1、第十章 轴、联轴器、离合器,第一节 概述,第三节 联轴器,第二节 轴,第四节 离合器,本章重点,1、轴的分类 2、轴的结构改错 3、轴的强度计算公式符号含义 4、联轴器与离合器的区别与联系,第十章,结束,1、功用：1）支承回转零件2）传递运动和动力,2、分类：,按承载情况分：,转轴同时承受扭矩和弯矩,心轴只受弯矩,传动轴主要受扭矩,第一节 概述,第一节 概述,转轴同时受扭矩和弯矩,第一节 概述,心轴只受弯矩不传递扭矩（T=0）,第一节 概述,自行车工作时前轮轮毂和滚珠一起相对于前叉和车轴转动，而车轴本身固定不动，且仅承受横向力产生的弯矩，故自行车前轮轴为固定心轴,第一节 概述,传动轴主要受扭矩
2、,第一节 概述,0轴： 轴轴： 轴轴： 轴轴： 轴轴： 轴轴： 轴,传动轴,转轴,心轴,转轴,转轴,心轴,第一节 概述,按轴线形状分,直轴：,阶梯轴,光轴,曲轴,钢丝软轴,第一节 概述,联轴器与离合器的相同点：都用于联接两根轴，将原动轴的运动传递给从动轴,联轴器与离合器的区别：,联轴器联接的两轴，只有在停机时，才能分离。,离合器联接的两轴，在运行过程中结合或分离。,第一节 概述,第二节 轴,一、轴的材料及选择,对材料的要求：（1）足够高的疲劳强度（2）应力集中影响小（3）良好的加工工艺性,常用的材料：,一般轴：普通碳素钢A3、A4、A5,比较重要的轴：优质碳素钢30、35、40、45、50最常
3、用，正火或者调质,特殊的轴：合金钢和碳素工具钢,第二节 轴,轴的常用材料、热处理方法及主要机械性能，见表10-1,注意：,1）合金钢比碳素钢具有更高的机械强度，可淬性较好，但对应力集中比较敏感，价格较贵,2）合金钢的弹性模量和碳素钢差不多，故用合金 钢代碳素钢，不能提高轴的刚度。,二、轴的结构设计,轴头 轴颈 轴环，轴肩,第二节 轴,轴的结构应满足：,1、轴和装在轴上的零件要有准确的轴向和周向位置，便于装拆调整,2、轴应有良好的加工工艺性和装配工艺性,（一）轴的外形结构,第二节 轴,1、零件的轴向定位,1）轴肩和轴环,要求 r轴R孔 或r轴C孔,错误,正确,（二）零件在轴上的固定方法,第二节
4、轴,错误,正确,要求轴肩高度滚动轴承内圈高度,第二节 轴,轴承拉马，三个拉爪要钩住轴承的内圈。,2）套筒,3）轴用圆螺母,螺纹退刀槽,砂轮越程槽,第二节 轴,用轴肩、轴环、套筒、圆螺母、轴端挡圈进行零件的轴向定位时，为保证轴向定位可靠，要求L轴L毂,4）轴端挡圈,第二节 轴,第二节 轴,错误,正确,5）轴承端盖,6）弹性挡圈,7）锁紧挡圈、紧定螺钉或销,轴承端盖与机座间加垫片，以调整轴的位置,第二节 轴,8）圆锥面（+挡圈、螺母）,2、零件的周向定位,1）键,2）花键,同一轴上键槽位于圆柱同一母线上，且取相同尺寸,第二节 轴,3）紧定螺钉、销,4）过盈配合,第二节 轴,轴系结构设计及改错重点内
5、容,轴系结构改错,四处错误,正确答案,三处错误,正确答案,第二节 轴,两处错误,正确答案,第二节 轴,三、轴的强度计算,（一）按许用切应力计算轴径,适用：1）初估轴径，2）只受扭矩,按扭转强度条件：,T许用剪应力,第二节 轴,设计公式:,C随许用扭转剪应力而变化的系数，其大小决定于所选用的轴的材料和载荷的性质,表10-2,1)当轴上无轴向载荷时，C取较小值，有轴向载荷时，C取较大值,2)求出的轴的直径一般是最细处的直径,注意：,3)有键槽的轴段应放大（3-5）%（1个）或（7-10）%（2个），然后再圆整到标准直径,4)求得dmin后以此为依据进行轴的结构设计。,第二节 轴,（二）按弯曲和扭转
6、复合强度条件计算轴径,以图105轴为例：,1）绘制出轴的空间受力简图,第二节 轴,2）绘制垂直面内弯矩M图,3）绘制水平面内弯矩M图,4）合成弯矩,5）绘制扭矩T图,6）合成当量弯矩,与扭矩性质有关的校正系数,7）计算轴的直径,可求出轴的危险截面直径,第二节 轴,轴设计的一般步骤：,1）简单形状的轴，从已知条件直接结构设计中间进行简单的校核设计,2）承受扭矩，弯矩=0或很小时，按计算d,3）弯矩，扭矩都较大的情况，扭矩dmin结构初定Mv校核完成结构设计,第二节 轴,四、轴的刚度计算,（一）弯曲刚度,用挠度y和偏转角来衡量,挠曲线方程为:,E材料的弹性模量,I轴的惯性矩,上式积分一次，即得轴各
7、截面转角方程(x)，积分两次得挠度方程y(x),要求：yy ,y 许用挠度和转角,第二节 轴,（二）扭转刚度 限制其扭转角,光轴:,T转矩（Nm） L轴受转矩作用的长度,G材料的剪切弹性模量,IP轴截面的极惯性矩,第二节 轴,第三节 联轴器,类型：,刚性联轴器两轴严格对中，工作中无相对位移,挠性联轴器两轴有相对位移（轴向，径向，角位移，综合位移）,挠性联轴器,无弹性元件,金属弹性元件,非金属弹性元件,（弹性联轴器）,第三节 联轴器,联轴器选型：,根据工作要求（d,T,n）确定联轴器型号,TjKTTn,（计算转矩许用名义转矩 ）,一、刚性联轴器,（一）凸缘联轴器,第三节 联轴器,（二）套筒联轴器
8、,可由紧定螺钉、过盈配合、销、弹性套筒联接,刚性联轴器：,缺点无法补偿两轴偏斜、位移，不能吸振,优点构造简单，价格低,第三节 联轴器,二、挠性联轴器,利用零件间的动联接 利用弹性元件,（一）无弹性元件挠性联轴器,1盘销联轴器,安装时允许有轴向误差=0.81.5mm,第三节 联轴器,工作时的空回误差:,s销钉与槽之间的间隙,精密传动时，由于轴线不重合引起的传动误差,第三节 联轴器,2滑块联轴器-,允许径向位移，很小的角位移,第三节 联轴器,3万向联轴器,（1）单万向联轴器,精度不高,（2）双万向联轴器实现等角位移的传动,第三节 联轴器,（二）有弹性元件的挠性联轴器（弹性联轴器）,适用频繁起动，变
9、载荷，高速运转，需缓冲吸振,1金属弹性元件挠性联轴器,第三节 联轴器,2非金属弹性元件挠性联轴器,弹性滞后，缓冲性能好，结构简单,（1）弹性套柱销联轴器,第三节 联轴器,（2）弹性圆盘联轴器,-小型精密机械中应用,弹性圆盘皮革，橡胶，夹布胶木,第三节 联轴器,第四节 离合器,一、牙嵌式离合器，适于低速下两轴的扭合与分离。,离合器的齿形有：,1)矩形,2)梯形,3）锯齿形,4)三角形：,第四节 离合器,二、摩擦式离合器,靠摩擦盘接触面之间产生的摩擦力来传递转矩的,因而能在运转过程中平稳地离与合，减小接合时冲击和振动，过载时离合器会打滑，避免其它零件的损坏。,1)单圆盘式摩擦离合器,第四节 离合器,2)单圆锥式摩擦离合器,第四节 离合器,三、特殊用途离合器(略),1安全离合器,a) 弹簧式,b) 滚子安全离合器,2.单向传动离合器,第四节 离合器,
