第17章轴的连接

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1、学习目标：学习目标： 1.1.了解了解轴的分类及常用材料；轴的分类及常用材料；2.2.掌握掌握轴的结构设计和强度计算方法。轴的结构设计和强度计算方法。学习学习重点：重点： 阶梯轴的结构设计和强度计算方法。阶梯轴的结构设计和强度计算方法。学习学习难点：难点： 轴的结构设计。轴的结构设计。第第1717章章 轴的连接轴的连接一、轴的功用和分类一、轴的功用和分类17.1 概述概述功用功用：用来：用来支撑支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等链轮、凸轮等, ,传传递递运动和动力运动和动力。类类型型转轴转轴-传递扭矩又承受弯矩。传递扭矩又承受弯矩。按承受载荷分有：按

2、承受载荷分有： 分类分类：按轴的形状分有：按轴的形状分有：带式运带式运输机输机减速器减速器电动机电动机 转轴转轴 1轴的功用和分类轴的功用和分类17.1 概述概述功用功用：用来：用来支撑支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等链轮、凸轮等, ,传传递递运动和动力运动和动力。类类型型转轴转轴-传递扭矩又承受弯矩。传递扭矩又承受弯矩。按承受载荷分有：按承受载荷分有： 分类分类：按轴的形状分有：按轴的形状分有：传动轴传动轴-只传递扭矩。只传递扭矩。 发动机发动机 后桥后桥 传动轴传动轴 1轴的功用和分类轴的功用和分类17.1 概述概述功用功用：用来：用来支撑支撑

3、旋转的机械零件，如齿轮、带轮、旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等链轮、凸轮等, ,传传递递运动和动力运动和动力。类类型型转轴转轴-传递扭矩又承受弯矩。传递扭矩又承受弯矩。按承受载荷分有：按承受载荷分有： 分类分类：按轴的形状分有：按轴的形状分有：传动轴传动轴-只传递扭矩。只传递扭矩。心轴心轴-只承受弯矩。只承受弯矩。 前轮轮毂前轮轮毂 固定心轴固定心轴 火车轮轴火车轮轴 车厢重力车厢重力 自行车自行车前轮轴前轮轴 支撑反力支撑反力 转动心轴转动心轴 前叉前叉 1轴的功用和分类轴的功用和分类17.1 概述概述功用功用：用来：用来支撑支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、旋转的机械零件，如齿

4、轮、带轮、 链轮、凸轮等链轮、凸轮等, ,传传递递运动和动力运动和动力。类类型型转轴转轴-传递扭矩又承受弯矩。传递扭矩又承受弯矩。按承受载荷分有：按承受载荷分有： 分类分类：按轴的形状分有：按轴的形状分有：传动轴传动轴-只传递扭矩。只传递扭矩。心轴心轴-只承受弯矩。只承受弯矩。直轴直轴光轴光轴 阶梯轴阶梯轴 1轴的功用和分类轴的功用和分类17.1 概述概述功用功用：用来：用来支撑支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等链轮、凸轮等, ,传传递递运动和动力运动和动力。类类型型转轴转轴-传递扭矩又承受弯矩。传递扭矩又承受弯矩。按承受载荷分有：按承受载荷分有：

5、分类分类：按轴的形状分有：按轴的形状分有：传动轴传动轴-只传递扭矩。只传递扭矩。心轴心轴-只承受弯矩。只承受弯矩。直轴直轴光轴光轴 阶梯轴阶梯轴 曲轴曲轴制1轴的功用和分类轴的功用和分类功用功用：用来：用来支撑支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等链轮、凸轮等, ,传传递递运动和动力运动和动力。类类型型转轴转轴-传递扭矩又承受弯矩。传递扭矩又承受弯矩。按承受载荷分有：按承受载荷分有： 分类分类：按轴的形状分有：按轴的形状分有：传动轴传动轴-只传递扭矩。只传递扭矩。心轴心轴-只承受弯矩。只承受弯矩。直轴直轴光轴光轴 阶梯轴阶梯轴 曲轴曲轴17.1 概述概述

6、挠性钢丝轴挠性钢丝轴郭宏亮教授研制n转轴：同时承受弯矩和扭矩n心轴：只受弯矩，不受扭矩n固定心轴n转动心轴n传动轴：主要受扭矩，不受弯矩或弯矩很小载荷载荷运转情况运转情况应力状态应力状态转轴转轴弯曲扭弯曲扭转转单向单向弯曲：对称弯曲：对称 扭转：脉动扭转：脉动双向双向弯曲：对称弯曲：对称 扭转：对称扭转：对称心轴心轴弯曲弯曲固定固定静应力或脉动静应力或脉动转动转动对称对称传动轴传动轴扭转扭转单向单向脉动脉动双向双向对称对称各种轴的受力12341传动轴：传动轴：T2转轴：转轴：T + M3转轴：转轴：T + M4心轴心轴 ：MMotor种种类类碳素钢：碳素钢：35、45、50、Q235 轴的毛坯

7、轴的毛坯: :一般用一般用圆钢圆钢或或锻钢锻钢，有时也用，有时也用铸钢铸钢或或球墨铸铁球墨铸铁。合金钢合金钢: : 20Cr、20CrMnTi、40CrNi、38CrMoAlA等等用途：用途：碳结构钢因具有较好的综合力学性能，应用较多，碳结构钢因具有较好的综合力学性能，应用较多， 尤其是尤其是4545钢应用最广钢应用最广。合金钢具有较高的力学性。合金钢具有较高的力学性 能，但价格较贵，多用于有能，但价格较贵，多用于有特殊要求的轴特殊要求的轴。正火或调质处理。正火或调质处理。表表17-2 轴的常用材料及其主要力学性能轴的常用材料及其主要力学性能 材料及热处理材料及热处理毛坯直径毛坯直径mm硬度硬

8、度HBS强度极限强度极限b 屈服极限屈服极限s MPa弯曲疲劳极限弯曲疲劳极限-1应用说明应用说明Q235440240200用于不重要或载用于不重要或载荷不大的轴荷不大的轴35 正火正火 520270250有较好的塑性和有较好的塑性和适当的强度，可适当的强度，可用于一般曲轴、用于一般曲轴、转轴。转轴。100149187 二二 轴的材料轴的材料表表17-2 轴的常用材料及其主要力学性能（续）轴的常用材料及其主要力学性能（续）材料牌号材料牌号 热处理热处理 毛坯直径毛坯直径 硬度硬度 mm HBSmm HBS抗拉强抗拉强度极限度极限b b屈服强屈服强度极限度极限s s弯曲疲弯曲疲劳极限劳极限-1-

9、1剪切疲剪切疲劳极限劳极限-1-1许用弯许用弯曲应力曲应力-1-1 备备 注注应用最为广泛应用最为广泛用于不太重要及受用于不太重要及受载荷不大的轴载荷不大的轴用于载荷较大，而无用于载荷较大，而无大的冲击的重要轴大的冲击的重要轴用于很重要的轴用于很重要的轴用于重要轴，性能用于重要轴，性能近于近于40CrNi40CrNi用于要求高耐磨性，用于要求高耐磨性，高强度且热处理变高强度且热处理变形很小的轴形很小的轴用于要求强度及韧用于要求强度及韧性均较高的轴性均较高的轴用于腐蚀条件下的轴用于腐蚀条件下的轴用于高、低温及腐用于高、低温及腐蚀条件下的轴蚀条件下的轴用于制造复杂外形用于制造复杂外形的轴的轴 10

10、0 400420 225 100250 375390 215 170 105 40 100 170217 590 295 255 140 100300 162217 570 285 245 135 100300 685 490 335 185 241286 100300 240270 785 570 370 210 100300 217269 685 540 345 195 100160 241277 785 590 375 220 60100 277302 835 685 410 270 200 217255 640 355 275 155 100 735 540 355 200 100 2

11、70300 900 735 430 260 100 229286 735 590 365 210 60 293321 930 785 440 280 淬火淬火 60 5662 640 390 305 160 5560707570756075 100 241 835 635 395 230 100 530 190 115 100200 490 180 110 190270 600 370 215 185 245335 800 480 290 250 45195 192渗碳渗碳 渗碳渗碳回火回火 HRC调质调质调质调质调质调质调质调质调质调质正火正火热轧或锻热轧或锻后空冷后空冷Q235A4540C