第六章 轴与轴毂联接
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轴及轴毂联接§1 概述机器上所安装的旋转零件,例如带轮、齿轮、联轴器和离合器等都必须用轴来支承,才能正常工作,因此轴是机械中不可缺少的重要零件。
本章将讨论轴的类型、轴的材料和轮毂联接,重点是轴的设计问题,其包括轴的结构设计和强度计算。
结构设计是合理确定轴的形状和尺寸,它除应考虑轴的强度和刚度外,还要考虑使用、加工和装配等方面的许多因素。
一、轴的分类按轴受的载荷和功用可分为:1.心轴:只承受弯矩不承受扭矩的轴,主要用于支承回转零件。
如.车辆轴和滑轮轴。
2.传动轴:只承受扭矩不承受弯矩或承受很小的弯矩的轴,主要用于传递转矩。
如汽车的传动轴。
3.转轴:同时承受弯矩和扭矩的轴,既支承零件又传递转矩。
如减速器轴。
二、轴的材料主要承受弯矩和扭矩。
轴的失效形式是疲劳断裂,应具有足够的强度、韧性和耐磨性。
轴的材料从以下中选取:1. 碳素钢优质碳素钢具有较好的机械性能,对应力集中敏感性较低,价格便宜,应用广泛。
例如:35、45、50等优质碳素钢。
一般轴采用45钢,经过调质或正火处理;有耐磨性要求的轴段,应进行表面淬火及低温回火处理。
轻载或不重要的轴,使用普通碳素钢Q235、Q275等。
2. 合金钢合金钢具有较高的机械性能,对应力集中比较敏感,淬火性较好,热处理变形小,价格较贵。
多使用于要求重量轻和轴颈耐磨性的轴。
例如:汽轮发电机轴要求,在高速、高温重载下工作,采用27Cr2Mo1V、38CrMoAlA等。
滑动轴承的高速轴,采用20Cr、20CrMnTi等。
3. 球墨铸铁球墨铸铁吸振性和耐磨性好,对应力集中敏感低,价格低廉,使用铸造制成外形复杂的轴。
例如:内燃机中的曲轴。
三、设计轴的要求轴的设计一般应解决轴的结构和承载能力两方面的问题。
具体的说,轴的设计步骤有:(1)选择轴的材料;(2)初步估算轴的直径;(3)进行轴的结构设计;(4)精确校核(强度、刚度、振动等);(5)绘制零件的工作图§10—2 轴的结构设计如教材图10-6所示为一齿轮减速器中的的高速轴。
轴毂联接知识今日我们聊聊在机械设计中,我们必需把握的有关轴毂联接的学问!轴毂联接是轴毂与轴相连接的轴上零件,常见齿轮、带轮等。
联接使回转零件在轴上定位和固定,以便传递运动和动力。
一般平键联接轴毂联接的方式有键联接、花键联接、成形联接、胀套联接、销联接、紧定螺钉联接、过盈联接等,有些联接方式仅用于轴毂联接,有些联接方式可兼作其它联接。
键和花键是最常见的轴毂联接方式。
1、键联接键是一种标准件,通常用于联接轴与轴上旋转零件与摇摆零件,起周向固定零件的作用以传递旋转运动和扭矩,楔键还可以起单向轴向固定零件。
而导键、滑键、花键还可用作轴上移动的导向装置。
依据键的结构形式,键联接可分为平键联接、半圆键联接、楔键联接和切向键联接等几类。
1.1平键联接:平键的两个侧面是工作面并用于传递转矩。
键上面与轮毂槽底之间留有间隙,为非工作面。
主要尺寸是键长L、键宽b和键高h。
平键端部外形有圆头(A型)、平头(B型)和单圆头(C型)三种(如下图) ,C型键用于轴端。
A、C型键的轴上键槽用端铣刀切制,对轴应力集中较大,B型键的轴上键槽用盘铣刀铣出,轴上应力集中较小。
1.2半圆键联接:它靠键的两个侧面传递转矩,故其工作面为两侧面。
上键槽用尺寸与半圆键相同的圆盘铣刀加工,因而键在槽中能绕其几何中心摇摆,以适应轮毂槽由于加工误差所造成的斜度。
1.3楔键联接:键的上下两表面是工作面,键的上表面和轮毂键槽底面均有1∶100的斜度,装配后,键即楔紧在轴和轮毂的键槽里,工作表面产生很大预紧力。
钩头楔键联接1.4切向键联接:它由两个一般楔键组成。
其上下两面(窄面)为工作面,其中之一面在通过轴心线的平面内。
工作面上的压力沿轴的切线方向作用,能传递很大的转矩。
一个切向键只能传递一个方向的转矩,传递双向转矩时,须用互成120°~130°角的两个键。
用于载荷很大,对中要求不严的场合。
由于键槽对轴减弱较大,常用于直径大于100mm的轴上。
机械设计基础轴毂联接1. 简介轴毂联接是机械设计中常用的一种联接方式,主要用于连接轴和轮毂或其他旋转装置。
它既能传递力矩和转动,又能承受径向和轴向载荷,并提供一定的位置固定性。
轴毂联接在各种机械设备和工程项目中广泛应用,如汽车、飞机、机械加工等。
2. 轴毂联接类型2.1 键槽联接键槽联接是一种常见的轴毂联接方式,其原理是通过在轴和轮毂上切割相应的键槽,并在键槽中插入键来实现联接。
键槽联接具有简单、可靠的特点,在承受转矩时能够提供良好的力传递和位置固定性。
锥形联接是一种将轴和轮毂通过锥形形状进行联接的方法。
在锥形联接中,轴和轮毂的端面呈相应的锥度,通过将两者相互嵌套来实现联接。
锥形联接具有良好的力传递性能和固定性能,适用于较大的转矩传递。
2.3 胀紧联接胀紧联接是一种利用胀紧原理实现的轴毂联接方法。
它通过在轴和轮毂上钻孔,并在孔中安装膨胀套或螺栓等元件,使其通过膨胀或拉紧来实现联接。
胀紧联接具有简单、可靠的特点,适用于中小型设备和工程。
摩擦联接是一种利用摩擦力实现的轴毂联接方式。
在摩擦联接中,通过轴和轮毂的摩擦力来实现联接。
摩擦联接常用于带有摩擦制动装置的机械设备,如摩托车、自行车等。
3. 轴毂联接设计要点3.1 轴毂联接的强度计算在轴毂联接的设计中,需要进行强度计算以确保联接的可靠性和安全性。
强度计算应考虑联接所承受的转矩、径向力和轴向力等。
3.2 轴和轮毂的配合轴和轮毂的配合是轴毂联接设计的重要方面,配合不良会导致联接失效和损坏。
配合方式应根据实际需要选择,常见的配合方式有过盈配合、间隙配合和硬度配合等。
3.3 轴毂联接的固定方式轴毂联接需要一定的固定方式来保证联接的可靠性和稳定性。
常见的固定方式包括螺纹固定、焊接固定、胀紧固定等。
3.4 轴毂联接的检测与维护轴毂联接在使用过程中需要定期进行检测和维护,以确保联接的可靠性和安全性。
检测方法包括视觉检查、测量和无损检测等。
4. 总结轴毂联接是机械设计中常见的一种联接方式,通过不同的联接方法可以实现不同的需求。
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 机械设计课件第六章轴毂连接第六章轴毂连接轴毂连接的功能,主要是实现轴与轴上零件(如齿轮、带轮等)的轴向固定并传递转矩,有些还能实现轴上零件的轴向固定或轴向移动。
轴毂连接形式很多,如键连接、花键连接、过盈连接、销钉连接等。
本章主要讨论键连结和花键连接的类型,选择和计算,对其他形式的轴毂连接只作简单介绍。
6-1 键连接一、类型及特点:1 、键的作用键是种标准零件,通常用来实现轴与轴毂之间的轴向固定以传递转矩,有时也作导向零件用。
2 、分类及结构、特征:键连接的主要类型有:切向键联结。
楔键联结;半圆键联结;平键联结;((1 )、平键连接:平键是应用最广的键。
其横截面是正方形或矩形,键的两侧面是工作面,其顶面与轮毂上键槽的底面留有间隙。
工作时,靠键与键槽侧面的挤压来传递转矩。
见 P100 图 6-1 a)所示。
按用途。
1 / 19平键分为:滑键。
薄型平键;导向平键;普通平键;①、普通平键:用于静连接,特点是:对中性好,安装方便。
按端部形状,普通平键有三种。
型)单圆头(型)平头(型)圆头(见图 6-1 b) ,c) ,d) 所示。
采用圆头或单圆头平键,轴上的键槽用端铣刀铣出,轴上键槽端部的应立集中较大;圆头平键在键槽中轴向固定良好,但键的头部侧面与轮毂上的键槽不接触,故键的圆头部分不能充分利用。
采用平头键时,轴上键槽用盘铣刀铣出,轴的应力集中较小。
对于尺寸大的键,用紧钉螺钉把键固定在轴上键槽中。
轮毂上的键槽一般用插刀或拉刀加工。
单圆头平键常用于轴端与轮毂的连接。
②、薄型平键薄型平键也有圆头、平头和半圆头之分。
标准薄型平键的高度约为普通平键的 60%~70%,所以传递转矩能力较低,适用空心轴、薄壁轮毂或只传递运动的轴毂连接。