轴及联轴器ppt课件

工业设计机械基础,1轴的分类和材料2轴的结构设计3联轴器,第十四章轴与联轴器,1,1、概述,一、主要功用,二、分类,1、按承载分,1、支承轴上回转零件（如齿轮）,2、传递运动和动力,转轴：工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴。,心轴：工作中只承受弯矩而不承受扭矩的轴。,传动轴：工作中只承受扭矩而不承受弯矩的轴。,2,转轴：工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴。,如：减速器中的轴。,该圆柱齿轮减速器中，两轴将承受来自轴承及齿轮处的横向力所产生的弯矩，同时在齿轮与联轴器之间的轴段还将承受扭矩，故为转轴。,3,心轴：只承受弯矩而不承受扭矩的轴，根据工作时轴是否转动可分为：,转动心轴：工作时仅承受弯矩且转动的轴。,固定心轴：工作时仅承受弯矩且不转的轴。,思考,1.自行车前轮轴属于哪种？,2.火车车轮轴属于哪种？,4,自行车工作时前轮轮毂和滚珠一起相对于前叉和车轴转动，而车轴本身固定不动，且仅承受横向力产生的弯矩，故自行车前轮轴为固定心轴。,5,传动轴：工作中只承受扭矩而不承受弯矩的轴。,汽车的传动轴用于将发动机的运动传递给汽车后桥，仅传递转矩，而不承受弯矩，故为传动轴。,如：汽车中的传动轴。,6,2、按轴线形状分,直轴：各轴段轴线为同一直线。直轴按外形不同又可分为：,阶梯轴：特点与光轴相反，常用于转轴。,直轴一般为实心，若需在轴中装设其它零件或减小轴的质量，则可将轴制成空心的。,一般d0/d=0.50.6，d0=0.625d时，强度18%，质量30%。制造费用，重要场合。,7,曲轴：各轴段轴线不在同一直线上，专用零件，主要用于内燃机中。,8,钢丝软轴：轴线可任意弯曲，传动灵活。,钢丝软轴的绕制,三、轴的材料,1、碳素钢：30、35、45、50(正火或调质)，45应用最广。价廉，对应力集中不敏感，良好的加工性。,2、中、低碳合金钢：强度高、寿命长，对应力集中敏感，用于重载、小尺寸的轴。,9,问：当轴的刚度不足时，如何提高轴的刚度？,结构,二、要求,1、轴与轴上零件要有确定的工作位置；,2、受力合理轴结构有利于提高轴的强度和刚度；,3、轴有良好的加工、装配工艺性、减少应力集中；,2、轴的结构设计,一、目的,确定轴的尺寸、形状：d、l灵活性很大。,10,三、阶梯轴的结构设计,1、拟定轴上零件装配方案,动画（平面flash,三维avi）,轴颈：装轴承处尺寸=轴承内径；,轴头：装轮毂处直径与轮毂内径相当；,轴身：联接轴颈和轴头部分；,11,12,13,装配方案的比较：,14,2、零件在轴上的固定,（1）轴向固定,a）借助轴本身形状定位：轴肩、圆锥形轴头；,b）借助挡圈、圆螺母、套筒等定位；,注意：防止过定位L轴段长度=B轮毂宽-(23)mm,保证轴上零件可靠定位：,轴圆角半径r轴上零件倒角尺寸c轴肩高度h,或轴圆角半径r轴上零件圆角半径R轴肩高度h,15,（2）周向固定,键、花键、成形联接、弹性环联接、过盈、销等轴毂联接,轴肩,非定位轴肩：h=(13)mm；,固定方式,圆螺母与止动垫圈,弹性挡圈,16,四、轴的结构工艺性设计,1、需磨削的轴段：砂轮越程槽。,3、轴端应有倒角：c45便于装配。,4、装配段不宜过长。,5、固定不同零件的各键槽应布置在同一母线上，以减少装夹次数。,2、需切制螺纹的轴段：螺纹退刀槽。,17,3、联轴器,联轴器：实现两轴的联接，并传递运动及转矩T。,特点：两轴分离时，必须停机。,一、联轴器类型,种类繁多，按结构特性分：,1、刚性联轴器：各零件都是刚性的，且它们之间不能作相对运动，不具有补偿两轴相对偏移的能力。,套筒联轴器,凸缘联轴器,18,2、挠性联轴器：具有补偿两轴相对位移的能力，可分为无弹性元件挠性联轴器和有弹性元件挠性联轴器。,19,1）无弹性元件挠性联轴器：无弹性元件，不能缓冲减振，通过刚性元件相对运动补偿被连接两轴之间的相对移动。,十字滑块联轴器,万向联轴器,20,齿式联轴器,21,弹性柱销联轴器,弹性套柱销联轴器,2）有弹性元件挠性联轴器：通过弹性元件的变形，不仅可补偿两轴间位移，还有缓冲、减振性能。,梅花形联轴器,22,二、选用原则,轴颈d大小：dmindmax范围工作转速：nn转矩T：Tc=KATTn（许用名义转矩）,（查手册）,对中情况：严格：固定式；否则：可移式、弹性载荷情况：平稳：刚性；否则：弹性；转速情况：n小：刚性；n大：弹性环境情况：低温、高温时不能用非金属弹性元件,23,思考题,一、判断题,1、工作中只承受扭矩的轴为心轴。（）2、工作中只承受弯矩的轴为转轴。（）3、工作中既承受转矩又承受弯矩的轴为传动轴。（）4、当一根轴刚度不足时，可以通过热处理来提高刚度。（）5、当一根碳钢轴刚度不足时，改用合金钢仍不能提高其刚度。（）6、轴上固定不同零件的各键槽应按180度布置。（）7、在载荷平稳，工作时两轴有相对位移的场合宜采用刚性联轴器。（）8、在载荷变化较大，且两轴安装时不能严格对中的场合宜选用有弹性元件的挠性联轴器。（）,24,二、填空题,1、根据承载类型，自行车前轮轴为（）轴，减速器中的轴为（）轴，定滑轮轴为（）轴，货车底部从变速箱到后桥的轴为（）轴。2、当一根钢轴刚度不