1、第第 10 10 章章 轴、联轴轴、联轴器、离合器器、离合器轴的材料材力已解决材力已解决轴的固有频率与其转动频率避开轴的固有频率与其转动频率避开重点重点轴的功用和类型轴的临界转速的概念轴的刚度计算轴的强度计算轴的结构设计轴的功用轴的功用1 1）支承回转件；）支承回转件；2 2）传递运动和动力。）传递运动和动力。 轴的类型轴的类型 按所受载荷的不同，分为：按所受载荷的不同，分为：转轴转轴同时同时承受弯矩和扭矩承受弯矩和扭矩的轴，如的轴，如减速器的轴减速器的轴。心轴心轴只只承受弯矩承受弯矩的轴的轴传动轴传动轴只只承受扭矩承受扭矩的轴，如的轴，如汽车的传动轴汽车的传动轴。转动心轴转动心轴固定心轴固定
2、心轴如如火车车轮轴火车车轮轴如如自行车前轴自行车前轴图示图示10.1 10.1 概述概述按轴线形状的不同，轴可分：按轴线形状的不同，轴可分：可以随意弯曲，把回转运动灵活地传到任意空可以随意弯曲，把回转运动灵活地传到任意空间位置。间位置。曲轴曲轴直轴直轴钢丝软轴钢丝软轴：光轴光轴阶梯阶梯轴轴实心轴实心轴空心轴空心轴:有特殊要求时，减轻重量等。有特殊要求时，减轻重量等。用以将旋转运动与往复直线运动相互转变。用以将旋转运动与往复直线运动相互转变。图例图例11.2.3 轴的结构设计轴的结构设计：轴的结构设计：确定轴的形状和全部结构尺寸。确定轴的形状和全部结构尺寸。在进行结构设计时，必须满足如下在进行结
3、构设计时，必须满足如下要求要求：轴和轴上零件要有准确的工轴和轴上零件要有准确的工作位置（定位）；作位置（定位）；便于加工，轴上零件要易于装便于加工，轴上零件要易于装拆（制造安装要求）；拆（制造安装要求）；改善受力状况，减小应力集中。改善受力状况，减小应力集中。 装配方案装配方案，就是预定出轴上主要零件的装配方向、顺序和相互就是预定出轴上主要零件的装配方向、顺序和相互关系关系。轴的结构设计1一、轴的各部名称及其功能轴上轴上安装轮毂安装轮毂的轴段。的轴段。轴上轴上安装轴承安装轴承的轴段。的轴段。1）轴头轴头：2）轴颈轴颈：4）轴肩轴肩：定位轴肩：定位轴肩：非定位轴肩：非定位轴肩：用于用于确定轴上零
4、件位置确定轴上零件位置的轴肩。的轴肩。为便于为便于安装零件安装零件而设计的轴肩。而设计的轴肩。二、拟定轴上零件的装配方案 图示图示装配方案装配方案装配方案大体决定了轴的轴向方向上的基本形状。装配方案大体决定了轴的轴向方向上的基本形状。联接轴头与轴颈联接轴头与轴颈的轴段。的轴段。3）轴身轴身：评价各方案评价各方案原则原则：1 1）轴的结构越简单越合理）轴的结构越简单越合理 2 2）装配越）装配越简单、方便越合理简单、方便越合理 三、轴上零件的定位与固定轴向固定轴向固定方法方法轴肩轴肩套筒套筒轴端挡圈轴端挡圈圆螺母圆螺母弹性挡圈等弹性挡圈等周向固定周向固定方法：方法：键键、花键花键、销销、紧紧定螺
5、钉定螺钉以及以及过盈配过盈配合合等。等。四、各轴段直径和长度的确定1. 直径的确定原则直径的确定原则1）估算的轴径估算的轴径作为作为轴上最细处的直径轴上最细处的直径。(按强度计算得到的直径按强度计算得到的直径)2）与标准件配合的轴径应与标准件配合的轴径应根据标准件的尺寸设计根据标准件的尺寸设计。3）定位轴肩定位轴肩的高度（的高度（半径差半径差） h（0.07 0.1）d12mm 。4） 滚动轴承的定位轴肩，应滚动轴承的定位轴肩，应小于轴承内圈的厚度小于轴承内圈的厚度。5）为便于零件的装拆而设计的为便于零件的装拆而设计的非定位轴肩非定位轴肩高度（高度（半径差半径差）h 12mm。2. 长度的确定
6、原则长度的确定原则1） 轴头的长度应比轮毂的宽度小轴头的长度应比轮毂的宽度小23mm ，以保证固定可靠。，以保证固定可靠。 2） 轴颈的长度一般等于轴承的宽度。轴颈的长度一般等于轴承的宽度。键槽应设计在同一加工直线上，并应尽可能采用同键槽应设计在同一加工直线上，并应尽可能采用同一规格的键槽截面尺寸。一规格的键槽截面尺寸。注意：注意：轴上应设计加工和装配所需要的工艺结构：轴上应设计加工和装配所需要的工艺结构：倒角倒角、螺纹螺纹退刀槽退刀槽和和砂轮越程槽砂轮越程槽等，等，并符合标准。并符合标准。五、轴的结构工艺性五、轴的结构工艺性 原则：原则：在满足使用要求的前提在满足使用要求的前提下，轴的结构越
7、简单越好。轴下，轴的结构越简单越好。轴的直径变化应尽可能少。的直径变化应尽可能少。End 作业： 8选做指出图中轴结构设计中的不合理之处，并绘出改进后的结构图指出图中轴结构设计中的不合理之处，并绘出改进后的结构图2.2.齿轮右侧未作轴向固定齿轮右侧未作轴向固定1.1.轴两端均未倒角轴两端均未倒角7.7.轴端挡圈未直接压在轴端轮毂上轴端挡圈未直接压在轴端轮毂上6.6.齿轮与右轴承装卸不便齿轮与右轴承装卸不便3.3.齿轮处键槽太短齿轮处键槽太短4.4.键槽应开在同一条直线上键槽应开在同一条直线上5.5.左轴承无法拆卸左轴承无法拆卸固定心轴（自行车轴）固定心轴（自行车轴）转动心轴（火车轮轴）转动心轴（火车轮轴）汽车传动轴汽车传动轴轴的类型轴的类型最小轴径估算最小轴径估算几种轴的材料的几种轴的材料的和和C值值轴的材料轴的材料Q2351Cr18Ni9Ti354540Cr,35SiMn,2Cr13,20CrMnTi1220122520303040405216013514812513511811810710798CrR(C) h b=1.4hh（0.07 0.1）d12mmh (23) R（C）h hh hh hh h轴加工工艺性轴加工工艺性汽车传动轴汽车传动轴
