为使轴便于装配,轴端应有倒角 、中心孔。 对于阶梯轴常设计成两端小中间大的形状,以便于零件从两端装拆 轴肩高度不能妨碍零件的拆卸
轴上的零件多数都是标准零件,如滚动轴承、联轴 器、圆螺母等,因此与标准零件配合处的轴段尺寸必须 符合标准零件的标准尺寸系列.
加大轴肩处的过渡圆角半径和减小轴肩高度,就 可以减少应力集中,从而提高轴的疲劳强度。提高轴的 表面质量、合理分布载荷等也可以提高轴的疲劳强度
特点:定位可靠,结构简单,加工方便,可承受较 大的轴向力。 应用:齿轮、带轮、联轴器、轴承等的轴向定位。 轴上间距不大的两零件的轴向定位。与滚动轴承组 合时,套筒的厚度不应超过轴承内圈的厚度,以便 轴承拆卸。
特点:定位可靠,装拆方便,可承受较大的轴向力 由于切制螺纹使轴的疲劳强度下降 应用:常用于轴的中部和端部
轴有实心轴、空心轴(车床的主轴)、曲轴、挠性钢丝轴和直轴。 直轴又可分为截面相等的光轴和截面分段变化的阶梯轴 工程中最常见的是同时承受弯矩和转矩作用的阶梯轴
轴的形状要力求简单,阶梯轴的级数应尽可能少,轴上各段的圆角半径、 倒角等尺寸应尽可能统一,以利于加工和检验
为了保证轴上零件靠紧 定位面,轴肩处的圆角半 径R必须小于零件内孔的 圆角R1 或倒角C1
常用的轴向固定措施还有:轴的一端可采 用轴端压板,如图(a)、套筒过长可 采用圆螺母,如图(b)、受载较小时 可采用弹性挡圈,如图(c)、紧定螺 钉如图(d)所示和销钉等固定。
件有相对滑动的部位还应具有较好的耐磨性 (1)碳素钢 工程中广泛采用35、45、50等优质碳素钢
对于轻载和不重要的轴也可采用Q235、Q255等普通碳素钢 (2)合金钢 常用于高温、高速、重载以及结构要求紧凑的 轴,有较高的力学性能,但价格较贵,对应力集中敏感,所 以在结构设计时必须尽量减少应力集中. 40Cr 35SiMn (3)球墨铸铁 耐磨、价格低,但可靠性较差,一般用于形 状复杂的轴
4.形状上应尽量减小应力集 中; 5.为了便于轴上零件的装拆, 将轴制成阶梯轴。
步骤与此类似,其中结构设计与验算工作能力 往往是交叉进行的,也是最重要的两步。
长期承受交变应力作用下的疲劳破坏是轴的主要失效形式 因此,轴的材料要求具有较好的强度、韧性,与轴上零
做回转运动的传动零件, 如图所示减速器示意图中 的齿轮、联轴器等,都是 安装在轴上,并通过轴实 现传动。因此,轴的主要 功用就是支承零件并传递 运动和动力。
传动轴─只承受扭矩的轴,如汽车的传动轴。 心 轴─只承受弯矩的轴,如火车车轮轴。 转 轴─同时承受弯矩和扭矩的轴,如减速器的轴。
轴的结构设计主要取决于轴在机器中的安装位置及 形式,轴上零件的定位、固定以及联接方法,轴所承 受的载荷,轴的加工工艺以及装配工艺要求等
如果轴的结构设计不合理,可能会影响轴的工作能 力,增加轴的制造成本或轴上零件装配的困难。因此 轴的结构设计是轴设计中的重要内容
如图所示,共有6处错误。 (1)轴肩高度超过轴承内圈高度,轴承无法拆卸; (2)键过长,无法装配; (3)轴头长度太长(轮毂长度过短),轮毂定位不准确; (4)套筒高度超过轴承内圈高度,轴承无法拆卸; (5)轴承处直径和右端直径一样,导致装配和加工难度增加; (6)没有密封装置,导致润滑剂流失。
(1)结构设计要求 轴应具有合理的结构形状和尺寸。 (2)工作能力要求 轴应具有足够的疲劳强度,对于某 些特殊用途的轴,还应有刚度、振动稳定性等方面的要求
特点:结构简单紧凑,只能承受很小的轴向力。 应用:常用于固定滚动轴承等的轴向定位
为了传递运动和转矩,防止轴上零件与轴作相对转动,轴 上零件的周向固定必须可靠。常用的周向固定方法有键、花键、 销和过盈配合等联接。
9.1 概 述 9.2 轴的材料 9.3 轴的结构设计 9.4 轴的工作能力计算 9.5 轴的使用与维护
1.主要内容 轴的类型、应用、结构设计以及工作能力的校核 2.重点、难点提示 轴的结构设计以及工作能力的校核。 轴是机器中的重要零件之一,应用金年会官方网站首页入口很广。 因为它是一个非标准零件,所以轴的设计工作非常重要。