《机械设计基础》课件-第8章轴的设计及轮毂连接

机械设计基础

机械设计基础概论常用机构带传动和链传动齿轮传动蜗杆传动螺纹联接与螺旋传动目录/CONTENTS1235轴的设计及轮毂连接轴承

联轴器和离合器弹簧678109411机械的平衡与调速12轮系及减速器轴的设计及轮毂连接第8章4学习目标

第8章轴的设计及轮毂连接知识学习目标●熟悉转轴、心轴和传动轴的载荷和应力的特点●了解轴的设计特点，学会进行轴结构设计的方法●熟悉轴上零件的轴向和周向定位方法及其特点

明确轴的结构设计中应注意的问题及提高轴的

承载能力的措施●掌握轴的三种强度计算方法，分清各自的计算特点和适用场合●掌握轴的刚度计算方法技能训练目标●能够进行轴的结构设计和强度校核计算5第8章轴的设计及轮毂连接【生产机器应用导入例】135系列柴油机的凸轮轴图8-1

凸轮轴

6第8章轴的设计及轮毂连接8.1.1轴的分类

轴的

分类8.1

轴的概述

（1）转轴

工作时既承受传递转矩又承受传递弯矩的轴（2）传动轴

只传递转矩，不承受弯矩或弯矩很小的轴

（3）心轴

只承受弯矩而不传递转矩的轴7第8章轴的设计及轮毂连接8.1.1轴的分类

按轴线形

状不同，

轴的分类8.1

轴的概述

（1）直轴根据外形可分为光轴和阶梯轴（2）曲轴常用于往复式机械(如空气压缩机、曲柄压力机、内燃机等)

（3)软轴

软轴又称钢丝挠性轴8第8章轴的设计及轮毂连接8.1

轴的概述表8-1轴常用材料及主要力学性能8.1.2轴的材料9第8章轴的设计及轮毂连接8.2.1轴的结构设计概述及其步骤8.2轴的结构设计

1.拟订轴上零件的装配方案2.轴上零件的定位及固定表8-3

轴上零件轴向的定位和固定的常用方法、特点及其应用

3.确定各轴段的直径和长度4.轴的结构工艺性初步确定轴的直径后，逐步确定各轴段的直径，并根据轴上零件的轴向尺寸、各零件的相互位置关系以及零件装配所需的装配和调整空间，确定轴的各段长度。轴上与齿轮、联轴器等零件相配合部分的轴段长度，应比轮毂长度略短2～3mm（1）可加工工艺性（2）可装配工艺性10第8章轴的设计及轮毂连接8.2

轴的结构设计【实例8-1】轴的结构工艺性示例及主要力学性能8.2.1轴的结构设计概述及其步骤图8-14

11第8章轴的设计及轮毂连接8.2

轴的结构设计【实例8-2】设计某带式输送机(图8-18)单级直齿圆柱齿轮减速器的从动轴(Ⅱ轴)8.2.2轴的结构设计概述及其步骤12第8章轴的设计及轮毂连接8.3轴的设计计算

8.3.1按轴的扭转强度计算8.3.2按轴的刚度计算8.3.3按弯扭组合变形的强度计算按(8-1)轴的强度校核计算

==

[]

13第8章轴的设计及轮毂连接8.3轴的设计计算8.3.4轴的设计步骤

设计轴的一般步骤(1)选择轴的材料(2)初步确定轴的直径(3)轴的结构设计(4)轴的强度校核14第8章轴的设计及轮毂连接8.4.1

键联接

键联接8.4轴毂设计

1．键和键联接的类型、特点和应用2．平键的选择

表8-4键和键联接的类型、特点和应用

表8-5平键15第8章轴的设计及轮毂连接8.4.2

轴毂设计3.轴毂联接

的失效分析

与剪切、挤

压强度计算8.4轴毂设计

（1）剪切的强度校核（2）挤压的强度校核

16第8章轴的设计及轮毂连接8.4.3花键联接的类型、特点和应用

花键联接的类型、特点

和应用8.4轴毂设计

1)矩形花键2)渐开线花键

表8-6矩形花键基本尺寸系列表8-7矩形花键标记能起自动定心作用，强度高寿命长，齿面接触好，并可用加工齿轮的方法进行加工，互换性好。在航天、航空、造船、汽车等行业中应用越来越多17第8章轴的设计及轮毂连接8.4

轴毂设计

8.4.4销联接表8-8常用销的类型、特点和应用销联接主要用于固定机器或部件上零件之间的相对位置，也用于轴与轮毂的传递不大载荷的联接，如图8-24(a)，还可以作为安全装置中过载剪断元件，如图8-24(b)所示。销的常用材料为Q235、35、45号钢。销可分为圆柱销、圆锥销和开口销等。

18第8章轴的设计及轮毂连接8.4

轴毂设计

8.4.4销联接【实例8-3】19第8章轴的设计及轮毂连接8.5轴的使用与维护