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1、11.2轴的机构设计11.2 11.2 轴的结构设计轴的结构设计11.2.1轴结构设计概述轴结构设计概述 轴的结构设计是确定轴的轴的结构设计是确定轴的形状形状和和尺寸尺寸。以转轴为例以转轴为例4 4）提高轴的强度。）提高轴的强度。1、轴的结构要满足的条件、轴的结构要满足的条件1）轴上的零件要有准确定位与固定。）轴上的零件要有准确定位与固定。 2）轴上零件应便于装拆和调整。）轴上零件应便于装拆和调整。3）轴应具有良好的装配、加工工艺性。）轴应具有良好的装配、加工工艺性。2、轴的基本形状、轴的基本形状 阶梯轴阶梯轴3 3、轴的各部分的名称、轴的各部分的名称连接轴颈和轴头的轴段。连接轴颈和轴头的轴段
2、。 轴头：轴头： 安装轮毂的轴段。安装轮毂的轴段。轴颈：轴颈：安装轴承的轴段。安装轴承的轴段。轴身：轴身：轴头轴头轴头轴头轴颈轴颈轴颈轴颈轴身轴身练习：指出图中各轴段的结构。练习：指出图中各轴段的结构。轴环轴环轴头轴头 轴身轴身轴颈轴颈1 1、轴向固定作用、轴向固定作用保证零件在轴上有准确的位置。保证零件在轴上有准确的位置。防止零件沿轴向移动。防止零件沿轴向移动。将零件上的轴向力通过轴传给轴承将零件上的轴向力通过轴传给轴承。11.2.2 11.2.2 轴上零件的轴向固定轴上零件的轴向固定2、零件轴向固定的方法、零件轴向固定的方法1）轴肩与轴环）轴肩与轴环轴肩轴肩轴环轴环 方法简单可靠、装拆方便
3、，但需在轴端方法简单可靠、装拆方便，但需在轴端 加工螺纹孔。加工螺纹孔。2）轴端挡圈固定）轴端挡圈固定用于固定轴端的零件用于固定轴端的零件。3）定位套筒）定位套筒定位套筒固定可靠，承受轴向力大。定位套筒固定可靠，承受轴向力大。多用于轴相邻零件相距不远的场合。多用于轴相邻零件相距不远的场合。 轴上要切制螺纹，用圆螺母的端面压紧零轴上要切制螺纹，用圆螺母的端面压紧零件端面。件端面。4）双螺母固定）双螺母固定用于轴承与零件之间的距离较大。用于轴承与零件之间的距离较大。 用侧面压紧被定位零件的端面。用侧面压紧被定位零件的端面。5）弹簧挡圈固定弹簧挡圈固定 用于轴向力小的场合，常用于滚动轴承用于轴向力小
4、的场合，常用于滚动轴承的轴向固定。的轴向固定。 有周向固定作用，但受力小不宜用于转有周向固定作用，但受力小不宜用于转速较高的轴。速较高的轴。6）紧定螺钉、销钉固定紧定螺钉、销钉固定用于光轴上的零件固定。用于光轴上的零件固定。1、键、花键固定、键、花键固定11.2.3 轴上零件的周向固定轴上零件的周向固定防止零件与轴产生相对转动防止零件与轴产生相对转动键联接键联接花键联接花键联接2 2、过盈配合联接、过盈配合联接3、紧定螺钉、销钉固定、紧定螺钉、销钉固定1、定位轴肩或轴环高度、定位轴肩或轴环高度h应大于轴上零件的倒应大于轴上零件的倒 角尺寸角尺寸c 或外圆角或外圆角r尺寸。尺寸。 四、零件固定要
5、注意的问题四、零件固定要注意的问题h = c（r）+（0.52)mmhcch rh r零件零件2 2、为保证零件端面能靠紧定位面，、为保证零件端面能靠紧定位面，轴肩圆角半径轴肩圆角半径 R R必须小于零件轮毂孔必须小于零件轮毂孔的圆角半径的圆角半径 R R1 1 或倒角高度或倒角高度c c1 1。1RR 1CR R R1合理合理 R c13、安装滚动轴承的轴肩高度必小于、安装滚动轴承的轴肩高度必小于 轴承内圈高度，以便轴的拆卸。轴承内圈高度，以便轴的拆卸。拆卸轴承的工具拆卸轴承的工具4 4、轴上键槽不要超过轴头的长度键、轴上键槽不要超过轴头的长度键mmBL25 5、轴与其他零件相配合时，轴头与
6、应、轴与其他零件相配合时，轴头与应 缩进（缩进（2-32-3）mmmm，以保证轴向压紧。，以保证轴向压紧。LB11.2.4 轴的结构工艺性轴的结构工艺性结构应尽量简单。结构应尽量简单。方便加工和装配，减少劳动量。方便加工和装配，减少劳动量。提高轴的疲劳强度。提高轴的疲劳强度。1 1、轴两端应有倒角、轴两端应有倒角2 2、需切制螺纹时，应留有螺纹退刀槽、需切制螺纹时，应留有螺纹退刀槽 3 3、轴上的某轴段需磨削时，应留有、轴上的某轴段需磨削时，应留有 砂轮的越程槽。砂轮的越程槽。 4 4、键槽应置于轴的同一条母线上。、键槽应置于轴的同一条母线上。母线母线5 5、一根轴上直径相近的轴段所有圆角半、
7、一根轴上直径相近的轴段所有圆角半 径、倒角尺寸、螺纹退刀槽、砂轮越径、倒角尺寸、螺纹退刀槽、砂轮越 程槽、键槽宽度应尽可能统一程槽、键槽宽度应尽可能统一 。 6 6、当采用过盈配合联结时，配合轴段、当采用过盈配合联结时，配合轴段 的零件装入端，常加工成导向锥面。的零件装入端，常加工成导向锥面。五、提高轴的承载能力的方法五、提高轴的承载能力的方法 直径突变处应平滑过渡，制成圆角，圆直径突变处应平滑过渡，制成圆角，圆角半径尽可能取大些。角半径尽可能取大些。1、减少应力集中、减少应力集中1） 尽量避免截面形状的突然变化，相邻尽量避免截面形状的突然变化，相邻 轴段直径相差不能太大，一般取轴段直径相差不
8、能太大，一般取 （510）mm 左右。左右。 2 2） 用盘铣刀要比用端铣刀铣出的键用盘铣刀要比用端铣刀铣出的键 槽槽低过渡平缓，应力集中小。槽槽低过渡平缓，应力集中小。（3 3） 过盈配合的轴，可通过增大配合过盈配合的轴，可通过增大配合 处的直径、在轴上或轮毂上开处的直径、在轴上或轮毂上开 减荷槽等来减小应力集中。减荷槽等来减小应力集中。（4）尽量避免在轴上开横孔、切口）尽量避免在轴上开横孔、切口 或凹槽、制螺纹等。以免削弱或凹槽、制螺纹等。以免削弱 轴的强度和造成应力集中源。轴的强度和造成应力集中源。 降低表面粗糙度、进行表面强化处降低表面粗糙度、进行表面强化处理（碾压、喷丸渗碳淬火、渗氮
9、或高频理（碾压、喷丸渗碳淬火、渗氮或高频感应加热淬火）感应加热淬火）2、提高轴的表面质量、提高轴的表面质量练习：练习：指出图中结构不合理的地方，并改正。指出图中结构不合理的地方，并改正。 11、箱盖与箱体之间无调节环、箱盖与箱体之间无调节环5 52、轴环、套筒的高度超过轴承内圈、轴环、套筒的高度超过轴承内圈2 22 23 33、键槽长度过长、键槽长度过长4 44、轴头过长、轴头过长5、键的位置不合理、键的位置不合理66、无轴肩、无轴肩77、无毛毡圈、无毛毡圈88、端盖无凹坑、端盖无凹坑99、轴端不无倒角、轴端不无倒角正确结构正确结构 端盖端面无凹坑加工量大端盖端面无凹坑加工量大 无定位轴肩无定位轴肩 端盖无密封端盖无密封 键槽太长键槽太长无非定位轴肩无非定位轴肩 套筒太高套筒太高 轴承没定位轴承没定位 轴向定位不确定轴向定位不确定 轴承用错或装错轴承用错或装错 无调整垫片无调整垫片轴结构错误更正轴结构错误更正轴环太高轴环太高轴向定位不确定轴向定位不确定无螺纹退刀朝槽无螺纹退刀朝槽轴承配合不利轴承配合不利键槽太长键槽太长套筒太高套筒太高键槽位置键槽位置不对不对