第三章 第十二章轴毂联接 轴系结构设计
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圆柱销靠过盈配合固定在销 孔中，经多次装拆会降低定 位精度和可靠性。 圆锥销具有1:50的锥度， 安装方便，定位精度高。
开尾圆锥销在联接时的防松
效果好，适用于有冲击、振 动的场合的联接。
机械设计
第三章 第十二章轴毂联接 轴系结构设计
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端部带螺纹的圆锥销 可用于盲孔或拆卸困 难的场合；
机械设计 一、 键联接 （一）平键联接 1、普通平键
第三章 第十二章轴毂联接 轴系结构设计
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§1 轴毂连接设计
（1）工作面：两侧面 工作时靠键与键槽侧面的挤压 来传递扭矩 压溃 —— 主要失效形式 （2）承载能力： 键剪断
机械设计
第三章 第十二章轴毂联接 轴系结构设计
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圆头：指状铣刀，应力集中大
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2、成形联接
“非圆截面轴与毂孔组合”
特点：无应力集中；定心好；承载能力强；加工困难。
机械设计
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§2、滚动轴承轴系结构设计 轴承不是单一的个体，它是用来支承轴 的，而轴又要带动轴上零件工作。所以轴承 的设计一定包含合理设计轴承的组合。
组合设计内容：
轴系刚度、精度问题。 组合设计要求： 固定可靠、运转灵活、保证精度、调整方便。
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3类和7类
机械设计
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Δ 不大的轴。
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用于 l 400 mm t℃不高
每个轴承承受一个方向的轴向力。
组合后，限制轴双向移动，承受双向轴向力FA。
轴承类型
FA小:60000型 FA大:30000 型 70000
安装时，轴承外圈与端盖间隙：0.25~0.4mm 很小，不必画出 ——允许轴少量热膨胀，用垫片或调整螺钉调节。
（3）结构形式 方头：盘状铣刀，应力集中小，紧定螺钉固定
一圆头一方头：指状铣刀，用于轴伸处
b)方头
c)一端圆头一端方头
机械设计 （4）特点
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静联接，周向固定，传递转矩T；不能承受轴向力及轴向固定。 2、导向平键
动联接，键固定在轴上，毂可沿键移动。
3、滑键 承载能力：耐磨性。 动联接，键固定在毂上，一起沿键槽移动。 移动距离大时，采用滑键。
机械设计
6类
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6类
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N类
机械设计
6类
第三章 第十二章轴毂联接 轴系结构设计
一对7类
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N类
一对3类
机械设计
6类
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向心推力组合
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机械设计
3、两端游动
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用于需左、右双向游动的轴，如人字齿轮的小齿轮轴。 与其相啮合的齿轮轴系：两端单向固定（保证两轴都得 到轴向定位）
工作面过度磨损（动联接） 键剪断（过载才发生）
机械设计
第三章 第十二章轴毂联接 轴系结构设计 普通平键的主要尺寸
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机械设计 强度条件：
p 普通平键：
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2T / d [ p ] h l
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（压溃） （耐磨）
压强： p
2T / d [ p] h l
2、类型：
齿形
矩形花键
渐开线花键
毂
B 毂
C
轴
轴
d
D
机械设计
第三章 第十二章轴毂联接 轴系结构设计
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3、定心方式： 矩形——内径定心； 渐开线——齿面定心； 其 它 定 心 方 式
4、特性： （1）齿对称布置，受载均匀； （5）可用于“动”、“静”；
（2）齿浅，应力集中↓；
（3）承载↑； （4）定心好；
机械设计 第三章 第十二章轴毂联接 轴系结构设计 2、圆锥面过盈联接——轴端 螺纹联接 毂微量移动（过盈小、轻载）
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液压装卸法：装、卸时注入高压油（过盈量大、重载）
四、弹性环（胀套联接） 装拆方便
力闭合特点：优——定心性好、结构简单、无应力集中 缺——装拆困难（弹性环除外）、尺寸精度高
机械设计 五、销联接
一段管子压住内圈敲入。
机械设计
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2、装拆
装：
温差法（大尺寸轴承）：热油＜80~90℃加热轴承或
干冰冷却轴颈。
压入法（大批量）：中小型轴承用软锤敲入或用一段管 子压住内圈敲入。
机械设计
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拆：专用拆卸器。
轴肩高度低于内圈高度的3/4。
机械设计
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二、轴承的轴向固定及装拆 1、轴承内、外圈的轴向固定 根据轴向载荷大小选用不同结构，如轴端挡圈、圆 螺母、套筒、弹性挡圈、端盖等。
机械设计
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2、装拆 装： 温差法（大尺寸轴承）：热油＜80~90℃加热轴 承或干冰冷却轴颈。 压入法（大批量）：中小型轴承用软锤敲入或用
第十二章
轴系结构设计
§1 轴毂连接设计
§2 滚动轴承轴系结构设计
§3 提高滚动轴承轴系性能的措施
• 本章的学习要点 – 了解键、花键、销联接的类型、特点和应用 – 了解滚动轴承轴系结构设计 – 了解轴系润滑、密封的方法
机械设计
第三章 第十二章轴毂联接 轴系结构设计
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– 如何考虑轴毂连接？ – 如何滚动轴承轴系结构设计？ – 如何对轴上零部件进行定位与固定？ – 如何实现机器的润滑和密封的？ – 如何考虑支架和箱体的结构？
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3、齿轮传动
机械设计
4、蜗杆传动
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三、 密封装置设计
对密封装置的基本要求如下： (1)在要求的压力和温度范围内具有良好的密封性能； (2)摩擦阻力小，摩擦系数稳定； (3)磨损少，磨损后在一定程度上能自动补偿，工作寿命长； (4)结构简单，尽可能标准化、系列化，便于装拆、维修，价格低廉
机械设计
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2、一端双向固定、一端游动（单支点双向固定）：
用于 l 400 mm
t℃较高 补偿Δ
Δ 大的轴
（游动端自由伸缩）
固定端：承受双向轴向力 （6；一对3、7类；向心推力组合） 游动端：补偿 Δ ，防止卡死 内圈与轴固定
6类：外圈与座间游动 N类：滚子与外圈间游动
机械设计
四、 密封装置设计
第三章 第十二章轴毂联接 轴系结构设计
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目的：1） 防止润滑剂从轴承中流失；
2） 防止灰尘、水分浸入。
分类： 静止式— 无相对运动 接触式— 线速度较低时用 非接触式— 线速度较高时用
机械设计
第三章 第十二章轴毂联接 轴系结构设计
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垫片密封 毡圈密封，脂润滑v＜5m/s 密封圈密封，油润滑v＜ 4~12m/s
销轴用于两零件的铰 接处，构成铰链联接 销轴通常用于开口销 锁定，工作可靠，装 拆方便。 槽销上有辗压或模锻出的三条纵向沟槽， 将槽销打入销孔后，由于材料的弹性使销 挤压在销孔中，不易松脱，因而能承受振 动和变载荷。
机械设计 第三章 第十二章轴毂联接 轴系结构设计 根据用途不同可分为： 定位销：确定相对位置 联接销：用于联接，可传递不大的载荷 安全销：安全装置中的过载剪断元件
注意结构图
静止件与运动件不能直接接触，轴与端盖间应有间隙。
机械设计 • 唇形油封密封
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42ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
机械设计
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非接触式——不受速度限制
机械设计
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布置预习内容
• 二级项目的连接件设计计算。
– 所设计的机器采用哪些类型的螺纹连接？ – 分析所用螺栓的受力情况。 – 螺纹连接的主要失效形式是什么？ – 如何正确进行螺栓组的结构设计？ – 如何采取螺纹连接的防松措施？
正确合理考虑轴承安装、固定、调整、密封、润滑、
机械设计
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一、滚动轴承轴系的固定
在轴向载荷、附加轴向力作用下，滚动轴承轴系有
“左移”、“右移”趋势，防止轴向窜动，三种固定结 构：
6类
1、两端单向固定（双支点单向固定）
机械设计
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3、↑强度的方法 若σp>[σp]，可采用如下措施：
（1）↑键长L，但Lmax=（1.6~1.8)d，否则承载不均。
（2）采用双键，按180°布置，考虑承载不均，按 1.5个计算。但对轴削弱大。
机械设计
（三）半圆键 1、特性
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1）键的摆动适应毂键槽的斜度；
2）侧面为工作面，传T，不能传轴向力；
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方便拆卸：钩头楔键
机械设计
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2、切向键：两个单面斜楔构成 工作面：上、下两面 靠互压传载，有一个面必须与轴线共面， 双向T需用双键(120°)。
工作面 毂
轴
1:100
机械设计 （五）花键联接
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1、组成：内花键、外花键
（6）渐开线较矩形根部↑， 承载↑， 定心精度高，宜用于 载荷大、尺寸大场合。
机械设计 三、过盈联接