機(jī)械力學(xué)與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)李鐵成主編機(jī)械力學(xué)與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)李鐵成主編第十六章軸及其聯(lián)接第一節(jié)軸的類型和材料

第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算

第四節(jié)軸轂聯(lián)接

第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器第十六章軸及其聯(lián)接第一節(jié)軸的類型和材料

第二節(jié)軸的結(jié)第一節(jié)軸的類型和材料一、軸的類型及應(yīng)用16M1.tif第一節(jié)軸的類型和材料一、軸的類型及應(yīng)用16M1.tif第一節(jié)軸的類型和材料圖16-2心軸3.傳動(dòng)軸1.轉(zhuǎn)軸

2.心軸第一節(jié)軸的類型和材料圖16-2心軸3.傳動(dòng)軸1.轉(zhuǎn)軸

2第一節(jié)軸的類型和材料16M3.tif第一節(jié)軸的類型和材料16M3.tif第一節(jié)軸的類型和材料圖16-4曲軸二、軸的材料選擇

1.碳素鋼第一節(jié)軸的類型和材料圖16-4曲軸二、軸的材料選擇

1第一節(jié)軸的類型和材料16M5.tif2.合金鋼

3.鑄鐵第一節(jié)軸的類型和材料16M5.tif2.合金鋼

3.鑄鐵第一節(jié)軸的類型和材料表16-1軸常用材料及其力學(xué)性能表16-1軸常用材料及其力學(xué)性能三、軸的設(shè)計(jì)步驟第一節(jié)軸的類型和材料表16-1軸常用材料及其力學(xué)性能表1第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、軸上零件的定位

圖16-6減速器低速軸

1—軸端擋板2—鍵3—半聯(lián)軸器4、11—軸承蓋

5、10—滾動(dòng)軸承6—套筒7—齒輪8—鍵9—軸第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、軸上零件的定位圖16-6減速第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二、軸上零件的固定

1.軸向固定圖16-7雙圓螺母軸向固定

1—軸2—齒輪3—圓螺母第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二、軸上零件的固定

1.軸向固定圖第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖16-8軸端擋板軸向固定第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖16-8軸端擋板軸向固定第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖16-9軸肩圓角與相配零件的倒角(圓角)

a)正確b)錯(cuò)誤表16-2零件倒角或圓角半徑(單位：mm)第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖16-9軸肩圓角與相配零件的倒角(圓第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖16-１０軸向力較小時(shí)的固定方法

a)彈性擋圈b)緊定螺釘c)銷釘2.周向固定

三、軸的結(jié)構(gòu)工藝性第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖16-１０軸向力較小時(shí)的固定方法

a第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1)當(dāng)某一軸段需車制螺紋或磨削加工時(shí)，應(yīng)留有退刀槽(圖16-11a)或砂輪越程槽(圖16-11b)。

2)軸上所有鍵槽應(yīng)沿軸的同一母線布置，如圖16-12所示。

3)為了便于軸上零件的裝配和去除毛刺，軸端及軸肩一般均應(yīng)制出45°的倒角。

4)為便于加工，應(yīng)使軸上直徑相近處的圓角、倒角、鍵槽和越程槽等尺寸一致。第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1)當(dāng)某一軸段需車制螺紋或磨削加工時(shí)，應(yīng)第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖16-11螺紋退刀槽和砂輪越程槽第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖16-11螺紋退刀槽和砂輪越程槽第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖16-12鍵槽沿軸的同一母線四、提高軸的疲勞強(qiáng)度第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖16-12鍵槽沿軸的同一母線四、提高第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16M13.tif第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16M13.tif第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖16-14軸的兩種布置方案五、軸的直徑和長度

1)與滾動(dòng)軸承配合的軸頸直徑，必須符合滾動(dòng)軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)系列。第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖16-14軸的兩種布置方案五、軸的直第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2)軸上車制螺紋部分的直徑，必須符合外螺紋大徑的標(biāo)準(zhǔn)系列。

3)安裝聯(lián)軸器的軸頭直徑應(yīng)與聯(lián)軸器的孔徑范圍相適應(yīng)。

4)與零件(如齒輪、帶輪等)相配合的軸頭直徑，應(yīng)優(yōu)先采用標(biāo)準(zhǔn)直徑尺寸。表16-3軸的標(biāo)準(zhǔn)直徑(摘自GB/T2822-1981)(單位：mm)第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2)軸上車制螺紋部分的直徑，必須符合外螺第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算一、軸的計(jì)算簡圖圖16-15軸支承的支點(diǎn)位置二、軸的強(qiáng)度計(jì)算

1.軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算一、軸的計(jì)算簡圖圖16-15軸支第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算1)對(duì)圓截面的傳動(dòng)軸，其強(qiáng)度條件為

2)對(duì)于轉(zhuǎn)軸，也可按上式初步估算軸的直徑。表16-4軸常用材料的值和C值三、軸的彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算

1)畫出軸的受力簡圖。

2)畫出軸的垂直面受力圖，計(jì)算垂直面內(nèi)的約束反力和彎矩，并作出垂直面內(nèi)的彎矩MV圖。

3)畫出軸的水平面受力圖，計(jì)算水平面內(nèi)的約束反力和彎矩，并作出水平面內(nèi)的彎矩MH圖。

4)計(jì)算合成彎矩M=，并作出合成彎矩M圖。第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算1)對(duì)圓截面的傳動(dòng)軸，其強(qiáng)度條件為第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算5)計(jì)算轉(zhuǎn)矩并作出轉(zhuǎn)矩T圖。

6)計(jì)算當(dāng)量彎矩并作出當(dāng)量彎矩Me圖。

7)按當(dāng)量彎矩Me用彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算表16-5軸許用彎曲應(yīng)力(單位：MPa)第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算5)計(jì)算轉(zhuǎn)矩并作出轉(zhuǎn)矩T圖。

6)第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算已知軸的轉(zhuǎn)速n=150r/min，傳遞的功率P=5kW。大齒輪齒數(shù)z=58，法面模數(shù)mn=3mm，齒輪分度圓螺旋角β=11°17′3″，齒寬b=70mm。例16-1設(shè)計(jì)如圖16-16所示的斜齒圓柱齒輪減速器中的低速軸。第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算已知軸的轉(zhuǎn)速n=150r/min，第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算16M16.tif解1)選擇材料及熱處理方式，確定許用應(yīng)力。第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算16M16.tif解1)選擇材料及第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算因減速器功率不大，又無特殊要求，故選用45鋼并作正火處理，由表16-1查得σb=600MPa。由表16-5查得=55MPa。

2)估算軸最小直徑。

3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、繪制草圖。

4)校核強(qiáng)度

①計(jì)算齒輪受力：齒輪分度圓直徑

②畫出軸的受力簡圖：軸受力的大小及方向如圖16-17b所示。第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算因減速器功率不大，又無特殊要求，故第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算③畫出軸的垂直面受力圖，計(jì)算垂直面內(nèi)的約束反力RAv和RBv，如圖１６-17c所示，并作出垂直面內(nèi)的彎矩MV圖，如圖16-17d所示。

④畫出軸的水平面受力圖，計(jì)算水平面內(nèi)的約束反力RAH和RBH，如圖16-17e所示，并作出水平面內(nèi)的彎矩MH圖，如圖16-17f所示。⑤計(jì)算合成彎矩M=，作出合成彎矩M圖，如圖16-17g所示。

⑥計(jì)算轉(zhuǎn)矩并作出轉(zhuǎn)矩T圖(如圖16-17h所示)。第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算③畫出軸的垂直面受力圖，計(jì)算垂直面第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算圖16-17軸的受力分析⑦計(jì)算當(dāng)量彎矩并作出當(dāng)量彎矩Me圖，如圖16-17i所示。第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算圖16-17軸的受力分析⑦計(jì)算當(dāng)?shù)谌?jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算⑧校核軸危險(xiǎn)截面C出的軸徑

5)繪制軸的工作圖(略)。

四、軸的剛度計(jì)算圖16-18軸的撓度和偏轉(zhuǎn)角第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算⑧校核軸危險(xiǎn)截面C出的軸徑

5)繪第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算圖16-19軸的扭轉(zhuǎn)角1.彎曲變形的計(jì)算

2.扭轉(zhuǎn)變形的計(jì)算第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算圖16-19軸的扭轉(zhuǎn)角1.彎曲變第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算(1)對(duì)等直徑的軸，其扭轉(zhuǎn)角由下式確定

(2)對(duì)于階梯軸，其扭轉(zhuǎn)角由下式確定第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算(1)對(duì)等直徑的軸，其扭轉(zhuǎn)角由下第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算表16-6軸的撓度及偏轉(zhuǎn)角計(jì)算公式第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算表16-6軸的撓度及偏轉(zhuǎn)角計(jì)算公第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算表16-6軸的撓度及偏轉(zhuǎn)角計(jì)算公式第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算表16-6軸的撓度及偏轉(zhuǎn)角計(jì)算公第四節(jié)軸轂聯(lián)接一、鍵聯(lián)結(jié)的常見類型及應(yīng)用

1.平鍵聯(lián)結(jié)第四節(jié)軸轂聯(lián)接一、鍵聯(lián)結(jié)的常見類型及應(yīng)用

1.平鍵聯(lián)第四節(jié)軸轂聯(lián)接16M20.tif(1)普通平鍵用于靜聯(lián)接，即軸與輪轂間無相對(duì)軸向移動(dòng)的聯(lián)接。第四節(jié)軸轂聯(lián)接16M20.tif(1)普通平鍵用于第四節(jié)軸轂聯(lián)接(2)導(dǎo)向鍵和滑鍵這兩種鍵都用于動(dòng)聯(lián)接，即軸與輪轂間有相對(duì)軸向移動(dòng)的聯(lián)接。第四節(jié)軸轂聯(lián)接(2)導(dǎo)向鍵和滑鍵這兩種鍵都用于動(dòng)聯(lián)第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-21導(dǎo)向鍵聯(lián)結(jié)第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-21導(dǎo)向鍵聯(lián)結(jié)第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-22滑鍵聯(lián)結(jié)第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-22滑鍵聯(lián)結(jié)第四節(jié)軸轂聯(lián)接16M23.tif3.楔鍵和切向鍵聯(lián)結(jié)

(1)楔鍵聯(lián)結(jié)只用于靜聯(lián)接，如圖16-24所示。2.半圓鍵聯(lián)結(jié)第四節(jié)軸轂聯(lián)接16M23.tif3.楔鍵和切向鍵聯(lián)結(jié)第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-24楔鍵聯(lián)結(jié)(2)切向鍵聯(lián)結(jié)切向鍵聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)如圖16-25所示。第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-24楔鍵聯(lián)結(jié)(2)切向鍵聯(lián)結(jié)第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-25切向鍵聯(lián)結(jié)第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-25切向鍵聯(lián)結(jié)第四節(jié)軸轂聯(lián)接二、普通平鍵聯(lián)結(jié)的計(jì)算

1.鍵的選擇

(1)鍵的類型選擇選擇鍵的類型應(yīng)考慮以下一些因素：對(duì)中性的要求，傳遞轉(zhuǎn)矩的大小，輪轂是否需要沿軸向滑移及滑移的距離大小，鍵在軸的中部或端部等。第四節(jié)軸轂聯(lián)接二、普通平鍵聯(lián)結(jié)的計(jì)算

1.鍵的選擇

第四節(jié)軸轂聯(lián)接16M26.tif(2)鍵的尺寸選擇在標(biāo)準(zhǔn)中,根據(jù)軸的直徑可查出鍵的寬度和高度(b×h)，鍵的長度根據(jù)輪轂的寬度確定，第四節(jié)軸轂聯(lián)接16M26.tif(2)鍵的尺寸選擇第四節(jié)軸轂聯(lián)接一般鍵長略短于輪轂寬度并應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

2.平鍵的強(qiáng)度計(jì)算表16-7鍵聯(lián)結(jié)的許用應(yīng)力(單位：MPa)三、其他常用聯(lián)結(jié)

1.花鍵聯(lián)結(jié)第四節(jié)軸轂聯(lián)接一般鍵長略短于輪轂寬度并應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)第四節(jié)軸轂聯(lián)接16M27.tif(1)矩形花鍵如圖16-28b所示，矩形花鍵的齒側(cè)為直線，因此加工方便；第四節(jié)軸轂聯(lián)接16M27.tif(1)矩形花鍵如圖第四節(jié)軸轂聯(lián)接標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定用熱處理后磨削過的小徑定心，定心精度高，穩(wěn)定性好，因此應(yīng)用廣泛。

(2)漸開線花鍵如圖16-28c所示，漸開線花鍵的齒廓為漸開線，因此具有以下特點(diǎn)：工藝性好，可利用加工齒輪的方法加工漸開線花鍵；齒根較厚，齒根圓較大，應(yīng)力集中較小，聯(lián)接強(qiáng)度高、壽命長；采用漸開線齒側(cè)自動(dòng)定心，定心精度高。第四節(jié)軸轂聯(lián)接標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定用熱處理后磨削過的小徑定心，第四節(jié)軸轂聯(lián)接16M28.tif第四節(jié)軸轂聯(lián)接16M28.tif第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-29銷聯(lián)接

a)圓柱銷b)圓錐銷2.銷聯(lián)接

3.過盈配合聯(lián)接第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-29銷聯(lián)接

a)圓柱銷b)第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-30圓柱面過盈配合聯(lián)接4.成形聯(lián)接第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-30圓柱面過盈配合聯(lián)接4.成第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-31成形聯(lián)接

a)柱形b)錐形第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-31成形聯(lián)接

a)柱形b)第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器一、聯(lián)軸器

1.軸的相對(duì)位移圖16-32兩軸偏移形式

a)軸向偏移量xb)徑向偏移量yc)角偏移量αd)綜合偏移量x、y、α2.固定式剛性聯(lián)軸器第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器一、聯(lián)軸器

1.軸的相對(duì)位移圖第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器(1)套筒聯(lián)軸器如圖16-33所示，套筒聯(lián)軸器由套筒和鍵(銷)組成。圖16-33套筒聯(lián)軸器

a)緊定螺釘作軸向固定b)圓錐銷作軸向固定(2)凸緣聯(lián)軸器如圖16-34所示，凸緣聯(lián)軸器由兩個(gè)半聯(lián)軸器(凸緣盤)、聯(lián)接螺栓和鍵組成。第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器(1)套筒聯(lián)軸器如圖16-3第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器

圖16-34凸緣聯(lián)軸器3.可移式剛性聯(lián)軸器第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器

圖16-34凸緣聯(lián)軸器3.第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器(1)十字滑塊聯(lián)軸器如圖16-35所示，它是利用中間滑塊2與兩半聯(lián)軸器1、3端面的徑向槽配合以實(shí)現(xiàn)兩軸聯(lián)接。16M35.tif(2)齒式聯(lián)軸器如圖16-36所示，它是利用內(nèi)、外齒嚙合以實(shí)現(xiàn)兩軸相對(duì)偏移的補(bǔ)償。第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器(1)十字滑塊聯(lián)軸器如圖16第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器16M36.tif(3)萬向聯(lián)軸器如圖16-37所示,它是由中間聯(lián)接件十字銷軸聯(lián)接兩邊叉形接頭組成的。第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器16M36.tif(3)萬向聯(lián)第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器圖16-37萬向聯(lián)軸器

1、3—叉形接頭2—十字銷軸第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器圖16-37萬向聯(lián)軸器

1、第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器圖16-38雙萬向聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器圖16-38雙萬向聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器16M39.tif4.彈性聯(lián)軸器第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器16M39.tif4.彈性聯(lián)軸第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器(1)彈性套柱銷聯(lián)軸器如圖16-39所示，彈性套柱銷聯(lián)軸器與凸緣聯(lián)軸器很相似，只是兩半聯(lián)軸器的聯(lián)接不是用螺栓，而是用套有彈性圈的柱銷聯(lián)接。

(2)彈性柱銷聯(lián)軸器如圖16-40所示，其結(jié)構(gòu)與彈性套柱銷聯(lián)軸銷相似，主要差別在于用尼龍柱銷代替橡膠圈柱銷。

5.聯(lián)軸器選擇

(1)聯(lián)軸器類型的選擇選擇聯(lián)軸器類型應(yīng)考慮的主要因素有：被聯(lián)接兩軸的對(duì)中性，載荷大小及特性，工作轉(zhuǎn)速，工作轉(zhuǎn)矩等。第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器(1)彈性套柱銷聯(lián)軸器如圖1第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器16M40.tif(2)聯(lián)軸器的型號(hào)選擇聯(lián)軸器的型號(hào)是根據(jù)軸所傳遞的轉(zhuǎn)矩、軸的直徑和轉(zhuǎn)速，從聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)中選用的。第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器16M40.tif(2)聯(lián)軸器第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器1)聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩TC應(yīng)不大于所選聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩，即：

2)軸的轉(zhuǎn)速n應(yīng)不大于所選聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速，即

3)軸的直徑d應(yīng)在所選聯(lián)軸器的孔徑范圍之內(nèi)。表16-8工作情況系數(shù)K二、離合器

1.牙嵌離合器第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器1)聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩TC應(yīng)不第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器圖16-41牙嵌離合器

a)牙嵌離合器b)牙嵌離合器的牙形

1、2—半離合器3—對(duì)中環(huán)4—移動(dòng)滑環(huán)2.單片圓盤摩擦離合器第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器圖16-41牙嵌離合器

a)第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器16M42.tif3.多片圓盤摩擦離合器第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器16M42.tif3.多片圓盤第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器圖16-43多片圓盤摩擦離合器

1—主動(dòng)軸2—外套筒3—壓板4—外摩擦片5—內(nèi)摩擦片

6—螺母7—滑環(huán)8—壓桿9—內(nèi)套筒10—從動(dòng)軸第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器圖16-43多片圓盤摩擦離合第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器16M44.tif4.滾柱超越離合器

三、制動(dòng)器第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器16M44.tif4.滾柱超越第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器16M45.tif1.外抱塊式制動(dòng)器

2.內(nèi)漲蹄式制動(dòng)器第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器16M45.tif1.外抱塊式第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器16M46.tif第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器16M46.tif第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器3.帶式制動(dòng)器

圖16-47帶式制動(dòng)器第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器3.帶式制動(dòng)器

圖16-47機(jī)械力學(xué)與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)李鐵成主編機(jī)械力學(xué)與設(shè)計(jì)基礎(chǔ)李鐵成主編第十六章軸及其聯(lián)接第一節(jié)軸的類型和材料

第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算

第四節(jié)軸轂聯(lián)接

第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器第十六章軸及其聯(lián)接第一節(jié)軸的類型和材料

第二節(jié)軸的結(jié)第一節(jié)軸的類型和材料一、軸的類型及應(yīng)用16M1.tif第一節(jié)軸的類型和材料一、軸的類型及應(yīng)用16M1.tif第一節(jié)軸的類型和材料圖16-2心軸3.傳動(dòng)軸1.轉(zhuǎn)軸

2.心軸第一節(jié)軸的類型和材料圖16-2心軸3.傳動(dòng)軸1.轉(zhuǎn)軸

2第一節(jié)軸的類型和材料16M3.tif第一節(jié)軸的類型和材料16M3.tif第一節(jié)軸的類型和材料圖16-4曲軸二、軸的材料選擇

1.碳素鋼第一節(jié)軸的類型和材料圖16-4曲軸二、軸的材料選擇

1第一節(jié)軸的類型和材料16M5.tif2.合金鋼

3.鑄鐵第一節(jié)軸的類型和材料16M5.tif2.合金鋼

3.鑄鐵第一節(jié)軸的類型和材料表16-1軸常用材料及其力學(xué)性能表16-1軸常用材料及其力學(xué)性能三、軸的設(shè)計(jì)步驟第一節(jié)軸的類型和材料表16-1軸常用材料及其力學(xué)性能表1第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、軸上零件的定位

圖16-6減速器低速軸

1—軸端擋板2—鍵3—半聯(lián)軸器4、11—軸承蓋

5、10—滾動(dòng)軸承6—套筒7—齒輪8—鍵9—軸第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、軸上零件的定位圖16-6減速第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二、軸上零件的固定

1.軸向固定圖16-7雙圓螺母軸向固定

1—軸2—齒輪3—圓螺母第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)二、軸上零件的固定

1.軸向固定圖第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖16-8軸端擋板軸向固定第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖16-8軸端擋板軸向固定第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖16-9軸肩圓角與相配零件的倒角(圓角)

a)正確b)錯(cuò)誤表16-2零件倒角或圓角半徑(單位：mm)第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖16-9軸肩圓角與相配零件的倒角(圓第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖16-１０軸向力較小時(shí)的固定方法

a)彈性擋圈b)緊定螺釘c)銷釘2.周向固定

三、軸的結(jié)構(gòu)工藝性第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖16-１０軸向力較小時(shí)的固定方法

a第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1)當(dāng)某一軸段需車制螺紋或磨削加工時(shí)，應(yīng)留有退刀槽(圖16-11a)或砂輪越程槽(圖16-11b)。

2)軸上所有鍵槽應(yīng)沿軸的同一母線布置，如圖16-12所示。

3)為了便于軸上零件的裝配和去除毛刺，軸端及軸肩一般均應(yīng)制出45°的倒角。

4)為便于加工，應(yīng)使軸上直徑相近處的圓角、倒角、鍵槽和越程槽等尺寸一致。第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1)當(dāng)某一軸段需車制螺紋或磨削加工時(shí)，應(yīng)第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖16-11螺紋退刀槽和砂輪越程槽第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖16-11螺紋退刀槽和砂輪越程槽第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖16-12鍵槽沿軸的同一母線四、提高軸的疲勞強(qiáng)度第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖16-12鍵槽沿軸的同一母線四、提高第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16M13.tif第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16M13.tif第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖16-14軸的兩種布置方案五、軸的直徑和長度

1)與滾動(dòng)軸承配合的軸頸直徑，必須符合滾動(dòng)軸承內(nèi)徑的標(biāo)準(zhǔn)系列。第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖16-14軸的兩種布置方案五、軸的直第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2)軸上車制螺紋部分的直徑，必須符合外螺紋大徑的標(biāo)準(zhǔn)系列。

3)安裝聯(lián)軸器的軸頭直徑應(yīng)與聯(lián)軸器的孔徑范圍相適應(yīng)。

4)與零件(如齒輪、帶輪等)相配合的軸頭直徑，應(yīng)優(yōu)先采用標(biāo)準(zhǔn)直徑尺寸。表16-3軸的標(biāo)準(zhǔn)直徑(摘自GB/T2822-1981)(單位：mm)第二節(jié)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2)軸上車制螺紋部分的直徑，必須符合外螺第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算一、軸的計(jì)算簡圖圖16-15軸支承的支點(diǎn)位置二、軸的強(qiáng)度計(jì)算

1.軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算一、軸的計(jì)算簡圖圖16-15軸支第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算1)對(duì)圓截面的傳動(dòng)軸，其強(qiáng)度條件為

2)對(duì)于轉(zhuǎn)軸，也可按上式初步估算軸的直徑。表16-4軸常用材料的值和C值三、軸的彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算

1)畫出軸的受力簡圖。

2)畫出軸的垂直面受力圖，計(jì)算垂直面內(nèi)的約束反力和彎矩，并作出垂直面內(nèi)的彎矩MV圖。

3)畫出軸的水平面受力圖，計(jì)算水平面內(nèi)的約束反力和彎矩，并作出水平面內(nèi)的彎矩MH圖。

4)計(jì)算合成彎矩M=，并作出合成彎矩M圖。第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算1)對(duì)圓截面的傳動(dòng)軸，其強(qiáng)度條件為第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算5)計(jì)算轉(zhuǎn)矩并作出轉(zhuǎn)矩T圖。

6)計(jì)算當(dāng)量彎矩并作出當(dāng)量彎矩Me圖。

7)按當(dāng)量彎矩Me用彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算表16-5軸許用彎曲應(yīng)力(單位：MPa)第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算5)計(jì)算轉(zhuǎn)矩并作出轉(zhuǎn)矩T圖。

6)第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算已知軸的轉(zhuǎn)速n=150r/min，傳遞的功率P=5kW。大齒輪齒數(shù)z=58，法面模數(shù)mn=3mm，齒輪分度圓螺旋角β=11°17′3″，齒寬b=70mm。例16-1設(shè)計(jì)如圖16-16所示的斜齒圓柱齒輪減速器中的低速軸。第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算已知軸的轉(zhuǎn)速n=150r/min，第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算16M16.tif解1)選擇材料及熱處理方式，確定許用應(yīng)力。第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算16M16.tif解1)選擇材料及第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算因減速器功率不大，又無特殊要求，故選用45鋼并作正火處理，由表16-1查得σb=600MPa。由表16-5查得=55MPa。

2)估算軸最小直徑。

3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、繪制草圖。

4)校核強(qiáng)度

①計(jì)算齒輪受力：齒輪分度圓直徑

②畫出軸的受力簡圖：軸受力的大小及方向如圖16-17b所示。第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算因減速器功率不大，又無特殊要求，故第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算③畫出軸的垂直面受力圖，計(jì)算垂直面內(nèi)的約束反力RAv和RBv，如圖１６-17c所示，并作出垂直面內(nèi)的彎矩MV圖，如圖16-17d所示。

④畫出軸的水平面受力圖，計(jì)算水平面內(nèi)的約束反力RAH和RBH，如圖16-17e所示，并作出水平面內(nèi)的彎矩MH圖，如圖16-17f所示。⑤計(jì)算合成彎矩M=，作出合成彎矩M圖，如圖16-17g所示。

⑥計(jì)算轉(zhuǎn)矩并作出轉(zhuǎn)矩T圖(如圖16-17h所示)。第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算③畫出軸的垂直面受力圖，計(jì)算垂直面第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算圖16-17軸的受力分析⑦計(jì)算當(dāng)量彎矩并作出當(dāng)量彎矩Me圖，如圖16-17i所示。第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算圖16-17軸的受力分析⑦計(jì)算當(dāng)?shù)谌?jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算⑧校核軸危險(xiǎn)截面C出的軸徑

5)繪制軸的工作圖(略)。

四、軸的剛度計(jì)算圖16-18軸的撓度和偏轉(zhuǎn)角第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算⑧校核軸危險(xiǎn)截面C出的軸徑

5)繪第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算圖16-19軸的扭轉(zhuǎn)角1.彎曲變形的計(jì)算

2.扭轉(zhuǎn)變形的計(jì)算第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算圖16-19軸的扭轉(zhuǎn)角1.彎曲變第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算(1)對(duì)等直徑的軸，其扭轉(zhuǎn)角由下式確定

(2)對(duì)于階梯軸，其扭轉(zhuǎn)角由下式確定第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算(1)對(duì)等直徑的軸，其扭轉(zhuǎn)角由下第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算表16-6軸的撓度及偏轉(zhuǎn)角計(jì)算公式第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算表16-6軸的撓度及偏轉(zhuǎn)角計(jì)算公第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算表16-6軸的撓度及偏轉(zhuǎn)角計(jì)算公式第三節(jié)軸的強(qiáng)度及剛度計(jì)算表16-6軸的撓度及偏轉(zhuǎn)角計(jì)算公第四節(jié)軸轂聯(lián)接一、鍵聯(lián)結(jié)的常見類型及應(yīng)用

1.平鍵聯(lián)結(jié)第四節(jié)軸轂聯(lián)接一、鍵聯(lián)結(jié)的常見類型及應(yīng)用

1.平鍵聯(lián)第四節(jié)軸轂聯(lián)接16M20.tif(1)普通平鍵用于靜聯(lián)接，即軸與輪轂間無相對(duì)軸向移動(dòng)的聯(lián)接。第四節(jié)軸轂聯(lián)接16M20.tif(1)普通平鍵用于第四節(jié)軸轂聯(lián)接(2)導(dǎo)向鍵和滑鍵這兩種鍵都用于動(dòng)聯(lián)接，即軸與輪轂間有相對(duì)軸向移動(dòng)的聯(lián)接。第四節(jié)軸轂聯(lián)接(2)導(dǎo)向鍵和滑鍵這兩種鍵都用于動(dòng)聯(lián)第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-21導(dǎo)向鍵聯(lián)結(jié)第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-21導(dǎo)向鍵聯(lián)結(jié)第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-22滑鍵聯(lián)結(jié)第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-22滑鍵聯(lián)結(jié)第四節(jié)軸轂聯(lián)接16M23.tif3.楔鍵和切向鍵聯(lián)結(jié)

(1)楔鍵聯(lián)結(jié)只用于靜聯(lián)接，如圖16-24所示。2.半圓鍵聯(lián)結(jié)第四節(jié)軸轂聯(lián)接16M23.tif3.楔鍵和切向鍵聯(lián)結(jié)第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-24楔鍵聯(lián)結(jié)(2)切向鍵聯(lián)結(jié)切向鍵聯(lián)結(jié)的結(jié)構(gòu)如圖16-25所示。第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-24楔鍵聯(lián)結(jié)(2)切向鍵聯(lián)結(jié)第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-25切向鍵聯(lián)結(jié)第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-25切向鍵聯(lián)結(jié)第四節(jié)軸轂聯(lián)接二、普通平鍵聯(lián)結(jié)的計(jì)算

1.鍵的選擇

(1)鍵的類型選擇選擇鍵的類型應(yīng)考慮以下一些因素：對(duì)中性的要求，傳遞轉(zhuǎn)矩的大小，輪轂是否需要沿軸向滑移及滑移的距離大小，鍵在軸的中部或端部等。第四節(jié)軸轂聯(lián)接二、普通平鍵聯(lián)結(jié)的計(jì)算

1.鍵的選擇

第四節(jié)軸轂聯(lián)接16M26.tif(2)鍵的尺寸選擇在標(biāo)準(zhǔn)中,根據(jù)軸的直徑可查出鍵的寬度和高度(b×h)，鍵的長度根據(jù)輪轂的寬度確定，第四節(jié)軸轂聯(lián)接16M26.tif(2)鍵的尺寸選擇第四節(jié)軸轂聯(lián)接一般鍵長略短于輪轂寬度并應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

2.平鍵的強(qiáng)度計(jì)算表16-7鍵聯(lián)結(jié)的許用應(yīng)力(單位：MPa)三、其他常用聯(lián)結(jié)

1.花鍵聯(lián)結(jié)第四節(jié)軸轂聯(lián)接一般鍵長略短于輪轂寬度并應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)第四節(jié)軸轂聯(lián)接16M27.tif(1)矩形花鍵如圖16-28b所示，矩形花鍵的齒側(cè)為直線，因此加工方便；第四節(jié)軸轂聯(lián)接16M27.tif(1)矩形花鍵如圖第四節(jié)軸轂聯(lián)接標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定用熱處理后磨削過的小徑定心，定心精度高，穩(wěn)定性好，因此應(yīng)用廣泛。

(2)漸開線花鍵如圖16-28c所示，漸開線花鍵的齒廓為漸開線，因此具有以下特點(diǎn)：工藝性好，可利用加工齒輪的方法加工漸開線花鍵；齒根較厚，齒根圓較大，應(yīng)力集中較小，聯(lián)接強(qiáng)度高、壽命長；采用漸開線齒側(cè)自動(dòng)定心，定心精度高。第四節(jié)軸轂聯(lián)接標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定用熱處理后磨削過的小徑定心，第四節(jié)軸轂聯(lián)接16M28.tif第四節(jié)軸轂聯(lián)接16M28.tif第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-29銷聯(lián)接

a)圓柱銷b)圓錐銷2.銷聯(lián)接

3.過盈配合聯(lián)接第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-29銷聯(lián)接

a)圓柱銷b)第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-30圓柱面過盈配合聯(lián)接4.成形聯(lián)接第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-30圓柱面過盈配合聯(lián)接4.成第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-31成形聯(lián)接

a)柱形b)錐形第四節(jié)軸轂聯(lián)接圖16-31成形聯(lián)接

a)柱形b)第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器一、聯(lián)軸器

1.軸的相對(duì)位移圖16-32兩軸偏移形式

a)軸向偏移量xb)徑向偏移量yc)角偏移量αd)綜合偏移量x、y、α2.固定式剛性聯(lián)軸器第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器一、聯(lián)軸器

1.軸的相對(duì)位移圖第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器(1)套筒聯(lián)軸器如圖16-33所示，套筒聯(lián)軸器由套筒和鍵(銷)組成。圖16-33套筒聯(lián)軸器

a)緊定螺釘作軸向固定b)圓錐銷作軸向固定(2)凸緣聯(lián)軸器如圖16-34所示，凸緣聯(lián)軸器由兩個(gè)半聯(lián)軸器(凸緣盤)、聯(lián)接螺栓和鍵組成。第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器(1)套筒聯(lián)軸器如圖16-3第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器

圖16-34凸緣聯(lián)軸器3.可移式剛性聯(lián)軸器第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器

圖16-34凸緣聯(lián)軸器3.第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器(1)十字滑塊聯(lián)軸器如圖16-35所示，它是利用中間滑塊2與兩半聯(lián)軸器1、3端面的徑向槽配合以實(shí)現(xiàn)兩軸聯(lián)接。16M35.tif(2)齒式聯(lián)軸器如圖16-36所示，它是利用內(nèi)、外齒嚙合以實(shí)現(xiàn)兩軸相對(duì)偏移的補(bǔ)償。第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器(1)十字滑塊聯(lián)軸器如圖16第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器16M36.tif(3)萬向聯(lián)軸器如圖16-37所示,它是由中間聯(lián)接件十字銷軸聯(lián)接兩邊叉形接頭組成的。第五節(jié)聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器1