轴
机械基础轴详解
周向固定方法 —— 键联接
特点：制造简单，装拆方便，对中性好 ； 应用：应用最广；同一轴上键槽位于圆柱同一母 线上，且取相同尺寸
周向固定方法 —— 花键联接
特点：接触面积大，承载能力高，对中性和导向性好 ； 应用：适用于载荷较大和对定心精度要求较高的动联 接或静联接 ；
周向固定方法 —— 紧定螺钉固定
（1）轴肩、轴环
特点：结构简单，定位可靠，可承受 较大轴向力；
但是使轴径增大，引起应力集 中。
轴肩
轴环
错误
正确
特点：结构简单，定位可靠，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；
（2）套筒
轴向固定方法 —— 套筒定位
特点：固定可靠，承受轴向力大； 应用：多用于轴上相邻两零件相距不远的场合；
轴的结构
倒角
砂轮越程槽 轴端、轴颈与轴肩（或轴环）的过渡部位应有倒角或过度
圆角，便于轴上零件的装配，避免划伤配合表面，减少应 力集中，尽可能使倒角（或圆角半径）一致，以便于加工。 螺纹退刀槽或砂轮越程槽，防止破坏零件左端面。 当轴上有两个以上键槽时，槽宽应尽可能相同，并布置在 同一条直线上，以利于加工。
传动轴
特点：工作时只承受扭距，不承受弯矩或 承受很小的弯矩，仅起传递动力的作用。
转轴
特点：工作时既承受弯矩，又承受扭距， 既起支撑作用又起传递动力作用，是机器 中最常用的一种轴。
心轴——只受弯矩不传递扭矩
自行车前轴属于哪种？
传动轴——主要受扭矩
转轴——同时受扭矩和弯矩
转轴的结构
轴的结构应满足的要 求：
按轴线形状分 直轴： 光轴 阶梯轴
曲轴
§3—1 轴
1、光轴特点：形状简单，加工容易，应力集中源较 少；轴上零件不易装配及定位。如自行车心轴、车床 光杠。
机械设计-轴的类型
机械设计-轴的类型轴是机械设计中常见的几何元素之一，它是机械传动系统的重要组成部分，在许多工业领域得到广泛应用。
根据不同的工作应用，轴可以分为多种类型。
本文将介绍几种常见的轴类型及其特点。
1. 普通轴普通轴是最常用的轴类型。
其截面通常是圆形，具有均匀分布的负载能力，适用于各种中小型传动系统。
普通轴可根据应用要求配备各种轴承和联轴器，保证机械传动系统的顺畅运转。
2. 键轴键轴，顾名思义，是在轴身上装有键槽的轴型。
键槽可以用来固定轴承或是连接其它部件，通常被用于高负载的机械传动系统中。
键轴的优点在于能够承受大量的转矩，且易于装配和拆卸。
3. 花键轴花键轴又称齿轴。
它与键轴相似，但花键的形状是斜齿状的。
花键轴通常用于需要承受较大扭矩的高功率传动系统中，它的斜齿形能提供更强的连接力和垂直方向上的剪切扭矩。
4. 球轴球轴是一种将球组成的元件嵌入轴体内的锥形轴。
它主要用于具有紧凑空间限制的应用程序。
由于球轴在高扭矩应用中表现出非常大的抗曲率能力，因此常常被用作齿轮箱的输出轴。
5. 螺旋轴螺旋轴是将螺旋线作为轴体的一种轴型。
相比于传统的圆形轴，螺旋轴的构造更强；这使得它在使用时能够减少振动和噪音，同时提供更大的扭矩传递能力。
螺旋轴通常用于高速和高扭矩应用程序中。
6. 中空轴中空轴是具有中空孔的轴型。
在一些应用中，允许轴与管道或丝杆相连接，以便传输气体、液体或其他物质。
中空轴通常用于旋转机器、涡轮机及涡轮喷气发动机等高技术应用领域。
总之，不同类型的轴具有各自独特的特点和应用范围。
了解不同类型的轴有助于确保设计的机械传动系统能够正常运行和提高效率。
轴的介绍
四、轴类零件的材料
轴类零件材料的选取，主要根据轴的强度、刚度、耐磨性以及制造工艺性而决定， 力求经济合理。常用的轴类零件材料有 35、45、50优质碳素钢，以45 钢应用最为广泛。 1) 对于受载荷较小或不太重要的轴也可用Q235、Q255等普通碳素钢。 2）对于受力较大，轴向尺寸、重量受限制或者某些有特殊要求的可采用合金钢。 如40Cr合金钢可用于中等精度，转速较高的工作场合，该材料经调质 处理后具有较好的综合力学性能； 3)选用Cr15、65Mn等合金钢可用于精度较高，工作条件较差的情况，这些材料经 调质和表面淬火后其耐磨性、耐疲劳强度性能都较好； 4)若是在高速、重载条件下工作的轴类零件，选用20Cr、20CrMnTi、20Mn2B等低 碳钢或38CrMoA1A渗碳钢，这些钢度也大大提高，因此具有良好的耐磨性、 抗冲击韧性和耐疲劳强度的性能。 5)球墨铸铁、高强度铸铁由于铸造性能好，且具有减振性能，常在制造外形结构 复杂的轴中采用。特别是我国研制的稀土——镁球墨铸铁，抗冲击韧 性好，同时还具有减摩、吸振，对应力集中敏感性小等优点，已被应 用于制造汽车、拖拉机、机床上的重要轴类零件。
五、加工方法
• 1、外圆表面的加工方法及加工精度 • 轴类、套类和盘类零件是具有外圆表面的典型零件。外 圆表面常用的机械加工方法有车削、磨削和各种光整加 工方法。车削加工是外圆表面最经济有效的加工方法， 但就其经济精度来说，一般适于作为外圆表面粗加工和 半精加工方法；磨削加工是外圆表面主要精加工方法， 特别适用于各种高硬度和淬火后的轴 • 零件精加工；光整加工是精加工后进行的超精密加工方 法（如滚压、抛光、研磨等），适用于某些精度和表面 质量要求很高的零件。由于各种加工方法所能达到的经 济加工精度、表面粗糙度、生产率和生产成本各不相同， 因此必须根据具体情况，选用合理的加工方法，从而加 工出满足零件图纸上要求的合格零件。
轴知识
一、轴(shaft)是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件，但也有少部分是方型的。
轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。
一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。
机器中作回转运动的零件就装在轴上。
根据轴的承载情况，又可分为：①转轴，工作时既承受弯矩又承受扭矩，是机械中最常见的轴，如各种减速器中的轴等。
②心轴，用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩，有些心轴转动，如铁路车辆的轴等，有些心轴则不转动，如支承滑轮的轴等。
用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩，有些心轴转动，如铁路车辆的轴等，有些心轴则不转动，如支承滑轮的轴等。
根据轴工作时是否转动，心轴又可分为转动心轴和固定心轴③传动轴，连接或装配各项配件而可移动或转动的圆形物体配件，一般均使用轻而抗扭性佳的合金钢管制成。
对前置引擎后轮驱动的车来说是把变速器的转动传到主减速器的轴，它可以是好几节由万向节连接。
主要用来传递扭矩而不承受弯矩，如起重机移动机构中的长光轴、汽车的驱动轴等。
由轴管、伸缩套和万向节组成。
伸缩套能自动调节变速器与驱动桥之间距离的变化。
万向节是保证变速器输出轴与[2]驱动桥输入轴两轴线夹角的变化，并实现两轴的等角速传动。
轴的材料主要采用碳素钢或合金钢，也可采用球墨铸铁或合金铸铁等。
轴的工作能力一般取决于强度和刚度，转速高时还取决于振动稳定性。
二、轴承按尺寸查询(mm)内径（内圆直径）[d]、外径[D]、宽度或厚度[B]按轴承产品类型查询联轴器通常轴不能单独运转，要使轴能够正常运转就必须使用联轴器。
联轴器属于机械通用零部件范畴，用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。
在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。
联轴器由两半部分组成，分别与主动轴和从动轴联接。
常用联轴器有膜片联轴器，鼓形齿式联轴器，万向联轴器，安全联轴器，弹性联轴器及蛇形弹簧联轴器。
轴的工作原理
轴的工作原理轴是机械设备中常见的零部件，它的工作原理非常重要。
本文将详细介绍轴的工作原理，并探讨其在不同应用中的作用和特点。
一、轴的定义和分类轴是一种用于支撑旋转部件的机械元件，常用于机械设备的传动系统中。
按照用途和工作方式的不同，轴可以分为动力轴、传动轴、支撑轴等。
轴的工作原理可以概括为以下几个方面：1. 承载旋转部件：轴作为机械设备中的重要支撑部件，主要承载旋转部件的重量和力矩。
通过合理设计轴的尺寸、材料和结构，使其能够在工作过程中承受所需的载荷，保证机械设备的正常运转。
2. 传递动力和扭矩：轴在传动系统中起到传递动力和扭矩的作用。
通常，轴与其他旋转部件如齿轮、皮带轮等通过键槽、花键等连接方式相连。
当驱动部件旋转时，轴将动力和扭矩传递给被驱动部件，实现机械设备的正常运转。
3. 保持对中：轴在工作过程中能够保持旋转部件的相对位置不变，保持轴心线与旋转轴的对中。
这是因为轴在工作过程中会受到一定的振动和冲击力，如果轴不能保持对中，就会导致机械设备不稳定、运行不正常。
三、轴的应用和特点轴在各种机械设备中都有广泛的应用，其工作原理决定了它具有以下特点：1. 高强度和刚性：为了保证轴能够承受各种载荷并保持对中，轴通常采用高强度的材料如合金钢、铸钢等制造，并经过热处理等工艺提高其硬度和刚性。
2. 精密加工和装配：轴的制造需要进行精密加工和装配，以保证其尺寸精确、表面光滑，从而确保轴与其他旋转部件的配合精度，减小间隙，提高传递效率和工作稳定性。
3. 润滑和冷却：在轴的工作过程中，由于摩擦和热量的产生，轴表面会出现磨损和温升现象。
为了减少磨损和延长轴的使用寿命，通常需要进行润滑和冷却措施，如在轴上设置油封、油槽等装置，以保证轴的正常工作。
4. 振动和噪音控制：由于轴在工作过程中会受到振动和冲击力的作用，因此需要采取相应的措施进行振动和噪音控制，以提高机械设备的工作稳定性和舒适性。
5. 维护和保养：轴在工作过程中会受到磨损和疲劳的影响，因此需要进行定期的维护和保养，如定期检查轴的磨损情况、润滑状况等，及时更换磨损的轴，以保证机械设备的正常运转。
轴
第十五章 轴
2）其它：由轴上零件相对位置定。
LII
5-10 C2 C1 L
l1 e0 e m B 3
LII=l1+e0+e+m
箱体内壁到轴承 端面的距离： 3=10-15mm（脂） 3= 3- 5mm（油）
箱体内壁到齿轮 端面的距离： 2=10-15mm
第十五章 轴
轴结构设计具体考虑的几个问题（具体） （一）拟定轴上零件的装配方案； （二）轴和轴上零件的定位； （三）轴和轴上零件的固定； （四）轴段直径与长度确定； （五）轴的结构工艺性； （六）提高轴强度的常用措施。
装配过程：
第十五章 轴
第十五章 轴
轴上零件的装配方案不同，则轴的结构形状也不相同。设 计时可拟定几种装配方案，进行分析与选择。
方案二：
方
需要一个长套
案
筒。长套筒带
一
来几个问题。
方 案 二
第十五章 轴
轴结构设计具体考虑的几个问题（具体） （一）拟定轴上零件的装配方案； （二）轴和轴上零件的定位； （三）轴和轴上零件的固定； （四）轴段直径与长度确定； （五）轴的结构工艺性； （六）提高轴强度的常用措施。
第十五章 轴
(二) 轴及轴上零件的定位
（1）定位轴肩（轴环）
定位：指轴及轴上零件须有准确位置。 优缺点：
方法：
定位方便可靠；
1、轴肩（轴环）：阶梯轴上截面变化处 但轴肩处有应力集中；
轴肩过多不利加工。
高度：
h （0.07～0.1）d； 安滚动轴承处应低于
轴轴承内圈高度。
注意：轴肩处圆角
第十五章 轴
15-1、概述 15-2、轴的结构设计 15-3、轴的计算
轴的功用与分类
轴的功用与分类
轴是机械传动中的基本元件之一，它主要用于支承和转动其他机械元件，传递力和运动。
轴的功用包括：
1. 支承和传递力，保持传动系统的稳定性。
2. 传递运动，使相邻的机械元件能够联动。
3. 承受负载，抵抗外部作用力。
4. 将驱动力转换为旋转运动或线性运动。
根据不同的分类方式，轴可以分为不同的类型，常见的轴的分类包括：
1. 按照形状分类：轴可以分为圆柱形轴、锥形轴、键轴、花键轴等。
2. 按照用途分类：轴可以分为传动轴、支撑轴、转动轴、定位轴等。
3. 按照材质分类：轴可以分为金属轴、塑料轴、复合材料轴等。
4. 按照制造方式分类：轴可以分为铸造轴、锻造轴、冷拔轴、加工轴等。
5. 按照表面处理分类：轴可以分为硬质表面处理轴、镀铬轴、涂层轴等。
轴的用途和分类
板书设计或授课提纲课堂教学安排整顿纪律，清点人数。
人员安全教育及预防突发情况的准备。
导入新课:同学们请看PPT上的图片，自行车和汽车被放大的部分叫什么？嗯，我听到大家说轴，很好，那么自行车上的轴和汽车上的轴是用来干什么的了？轴是不是都一样的？让我们带着这些问题走进今天的课堂：轴的用途和分类。
首先我们得先了解一下概念，我们虽然看见轴能认识，但是具体的定义我们往往会忽略。
一、轴的定义各种做回转运动的零件（如带轮、齿轮等)都必须安装在轴上才能运动及传递动力，1—输出轴2—滚动轴承3—键4—齿轮5—定位套通过动画展示，大家可以看出来轴的主要作用是干什么嘛？轴的功用是支承轴上零件，传递运动和动力。
那么轴又有哪些类型呢？请大家看课本自主学习。
很好有直轴、曲轴和挠性钢丝软轴。
请大家看PPT上的图片，告诉老师这三张图片上的轴名称分别是什么？二、轴的主要类型及应用特点1.直轴(1）光轴形状简单，加工容易，应力集中源较少;轴上零件不易装配及定位(2)阶梯轴加工复杂，应力集中源较多，容易实现轴上零件装配及定位2.曲轴用于将回转运动转变为直线往复运动，或将直线往复运动转变为回转运动3．挠性钢丝软轴（挠性轴)由几层紧贴在一起的钢丝构成，可以把回转运动灵活地传到任何位置我们刚刚学习了轴的三大分类及应用特点，接下来我们详细讲解直轴的分类及应用特点。
请大家仔细阅读课本，分组讨论直轴的分类有哪些？三、直轴的分类及应用特点1.心轴工作时只承受弯矩，起支承作用那具体哪些被称为心轴呢？比如：(1）转动心轴（火车轮轴）(2)固定心轴（自行车前轴）2．传动轴工作时只承受扭矩，不承受弯矩或承受很小的弯矩，仅起传递动力的作用比如：一般汽车变速箱与驱动桥之间的轴为传动轴3转轴既承受弯矩又承受扭矩，既起支承作用又起传递动力的作用。
比如：一般机械传动的轴大部分但是转轴。
老师：本节课我们学习了什么了，请大家自主总结，小组里集思广益，最后我会邀请一组来跟我们分享你们组今天的收获完成练习册P5。
轴字的解释新华字典
轴字的解释新华字典
轴字在新华字典中的解释是“一个多面体的轴”,例如,风扇的轴就是一种轴。
此外,轴字还可以理解为“围绕中心或核心运转或运动的物体”,例如,火车的轴就是一种轴。
此外,轴字还可以表示“一种支撑或连接物体的部件”,例如,轴心这个词中的“轴”就是指的是轴。
拓展:轴字在现代汉语中还具有一些其他的含义,例如,轴心引力是万有引力定律的一个基本假设,表示地球围绕太阳旋转的引力是构成地球轨道的轴。
此外,轴字还可以表示“方向或箭头”,例如,“用轴字标注方向”就表示标注方向时需要用轴字。
此外,轴字还可以表示“支撑或固定物体的装置或结构”,例如,“轴字结构”就表示物体在固定的位置上的装置或结构。
总之,随着语义的变化,轴字在不同的语境中可能具有不同的含义。
轴
轴轴是机械装置中传递回转运动的重要零件，其形状复杂，技术条件要求高。
除了承受弯曲、扭转、交变和冲击载荷外，还承受一定的摩擦力。
其材料要求：较高的强度、良好的耐磨性、耐疲劳性和尺寸稳定性。
可用于轴的材料种类很多，主要根据轴的使用条件，对轴的强度、刚度和其他力学性能的要求。
轴的材料一般是经过轧制或锻造的碳素钢或合金钢。
对于直径较小的轴可采取圆钢制造，也可直接采用冷拔刚才制造。
重要的，大直径或阶梯直径变化较大的轴采用锻坯，为了节约金属和提高工艺性，直径较大的轴还可以制成为空心的。
表1 轴类常用材料及其力学性能、热处理条件材料毛坯直径热处理力学性能, 不低于硬度/mm σb/MPa σs/MPa σ-1/MPa τ-1/MPa HBS≦16 -- 375～460 235 185 105 -->16～40 -- 375～460 225 175 100 -->40～60 -- 375～460 215 170 98 --Q235 >60～100 -- 375～460 205 165 95 -- >100～150 -- 375～460 195 155 90 -->150 -- 375～460 185 150 85 --25 正火420 250 180 100 ≦156≦100 正火+回火400 220 165 95 103～15620 >100～300 正火+回火380 200 155 90 103～156>300～500 正火+回火370 190 150 85 103～156>500～750 正火+回火360 180 145 80 103～15625 正火540 320 230 130 ≦187≦100 正火+回火520 270 210 120 149～187调质560 300 230 130 156～207 >100～300 正火+回火500 260 205 115 149～187调质540 280 220 125 156～20735 >300～500 正火+回火480 240 190 110 153～187>500～750 正火+回火460 230 185 105 143～187>750～1000 正火+回火440 220 175 100 137～18725 正火610 360 260 150 ≦241≦100 正火+回火600 300 240 140 149～18745 ≦200 调质650 360 270 155 217～255>100～300 正火+回火580 290 235 135 170～217>300～500 正火+回火560 280 225 130 162～217>500～750 正火+回火540 270 215 125 156～21725 调质1000 800 485 280 ≦241≦100 调质750 550 350 200 241～286>100～300 调质700 500 320 185 --40Cr >300～500 调质650 450 295 170 230～270 >500～800 调质600 350 255 145 217～25525 调质900 750 445 255 --≦100 调质800 520 355 205 230～28635SiMn >100～300 调质750 450 320 185 217～270 42SiMn >300～400 调质700 400 295 170 217～255 >400～500 调质650 380 275 160 196～255 40MnB 25 调质1000 800 485 280 -- ≦200 调质750 500 335 195 240～28640CrNi 25 调质1000 800 485 280 --25 调质1000 800 500 285 --≦100 调质750 550 350 200 207～269 35CrMo >100～300 调质700 500 320 185 207～269 >300～500 调质650 450 295 170 207～269>500～800 调质600 400 270 155 207～269 ≦100 调质750 600 360 210 230～286 38Si MnMo >100～300 调质700 550 335 195 217～269 >300～500 调质650 500 310 175 196～240>500～800 调质600 400 270 155 187～24025 调质1000 850 495 285 --37SiMn2MoV ≦200 调质880 700 425 245 270～300 >200～400 调质830 650 395 230 240～286>400～600 调质780 600 370 215 240～269 38CrMoAlA 25 调质1000 850 495 285 290～31015 渗碳+淬火+回火850 550 375 215 HRC56～62 20Cr 30渗碳+淬火+回火650 400 280 160 HRC56～62 ≦60 渗碳+淬火+回火650 400 280 160 HRC56～62 20CrMnTi 15 渗碳+淬火+回火1100 850 525 300 HRC56～62 1Cr13 ≦60 调质600 420 275 155 187～217 2Cr13 ≦100 调质660 450 295 170 197～248 ≦60淬火550 220 205 120 ≦1921Cr18 Ni9Ti >60～180 淬火540 200 195 115 ≦192 >100～200 淬火500 200 185 105 ≦192 QT450-10 450 310 160 140 160～210 QT500-7 500 320 180 155 170～230 QT600-3 600 370 215 185 170～270 QT700-2 700 420 250 215 225～305 QT800-2 800 480 285 245 255～335 QT900-2 900 600 320 275 280～360表2 不同工作条件下的轴的选材工作场合选材一般情况下优质碳素结构钢，如35、45、50不太重要或受载较小的轴普通碳素结构钢，如Q235、Q255受力大但直径受限制的轴合金结构钢，优先选用硅锰钢，如35SiMn、35MnB结构复杂的轴铬钢，如40Cr、35CrMo大截面非常重要的轴铬镍钢，如40CrNi高温或腐蚀条件下工作的轴耐热钢或不锈钢，如1Cr18Ni9Ti、1Cr13、2Cr13外形复杂的轴球墨铸铁表3 部分机床主轴选材及热处理机床类型材料牌号热处理工艺硬度要求、工况特点一般简易机床45 820℃℃～840℃水淬220～250HBS (1)在滚动轴承内运转，(2)低速、550℃～580℃回火轻或中载，(3)稍有冲击载荷龙门铣床、立式45 整体淬火：40～45HRC (1) 在滚动轴承内运转, (2)转速铣床铣床、小型820℃～840℃水淬稍高，轻或中载,(3)冲击、交变立式车床350℃～400℃回火，载荷不大。
轴名词解释
轴名词解释
在数据分析和数据可视化中，轴（Axis）是一个重要的概念。
简
单来说，轴是一个带有标签的线性标尺，用于表示数据在图表中的分
布和趋势，并为观众提供数据的上下文和意义。
轴分为两种：水平轴和垂直轴。
水平轴通常被称为“x轴”，是
一个横向的线性标尺，用于表示数据的分类变量。
例如，在柱状图中，x轴通常表示不同的产品或时间段。
垂直轴通常被称为“y轴”，是一
个纵向的线性标尺，用于表示数据的度量变量。
例如，在柱状图中，y
轴表示产品的销售额或收益。
除了普通轴之外，还有两种特殊的轴：对数轴和时间轴。
对数轴
是一个缩放非常大或非常小值的标尺。
例如，在科学图表中，对数轴
通常用于显示超大或超小的数字，例如地震级别或太阳系中的星球尺寸。
时间轴是一个表示时间的线性标尺，通常用于时间序列图表，例
如股票价格的历史走势。
轴不仅仅是一个标尺，更是提供了数据上下文和意义的重要元素。
通过使用轴，我们可以更好地理解数据，发现趋势和关系，以及取得
更好的决策结果。
因此，在数据分析和数据可视化中，轴是不可或缺
的一个重要概念。
轴的常用计算公式
轴的常用计算公式轴是机械制造中常用的零件，用于传递力和转动运动。
在轴的设计和计算过程中，需要考虑到轴的强度、刚度、稳定性等因素。
以下是轴的常用计算公式。
1.载荷计算公式轴的设计首先需要确定所承受的载荷，即轴上的力和扭矩。
载荷的计算通常可以通过两种方法进行：a.静态载荷计算：当轴上的载荷是恒定的时，可以使用静态载荷计算公式。
(1)载荷为力的情况：载荷=力(2)载荷为扭矩的情况：载荷=扭矩/半径b.动态载荷计算：当轴上的载荷是变化的时，需要使用动态载荷计算公式。
动态载荷计算通常是通过滚动轴承的基本额定寿命来确定。
2.强度计算公式轴的强度计算是为了保证轴在受到载荷时不会发生破坏。
强度计算通常分为以下几个方面：a.抗弯强度计算：轴在载荷作用下会发生弯曲，因此需要计算轴的抗弯强度。
抗弯强度=(载荷*轴长度)^2/(32*杨氏模量*断裂强度)b.抗剪强度计算：轴在载荷作用下会发生剪切，因此需要计算轴的抗剪强度。
抗剪强度=(0.5*载荷*轴长度)/(剪切模量*断裂强度)c.疲劳强度计算：轴在长时间连续使用的情况下容易产生疲劳破坏，因此需要计算轴的疲劳强度。
疲劳强度=载荷*(设计寿命/基本额定寿命)^33.转速计算公式轴在设计过程中还需要考虑到转速的影响。
高速旋转的轴会引起惯性力和离心力，因此需要计算轴的最大转速。
最大转速=(2*π*最大转速N*轴直径)/604.刚度计算公式轴的刚度计算是为了确定轴在线性范围内的弯曲和变形情况。
刚度通常分为轴的弯曲刚度和轴的扭转刚度。
a.弯曲刚度计算：轴的弯曲刚度通过扭矩和转动角度之间的关系来计算。
弯曲刚度=扭矩/弯曲角度b.扭转刚度计算：轴的扭转刚度通过扭矩和扭转角度之间的关系来计算。
扭转刚度=扭矩/扭转角度以上是轴的常用计算公式，根据实际情况和需求，还可以根据轴的形状、材料、壁厚等因素进行适当的修正和调整。
轴的分类和功能
轴的分类和功能轴是机械设备中的一个重要组成部分，它承载着传递动力和运动的任务。
根据轴的不同分类，它们具有不同的功能和应用范围。
本文将对轴的分类和功能进行详细介绍。
一、按照材料分类1. 金属轴金属轴是最常见的一种轴，通常由钢铁、铜、铝等金属材料制成。
它具有高强度、耐磨损等优点，在机械领域得到广泛应用。
例如汽车发动机中的曲轴就是一种典型的金属轴。
2. 塑料轴塑料轴通常由高分子材料制成，具有较好的耐腐蚀性和低噪音等特点。
它们主要用于一些小型电器或玩具等领域。
3. 陶瓷轴陶瓷轴是一种新型材料制成的，具有极高的硬度和抗磨损性能，因此在高速运转或高温环境下使用效果更好。
例如航空航天领域中常使用陶瓷轴。
二、按照形式分类1. 直线轴直线轴是一种常见的轴形式，它的主要功能是承载和传递力量和运动。
直线轴通常由金属材料制成，应用于各种机械设备中。
2. 空心轴空心轴是一种内部空洞的轴，它可以通过内部管道传递流体或气体等物质。
空心轴通常用于液压系统、气动系统等领域。
3. 轮毂轴轮毂轴是指车辆中连接车辆底盘和车轮之间的部件。
它主要承载车辆重量和提供转动力矩，因此具有高强度、高耐磨损等特点。
三、按照用途分类1. 传动轴传动轴是一种将发动机输出转矩传递到车辆驱动桥上的部件。
它通常由金属材料制成，具有高强度、耐磨损等特点。
2. 支撑轴支撑轴主要用于支撑和固定机械设备中的其他部件。
例如机床上的导杆就是一种典型的支撑轴。
3. 转向轴转向轴通常用于汽车、拖拉机等车辆中，它可以使车辆转向。
转向轴通常由金属材料制成，具有高强度、耐磨损等特点。
四、按照结构分类1. 实心轴实心轴是一种内部没有空洞的轴，它具有高强度、高刚性等特点。
实心轴通常用于承载重量或传递大功率时。
2. 中空轴中空轴是一种内部有空洞的轴，它可以通过内部管道传递流体或气体等物质。
中空轴通常用于液压系统、气动系统等领域。
3. 复合轴复合轴是由不同材料组合而成的一种轴，例如金属和塑料组合而成的复合材料。
轴
传动轴——主要受扭矩。
2）按轴线形状分 (1) 直轴：
a）光轴 b）阶梯轴
(2) 曲轴：
(3) 钢丝软轴
二、轴的受力、应力及失效形式
以减速器的输出轴为例来讨论转轴的受力、应力及失效形式 在AB之间的任意截面上，只有 弯矩M，因此只有弯曲应力 在BC之间的任意截面上，既作用有 弯矩M，又作用有转矩T，因此，即 有弯曲应力 ，又有扭转剪应力
S S
S S S S
2 2
[S ]
1
K
a m 1
S
K
a m
弯曲应力的循环特性:
M 对于一般转轴, 弯曲应力按对称循环变化, 故 a , m 0; W 当轴不转动或载荷随轴一起转动时, 弯曲应力可当作 M 脉动循环变化来考虑,即 0 m 。 2W
Ø70
Ø72
Ø70 Ø80 Ø82
1.齿轮轮毂无键槽
2.不能用套筒定位 3.轴承不能用键定位
2.轴上零件的周向固定
为了传递运动和转矩,或因某些需要,轴上零件 还需有周向固定
1）键 2）花键
3）紧定螺钉、销
4）过盈配合
轴的结构设计要点
• 1.键在轴上的位置应靠近装入端，长度应 是轮毂长度的0.85倍，距离轮毂装入端取 ∆<2-5mm。 • 2.轴径变化处应有过渡圆角。 • 3.为易于安装轴上的零件，轴端应有倒角。
2.当量弯矩Ｍe：
当σb (r =－1), τ (r =－1)时
第三强度理论：
e b 4 b
2 2
T M e 4 1b W W T
2
2
M 2 T 2 Me
轴的分类
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轴的分类
1、按承载分：转轴、心轴、传动轴。
转轴——工作中既承受弯矩又承受转矩的轴。
心轴——工作中承受弯距而不传递转矩的轴（固定心轴、转动心轴）。
传动轴——工作中只传递转矩而不承受弯矩或很小弯矩的轴。
2、按轴线形状分：直轴、曲轴、钢丝软轴。
直轴——轴心线为直线。
曲轴——轴心线为曲线。
钢丝软轴——轴心线柔软可变的曲线。
3、按轴的形状分：光轴、阶梯轴、实轴、空心轴。
光轴——外径相同的轴。
阶梯轴——不同外径组成有台肩的轴。
实心轴——轴心有材料。
空心轴——轴心无材料。
4、按刚柔性分：硬轴和软轴。
硬轴——刚性轴。
软轴——挠性轴。
机械基础课件-轴
➢ 传动轴：主要承受转矩 ➢ 转轴：既承受弯矩，又承受转矩
带式运 输机
电动机
减速器 转轴
பைடு நூலகம்
自行车的前轮轴
三、常用轴的结构
（1）轴颈 轴上被支承的部位 （2）轴头 安装轮毂的部位
（3）轴身 连接轴颈和轴头的部位
（4）轴肩 轴径变化处形成的环形面
（5）轴环 给轴上零件轴向定位的环 状圆柱凸台
1—密封圈 2—透盖 3—滚动轴承
4—轴 5—齿轮 6—箱体 7—闷盖
（轴的结构图）
轴端
轴头
轴颈 轴身
轴头
2．轴的设计要求
（1）轴上零件要有可靠的轴向固定和周向固定 （2）轴应便于加工和尽量避免或减小应力集中 （3）应便于轴上零件的安装与拆卸
1、轴上零件的固定
(1)．轴上零件的轴向固定
目的：保证零件在轴上有确定的轴向位置，防止零件 作轴向移动，并能承受轴向力。
§10—2 轴的结构
二、轴上零件的固定
1．轴上零件的轴向固定
（1）圆螺母 固定可靠、拆装方 便，可承受较大的 轴向力，能调整轴 上零件之间的间隙
§10—2 轴的结构
（2）轴肩与轴环
应使r＜R，或r＜C。
结构简单、定位可靠 ，能承受较大轴向力
§10—2 轴的结构
（3）套筒
结构简单、定位可靠， 适用于轴上零件间距离 较短的场合，当轴的转 速很高时不宜采用
§10—2 轴的结构
（7）紧定螺钉与挡圈
结构简单，同时起周向固定作用，但 承载能力较低，且不适用于高速场合
§10—2 轴的结构
（8）圆锥面
能消除轴与轮毂间的径向间隙，拆 装方便，可兼做周向固定。常与轴端 挡圈联合使用，实现零件的双向固定
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一、轴的功能和分类
• 轴是支承转动零件使其具有确定的工作位 置，并与之一起回转以传递运动、扭矩的 机械零件，轴是组成机器的重要零件之一。 按产生的变形情况分 • 分类 按轴线形状分
• 按产生变形情况分，轴可分为：传动轴、 心轴、转轴三类 • 1 传动轴：传动轴是指工作时只产生扭转 变形或以产生扭转变形为主的轴。 • 2 心轴：心轴是指工作时只产生弯曲变形 的轴（心轴只起支承转动零件的作用，不 传递动力） • 3 转轴：转轴是指在工作中同时产生弯曲 和扭转变形的轴。它是机器中最常见的轴
确定各轴段的直径和长度
（2） 轴上零件周向固定 目的：为了轴可以可靠地传递运动和转矩 方法：销连接、平键、花键、过盈配合和成 形联接等，其中以键和花键联接应用最广。
2提高轴的疲劳强度的方法
• 为了提高轴的疲劳强度，应尽量减少应力集中源 和降低应力集中程度。为此轴肩处应采用较大的 过渡圆角半径，但对定位轴肩，还必须保证零件 得到可靠的定位。 • 当靠轴肩定位的零件的圆角半径很小时，为了增 大轴肩处的圆角半径，可采用内凹圆角或加装隔 离环。 • 降低表面粗糙度，表面渗碳、氰化、氮化等化学 热处理；碾压、喷丸等强化表面处理。
•
按轴线分可分为：直轴、曲轴、挠性轴 光轴：轴外径相等 • 直轴 阶梯轴 曲轴：常用于往复式机械 挠性轴：用于特殊需要的场合
二、轴的材料及性能
• 轴的材料有：碳素钢、合金钢、球墨铸铁 • 碳素钢：碳素钢价廉，对应力集中的敏感性较小， 故应用广泛。 • 合金钢：具有较高的机械强度，可淬性较好，可 以在传递大功率并要求减少质量和提高轴颈耐磨 性时采用 ，价格也较贵，对应力集中的敏感性较 大 • 球墨铸铁：容易作成复杂的形状，且具有价廉， 良好的吸振性和耐磨性，以及对应力集中的敏感 性较低等优点，可用于制造外形复杂的轴。 • P246~247：各材料的力学性能表
三、轴的结构
1 轴上零件的固定
（1） 轴上零件轴向固定 目的：保证零件在轴上有确定的轴向 筒、圆螺母 等
• 各种固定方法及适用环境： • 轴肩：结构简单，定位可靠，可承受较大轴力， 不需要附加零件。适用于各种轴上零件的固定 • 套筒（轴套）：结构简单，定位可靠，轴上不需 特别加工，因而不影响轴的疲劳强度。一般用于 零件间距较小场合，以免增加结构重量。轴的转 速很高时不宜采用 • 圆螺母：装拆方便，可承受较大的轴向力。由于 轴上切制螺纹，使轴的疲劳强度降低，应力集中， 当零件间距较大时，可用圆螺母固定。 • 轴端挡圈：适用于固定轴端零件，可承受剧烈振 动和冲击载荷。 弹性挡圈：结构简单紧凑，只能承受很小的轴向 力，常用于固定滚动轴承。