中科大精密机械基础课件10轴、联轴器、离合器

轴、联轴器、离合器§1轴§2联轴器和离合器

轴、联轴器、离合器一.轴的功用支承旋转零件并传递运动和动力

§1轴内容：轴的分类和材料，轴的结构设计和强度计算；联轴器和离合器的类型、特点及应用重点：轴的结构设计二.轴的分类1按载荷性质分类心轴（弯矩M0，转矩T=0）转轴（弯矩M0，转矩T0）传动轴（弯矩M=

0，转矩T0）转轴心轴传动轴转动心轴固定心轴2.按轴线形状分3.按截面形状分直轴空心轴曲轴挠性轴实心轴二、轴的结构1.满足强度、刚度的要求;2.满足工艺性要求:

轴上零件要有准确的工作位置、便于装拆和调整；轴应有良好的制造工艺、应力集中少，轴的受力状态好。二、轴的设计内容、特点和步骤1.内容：强度、刚度、振动稳定性、结构设计2.特点：三边：边计算、边画图、边修改三结合：估算与精算、计算与画图、轴的设计与轴上零件的设计3.步骤：选材

初定轴径

结构设计

精确验算（强度校核）

轴的材料和结构一、轴的材料1.碳素钢35、45、50…2.合金钢20Cr、40Cr…

常用材料及力学性能（表10-1）（一）轴的外形结构（二）轴上零件的定位和固定方法阶梯轴轴颈、轴头、轴身轴向、周向轴肩、套筒、轴端挡圈弹簧挡圈圆螺母键联接花键联接销联接过盈联接

定位轴肩→零件定位

h＝3~5mm

非定位轴肩→便于装配

h=(0.5～1)mm

为便于装拆→阶梯轴→轴肩→dmin在最外端、必有定位轴环设计时应注意:

轴承定位轴肩(套筒)不能过高(以便拆卸)

轴长轮毂宽度

安装标准件轴段直径，

(a)滚动轴承(b)联轴器(c)密封件

轴肩圆角ｒ轮毂孔圆角Ｒ(倒角Ｃ)应略短于(保证零件固定)应套其内径标准＜(为保证轴上零件与轴肩贴合)（三）应力集中、制造工艺、受力状态1)轴肩处要有过渡圆角2)键槽应位于同一母线上3)螺纹退刀槽4)砂轮越程槽

合理设计零件位置及结构，以改善轴的受力状态。三.轴结构设计步骤1.拟定轴上零件装配方案→不同的结构较好说明：

①轴上有单键，直径增大4%;有双键,直径增大10%②P－传递的功率(kw);n－轴的转速(r/min);d－轴的直径(mm)；d1－空心轴的内径；

C－系数→表(10-2)

2.估算轴的最小直径（只计转矩→按扭转强度）3.确定轴的各段直径及长度

1）由外向内定各段直径

2）由内向外定各段长度4.确定轴上零件周向固定及结构要素

两端轴承盖与箱体之间无调整垫片；

轴承与齿轮之间无定位轴套、装齿轮的轴段长度过长；

齿轮与轴之间无键联接；

轴肩过高，难以拆卸轴承；

轴颈过长，轴承装拆不方便；无退刀槽。

轴承盖与轴之间无间隙，且无密封件；

联轴器无定位轴肩；

键过长（应短于轮毂长度）。

轴的计算

轴的工作能力主要取决于强度和刚度，高速轴还要校核振动稳定性。

轴的强度计算、轴的刚度计算(略)一、轴的强度计算1.按扭矩计算应用条件：轴只传递转矩，不承受弯矩（或很小的弯矩）弯矩未知，按扭矩作初步计算。2.按弯扭复合强度计算（当量弯矩）应用条件：已知轴承位置以及作用在轴上的载荷性质、大小、方向和作用点。步骤：绘制受力计算简图，计算所有力引起的弯矩，合成弯矩M；计算扭矩，合成当量弯矩MV。合成弯矩当量弯矩设计公式校正系数见P258和表10-3或：不变的转矩0.3

脉动的转矩0.6

对称的转矩1[

-1b]见表10-3轴上有单键，直径增大4%;有双键,直径增大10%§2联轴器和离合器

联轴器和离合器主要是用于轴与轴间的联接，使两根轴一起旋转并传递扭矩。

联轴器联接的两根轴，必须停车后，经拆卸后才能将两轴分开。

离合器联接的两轴，在工作时能很方便的将两轴分离和接合。两者的区别：

联轴器和离合器均已标准化了，应用时根据需要选用。

类型？型号？联轴器刚性挠性凸缘联轴器套筒联轴器夹壳联轴器盘销联轴器滑块联轴器万向联轴器弹性套柱销联轴器弹性圆盘联轴器金属弹性元件挠性联轴器一、联轴器的类型、特点及应用

传递的转矩大、运转可靠、寿命长；对冲击载荷较敏感、要求两轴对中。适用于两轴严格对中的场合。

具有缓冲、吸振性；强度低、寿命短。适用于频繁启动、高速及双向运转的场合。无弹性元件有弹性元件套筒联轴器凸缘联轴器夹壳联轴器滑块联轴器万向联轴器盘销联轴器金属弹性元件挠性联轴器弹性套柱销联轴器弹性圆盘联轴器二、联轴器的选择1.根据工作条件确定类型对中性？转速?转矩？载荷平稳性？…2.由轴径d、转矩T、转速n确定型号计算转矩=工作情况系数

名义转矩