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《轴和轴毂联接》PPT课件

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轴和轴毂连接课件

轴和轴毂连接课件

四、 轴毂联接
五、 轴的使用与维护
2013-1-2
3
任务八轴和轴毂联接
一、轴的功用、分类与选材
1、轴的含义：轴是组成机器的重要零件之一，作回 转运动的零件都要装在轴上来实现其回转运动，大 多数轴还起着传递转矩的作用。轴要用滑动轴承和 滚动轴承来支承。常见的轴有直轴和曲轴，曲轴主 要用于作往复运动的机械中。 2、轴的功用：1）支承回转零件（齿轮、涡轮、带 轮、凸轮等）；2）传递运动和动力。
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52
轴上零件的轴向定位方法
轴肩或轴环定位
特点：结构简单，定位可靠，可承受较大的轴向力。 应用：齿轮、带轮、联轴器、轴承等的轴向定位。
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53
注意：①为了保证轴上零件紧靠定位轴肩。 应使： r轴<R孔 或 r轴<C孔！ 且： h轴>C孔或 h轴 >R孔 正 确
错 误
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50
轴向定位和固定——
①
轴肩和轴环
轴肩与轴环——由定位面和过度圆角组成。 为保证零件端面能靠紧定位面，轴肩(环)圆角半径r必须 小于零件毂孔的圆角半径R或倒角高度C1; 轴肩(环)高度 h应大于C1和R，为了有足够的强度来承受轴向力，通常 取h=(0.07~0.1)d。轴环宽度b≥1.4h。
机车车轴为转动心轴
2013-1-2
17
4、轴的分类：
第一种分类方法是按承载情况分： (3) 心轴——这种轴在回转工作时主要只承受弯矩的 轴称为心轴，如机车车轴， 如自行车的前轴。
机车车轴为转动心轴
2013-1-2
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(3) 心轴——这 种轴在回转工 作时主要承受 弯矩的轴称为 心轴，如机车 车轴， 如自行 车的前轴。

《机械设计基础》第10章轴及轴毂联接PPT课件

《机械设计基础》第10章轴及轴毂联接PPT课件
（1）碳素结构钢，如Q235、Q275等。 （2）35、40等优质碳素钢，其中价廉物美的45
应用最普遍。
（3）合金钢，如35CrMo、40Cr等，比碳钢更好 的机械性能和淬透性，价格更高。
（4）球墨铸铁，代替合金结构钢做形状复杂 的轴，吸振性好，对应力敏感性低。
3.轴的毛坯形式 一般采用轧制的圆钢或锻件。
② 即使是塑性较好材料，经过多次应力循环后， 也会和脆性材料一样发生突然断裂，断裂前 没有明显的塑性变形。
③断口上呈现明显的两个区域： 光滑区和粗糙区。
（3）与特点对应的原因
交变应力超过一定限度并反复作用
最大应力处或材料薄弱处产生裂纹
裂纹扩展 脆性断裂
形成光滑区 形成粗糙区
2.疲劳极限（或持久极限） 指材料试样经过无穷多次应力循环而不发生破
第10章 轴及 轴毂联接
第10章 轴及轴毂联接
10.1 轴的类型及其材料 10.2 动载荷与交变应力 10.3 轴的结构设计 10.4 轴的强度设计 10.5 轴毂连接
10.1 轴的类型及其材料
一、轴的功用及其类型
1.功用 1）支承回转运动零件；2）传递运动和动力 2.类型 ①按其结构形状分为光轴和阶梯轴。
R1或C1
表11.6.1 圆角半径R1和倒角C1/mm
＞10～ ＞18～ ＞30～ ＞50～ ＞80～
18
30
50
80
100
0.8
1.0
1.6
2.0
2.5
1.6
2.0
3.0
4.0
5.0
（2）套筒和圆螺母 套筒
应力集中，削弱强度
注意：轴上两零件相距较近时， 一般采用套筒；当两零件相距 较远时 ，可采用圆螺母。

轴和轴毂连接(课堂PPT)

轴和轴毂连接(课堂PPT)

9
14.3 轴的结构设计
2、确定轴的各段长度 确定轴的各段长度，应注意以下几点： 1）当零件需要轴向定位时，则该处轴段的长度应比所装零 件的宽度小（2-3mm），以保证零件沿轴向可靠定位，如装 齿轮段 2）装轴承处的轴段长度一般与轴承宽度相同。 3）轴段长度的确定应考虑轴系中各零件之间的相互关系和 装拆工艺要求。
10
14.3 轴的结构设计
14.3.3 零件在轴上的固定
周向固定 为了传递运动和转矩，防止轴上零件与轴作相对转动，轴上零件的周向
固定必须可靠。常用的周向固定方法有键、花键、销和过盈配合等联接。
11
D h r R
d D
h
C
r d
轴向固定 零件在轴上的轴向定位要准确而可靠，以使其安装位置确定，能
承受轴向力而不产生轴向位移 ➢轴肩由定位面和内圆角组成
上零件的力作为集中力，其作用点取为零件轮毂宽度的中点。支点 反力的作用点一般可近似地取在轴承宽度的中点上。
n
其余各段轴的直径确定应注意以下几点：
1）应考虑键槽对轴的强度的影响，若该处有一个键槽，直 径增加3%-5%，若有两个键槽，直径增加7%-10%
2）装配标准件处，其轴段直径必须符合标准件的标准直径 系列值
3）有定位要求的轴段，轴的直径应满足定位要求。
4）非配合轴段直径，可不取标准值，但是一般应取整数。
相对固定。 2）轴应有良好的工艺性，便于制造和进行轴上零件的装
配及调整。 3）轴的结构要有利于减少应力集中。 4）受力合理，有利于减轻轴的重量和节省材料。
7
14.3 轴的结构设计
类比法 根据轴的工作条件，选择与其相似的轴进行类比及结构设计，画出 轴的零件图。
设计计算法

精品课件-轴及轴毂联接

精品课件-轴及轴毂联接

5.5
+0.2
>50-58 16*10 16 0
+0.050 -0.043 -0.0215 -0.061
6.0
0
>58-65 18*11 18
7.0
>65-75 20*12 20 +0.052 +0.140 0
+0.026
-0.022
7.5
>75-85 22*14 22 0
+0.065 -0.052 -0.026
磨损（动联接）
2)强度计算
挤压强度条件：
l:键的工作长度：
A型 B型 C型 T-轴上传递的转矩（N.mm） d-轴的直径(mm) h-键的高度
-键、轴和轮毂中挤压强度最低的材料的许用应力 如果计算键的强度不够，在结构允许的条件下，可适当增加轮毂和键的长度 或间隔布置180°两个键。考虑到两个键的载荷分配不均匀性，在验算键的强 度时只按1．5个键计算。
轴的常用材料是碳素钢和合金钢。 碳素钢比合金钢价格低廉，对应力集中的敏感性低，可通过热处理改善其综
合性能，加工工艺性好，故应用最广，一般用途的轴，多用含碳量为0.25～ 0.5%的中碳素钢。尤其是45号钢，对于不重要或受力较小的轴也可用Q235A等 普通碳素钢。合金钢具有比碳素钢更好的机械性能和淬火性能，但对应力集中比 较敏感，且价格较贵，多用于对强度和耐磨性有特殊要求的轴。如20Cr、 20CrMnTi等低碳合金钢，经渗碳处理后可提高耐磨性；20CrMoV、 38CrMoAl等合金钢，有良好的高温机械性能，常用于在高温、高速和重载条件 下工作的轴。
-0.074
9.0
半径r 毂t1
公称尺 极限偏 最 最
寸

轴-轴榖连接-轴间连接PPT课件

轴-轴榖连接-轴间连接PPT课件

功用
传递扭距；固定和定位。
2023/10/4
5
键连接
轴毂连接
平键 楔键 半圆键 切向键
花键连接
A型平键 B型平键 C型平键
销连接
过盈连接
2023/10/4
6
键连接
2023/10/4
轴毂连接
图所示的是 一个皮带轮与 轴上键的连接。 键连接的目的 是实现轴上零 件的周向固定 并传递转矩。
7
轴毂连接
2023/10/4
38
滚动轴承
优点：摩擦阻力小、起动灵敏、效率高、润滑简便、和易于 互换等。
缺点：抗冲击能力差、高速时出现噪音。
滚动轴承
标准化；并由专业厂大批量生产。
设计人员的主要任务是: 熟悉标准，正确选用。
2023/10/4
39
2023/10/4
40
2023/10/4
41
2.凸缘联轴器
结构 特点
由两个带毂的圆盘并用螺栓联接以实现两轴的联接 结构简单并能传递较大的转矩，应用最广泛
用凸肩和凹槽对中
用铰制孔螺栓对中
2023/10/4
24
轴间连接
1.十字滑块联轴器
结构：两个端面开有径向凹槽的半联轴器，两端各具有凸
榫的中间滑块，且两端榫头互相垂直，嵌入凹槽中，构成 移动副。 工作原理：当两轴存在不对中和偏斜时，滑块将在凹槽内滑动
轴毂连接
矩形花键
30 渐开线花键 2023/10/4
0
450渐开线花键 16
轴毂连接
花键连接
特点：
承载能力高-多齿传力 对轴、毂削弱小-齿槽浅 对中性好、成本高（专用设备加工）
2023/10/4
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《轴和轴毂连接》PPT课件

《轴和轴毂连接》PPT课件

精选课件ppt
12
一、轴上零件的装配方案
据轴上零件定位、加工要求以及不同的零件装配方案，参考 轴的结构设计的基本要求，得出如图所示的两种不同轴结 构。
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13
二、轴上零件的固定 1、轴上零件的定位 轴肩及轴环----阶梯轴上截面变化之处。
零件的轴向定位由轴肩（轴环）或套筒来实现。
特点：结构简单，定位可靠 ，可承受较大的轴向力 应用：齿轮、带轮、联轴器、 轴承等的轴向定位
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10
第二节 轴的结构分析
轴的结构分析：包括定出轴的合理的
外形和全部结构尺寸
1.轴应便于制造，轴上零件要易于装拆； (制造安装) 2.轴和轴上零件要有准确的工作位置； (定位) 3.各零件要牢固而可靠地相对固定； (固定) 4.改善应力状况，减小应力集中。
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11
轴的结构 轴主要由轴颈、 轴头、 轴身三部分组成(如图10-5)。 轴上被支承的部分为轴颈，如图中③， ⑦段； 安装轮毂的部 分称做轴头，如图中①，④段； 联接轴颈和轴头的部分称做 轴身，如图中②，⑥段。
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14
圆螺母
特点：定位可靠，装拆方便，可承受较大的轴向力
由于切制螺纹使轴的疲劳强度下降
应用：常用于轴的中部和端部
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15
弹性挡圈
特点：结构简单紧凑，只能承受很小的轴向力。
应用：常用于固定滚动轴承等的轴向定位
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16
轴端压板 特点：可承受剧烈振动和冲击。 应用：用于轴端零件的固定，
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21
2 .各轴段长度的确定
1.尽可能结构紧凑，保证零件所需要的装配和调整空间如 L应根据轴承端盖和联轴器装拆要求定出

机械设计基础课件 第11章 轴与轴毂连接

平面连杆机构
第 13 章 轴与轴毂连接
学习目的: 了解轴的分类及常用材料。掌握轴的结构设计方法。掌握轴的强度计 算；了解轴的刚度计算。掌握键连接的类型、尺寸选择及强度计算； 了解花键连接、销连接。
13.1 概述 13.2 轴的结构设计 13.3 轴的工作能力计算 13.4 轴毂连接
13.1 概述
1.轴的功用
合金钢具有比碳钢更好的机械性能和淬火性能，但对应力 集中比较敏感，且价格较贵，多用于对强度和耐磨性有特 殊要求的轴。如20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢，经渗碳 淬火处理后可提高耐磨性；20CrMoV、38CrMoAl等合 金钢，有良好的高温机械性能，常用于在高温、高速和重 载条件下工作的轴。
由此来看,合金钢比碳钢具有更好的机械性能,尤其是在机 械强度上,但若为提高结构刚度而采用合金钢是徒劳的
例：减速器中的轴
平面连杆机构
心轴： 用来支承转动零件，只承 受弯矩而不传递转矩。
例：自行车的前轮轴
平面连杆机构
传动轴：主要用于传递转矩而不承受弯矩，或所承受 的弯矩很小的轴。
例：汽车中联接变速箱与后桥之间的轴。
平面连杆机构
平面连杆机构
平面连杆机构
3.轴的结构设计 对轴的结构进行设计主要是: 确定轴的结构形状和尺寸
—— 轴端压板定位和紧定螺钉固定
用于轴端定位 可承受剧烈振动和冲击
适用于轴向力小，转速 低的场合
平面连杆机构
3.轴的结构设计 —— 轴的加工和装配工艺性
平面连杆机构
3.轴的结构设计 —— 轴的加工和装配工艺性
平面连杆机构
1.为便于装拆→ 阶梯轴(轴肩)
非定位轴肩→便于装配→h=(0.5 ～ 1)mm
轴头
轴身
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2 .各轴段长度的确定
1.尽可能结构紧凑，保证零件所需要的装配和调整空间如 L应根据轴承端盖和联轴器装拆要求定出
2 各轴段长度主要由各 零件和轴装配部分的
轴向尺寸和各零件相
对位置尺寸确定 3 为保证各传动件轴向
固定，轴与传动件轮毂
相配部分的长度一般比
轮毂长度短1－3mm。
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轴的毛坯:一般用圆钢或锻件，有时也用铸钢或球墨铸铁。
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轴的设计过程：
选择材料
轴的结构设计： 根据轴上零件的安装、
定位以及轴的制造工艺等 方面的要求，合理地确定 轴的结构形式和尺寸。
结构设计 轴的承载能力验算
验算合格? N
Y
结束 工作能力计算：
轴的承载能力验算指的是轴的强度、刚度和振动 稳定性等方面的验算。
转轴---传递扭矩又承受弯矩。
带式运 输机
电动机
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减速器
转轴
2
分类： 按承受载荷分有：
类 型
按轴的形状分有：
转轴---传递扭矩又承受弯矩。 传动轴---只传递扭矩
发动机
传动轴
后桥
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3
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4
分类： 按承受载荷分有：
类 型
按轴的形状分有：
车厢重力
转轴---传递扭矩又承受弯矩 传动轴---只传递扭矩 心轴---只承受弯矩
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3. 结构设计的基本要求 轴的结构没计主要是使轴的各部分具有合理的外形尺寸。
（1） 对装配在轴上的零件， 应进行可靠的轴向固定和周 向固定。
（2） 便于轴的加工和轴上零件的装拆。
（3） 有利于提高轴的强度和刚度， 以及节省材料， 减轻 重量。
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四、轴的结构工艺性 1）为便于轴上零件的装拆，一般轴都做成从轴端逐渐向中间增 大的阶梯状。零件的安装次序 2）装零件的轴端应有倒角，需要磨削的轴端有砂轮越程槽，车螺 纹的轴端应有退刀槽。
n
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1.轴上装配标准件（滚动轴承、联轴器、密封圈等)的轴段 （ ① ② ③ ⑦ ），其直径必须符合标准件的直径系列值
2 与一般零件（齿轮和带轮）相配合的轴段直径和零件毂孔直径 相同，采用标准尺寸。不予零件配合的轴段（5，6），其值不用 去标准值。
3 起定位作用的轴肩高度 应按11－3原则确定，如 12，45，67；非定位轴 肩（23，34，56），高 度一般1－3mm。
倒角
①②
③
④ ⑤⑥ ⑦
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12
一、轴上零件的装配方案
据轴上零件定位、加工要求以及不同的零件装配方案，参考 轴的结构设计的基本要求，得出如图所示的两种不同轴结 构。
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13
二、轴上零件的固定 1、轴上零件的定位 轴肩及轴环----阶梯轴上截面变化之处。
零件的轴向定位由轴肩（轴环）或套筒来实现。
特点：结构简单，定位可靠 ，可承受较大的轴向力 应用：齿轮、带轮、联轴器、 轴承等的轴向定位
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10
第二节 轴的结构分析
轴的结构分析：包括定出轴的合理的
外形和全部结构尺寸
1.轴应便于制造，轴上零件要易于装拆； (制造安装) 2.轴和轴上零件要有准确的工作位置； (定位) 3.各零件要牢固而可靠地相对固定； (固定) 4.改善应力状况，减小应力集中。
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11
轴的结构 轴主要由轴颈、 轴头、 轴身三部分组成(如图10-5)。 轴上被支承的部分为轴颈，如图中③， ⑦段； 安装轮毂的部 分称做轴头，如图中①，④段； 联接轴颈和轴头的部分称做 轴身，如图中②，⑥段。
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紧定螺钉
特点：可承受很小的轴向力。 应用：适用于轴向力很小，转速低 的场合
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2.轴上零件的周向固定
为了传递运动和转矩，防止轴上零件与轴作相对转动， 轴和轴上零件必须可靠地沿周向固定（连接）。常用的周 向固定方法有：销、键、花键、过盈配合和成形联接等， 其中以键和花键联接应用最广。
键连接
花键连接 销钉连接
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三、各轴段直径和长度的确定 1、各轴段直径确定
各轴段所需的直径与轴上的载荷大小有关。初步求出 的直径作为承受扭矩的轴段的最小直径dmin，然后再 按轴上零件的装配方案和定位要求，从dmin处起逐一 确定各段轴的直径。
d3 9.55106 3 PA3 P
0.2[T] n
轴 工作时多为转轴，产生的应力多为变应力。 失效：疲劳损坏，轴颈过渡磨损、失圆或轴变形过大
碳钢： 35、45、50 ，尤其是45号钢。 正火或调质处理。
对应力集中的敏感性低，加工工艺性好，故应用最广， 对于不 重要或受力较小的轴也可用Q235A等普通碳素钢。
合金钢：具有比碳钢更好的机械性能和淬火性能，但对应 力集中比较敏感，且价格较贵，多用于对强度和耐磨性有 特殊要求的轴。
第11章 轴和轴毂联接
第一节 第二节 轴的结构分析 第三节 第四节 轴毂联接 第五节 轴的使用与维护
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第一节 轴的功能、类型和材料
一、轴的功能和分类
轴是组成机器的重要零件之一，其主要功能是支持作回转
运动的传动零件(如齿轮、蜗轮等)，并传递运动和动力。
分类：
按承受载荷分有： 类 型
按轴的形状分有：
自行车 前轮轴
前叉
支毂 固定心轴
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5
分类： 按承受载荷分有：
类 型
按轴的形状分有：
转轴---传递扭矩又承受弯矩
传动轴---只传递扭矩
心轴---只承受弯矩
直轴
光轴 阶梯轴
一般情况下，直 轴做成实心轴， 需要减重时做成 空心轴
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6
分类： 按承受载荷分有：
类 型
按轴的形状分有：
转轴---传递扭矩又承受弯矩
传动轴---只传递扭矩
心轴---只承受弯矩
直轴
光轴 阶梯轴
曲轴
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7
分类： 按承受载荷分有：
类 型
按轴的形状分有：
转轴---传递扭矩又承受弯矩
传动轴---只传递扭矩
心轴---只承受弯矩
直轴 曲轴
光轴 阶梯轴
挠性钢丝轴
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8
二、轴的材料及选择
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圆螺母
特点：定位可靠，装拆方便，可承受较大的轴向力
由于切制螺纹使轴的疲劳强度下降
应用：常用于轴的中部和端部
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15
弹性挡圈
特点：结构简单紧凑，只能承受很小的轴向力。
应用：常用于固定滚动轴承等的轴向定位
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16
轴端压板 特点：可承受剧烈振动和冲击。 应用：用于轴端零件的固定，