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1、 機(jī)械設(shè)計(jì) 第 6章 軸設(shè)計(jì) 軸： shaft 6-1 概 述 6-1 軸概述 一 軸的功用 傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力 支承回轉(zhuǎn)零件 二 軸的類型 按軸線分： 撓性鋼絲軸 直軸 曲軸 光軸 階梯軸 可以彎曲且不影響傳遞扭矩。比如汽車、 摩托車和輪船里程表、轉(zhuǎn)速表，計(jì)數(shù)器， 割草機(jī)及各種機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)儀表中的、通下 水的、還有振搗用的等等 機(jī)械設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn) 軸 心 軸 傳動(dòng)軸 按受載性質(zhì)分： 只受彎矩 M 只受扭矩 T 既受彎矩 M，又受扭矩 T 轉(zhuǎn)動(dòng)心軸 固定心軸 6-1 軸概述 減速器中的轉(zhuǎn)軸，彎曲應(yīng)力、扭剪應(yīng)力的循環(huán)特征 r為多少？ 機(jī)械設(shè)計(jì) 6-1 軸概述 三 軸設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 設(shè)計(jì)任務(wù) 選材、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、校
2、核工作能力 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)軸上零件的定位、固定、安裝以及 軸的制造工藝等方面的要求，合理地確 定軸的形狀和尺寸 校核工作能力 強(qiáng)度 防止軸發(fā)生疲勞斷裂 剛度 防止軸發(fā)生過大的彈性變形 振動(dòng)穩(wěn)定性 防止高速時(shí)軸發(fā)生共振 機(jī)械設(shè)計(jì) 6-1 軸概述 軸的設(shè)計(jì)過程 N 選擇材料 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的工作能力驗(yàn)算 驗(yàn)算合格 ? Y 結(jié) 束 強(qiáng)度問題 結(jié)構(gòu)問題 重點(diǎn)本章討論： 機(jī)械設(shè)計(jì) 6-1 軸概述 四 軸的材料 碳素鋼、 合金鋼 和 鑄鐵 在其它條件相同時(shí)，把 軸材料由碳素鋼改為合金鋼 能提高 軸的剛度嗎？ 不能。 因?yàn)檫@兩種材料的彈性模量 E相差無幾 碳素鋼 具有較好的綜合力學(xué)性能，應(yīng)用較多，尤其 是 4
3、5鋼應(yīng)用最廣 合金鋼 具有較高的力學(xué)性能，但價(jià)格較貴，多用于 有特殊要求的軸 鑄鐵：用來制造形狀復(fù)雜的軸，具有成本低廉、吸振性 較好、對(duì)應(yīng)力集中的敏感較低等優(yōu)點(diǎn)。 機(jī)械設(shè)計(jì) 6-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 加工工藝性要好 便于軸上零件裝拆 軸上零件要有準(zhǔn)確的定位 軸上零件要有可靠的固定 盡量減少應(yīng)力集中 需考慮的問題： 軸頸 軸頭 軸身 與軸承相配的部分 與輪轂相配的 部分 連接軸頸與軸頭 部分 軸頸 軸身 軸頭 軸的常用術(shù)語(yǔ)： 輪轂：齒輪中心的圓柱部分 ,常帶有一孔 ,其作用 是安裝在軸上使其在軸上轉(zhuǎn)動(dòng)或與軸一起轉(zhuǎn)動(dòng) 機(jī)械設(shè)計(jì) 6-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一 軸上零件的軸向定位和固定
4、軸肩或軸環(huán) r 簡(jiǎn)單可靠，能受較大軸向力 定位軸肩： 非定位軸肩： 滾動(dòng)軸承的定位軸肩或軸環(huán)高度 查軸承標(biāo)準(zhǔn) 為保證定位準(zhǔn)確， R 或 C r h=(0.070.1)d ，一般為 2.55mm 便于軸上零件裝拆 h1 2 mm，甚至更小 軸環(huán)寬度： b 1.4 h 孔倒角 C C h 階梯軸上截面變化之處 機(jī)械設(shè)計(jì) 6-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 套筒 間距較大、 轉(zhuǎn)速較高時(shí) 不宜采用 用于兩個(gè) 近距離 零件間 需切制螺紋，削弱了軸的強(qiáng)度 用于兩零件距離較遠(yuǎn)時(shí)，或軸端 圓螺母和止動(dòng)墊圈 對(duì)頂螺母（兩個(gè)細(xì)牙螺母） 螺母 需切環(huán)槽，削弱了軸的強(qiáng)度 彈性擋圈 只能受較小軸向力、常用于滾動(dòng)軸 承的固定 機(jī)械設(shè)計(jì)
5、 6-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 能承受較大的軸向力 軸端擋圈 圓錐面 用來固定軸端零件 常與軸端擋圈配合使用 與輪轂相配的軸 段長(zhǎng)度應(yīng)比輪轂 寬度短 2 3 mm! 固定 可靠 緊定螺釘 B L B = L (2 3) 機(jī)械設(shè)計(jì) 6-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 目的：防止零件與軸發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，并傳遞轉(zhuǎn)矩 二 軸上零件的周向固定 平鍵連接 花鍵連接 緊定螺釘 過盈配合 銷 連 接 如：滾動(dòng)軸承內(nèi)圈 與軸之間的配合 成型連接 機(jī)械設(shè)計(jì) 6-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 例：試分析下圖中軸上零件的定位和固定情況。 機(jī)械設(shè)計(jì) 6-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，要先擬定好軸上零件的裝配方案 確定軸上零件的裝配方向、順序、和相互關(guān)系
6、 機(jī)械設(shè)計(jì) 軸上零件的裝配方案不同，則軸的結(jié)構(gòu)形狀也不相同。 設(shè)計(jì)時(shí)可擬定幾種裝配方案，進(jìn)行分析與選擇。 圖示 圓錐圓柱齒輪 減速器輸出軸就有兩種裝配方案 機(jī)械設(shè)計(jì) 方案二需要一個(gè)用于軸向定位的長(zhǎng)套筒，多了一個(gè)零件， 加工工藝復(fù)雜，且質(zhì)量較大，故不如方案一合理 機(jī)械設(shè)計(jì) 6-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸應(yīng)便于加工、測(cè)量，工作量少、生產(chǎn)效率高 三 軸的加工和裝配工藝性 通常情況下軸應(yīng)設(shè)計(jì)成階梯直軸 軸上直徑相近處的圓角、倒角、鍵槽等 尺寸一致 不同軸段的各鍵槽應(yīng)布置在同一直線上 軸端要倒角 (45 )，過盈配合要有導(dǎo)向錐面 磨削或車螺紋應(yīng)留有越程槽或退刀槽 越程槽 軸上零件應(yīng)裝拆方便 軸的配合直徑應(yīng)盡量
7、按標(biāo)準(zhǔn)值選取 機(jī)械設(shè)計(jì) 6-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，各軸段直徑確定的基本原則： 按一定的方法確定出軸的最細(xì)處直徑 dmin 有配合要求的軸段，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)直徑 安裝標(biāo)準(zhǔn)件的軸徑，應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)件裝配尺寸要求 機(jī)械設(shè)計(jì) 6-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1) 裝配軸承 與滾動(dòng)軸承配合段軸徑一般為 5的倍數(shù)； ( 20495 mm) 與滑動(dòng)軸承配合段軸徑應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)直徑系列軸套： 32 、 35、 38、 40、 45、 48、 50、 55、 60、 65、 70 . 2) 裝配聯(lián)軸器 配合段直徑應(yīng)符合聯(lián)軸器的尺寸系列： 聯(lián)軸器的孔徑與長(zhǎng)度系列 孔徑 d 30 32 35 38 40 42 45 48
8、50 55 65 60 63 65 長(zhǎng)系列 82 112 142 短系列 60 84 107 長(zhǎng)度 L 常用的與軸相配的標(biāo)準(zhǔn)件有 滾動(dòng)軸承 、 聯(lián)軸器 等。 配合軸段的直徑應(yīng)由標(biāo)準(zhǔn)件和配合性質(zhì)確定 機(jī)械設(shè)計(jì) 6-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 有配合要求的軸段，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)直徑： 標(biāo)準(zhǔn)直徑應(yīng)按 優(yōu)先數(shù) 選?。?R5 1.00 1.60 2.50 4.00 6.30 10.00 R10 1.00 1.25 1.60 2.00 2.50 3.15 4.00 5.00 6.30 8.00 10.00 1.00 1.12 1.25 1.40 1.60 1.80 2.00 2.24 2.50 2.80 3.15 3
9、.55 4.00 4.50 5.00 5.60 6.30 7.10 8.00 9.00 10.00 1.00 1.06 1.12 1.18 1.25 1.32 1.40 1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 2.12 2.24 2.36 2.50 2.65 2.80 3.00 3.15 3.35 3.55 3.75 4.00 4.25 4.50 4.75 5.00 5.30 5.60 6.00 6.30 6.70 7.10 7.50 8.00 8.50 9.00 9.50 10.00 R40 R20 此表參見 機(jī)械設(shè)計(jì)課 程設(shè)計(jì) P73頁(yè)表 9-7 優(yōu)先數(shù) -表中任意一個(gè)
10、數(shù)值 機(jī)械設(shè)計(jì) 6-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 什么是 優(yōu)先數(shù)系和優(yōu)先數(shù) 優(yōu)先數(shù)是由公比分別為 ， 且項(xiàng)值中含有 10的整數(shù)冪的理論等比數(shù)列導(dǎo)出的一組近似等比的數(shù)列。 各數(shù)列分別用符號(hào) R5， R10， R20， R40和 R80表示。稱為 R5數(shù)系、 R10 數(shù)系、 R20數(shù)系、 R40數(shù)系和 R80數(shù)系。即： R5數(shù)系：以 1.60為公比形成的數(shù)系； R10數(shù)系：以 1.25為公比形成的數(shù)系； R20數(shù)系：以 1.12為公比形成的數(shù)系； R40數(shù)系：以 1.06為公比形成的數(shù)系； 以上稱為基本系列。 R80數(shù)系：以 1.03為公比形成的數(shù)系； 它稱為補(bǔ)充系列。僅在參數(shù)分級(jí)很細(xì)，基本系列不能適應(yīng)實(shí)際情
11、況時(shí)，才 可靠考慮采用。 優(yōu)先數(shù)系中有任一個(gè)項(xiàng)值均稱為優(yōu)先數(shù)。 根據(jù) GB 321的規(guī)定， 優(yōu)先數(shù)和優(yōu)先數(shù)系適用于各種量值的分級(jí)，特別是在 確定產(chǎn)品的參數(shù)或參數(shù)系列時(shí)，必須按該標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定最大限度地采用，這就是 “優(yōu)先”的含義。 5 1 0 2 0 4 0 8 01 0 , 1 0 , 1 0 , 1 0 , 1 0 機(jī)械設(shè)計(jì) 四 提高軸的強(qiáng)度、剛度 1、改變軸上零件結(jié)構(gòu) Q 方案 b 圖示為起重機(jī)卷筒兩種布置方案 T Q 方案 a 軸徑大 軸徑小 a圖中大齒輪和卷筒聯(lián)成一體，故卷筒軸只受彎矩而不傳遞扭矩。 b圖中軸同時(shí)受彎矩和扭矩作用。故載荷相同時(shí)，圖 a結(jié)構(gòu)軸的 直徑要小。 機(jī)械設(shè)計(jì) 6-2
12、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 改變軸上零件的結(jié)構(gòu)，可使軸受載減小 例： 機(jī)械設(shè)計(jì) 6-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2、合理布置軸上零件 輸出 輸出 輸入 輸出 輸出 輸入 Tmax= T1+T2 T max = T1 T2 T1 T1+T2 T1 T1+T2 T2 合理 不合理 當(dāng)軸上有兩處動(dòng)力輸出時(shí)，為了減小軸上的載荷，應(yīng) 將輸入輪布置在中間。 機(jī)械設(shè)計(jì) 6-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2、減小應(yīng)力集中 合金鋼對(duì)應(yīng)力集中比較敏感，應(yīng)加以注意。 應(yīng)力集中出現(xiàn)在截面突然發(fā)生變化或過盈配合邊緣處。 應(yīng)力集中處 措施： 1) 用圓角過渡； 2) 盡量避免在軸上開橫孔、切口或凹槽 ; R 3) 重要結(jié)構(gòu)可增加卸載槽、過渡肩環(huán)、凹切圓角
13、、 增大圓角半徑。也可以減小過盈配合處的局部應(yīng) 力。 機(jī)械設(shè)計(jì) 6-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 主要措施： 軸的剖面尺寸變化不能太急劇 若圓角半徑增大受限時(shí)，可采用下列方法： 凹切圓角 過渡肩環(huán) 適當(dāng)加大過渡圓角半徑 減載槽 機(jī)械設(shè)計(jì) 6-2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 五 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)示例 套筒外徑如何確定？ 假設(shè)最細(xì)處直徑為 28mm，如何確定其它軸段直徑？ 帶輪 小端外徑查滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈安裝尺寸確定，大端外徑等于 齒輪右側(cè)軸環(huán)外徑！ 機(jī)械設(shè)計(jì) 6-3 軸的強(qiáng)度計(jì)算 6-3 軸的強(qiáng)度計(jì)算 一 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算 如果 軸是傳動(dòng)軸 ，則強(qiáng)度條件為： T T T W 6 3 9 . 5 5 1 0 / / 1 6 Pn
14、d T 6 3 9 .5 5 1 0 0 .2 P dn 設(shè)計(jì)式： 6 33 T 9 . 5 5 1 0 0 . 2 Pd n 3 mmPC n C：與軸的材料 有關(guān)，查表 6-3 只受轉(zhuǎn)矩或彎矩相對(duì)轉(zhuǎn)矩較小時(shí)， C 取小值；反之取較大值 若最細(xì)軸段有一個(gè)鍵槽， d 值增大 5% ； 有兩個(gè)鍵槽，增大 10% 、承載情況 如果 軸是轉(zhuǎn)軸 ： 也可用設(shè)計(jì)式來估算受扭軸段的最細(xì)處直徑 45： C=118107 機(jī)械設(shè)計(jì) 例題 1： 在初算軸傳遞轉(zhuǎn)矩段的最小直徑公式 中， 3 /d C P n 系數(shù) C與什么有關(guān)？ 當(dāng)材料已確定時(shí)， C 值應(yīng)如何選??？ 計(jì)算出的 d 值應(yīng)經(jīng)如何處理才能定出最細(xì)段直徑
15、？ 此軸徑應(yīng)放在軸的哪一部分？ 請(qǐng)問： 與軸的材料和軸的承載情況有關(guān) 當(dāng)軸上彎矩相對(duì)轉(zhuǎn)矩較大時(shí)， C 值應(yīng)取大些 根據(jù)最細(xì)軸段處鍵槽數(shù)目的個(gè)數(shù)適當(dāng)增大該處 直徑，然后將所得直徑向標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值靠攏 軸的最末端，一般是外伸端 機(jī)械設(shè)計(jì) 例題 2： 試分析如下方案圖中雙級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器的三根軸的 類型是什么？最細(xì)軸徑估算公式中 C值如何選??？最細(xì)軸 徑是哪一段？ vvF 機(jī)械設(shè)計(jì) 6-3 軸的強(qiáng)度計(jì)算 二 按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算 此方法針對(duì)轉(zhuǎn)軸 強(qiáng)度計(jì)算時(shí)需由軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定： 危險(xiǎn)截面上的當(dāng)量應(yīng)力 (第三強(qiáng)度理論 )： 22c a b T4 b MW TTTW 2TW 2242M W T W 22M
16、 T W 支反力作用點(diǎn) 、外載荷的大小及跨距 3 / 3 2Wd 3 / 1 6TWd 機(jī)械設(shè)計(jì) 注：近似計(jì)算時(shí)，單、雙鍵槽一般可忽略，花鍵軸截面可視為直徑等 于平均直徑的圓截面 軸的抗彎和抗扭截面系數(shù) 機(jī)械設(shè)計(jì) 6-3 軸的強(qiáng)度計(jì)算 實(shí)際上彎曲應(yīng)力 b和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 T的性質(zhì) r可能不同 n F 對(duì)于轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)動(dòng)的心軸： 彎曲應(yīng)力 b r = -1 扭剪應(yīng)力 T T 大小和方向不變 T 大小經(jīng)常變化，方向不變 T 大小和方向經(jīng)常變化 r = +1 r = 0 r = -1 a = 0.3 a = 0.6 a = 1 不同的 r， 對(duì)軸疲勞強(qiáng)度的影響程度也不同 n 需將不是對(duì)稱循環(huán)的扭剪應(yīng)力折算為對(duì)
17、稱循環(huán)變應(yīng)力 22ca ()M M Ta a：折算系數(shù) 當(dāng)量彎矩： 若 T 的變化規(guī)律不清楚， 一般按脈動(dòng)循環(huán)處理 ！ 機(jī)械設(shè)計(jì) 6-3 軸的強(qiáng)度計(jì)算 設(shè)計(jì)式： ca3 1 b m m0.1 Md 22 ca ()MT W a 1301 ca b. M d 校核式： 危險(xiǎn)截面 Mca最大處 Mca較大且 d 較小處 算出的 d 應(yīng)考慮危險(xiǎn)截面上鍵槽的影響，適當(dāng)?shù)募哟?-1b：對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力作用下的許用彎曲應(yīng)力， 查表 6-4 機(jī)械設(shè)計(jì) 材 料 b +1 b 0 b -1 b 400 130 70 40 500 170 75 45 600 200 95 55 700 230 110 65 800
18、 270 130 75 900 300 140 80 1000 330 150 90 500 120 70 40 400 100 5 0 30 表 6-4 軸的許用彎曲應(yīng)力 碳素鋼 合金鋼 鑄鋼 靜應(yīng)力時(shí) 的許用彎 曲應(yīng)力 脈動(dòng)循環(huán) 時(shí)的許用 彎曲應(yīng)力 對(duì)稱循環(huán) 時(shí)的許用 彎曲應(yīng)力 靜應(yīng)力時(shí) 的強(qiáng)度極 限 機(jī)械設(shè)計(jì) 6-3 軸的強(qiáng)度計(jì)算 彎扭合成法計(jì)算流程： 垂直 面受力 垂直 面彎矩 扭矩 軸的當(dāng)量彎矩 水平 面受力 水平 面彎矩 合成彎矩 強(qiáng)度不滿足 要求 1ca b 軸的簡(jiǎn)化受力圖 重新設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì) 三 按安全系數(shù)法計(jì)算 一般用途的軸，用“彎扭合成法”進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算即可 重要場(chǎng)合的軸，用
19、基于疲勞強(qiáng)度的“安全系數(shù)法”進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算 需考慮軸上的 應(yīng)力集中 、 軸徑尺寸 和 表面質(zhì)量 的影響 22ca S SS SSS 轉(zhuǎn)軸危險(xiǎn)截面用安全系數(shù)表達(dá)的強(qiáng)度條件為： ma K S 1 ma K S 1 Sca 計(jì)算安全系數(shù) S 受彎矩作用的安全系數(shù) S 受扭矩作用的安全系數(shù) S 許用安全系數(shù)，見表 6-5 機(jī)械設(shè)計(jì) ma K S 1 ma K S 1 應(yīng)力集中系數(shù) 絕對(duì)尺寸系數(shù) 表面質(zhì)量系數(shù) 受彎曲時(shí) K 受扭轉(zhuǎn)時(shí) K 附表 6-16-3 附表 6-4 附表 6-56-7 對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力時(shí) 材料的疲勞極限 工作應(yīng) 力幅 工作應(yīng)力 平均值 等效系數(shù) 受彎曲時(shí) -1 a m 受扭轉(zhuǎn)時(shí) -1 a
20、 m 表 6-1 需計(jì)算 需計(jì)算 應(yīng)力集中系數(shù)：若同一危險(xiǎn)截面處有多種應(yīng)力集中源，則取其中最大值 10 0 2 10 0 2 機(jī)械設(shè)計(jì) ma K S 1 ma K S 1 一般轉(zhuǎn)軸： 固定軸或載 荷隨軸轉(zhuǎn)： r = -1 a MW 0m 軸單向轉(zhuǎn)動(dòng)： 如何計(jì)算危險(xiǎn)截面上工作應(yīng)力的平均值和應(yīng)力幅？ r = 0 WM ma 2 r = 0 2 a m TTW 軸經(jīng)常正反轉(zhuǎn)： r = -1 2 aTTW 0m 彎曲應(yīng)力 扭剪應(yīng)力 M：危險(xiǎn)截面上的彎矩 T：危險(xiǎn)截面上的扭矩 3 / 3 2Wd 3 / 1 6TWd 機(jī)械設(shè)計(jì) 短時(shí)嚴(yán)重過載的軸可能會(huì)發(fā)生較大的塑性變形 ma x 0 SS m a x 0
21、 SS 0 2 0 2 0 00 0 SSS SSS 彎矩作用時(shí)的靜強(qiáng)度安全系數(shù) 扭矩作用時(shí)的靜強(qiáng)度安全系數(shù) 四 靜強(qiáng)度安全系數(shù)法 表 6-6 機(jī)械設(shè)計(jì) 鍵： key；花鍵： spline 主要作用：實(shí)現(xiàn)周向固定，傳遞扭矩 主要類型： 平鍵 、 半圓鍵 、 楔鍵 和 切向鍵 普通平鍵 導(dǎo)鍵 滑鍵 A型 B型 C型 兩 端 圓 頭 兩 端 方 頭 一 端 方 一 端 圓 6-5 軸轂連接及計(jì)算 類型不同， 軸上鍵槽加 工方法不同 A型 B型 C型 6-5 軸轂連接及計(jì)算 平 鍵 鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，由專業(yè)廠家生產(chǎn) 一 鍵連接 C型一般 用在軸端 機(jī)械設(shè)計(jì) 軸向滑移距離較短時(shí)采用 軸上零件帶動(dòng)滑鍵一起軸向
22、 滑移。 滑移距離較長(zhǎng)時(shí)采用 導(dǎo)鍵： 滑鍵： 1、平鍵是靜連接；導(dǎo)鍵和滑鍵是動(dòng)連接 2、平鍵的工作面是兩側(cè)面 3、鍵的上表面與輪轂槽底間留有間隙 4、輪轂鍵槽沿軸線方向全部打通 T 拉刀： 6-5 軸轂連接及計(jì)算 機(jī)械設(shè)計(jì) 半圓鍵 楔鍵 半圓鍵、楔鍵和切向鍵都屬 于靜連接 上下面為工作面?？磕Σ亮鬟f轉(zhuǎn)矩 切向鍵 由一對(duì)楔鍵構(gòu)成。用于軸徑大、載荷大 的連接 工作面為兩側(cè)面。鍵槽深，削弱軸強(qiáng)度 用于錐形軸與輪轂的連接 能承受單身軸向載荷，實(shí)現(xiàn)單向軸向固定 用于要求不高、載荷平穩(wěn)和低速連接 6-5 軸轂連接及計(jì)算 機(jī)械設(shè)計(jì) 二 鍵連接的選擇 根據(jù)連接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使用要求和工作條件選定 靜連接 ：
23、動(dòng)連接 ： 普通平鍵、半圓鍵、楔鍵、花鍵 導(dǎo)鍵、滑鍵、花鍵 類型： 平鍵尺寸： 橫截面尺寸 b h 鍵公稱長(zhǎng)度 L 一般略短于輪轂寬度 B b h 由軸徑 d 查標(biāo)準(zhǔn)確定 普通平鍵由輪轂寬度 B確定 導(dǎo)鍵長(zhǎng)度由滑移距離確定 鍵的長(zhǎng)度還須符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的長(zhǎng)度系列 6-5 軸轂連接及計(jì)算 機(jī)械設(shè)計(jì) 三 平鍵連接的校核 靜聯(lián)接 ： 動(dòng)聯(lián)接 ： 工作面被 壓潰 失效： 校核計(jì)算： 工作面 磨損 強(qiáng)度問題 耐磨性問題 T h 2 工作面上擠壓應(yīng)力： 2/ 0.5 Td hlp /2 P hl 4T hld l 為鍵的 工作長(zhǎng)度 l = L b (A型 ) l = L (B型 ) l = L - b/2 (
24、C型 ) 擠壓強(qiáng)度條件： pp 4 M P aT hld 靜連接 ： 偶爾工作面被剪斷 失效一定發(fā)生在鍵上嗎？ 6-5 軸轂連接及計(jì)算 機(jī)械設(shè)計(jì) 動(dòng)連接 ： 限制工作面上壓強(qiáng)： 4T p hld M P ap p、 p為鍵、軸、輪轂三者中強(qiáng)度最弱者的許用值，查 若鍵的強(qiáng)度不夠，怎么辦？ 1、適當(dāng)增加鍵長(zhǎng) 2、采用雙鍵 3、采用花鍵 兩鍵成 180 方向布置 強(qiáng)度校核時(shí)按 1.5個(gè)鍵進(jìn)行 一根軸上若有多個(gè) 鍵槽 (不同軸段 )， 應(yīng)安排在同一母線方 向，以減少裝夾次數(shù) 表 5-1 6-5 軸轂連接及計(jì)算 機(jī)械設(shè)計(jì) 四 花鍵連接 內(nèi)花鍵： 外花鍵： 齒多、槽淺，應(yīng)力集中小，對(duì)中性、導(dǎo)向性好 工作面
25、為兩側(cè)面，用于重載、變載或?qū)χ行砸蟾叩撵o或動(dòng)連接 矩形花鍵： 漸開線花鍵： 6-5 軸轂連接及計(jì)算 機(jī)械設(shè)計(jì) 銷： spin 五 銷連接 分類 定位銷、連接銷、安全銷 形式 圓柱銷、圓錐銷、彈性銷、開口銷及特殊形狀銷等 6-5 軸轂連接及計(jì)算 機(jī)械設(shè)計(jì) 六 成型連接 裝拆方便，定心性好，承載能力高，但加工復(fù)雜，成本高 七 過盈連接 6-5 軸轂連接及計(jì)算 機(jī)械設(shè)計(jì) 6-4 軸的設(shè)計(jì)方法及綜合示例 初算軸的最細(xì)處直徑 進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算 剛度驗(yàn)算 振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算 選擇軸的材料 軸的設(shè)計(jì)方法： 對(duì)于階梯直軸，一般流程是： 軸的設(shè)計(jì)并無固定不變的步驟，視具體情況而定 3 PdC n 有特殊要求 時(shí)才進(jìn)行 6-4 軸的設(shè)計(jì)方法及綜合示例
《軸和軸轂聯(lián)接設(shè)計(jì)》PPT課件
