一对3类,第十二章轴系结构设计,6类,向心推力组合,第十二章轴系结构设计,3、两端游动,与其相啮合的齿轮轴系：两端单向固定（保证两轴都得到轴向定位）,用于需左、右双向游动的轴，如人字齿轮的小齿轮轴。,第十二章轴系结构设计,二、轴承的轴向固定及装拆,1、轴承内、外圈的轴向固定,根据轴向载荷大小选用不同结构，如轴端挡圈、圆螺母、套筒、弹性挡圈、端盖等。,第十二章轴系结构设计,2、装拆,温差法（大尺寸轴承）：热油8090加热轴承或干冰冷却轴颈。,压入法（大批量）：中小型轴承用软锤敲入或用一段管子压住内圈敲入。,第十二章轴系结构设计,2、装拆,温差法（大尺寸轴承）：热油8090加热轴承或干冰冷却轴颈。,压入法（大批量）：中小型轴承用软锤敲入或用一段管子压住内圈敲入。,第十二章轴系结构设计,轴肩高度低于内圈高度的3/4。,拆：专用拆卸器。,第十二章轴系结构设计,三、轴承（轴系）调整,1）轴承间隙的调整,2）轴系位置的调整,锥齿轮传动：要求两齿轮锥顶重合。,第十二章轴系结构设计,原则：,1、尺寸大、载荷大、振动大、转速高，工作温度高：选紧一点的配合。,2、经常拆卸、游动套圈：采用较松的配合。,3、与轴承相配合的轴与孔：较高的加工精度，形位公差要求。,第十二章轴系结构设计,3提高滚动轴承轴系性能的措施,一、常用润滑方法及装置1、人工定期加油（脂）润滑,润滑方式：,高速油润滑低速脂润滑高温、真空固体润滑,脂润滑：装填量轴承空间得1/31/2,否则,摩擦发热,润滑剂：取决于速度、载荷、温度等。载荷大、工作温度高时高粘度油，易形成油膜；dn大或喷雾润滑低粘度油，搅油损失小、冷却好。,第十二章轴系结构设计,2、连续滴油润滑,3、浸油润滑,第十二章轴系结构设计,4、油环与油链润滑,5、压力供油润滑,二、典型零部件的润滑方式及润滑剂选择1、滑动轴承根据平均载荷系数k,查表,第十二章轴系结构设计,2、滚动轴承,第十二章轴系结构设计,3、齿轮传动,4、蜗杆传动,第十二章轴系结构设计,三、密封装置设计对密封装置的基本要求如下：(1)在要求的压力和温度范围内具有良好的密封性能；(2)摩擦阻力小，摩擦系数稳定；(3)磨损少，磨损后在一定程度上能自动补偿，工作寿命长；(4)结构简单，尽可能标准化、系列化，便于装拆、维修，价格低廉,第十二章轴系结构设计,四、密封装置设计目的：1）防止润滑剂从轴承中流失；2）防止灰尘、水分浸入。,分类：静止式无相对运动接触式线速度较低时用非接触式线速度较高时用,静止件与运动件不能直接接触，轴与端盖间应有间隙。,密封圈密封，油润滑v412m/s