轴和联轴器的结构与工作原理PPT文档格式.ppt

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本章知识导读本章知识导读9.1概概述述做回转运动的传动零件，做回转运动的传动零件，做回转运动的传动零件，做回转运动的传动零件，如图所示减速器示意图中如图所示减速器示意图中如图所示减速器示意图中如图所示减速器示意图中的齿轮、联轴器等，都是的齿轮、联轴器等，都是的齿轮、联轴器等，都是的齿轮、联轴器等，都是安装在轴上，并通过轴实安装在轴上，并通过轴实安装在轴上，并通过轴实安装在轴上，并通过轴实现传动。

因此，轴的主要现传动。

因此，轴的主要功用就是支承零件并传递功用就是支承零件并传递功用就是支承零件并传递功用就是支承零件并传递运动和动力。

运动和动力。

9.1.1轴的作用轴的作用9.1.2轴的分类轴的分类轴的主要功用是轴的主要功用是轴的主要功用是轴的主要功用是支承回转零件及传递运动和动力。

支承回转零件及传递运动和动力。

一、按照承受载荷的不同，轴可分为：

转轴转轴转轴转轴同时承受弯矩和扭矩的轴，如减速器的轴。

心轴心轴心轴心轴只承受弯矩的轴，如火车车轮轴。

传动轴传动轴传动轴传动轴只承受扭矩的轴，如汽车的传动轴。

传动轴传动轴1端接变速器，端接变速器，2端接后桥齿轮系端接后桥齿轮系传动轴传动轴发动机后桥传动轴分析火车轮轴属于什么类型？

分析火车轮轴属于什么类型？

分析自行车轴属于什么类型？

心轴心轴火车轮轴车厢重力支撑反力转动心轴转动轴转动轴2.按结构形状分按结构形状分轴有实心轴、空心轴（车床的主轴）、曲轴、挠性钢丝轴和直轴。

轴有实心轴、空心轴（车床的主轴）、曲轴、挠性钢丝轴和直轴。

直轴又可分为截面相等的光轴和截面分段变化的阶梯轴直轴又可分为截面相等的光轴和截面分段变化的阶梯轴工程中最常见的是同时承受弯矩和转矩作用的阶梯轴工程中最常见的是同时承受弯矩和转矩作用的阶梯轴工程中最常见的是同时承受弯矩和转矩作用的阶梯轴工程中最常见的是同时承受弯矩和转矩作用的阶梯轴曲轴曲轴阶梯轴阶梯轴光轴光轴挠性钢丝轴挠性钢丝轴曲轴曲轴1.1.1.1.轴的设计要求轴的设计要求轴的设计要求轴的设计要求（1111）结构设计要求）结构设计要求）结构设计要求）结构设计要求轴应具有合理的结构形状和尺寸。

轴应具有合理的结构形状和尺寸。

（2222）工作能力要求）工作能力要求）工作能力要求）工作能力要求轴应具有足够的疲劳强度，对于某轴应具有足够的疲劳强度，对于某轴应具有足够的疲劳强度，对于某轴应具有足够的疲劳强度，对于某些特殊用途的轴，还应有刚度、振动稳定性等方面的要求些特殊用途的轴，还应有刚度、振动稳定性等方面的要求些特殊用途的轴，还应有刚度、振动稳定性等方面的要求些特殊用途的轴，还应有刚度、振动稳定性等方面的要求9.1.39.1.3轴设计的要求和步骤轴设计的要求和步骤对轴的结构基本要求：

对轴的结构基本要求：

11.轴和轴上的零件有准确定轴和轴上的零件有准确定轴和轴上的零件有准确定轴和轴上的零件有准确定位和固定。

位和固定。

22.轴上零件便于调整和装拆；

轴上零件便于调整和装拆；

33.有良好的制造工艺性；

有良好的制造工艺性；

44.形状上应尽量减小应力集形状上应尽量减小应力集形状上应尽量减小应力集形状上应尽量减小应力集中；

中；

55.为了便于轴上零件的装拆，为了便于轴上零件的装拆，为了便于轴上零件的装拆，为了便于轴上零件的装拆，将轴制成阶梯轴。

将轴制成阶梯轴。

2.2.2.2.轴的设计步骤轴的设计步骤轴的设计步骤轴的设计步骤为转轴设计程序框图，其他类型轴的设计为转轴设计程序框图，其他类型轴的设计为转轴设计程序框图，其他类型轴的设计为转轴设计程序框图，其他类型轴的设计步骤与此类似，其中结构设计与验算工作能力步骤与此类似，其中结构设计与验算工作能力步骤与此类似，其中结构设计与验算工作能力步骤与此类似，其中结构设计与验算工作能力往往是交叉进行的，也是最重要的两步。

往往是交叉进行的，也是最重要的两步。

转轴设计程序框图转轴设计程序框图长期承受交变应力作用下的疲劳破坏长期承受交变应力作用下的疲劳破坏长期承受交变应力作用下的疲劳破坏长期承受交变应力作用下的疲劳破坏是轴的主要失效形式是轴的主要失效形式是轴的主要失效形式是轴的主要失效形式因此，轴的材料要求具有较好的强度、韧性，与轴上零因此，轴的材料要求具有较好的强度、韧性，与轴上零因此，轴的材料要求具有较好的强度、韧性，与轴上零因此，轴的材料要求具有较好的强度、韧性，与轴上零件有相对滑动的部位还应具有较好的耐磨性件有相对滑动的部位还应具有较好的耐磨性件有相对滑动的部位还应具有较好的耐磨性件有相对滑动的部位还应具有较好的耐磨性（1111）碳素钢）碳素钢）碳素钢）碳素钢工程中广泛采用工程中广泛采用工程中广泛采用工程中广泛采用35353535、45454545、50505050等优质碳素钢等优质碳素钢等优质碳素钢等优质碳素钢对于轻载和不重要的轴也可采用对于轻载和不重要的轴也可采用对于轻载和不重要的轴也可采用对于轻载和不重要的轴也可采用Q235Q235Q235Q235、Q255Q255Q255Q255等普通碳素钢等普通碳素钢等普通碳素钢等普通碳素钢（2222）合金钢）合金钢）合金钢）合金钢常用于高温、高速、重载以及结构要求紧凑的常用于高温、高速、重载以及结构要求紧凑的常用于高温、高速、重载以及结构要求紧凑的常用于高温、高速、重载以及结构要求紧凑的轴，有较高的力学性能，但价格较贵，对应力集中敏感，所轴，有较高的力学性能，但价格较贵，对应力集中敏感，所轴，有较高的力学性能，但价格较贵，对应力集中敏感，所轴，有较高的力学性能，但价格较贵，对应力集中敏感，所以在结构设计时必须尽量减少应力集中以在结构设计时必须尽量减少应力集中以在结构设计时必须尽量减少应力集中以在结构设计时必须尽量减少应力集中.40Cr35SiMn（3333）球墨铸铁）球墨铸铁）球墨铸铁）球墨铸铁耐磨、价格低，但可靠性较差，一般用于形耐磨、价格低，但可靠性较差，一般用于形耐磨、价格低，但可靠性较差，一般用于形耐磨、价格低，但可靠性较差，一般用于形状复杂的轴状复杂的轴状复杂的轴状复杂的轴9.29.2轴的材料轴的材料轴的结构设计主要取决于轴在机器中的安装位置及轴的结构设计主要取决于轴在机器中的安装位置及轴的结构设计主要取决于轴在机器中的安装位置及轴的结构设计主要取决于轴在机器中的安装位置及形式，轴上零件的定位、固定以及联接方法，轴所承形式，轴上零件的定位、固定以及联接方法，轴所承形式，轴上零件的定位、固定以及联接方法，轴所承形式，轴上零件的定位、固定以及联接方法，轴所承受的载荷，轴的加工工艺以及装配工艺要求等受的载荷，轴的加工工艺以及装配工艺要求等受的载荷，轴的加工工艺以及装配工艺要求等受的载荷，轴的加工工艺以及装配工艺要求等如果轴的结构设计不合理，可能会影响轴的工作能如果轴的结构设计不合理，可能会影响轴的工作能如果轴的结构设计不合理，可能会影响轴的工作能如果轴的结构设计不合理，可能会影响轴的工作能力，增加轴的制造成本或轴上零件装配的困难。

因此力，增加轴的制造成本或轴上零件装配的困难。

因此轴的结构设计是轴设计中的重要内容轴的结构设计是轴设计中的重要内容轴的结构设计是轴设计中的重要内容轴的结构设计是轴设计中的重要内容9.3轴的结构设计轴的结构设计卷筒的轮毂结构MmaxMmax9.3.19.3.1轴的结构及各部分名称轴的结构及各部分名称轴颈轴颈轴颈轴颈与轴承配合的轴段与轴承配合的轴段与轴承配合的轴段与轴承配合的轴段轴肩轴肩轴肩轴肩支承传动零件、联支承传动零件、联支承传动零件、联支承传动零件、联轴器等，并与这些零件轴器等，并与这些零件轴器等，并与这些零件轴器等，并与这些零件保持一定的配合的轴段保持一定的配合的轴段保持一定的配合的轴段保持一定的配合的轴段轴身轴身轴身轴身联接轴头与轴颈的轴段联接轴头与轴颈的轴段联接轴头与轴颈的轴段联接轴头与轴颈的轴段轴头轴头轴头轴头轴环轴环轴环轴环1.1.1.1.轴上零件的轴向定位、固定和周向固定轴上零件的轴向定位、固定和周向固定轴上零件的轴向定位、固定和周向固定轴上零件的轴向定位、固定和周向固定轴肩和轴环轴肩和轴环轴肩和轴环轴肩和轴环

（1）

（1）轴向固定轴向固定轴向固定轴向固定轴上零件的轴向定位主要靠轴上零件的轴向定位主要靠轴上零件的轴向定位主要靠轴上零件的轴向定位主要靠轴肩和轴环轴肩和轴环轴肩和轴环轴肩和轴环或或或或套筒套筒套筒套筒来完成。

来完成。

为了保证轴上零件靠紧为了保证轴上零件靠紧为了保证轴上零件靠紧为了保证轴上零件靠紧定位面，轴肩处的圆角半定位面，轴肩处的圆角半定位面，轴肩处的圆角半定位面，轴肩处的圆角半径径径径RRRR必须小于零件内孔的必须小于零件内孔的必须小于零件内孔的必须小于零件内孔的圆角圆角圆角圆角RRRR1111或倒角或倒角或倒角或倒角CCCC1111轴肩高度一般取轴肩高度一般取轴肩高度一般取轴肩高度一般取h=h=h=h=（0.070.070.070.070.10.10.10.1）dddd，轴环，轴环，轴环，轴环宽度宽度宽度宽度b1.4hb1.4hb1.4hb1.4h9.3.29.3.29.3.29.3.2轴的结构设计中重点解决的问题轴的结构设计中重点解决的问题轴的结构设计中重点解决的问题轴的结构设计中重点解决的问题hhhhhhhh轴上零件的轴向轴上零件的轴向轴上零件的轴向轴上零件的轴向固定就是不允许固定就是不允许固定就是不允许固定就是不允许轴上零件沿轴向轴上零件沿轴向轴上零件沿轴向轴上零件沿轴向窜动。

窜动。

常用的轴向固定措施还有常用的轴向固定措施还有:

轴的一端可轴的一端可采用轴端压板，如图（采用轴端压板，如图（a）、套筒过长）、套筒过长可采用圆螺母，如图（可采用圆螺母，如图（b）、受载较小）、受载较小时可采用弹性挡圈，如图（时可采用弹性挡圈，如图（c）、紧定）、紧定螺钉如图（螺钉如图（d）所示和销钉等固定。

）所示和销钉等固定。

特点：

定位可靠，结构简单，加工方便，可承受较特点：

定位可靠，结构简单，加工方便，可承受较大的轴向力。

大的轴向力。

应用：

齿轮、带轮、联轴器、轴承等的轴向定位。