传动件的特点
在机械设备中,轴、键、联轴器和离合器是最常见的传动件,用于支持、固定旋转零件和传递扭矩。
一、轴
轴是机器中重要零件之一,用于支承回转零件和传递运动和动力。
(一)轴的分类和特点
1.按承受载荷的不同,轴可分为转轴、传动轴和心轴。
(1)转轴:既传递扭矩又承受弯矩,如齿轮减速器中的主、从动转轴。
(2)传动轴:只传递扭矩而不承受弯矩或弯矩很小,如汽车的传动轴。
(3)心轴:只承受弯矩而不传递扭矩,如自行车的前轴。
2.按轴线的形状不同,轴可分为直轴、曲轴和挠性钢丝轴。
(1)直轴的轴线是一条直线,在工程中,大多数的轴是直轴。
(2)曲轴的轴线不是一条直线,常用于往复式机械设备中,将旋转运动转换成往复运动,或将往复运动转换成旋转运动,如活塞式压缩机的主轴和燃油发动机的主轴。
(3)挠性钢丝轴是由几层紧贴在一起的钢丝层构成,可以把转矩和旋转运动灵活地传到任何位置,常用于振捣设备中。
(二)轴的材料
轴的材料通常采用碳素钢和合金钢,在碳素钢中常采用中碳钢;对于不重要或受力较小的轴,常采用碳素结构钢;对于有特殊要求的轴,常采用合金钢。
(三)轴的设计和计算
1.轴的结构设计应满足制造与安装要求;轴上零件的定位与固定要求;改善轴的受力状况以及减小应力集中等要求。
2.轴的设计计算
轴的强度、刚度计算的准则应满足轴在承担载荷后的强度和刚度要求,必要时还必须校核其振动稳定性。
(1)轴的强度计算
轴的强度计算有按扭转强度计算和按弯扭合成强度计算两种方法。
(2)轴的刚度计算
轴的刚度不足,将会产生较大的变形而影响机器的工作。轴的刚度分为弯曲刚度和扭转刚度,前者以挠度或偏角来度量,后者以扭转角来度量。
轴的刚度计算通常是计算轴承载时的变形量是否小于允许值。因此,轴的刚度计算包括“轴的弯曲变形计算”和“轴的扭转变形计算”两项。
(3)轴的强度计算步骤
·轴的受力分析与计算:根据轴上的载荷情况,计算出轴的内力,画出弯矩、扭矩、轴力、剪力等内力图。
·初步设计计算:按扭转强度或弯扭组合强度初选截面。
·精确校核:按疲劳强度或静强度进行精确校核。
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