第十章 轴、联轴器、离合器 第一节概述 第二节轴 第三节联轴器 第四节离合器 第一节概述 一 轴的分类： 1 载荷、应力： 心轴:只受弯矩不受转矩 键联接：随反转件滚动，图10-1a；受变应力 空隙合作：不随反转件滚动，图10-1b；受静应力 转轴：受弯矩又受转矩，图10-2 传动轴：只受转矩或首要受转矩 心轴:只受弯矩不受转矩 键联接：随反转件滚动，图10-1a；受变应力 空隙合作：不随反转件滚动，图10-1b；受静应力 转轴：受弯矩又受转矩，图10-2 2 轴的中心线形状： 直轴：空心轴、实心轴 光轴：加工简略 阶梯轴：强度挨近、便于装置、定位 曲轴 钢丝软轴 直轴： 空心轴、实心轴 光轴：加工简略 阶梯轴：强度挨近、便于装置、定位 空心轴 曲轴:专用零件 钢丝软轴 用于受接连振荡的场合 具有平缓冲击的效果 二、联轴器、离合器 共同点： 联接两轴、与之反转、传递转矩 差异 ： 别离办法， 联轴器: 中止 离合器: 运动 第二节轴 轴的规划包含： １选定轴的资料、确认结构 ２核算强度、刚度， 关于高速轴要核算其振荡安稳性 ３制作轴的零件图 一轴的资料、挑选 一）选材依据： 1轴的作业才干、完成其才干的热处理办法 强度、刚度、振荡安稳性、耐磨性 2考虑其制作工艺等问题 二）轴的资料：碳素钢、合金钢 碳素钢： 对应力会集敏感性小、价格低廉，使用广泛 优质碳素结构钢：35、45、50钢， 45钢最常用。 热处理：调质或正火处理 不重要的或受力较小的传动轴： Q235、Q275等一般碳素结构钢 合金钢：较高的力学功能、热处理功能 使用： 受力较大并要求尺度小、分量轻或耐磨性较高的重要轴 常用：20Cr、40Cr 当温度超越300?c时，用含Mo的合金钢 受力较小而耐磨性高的轴： 为确保其硬度，用T8A、T10A等碳素工具钢 防磁：黄铜、青铜作轴 防腐：2Cr13、4Cr13等不锈钢 二轴的结构规划 轴的组成： 轴颈 轴头 轴身 轴的组成：轴颈、轴头、轴身 轴颈：轴上被支承的部分 轴头：装置轮毂部分 轴身：联接轴颈和轴头的部分 轴的结构规划要求： 1 轴和装在轴上零件要有准确的轴向作业方位， 并便于装拆、调整； 2 轴应有杰出的加工工艺性 一）轴的外形结构 图10-3a一级圆柱齿轮减速器简图 图10-3b减速器轴２的外形图 在满意作业要求的前提下，轴的外形结构应尽或许简略 加工便利、热处理时不易变形、并能削减应力会集有利于进步轴的疲劳强度 图10-3a一级圆柱齿轮减速器简图图10-3b减速器轴２的外形图 二）零件在轴上的固定办法：轴向、周向 轴向固定： 轴肩、轴环、挡环、螺母、套筒 轴肩：定位面、内圆角r， r

  轴倒角c or 外圆角r 轴环：a=(0.07~0.1)d , b=1.4a 轴向固定： 轴强度_下降轴过盈合作处的应力会集 轴强度_下降轴过盈合作处的应力会集 周向固定：平键、半圆键 销联接、紧定螺钉联接、压合联接 轴的规划首要进行强度规划 三轴的强度核算 一）按许用切应力核算轴径 校验公式 规划公式 二）按曲折和改动复合强度核算轴径 １轴的空间受力简图 ２弯矩m?图 ３弯矩m＝图 ４组成弯矩m图 ５转矩t图 ６当量弯矩mv图 ７核算轴径d式(10-4) 轴的风险截面， 键槽－削弱轴的强度－需增大轴径 键槽：１个－轴径增大4%， ２个，180。－轴径增大10％ 轴的规划过程： 1)形状不杂乱的轴： 2)首要传递转矩(不受弯矩或弯矩很小)的传动轴： 3)传递转矩、受弯矩的转轴： 1)形状不杂乱的轴：直接规划 从已知条件动身 传动轮的轮体--轴头尺度 轴承作业条件--轴颈尺度 直接结构规划 必要的校核核算 轴的安置简图--轴的零件作业图 2)首要传递转矩(不受弯矩或弯矩很小)的传动轴： 许用切应力-核算轴颈 轴的结构化 轴的终究形状和尺度 3)传递转矩、受弯矩的转轴： 弯矩与轴的详细结构有关 弯矩巨细、散布 与轴上个零件的轴向方位及支承跨距的有关 取决于轴颈尺度的巨细 轴颈尺度未守时，轴上的弯矩无法确认 转矩：许用切应力预算轴径 传递的转矩 许用切应力-轴的直径 弯矩对轴的影响用下降许用切应力的办法考虑 预算出轴径，轴的结构化规划 依据需求弯扭复合强度核算 轴的终究形状和尺度-轴的零件图 四轴的刚度核算 意图：轴的变形 载荷效果下--轴的弯扭变形 轴上零件的正常作业和传动精度 高速轴刚度缺少--共振 一)轴的改动刚度核算 相对转角 二)轴的曲折刚度核算 曲折变形：挠度、转角 工程：查表法 进步轴的强度的办法 从结构规划上下降应力会集的影响 尽或许不在轴的受载区段切制螺纹 或许时恰当放松零件与轴的合作 选用能强化资料机械功能的工艺办法进步资料的疲劳强度 减小合作外表及圆角处的加工粗糙度 对零件进行外表淬火、氮化、氰化、渗碳处理 对零件外表进行喷丸硬化、滚压加工 改用高强度资料或加大轴的剖面尺度 高强度资料对应力会集的敏感性较高 选用高强度资料时，应留意结构规划及外表粗糙度要求，不要构成较大的应力会集 第三节联轴器 分类： 刚性： 两轴能严厉对中且作业中不发生相对位移 挠性：两轴有相对位移 挠性联轴器：两轴有相对位移 无弹性元件 弹性联轴器 金属弹性元件 非金属弹性元件 选用： 基本要求： 刚性联轴器： 载荷平稳、转速安稳、同轴度好、无相对位移 无弹性元件的挠性联轴器： 有相对位移 弹性联轴器(缓冲、减振)： 同轴度不易确保，载荷、转速改动较大的场合 其他要求： 装拆便利 尺度较小 质量较轻 保护便利 装置方位： 联轴器的装置方位尽量接近轴承 联轴器类型：部分规范化 规划过程： 依据作业要求确认联轴器类型 轴径、核算转矩、作业转速、位移量、作业温度 重要场合，单个要害零件--必要的验算 联轴器、离合器的核算转矩tj t：作业转矩 tn：许用名义转矩，手册 k：载荷系数 刚性、无弹性元件的挠性联轴器：大些 弹性联轴器：小些 冲突离合器：中心值 安全离合器：小些 一刚性联轴器 一)凸缘联轴器 结构： 资料： 中等以下载荷，??35m/s，中等强度的铸铁 重载，??75m/s，铸钢、锻钢 型式：(对中办法) 1凸肩、凹槽嵌合对中： 两轴别离时需移动轴 2绞制孔、受剪螺栓对中： 两轴别离时，装卸便利 对中不易准确 要求： 制作时，准确坚持半联轴器的凸缘端面与孔的轴线笔直 装置时，使两轴准确对中 特色： 对中精度牢靠 传递转矩较大，但不能缓冲减振 要求两轴同轴度好 结构简略、使用便利 使用： 用于载荷平稳的联接 1.凸肩、凹槽嵌合对中： 制作简洁、价格较低 六角螺栓，与螺栓孔间有少数空隙 靠接合面间冲突力传递转矩 校核螺栓的尺度 螺栓预紧力 ｆ?4kt/[ (d+d1)zf ] 特色： 制作较简洁，价格较低 2.绞制孔、受剪螺栓对中： 孔、螺栓的合作：h7/k6、h7/js6 靠螺栓的剪切、揉捏传递转矩 校核螺栓的尺度 螺栓剪力 f0?2kt/(d0z) 特色： 能传递较大的转矩 二)套筒联轴器 直径相同或不同 不同联接办法 剪切销安全联轴器： 销钉资料：45钢淬火或高碳工具钢 缺陷：精度不高 销钉剪断，需泊车才干替换 长处：结构简略 使用于：很少过载的机器 刚性联轴器总结： 首要长处： 结构简洁、价格较低 缺陷： 1无法补偿两轴之间的歪斜、位移，对两轴对中性要求较高 2联轴器中均为刚性零件，缺少缓冲、吸振的才干 当两轴之间的歪斜、位移无法防止时，呈现附加应力，作业情况恶化 二挠性联轴器 补偿两轴之间的歪斜、位移的办法 １无弹性元件挠性联轴器 使用联轴器作业零件之间构成的动联接具有某一个或几个方向的活动度 ２弹性联轴器 使用联轴器弹性元件的变形来补偿 一) 无弹性元件挠性联轴器 1.盘销联轴器： 答应两轴有轴向位移， 轴向位移量?? (两盘最大空隙，0.8~1.5mm) 一) 无弹性元件挠性联轴器 空回差错?? ’ ?? ’=s/r(rad)=s/r?3438’ s-销钉与槽的空隙 r-销钉轴线与被联接轴线的间隔 销钉与槽的合作：h7/h6 或h8/h7 传动差错??: 两轴线径向位移e 引起的传动差错??=?1-?2 sin?/ sin?2=e/r r-销钉轴线与主动轴线的间隔 ??＝arcsin(sin?2?e/r) 传动差错-正弦规则 ??max＝arcsin(e/r) 减小??，应减小e，增大r 2.滑块联轴器： 首要用于联接径向位移或角位移很小的两轴 两轴偏疼距e 圆盘两榫-半联轴器的凹槽：相对移动 榫-槽：相对移动 -- 榫-槽的作业面需求加光滑剂 圆盘中心- e/2-圆周运动 离心力－正压力－加重磨损－轴和轴承附加动载荷 减小离心力－中心圆盘制成空心， 内径?0.7外径，e?0.04d(轴径) 延伸使用寿命－榫与槽的冲突外表需淬硬至55hrc，并恰当光滑 答应的径向位移?0.04d， 答应的角位移?30’ 联接部分的空隙引起空回差错，榫与槽的合作：h7/h6 3.万向联轴器： 单、双万向联轴器 1) 单万向联轴器:相交轴 结构简略，最大转角15度 联接两穿插轴 不能传递等角位移 tg?2= tg?1 cos? 瞬时传动比不稳定 均匀传动比不稳定 用于精度不高的传动 2) 双万向联轴器: 完成等角位移传动的两个条件： (1) ?1＝?2 (2)中心轴两头的万向接头环3、5应在同一平面内 传动差错 精度要求不高时，传动差错无须核算 精度要求较高时，不能疏忽 传动角差错： 若?1= ?2，? ?=0，主从轴肯定平行， 没有传动差错 实际上，? ??0， 传动角差错? ?：按正弦规则改动 空回差错??，： ??，＝(?s1+?s2+2?s3)/r 特色： 结构紧凑、保护便利 使用： 组合机床、轿车、拖拉机等传动系统 小型万向联轴器： 按规范选用 选用合金钢 二) 有弹性元件挠性联轴器(弹性联轴器) 弹性元件： 补偿两轴位移、偏斜 缓冲、吸振 贮存能量－缓冲， 弹性滞后功能－消振 使用： 频频发动、变载荷、高速、常常反向、两轴不便于严厉对中 弹性联轴器： 减小轴的改动振荡 改动传动系统的自振频率 1 金属弹性元件挠性联轴器 2非金属弹性元件挠性联轴器 1 金属弹性元件挠性联轴器 功能：杰出的补偿两轴位移、偏斜才干， 必定的缓冲、吸振才干 2 非金属弹性元件挠性联轴器 长处： 1、弹性滞后功能，具有必定的消振才干 2、单位分量贮存能量多，缓冲功能好。 3、结构简略、价格便宜 缺陷： 强度低 尺度大 寿命短 (1) 弹性套柱销联轴器 结构 与凸缘联轴器相似， 弹性套柱销－联接螺栓 资料：半联轴器－铸铁，35锻钢 柱销－35钢，正火处理 弹性套－天然橡胶或组成橡胶 挡圈－q235钢 使用： 频频发动、变载荷 作业环境 温度：－20~+50。c， 无油质及其他有害于橡胶的介质与联轴器触摸 空隙c: 以便两轴作少数的轴向移动 答应的最大位移量： 轴向 2~7.5mm 径向 0.2~0.7mm 视点1?30?~ 30? 验算公式 弹性套柱销联轴器 弹性套单位面积上的压力(载荷均布在80?的弹性套上) 柱销的曲折强度 (2) 弹性圆盘联轴器 资料： 非金属资料，皮革、橡胶、夹布胶木 弹性圆盘的弹性， 吸收有害的振荡、冲击 答应两轴作微量的径向移动、 少数的轴向移动 第四节离合器 基本要求 接合敏捷、别离完全、动作准确牢靠、平稳无冲击 结构简略、制作调整修理便利 强度高、散热好适用寿命长 分量轻尺度小 一、牙嵌离合器 牙型：矩形、梯形、锯齿形 牙数：3~60 要求传递转矩越大，选用牙数越少 要求接合时刻越短，选用牙数越多； 但牙数多时，各牙分管的载荷越不均匀 三角形牙： 传递中、小转矩 牙数为15~60 梯形牙、锯齿形： 传递中、小转矩 牙数为3~15 各牙应准确等分，以使载荷均布 功能要求： 作业外表有较高硬度，以削减磨损 资料： 低碳合金钢20cr、20mnb 渗碳淬火，牙面硬度到达56~62hrc 中碳合金钢40cr、45mnb 外表淬火，牙面硬度到达48~58hrc 牙嵌离合器的首要尺度： 从手册选取 必要时，可验算牙面上的强度合牙根曲折应力 二、冲突式离合器 (一)单圆盘式冲突离合器 (二)圆锥式冲突离合器 特色： 散热好，能主动对心； 楔形增压效果，所需轴向压紧力小 锥面加工较困难 冲突式离合器长处： 可在任何角速度下合、离 改动轴向压紧力，可调理从动轴的加快时刻 接合时，冲击振荡小 作业面存在弹性打滑，不宜用于示数数传动。 使用: 低速 不超越300r/min 轴的刚度较大，且无激烈冲击 外径的最大圆周速度

  =30m/s 1半离合器 2半离合器 3导向环 4拨叉 牙嵌离合器的承载才干 首要取决于牙根的曲折强度 矩形牙： 不便于接合，齿根强度低 传递载荷时，牙与牙之间无轴向力，别离比较困难 梯形牙： 强度较高，能传递较大载荷 能自行补偿牙的磨损和牙侧空隙，防止载荷和速度改动时因空隙而发生冲击，使用广泛 锯齿形： 强度最高 若使用倾角大的一面作业，会因牙与牙之间很大的轴向力迫使离合器别离 矩形、梯形牙： 传递双向转矩 锯齿形： 传递单向转矩 低速，用三角形： 开合比较简略 ，牙形角为30度 长处：结构简略、尺度较小、传动准确 缺陷：结合速度较低 用于两轴不反转或转速差很小时的接合，不然牙齿或许会由于受碰击而折断 2绞制孔、受剪螺栓对中： 两轴别离时，装卸便利 1凸肩、凹槽嵌合对中 两轴别离时需移动轴 型式：(对中办法) 键联接 销钉联接 紧定螺钉： 传递力矩较小 过盈合作 套筒的弹性力 * * * *

  GB T 32610-2016_日常防护型口罩技术规范_高清版_可检索.pdf