机械设计基础课件 第十六章 轴
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例:图所示轴的结构有哪些不合理的地方?用文字说明。
①——联轴器左端无轴端挡圈②——联轴器无周向固定(缺键)③——联轴器右端无轴向固定④——套筒过高⑤——轴头长度等于轮毂宽度⑥——齿轮无周向固定(缺键)⑦——定位轴肩过高⑧——缺调整垫片1、键无法装上3、运动件不能与静止件接触15、轴承盖不能与轴直接接触,缺少密封5、缺少密封和调节垫6、轴颈该段长度太长14、套筒外径太大7、齿轮轴向夹不紧13、键太长,且与另一键不在同一侧面12、轴肩太高8、缺少密封和调节垫11、轴承应安装成肩并肩9、多余10、轴不能与轴承盖接触2、无法定位4、箱体外面加工面与非加工面未分开例2: 分析齿轮轴系的错误,并改进之。
(轴承采用脂润滑)例2:分析齿轮轴系的错误,并改进之。
(轴承采用脂润滑)1、轴上零件的固定联轴器轴向和周向均未固定例2:分析齿轮轴系的错误,并改进之。
(轴承采用脂润滑)1、轴上零件的固定齿轮周向未固定例2:分析齿轮轴系的错误,并改进之。
(轴承采用脂润滑)齿轮轴向用套筒固定得不可靠1、轴上零件的固定2、转动件与静止件的关系联轴器与轴承盖接触1、轴上零件的固定例2:分析齿轮轴系的错误,并改进之。
(轴承采用脂润滑)2、转动件与静止件的关系轴与轴承盖接触1、轴上零件的固定例2:分析齿轮轴系的错误,并改进之。
(轴承采用脂润滑)例2:分析齿轮轴系的错误,并改进之。
(轴承采用脂润滑)箱体端面的加工面积过大1、轴上零件的固定2、转动件与静止件的关系例2:分析齿轮轴系的错误,并改进之。
(轴承采用脂润滑)1、轴上零件的固定2、转动件与静止件的关系3、零件的结构工艺性轴承盖无退刀槽轴承盖外端面的加工面积过大3、零件的结构工艺性2、转动件与静止件的关系1、轴上零件的固定例2:分析齿轮轴系的错误,并改进之。
(轴承采用脂润滑)例2:分析齿轮轴系的错误,并改进之。
(轴承采用脂润滑)1、轴上零件的固定2、转动件与静止件的关系3、零件的结构工艺性右轴头伸出过长4、装拆与调整轴缺少台阶,轴承装拆不便3、零件的结构工艺性2、转动件与静止件的关系1、轴上零件的固定例2:分析齿轮轴系的错误,并改进之。
第十六章联轴器、离合器和制动器§16-1 联轴器一、联轴器的功用与分类联轴器主要是用在轴与轴之间的联接中,使两轴可以同时转动,以传递运动和转矩。
用联轴器联接的两根轴,只有在机器停车后,经过拆卸才能把它们分离。
由于制造、安装误差或工作时零件的变形等原因,一般无法保证被联接的两轴精确同心,通常会出现两轴间的轴向位移x(图19-1a)、径向位移y(图19-1b)、角位移 (图19-1c)或这些位移组合的综合位移(图19-1d)。
如果联轴器不具有补偿这些相对位移的能力,就会产生附加动载荷,甚至引起强烈振动。
图19-1两轴间的各种相对位移根据联轴器补偿位移的能力,联轴器可分为刚性和弹性两大类。
刚性联轴器由刚性传力件组成,它又可分为固定式和可移式两种类型。
固定式刚性联轴器不能补偿两轴的相对位移,可移式刚性联轴器能补偿两轴间的相对位移。
弹性联轴器包含有弹性元件,除了能补偿两轴间的相对位移外,还具有吸收振动和缓和冲击的能力。
联轴器已标准化。
一般可先依据机器的工作条件选定合适的类型,然后按照计算转矩、轴的转速和轴端直径从标准中选择所需的型号和尺寸。
必要时还应对其中的某些零件进行验算。
计算转矩T c应考虑机器起动时的惯性力、机器在工作中承受过载和受到可能的冲击等因素,按下式确定T c=K A T(19-1)式中,T为名义转矩;K A为工作情况系数。
二、常用的联轴器及其特点联轴器的种类很多,这里仅介绍有代表性的几种结构。
1.固定式刚性联轴器(1)凸缘联轴器凸缘联轴器是应用最广的固定式刚性联轴器。
如图19-2所示,它用螺栓将两个半联轴器的凸缘联接起来,以实现两轴联接。
联轴器中的螺栓可以用普通螺栓,也可以用铰制孔螺栓。
这种联轴器有两种主要的结构型式:图19-2a是有对中榫的I型凸缘联轴器,靠凸肩和凹槽(即对中榫)来实现两轴同心。
图19-2b是II型凸缘联轴器,靠铰制孔用螺栓来实现两轴同心。
为安全起见,凸缘联轴器的外圈还应加上防护罩或将凸缘制成轮缘型式。
轴第十六章mm65d?齿轮轮毂中所示直齿轮减速器输出轴在安装齿轮处地直径,16-4116-13、已知图mm?d300力,所轮分度圆直径为受圆周料长85mm,齿轮和轴地材均为45钢.齿0NF?8000则该平键所能.试选择该处平键地尺寸.如果轮毂材料为铸铁,,载荷有轻微冲击t传递地转矩T有多大?解:普通平键的挤压强度条件为T4F??=]??[p p dhlA?,?10012045号钢在轻微冲击下的[MPa]p?MPa?110取[]p d0.30?8000??1200Nm T?F t2212004?F4T6?10则有:?=??110?p hldhl0.065A48002mm?6.71hl?610?0.065?110mm70mm?L?~?(12)?(5~10)?79~73?又一般选键长L?B?(1~2)(5~10)?85又d=65mm,查表6-8可选择的键截面尺寸为:b?h?18?11?l=L?b?70?18?52mm671?12.9mm?与实际情况不符。
则要求h52671?10.8mm合适??1862mm要求LL 顾可选?80mm则l=?b?80?h62如果轮毂材料为铸铁,则该平键所能承受的最大挤压力为????=60MPa。
]=5060MPa,取[][pp4T??max得,传递的最大转矩为:=[]则由p dhl-3-610?11?62dhl65?10?6???664.95N??6010[?m T]=pmax44Q255钢minr/720n?16kN?W.,转速16-14、已知一传动轴所传递地功率,材料为求该.传动轴所需地最小直径.解:当传动轴传递的功率为N?16KW时,其扭转强度条件为P3109550?T n???]?[?3dW0.2?1955?即:d???A333?]nn0.2?[其中P?16KW,n?720r/min,16mm?33.18?118A?时d?118?372016 当A?126.5mm时,d?126.5??35.56372016?37.95?时,d?mm135?当A135372016-15、图16-42所示为一直齿圆柱齿轮减速器输出轴地示意图.有关尺寸如图所示.轴承宽N?5.5kW,传递地功率为50mm,分度圆直径为200mm,转速度为20mm;齿轮宽度为n?300r/min.试按弯扭合成强度计算轴地直径并绘出轴地结构图.解:(1)作计算简图并求支反力P9550?5.5T=9550??175.08Nm300n175.08?T20002000N1750.8???圆周力Ft200d??1750.8?tan20??637.2径向力Ftan?F N trF F tr BAT=175.08CF Ax F FF Bx ByAyF1750.8?t??N F?M0F875.4??BxxAA22F637.2r N F????F318.6ByAy22.M?F?l?875.4?0.2?175.08Nm AxcxmN?63.720.2?l?318.6??MF Aycy2222m63.72N MM???M175.08?186.3?cycxc2222?m?213.88N MM??()T175.08)?186.3?(0.6?maxcVM10213.8810?V33.88?mm??d?336?]55?[101?。
第十六章 车由16-13、已知图16-41中所示直齿轮减速器输出轴在安装齿轮处地直径 d =65m m ,齿轮轮毂 长85mm,齿轮和轴地材料均为45钢.齿轮分度圆直径为d °二300mm ,所受圆周力F t =8000N ,载荷有轻微冲击.试选择该处平键地尺寸.如果轮毂材料为铸铁,则该平键所能 传递地转矩T 有多大?则要求 h 一671 =12.9mm 与实际情况不符。
52顾可选 L =80mm 贝V 丨=L -b =80 —18 =62mm 要求 如果轮毂材料为铸铁,则该平键所能承受的最大挤压力为[二p ] =50 L 60MPa 取[j ] =60MPa则由[J ]二也 得,传递的最大转矩为:p dhldhL 「65灯0-3 如1沢62如0-6 “T max = 【V = 60 10 -664.95Nm4 416-14、已知一传动轴所传递地功率 N =16kW ,转速n =720r/min ,材料为Q255I 冈•求该 解:普通平键的挤压强度条件为_ F 4T 「、6= [二 p ]p A dhl p45号钢在轻微冲击下的[;「。
] =100L120MPq 取[二 p ] =110MPaT =F t 氏=8000 兰=1200N_m2 2" F 4T 4 1200 一 门 “6S= 110 10A dhl 0.065hl 则有: hl 又: 又: .71mm0.065 110 106一般选键长 L ::: B - (1 〜2)-(5 〜10) =85-(1 〜2) -(5 〜10) = 79 ~73mm . L = 70mm d=65mm 查表6-8可选择的键截面尺寸为: b h =18 11 .丨二L —b =70 —18=52mm h _回=10.8mm 合适62传动轴所需地最小直径解:当传动轴传递的功率为N =16KWtf ,其扭转强度条件为 3 P 9550 103-,丄: n W9550 103 0.2d 3 M ]P n 即:d —3 0.2[] 其中 P =16KWh =720r/min ,16 33.18mm 720 A =118时 d _118 当 A =126.5寸,d _126.5=35.56mm 16当 A =135时,d _135 37.95mm 720 16-15、图16-42所示为一直齿圆柱齿轮减速器输出轴地示意图 .有关尺寸如图所示•轴承宽度 为20mm ;齿轮宽度为 50mm,分度圆直径为 200mm,传递地功率为 N = 5.5 kW,转速 n =300r/min •试按弯扭合成强度计算轴地直径并绘出轴地结构图解:(1)作计算简图并求支反力T=9550^ = 9550汉5.5 = 175.08Nm n 300 l 2000T 2000 175.08 ,门“F t 1750.8N圆周力 径向力 d 200 二 F t tan : =1750.8 tan20 -637.2N F r F AX = F BX =[ 2 F Ay 二 F By = g2 1750.8 “ = 875.4N 26372 =318.6N2 T=175.08Mx175NhM CX^F AX 1=875.4 0.2 =175.080M cy=F A y 1=318.6 0.2 =63.72NmM c fj M cx2M cy2*:';175.08263.722「=186.3NmMv = •, M cmax2(:T)» f:186.32(0.6 175.08)^213.88Nm i10M Va“0X213.88d - 3 v = 3 633.88mmV 55X0。