机械设计 第6章轴.ppt

学习目标:  掌握键的类型、应用；平键的选择及强度计算；了解花键连接、无键连接及销连接的主要类型及应用学习重点： 平键联接的类型及选择；尺寸确定及强度计算 学习难点： 平键联接的选择及强度计算。 2、胀紧联接 — 弹性环联接 利用锥面贴合并压紧在轴毂之间的摩擦力传递扭矩。 特点：可传递较大扭矩和轴向力，无应力集中，对中性好，但加工要求较高，应用受限制。 弹性环的材料为高碳钢或高碳合金钢（65，70，55Cr2、60Cr2）并经热处理。锥角一般为12.5~17°。 1.按功能分类 2)联接销 1)定位销 3)安全销 6.4.4 销联接 1)圆柱销 — 不能经常装拆（否则定位精度下降） 2)圆锥销 — 1：50锥度，可自锁，定位精度较 高，便于装拆。 2.按形状分类 3.特殊型式销 弹性圆柱销 开口销 带螺纹锥销 槽 销 开尾锥销 6，8，10，12，14，16，18，20，22，25，28，32，36，40，45，50，56，63，70，80，90，100，110，125，140，180，200，220，250，… 键的 长度L 32×18 28×16 25×14 22×14 20×12 18×11 16×10 b×h 110～130 95～110 85～95 75～85 65～75 58～65 50～58 轴的 直径d 14×9 12×8 10×8 8×7 6×6 5×5 4×4 b× h 44～50 38～44 30～38 22～30 17～22 12～17 10～12 轴的 直径d 表1 普通平键和普通楔键的主要尺寸 mm 表2 键连接的材料、许用挤压应力及许用压力 (MPa) 30 40 50 钢 动联接 [p] 30～45 50～60 70～80 铸 铁 60～90 100～120 125～150 钢 静联接 [σp] 冲 击 轻微冲击 静载荷 载 荷 性 质 键、轴或毂的材 料 联接工作方式 许用挤压 应力、 许用压力 例1.图示牙嵌离合器的左右两半分别用键与轴1、2相联接，在空载下，通过操纵可使右半离合器沿导向平键在轴1上作轴向移动。该轴传递的转矩T=1200N·m，轴径d1=70mm，右半离合器的轮毂长度L1=130mm，行程l1=60mm，工作中有轻微冲击，离合器及轴的材料均为钢材。试选择右半离合器的导向平键尺寸，并校核其联接强度。 解：1．选择导向平键 选导向平键，查表得平键的截面尺寸  b=20mm，h=12mm，取键长L=180 mmL1+l1。 轴系结构改错 — 1 3 2 1 1.轴肩太高，轴承无法拆下； 2.应加工螺纹退刀槽，保证螺纹牙能达到预期的高度，且螺母应顶紧轴承内圈； 3.应有轴肩，否则螺母无法拧入。 例： 轴系结构改错 — 1（改正） 轴系结构改错 — 2 1.左侧键太长，套筒无法装入； 2.多个键应位于同一母线上； 3.轮毂上的键槽应为通槽。 1 2 3 轴系结构改错 — 2（改正） 轴的强度计算应根据轴的承载情况，采用相应的计算方法。常见的轴的强度计算有以下两种 1、按扭转强度计算 对于只传递扭转的圆截面轴，强度条件为 设计公式为 计算结果为 最小直径 应圆整为标准直径 对于既传递扭转又传递弯矩的轴，可按上式初步估算轴的直径 6.3.1 轴的强度计算 6.3 轴的工作能力计算 2、按弯扭合成强度计算 强度条件为 弯曲应力 扭切应力 代入得 因σb和τ的循环特性不同，折合后得 l1 l 折合系数取值 α= 0.3 ——转矩不变； 0.6 ——脉动变化； 1 ——频繁正反转。 设计公式 3 按弯扭合成强度计算轴径的一般步骤 1)将外载荷分解到水平面和垂直面。求垂直面支撑反力FV和水平面支撑反力FH ； 2)作垂直弯矩MV图和弯矩MH图 ； 3)作合成弯矩M图； 4)作转矩T图； 5)弯扭合成，作当量弯矩Me图； 6)计算危险截面轴径: 1)若危险截面上有键槽，则应加大4%； 2)若计算结果大于结构设计初步估计的轴径，则强度不够，应修改设计； 3)若计算结果小于结构设计初步估计的轴径，且相差 不大，一般以结构设计的轴径为准。 说明： l F F’ F” θ1 θ2 变形量的描述： 挠度 y 转角θ 设计要求： y ≤[y] θ≤[θ] φ≤[φ] 复习材料力学相关内容。 y 6.3.2轴的刚度设计 轴受弯矩产生弯曲变形，受扭矩作用产生扭转变形 1 弯曲变形计算 1.按微分方程求解 2.变形能法 ?适用于等直径轴 ?适用于阶梯轴