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轴的功用和类型

折合系数取值：α=
0.3 ----转矩不变； 0.6 ----脉动变化；
1 ----频繁正反转。
设计公式： d3
Me
0.1[1b]
mm
表14-3 轴的许用弯曲应力
材料
σb
[σ+1b]
[σ0b]
[σ-1b]
400
碳素钢
500
600
130
静应70力状态下的40
170
许用75 弯曲应力45
200
95
55
M 0.1d 3
设计：潘存云
扭切应力：
T WT
T 2W
W------抗弯截面系数；
WT ----抗扭截面系数；
代入得：e
M2
4
T
2
W 2W
设计：潘存云
1 W
M12 W
MT2
[b]
因σb和τ的循环特性不同，
l1
l
折合后得： e
Me W
M2 (MT2)2
0.1d03.1d3
[1b]
α----折合系数 Me---当量弯矩
功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、链轮、凸轮等。
分类：
转轴---传递扭矩又承受弯矩
按承受载荷分有：传动轴---只传递扭矩
类
心轴---只承受弯矩
型
直轴本章只研究直轴
按轴的形状分有：曲轴
设计：潘存云
挠性钢丝轴
设计任务：选材、结构设计、强度和刚度设计、确定尺寸等
§14-2 轴的材料为了改善力学性能
二、按弯扭合成强度计算减速器中齿轮轴的受力为典型的弯扭合成。
强度条件为：在完成单级减速器草图设计后，外载荷与支撑反力的位置即可确定，从而可进行受力分析。

第14章轴z1

• 1.轴受弯曲时的强度计算
• 强度条件为:
b
M W
b
(14 1)
b 弯曲应力, MPa;
M 弯矩, N mm;
W 轴的抗弯截面系数, 对于实心圆轴W d 3 0.1d 3mm3;
32
b 许用弯曲应力, MPa.
• 2.轴受扭转作用时的强度计算
• 强度条件为:
T WT
9.55 106
结束
§14-3 轴的结构设计
设计任务：使轴的各部分具有合理的形状和尺寸。
设计 1.轴应便于制造，轴上零件要易于装拆；
要求：
(制造安装要求)
2.轴和轴上零件要有准确的工作位置；
(定位要求)
3.各零件要牢固而可靠地相对固定；(固定要求)
4.改善应力状况，减小应力集中。（加工要求）
§14-3 轴的结构设计
• (2)安装滚动轴承、联轴如②器、、③密与⑦封段圈等标准件 • 的轴径,应符合各标准件内径系列的规定;
• (3)套筒的内径,应与相配的轴径相同并采用过
• 渡配合.
• 2.轴向尺寸:
• 以设计一单级圆柱齿轮减速器的高、低速轴的轴向尺寸为例：
• (1)轴承间跨度
l b 2a2 2l2 B b 小齿轮宽度, mm; B 初选的轴承宽度, mm; a2 小齿轮端面到箱体内壁的距离,一般取a2 10 ~ 15mm; l2 滚动轴承端面至箱体内壁的距离,当轴承用油润滑时 l2 5 ~ 10mm,当轴承用脂润滑时l2 10 ~ 15mm.
• 1. 用经验公式初步估算轴的直径
• 这种方法是参考同类型的机器设备,比较轴传递的功率、转速及工作条件,来初步估算轴的结构和尺寸.
• 例如在一般减速器中,与电动机直接相联的高速输入轴的轴端直径d可按以下经验公式估算:

轴的功用与类型

曲轴
挠性轴
直轴线不在同一直线上
挠性轴：有多组钢丝分层卷绕而成，具有良好的挠性，可将回转运动灵活地传到任何空间位置
碳素钢三.轴的材料
碳素钢——30、 40、45 、和50钢，其中45 钢应用最多合金钢——常用的合金钢有20Cr、 40Cr 、 35SiMn等,其中40Cr应用最多
合金钢
注意：①采用合金钢并不能提高轴的刚度。 ②轴的热处理和表面强化可提高轴的疲劳强度。
四、轴的结构
1.轴的要求： ①轴受力合理，有利于提高强度和刚度。 ②轴上零件要准确定位和可靠固定。 ③轴便于加工制造，轴上零件便于装拆和调整。
④尽量减少应力集中，节省材料，减轻重量。
2.轴的结构分析
轴主要由轴颈、轴头、轴身三部分组成。如图所示
机械基础
第十四章
轴
教学目标 1. 掌握轴的功用、轴的分类
2.了解轴的材料
3.理解掌握轴上零件的固定方法、轴的结构
一.轴的功用
1）支承回转零件（如齿轮、带轮、链轮）
2）传递运动和动力
二.分类
1.按承载情况分
转轴——扭矩和弯矩
转轴
心轴
传动轴
心轴——只受弯矩
传动轴——主要受扭矩
直轴
2.按轴线形状分
3.轴上零件的固定：
1）分类：轴向固定和轴向固定 2）零件的轴向固定方法
（1）轴肩和轴环
（2）套筒
（3）轴用圆螺母
（4）轴端挡圈
（5）弹性挡圈
(6）紧定螺钉
(7）圆锥面
2)零件的周向定位
①键
②花键
③紧定螺钉、销
④
过盈配合
1.轴的功用是什么？ 2.根据轴的承载不同，轴可分为哪三类？ 3.按轴线形式不同，轴可分为哪三类？ 4.轴的常用材料主要是什么？ 5.轴上支撑转动零件的部位称为（） A.轴头 B.轴颈 C.轴身 6.轴上零件做轴向固定可采用（） A.平键 B.花键 C.套筒 7.具有结构简单，定位可靠和能承受较大轴向力的轴向固定形式是( ) A.套筒 B.圆锥销 C.轴肩或轴环

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。

轴的功能描述

轴在机械设备中起着至关重要的作用，主要功能包括支承回转运动的传动零件，并传递运动和动力。

其通常制成圆柱形或方形，穿在轴承、车轮或齿轮中间。

轴的主要作用是支撑回转运动的零件，并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩，以保证机器的正常运转。

根据承载情况，轴可分为转轴、心轴和传动轴三类。

转轴在工作中既受弯矩又受转矩，如减速器中的各轴；心轴在工作中只承受弯矩而不承受转矩，心轴有转动心轴和固定心轴两种；传动轴是工作中只传递转矩而不承受弯矩的轴。

此外，为了方便轴上零件的定位及装拆，轴多做成阶梯轴，其截面多为圆形。

根据实际需要，直轴也可以制成空心轴。

光轴形状简单，加工容易，应力集中少，但轴上零件不易装配及定位。

以上信息仅供参考，如有需要，建议咨询专业技术人员获取更准确的信息。

轴的功用与分类特点

一、导入新课（10分钟）机械零件是组成及其的最基本单元，生产中必须按图纸的工艺要求生产出每一个合格零件，然后再组装成构件和机器。

因此必须熟悉常用零件的功用、结构特点和加工工艺，才能生产出适应机器使用要求的零件。

常用零件分为通用零件和专用零件。

专用零件指某些机器上特有的零件，如直升飞机上的螺旋桨，轮船上的螺旋桨，内燃机上的曲轴等。

通用零件是指在各种设备上都共同具有的零件，如螺钉、螺帽、轴承、齿轮等。

本课程只讲通用零件的结构、特点。

通用零件有部分是标准件，即可以在市场上买到的，不必要自己组织生产；而有一部分必须自己生产，但他们具有统一的标准和规格。

教师可演示实物，如有可能播放生产录像，了解零件的生产过程。

强调学习本章内容要注意贴近实际，联系生产。

二、新课（75分钟）1、轴的功用与分类特点轴是机器中最重要的零件之一，主要起支承轴上零件并传递运动和转矩的作用。

这里注意运动和转矩的区别。

轴的分类主要分清传动轴、心轴和转轴，一般的轴多为转轴，可举学生能见到的例来说明。

如书上所举的例子，或如下：传动轴：汽车方向盘的轴；电风扇的轴心轴：火车的车轮轴转轴：大部分轴为转轴，如自行车中轴、齿轮、皮带轮的轴等等。

这里要注意的是三种轴的共同特点都应当以转动的轴为前提，再按受力状态来区分。

2、轴的常用材料应介绍常用中碳钢45钢和合金钢40Cr作轴的材料，但是选择合金钢时，必须进行热处理，才能发挥合金钢的优势，否则合金钢对应力的敏感性对轴的强度反而产生不利的影响。

3、轴的结构轴上零件的固定方法很多，分为轴向和周向固定两种，常用轴向固定的方法是键联接，它具有可拆性，而且可以传递很大的扭矩，应用广泛。

周向固定方法一般选用轴肩或轴套等，要根据实际情况来决定，但要简单方便可靠，易于加工。

因此，轴一般为阶梯形状。

教学时一定要结合课件或录像、教具进行，否则枯燥无味，学生没有兴趣。

或组织学生进行一次拆装实习，作实践体会，亲手感受。

轴的加工工艺性更难理解，工艺结构要结合车工实习的内容来讲，请同学谈自己实习加工的体会，就比较好懂，中心孔是加工细长轴和为了下一道工序加工准备的；退刀槽是为了加工螺纹时，防止撞坏零件左端面而设计的；越程槽是为了磨削后装配零件能到位而设计的。

第2章轴类零件种类及功能.

1.矩形花键联接矩形花键是端平面上外花键的键齿或内花键的键槽的两侧齿
形为相互平行的直线且对称于轴平面的花键。分为圆柱直齿矩形花键(简称矩形花键)和圆柱斜齿矩形花键两种。由于矩形齿花键加工容易，所以在花键中，得到广泛的应用。矩形花键联接的定心(即花键副工作轴线位置的限定)方式有三种:小径d定心、大径D定心和齿侧(即键宽B)定心(图223 )。
(3)轴肩和轴环固定这是一种最常用的固定方法，常用于齿轮、带轮、轴承和联轴器等传动零件的轴向固定。轴肩和轴环是指阶梯轴的截面变化部位(图2-9 )。用轴肩和轴环轴向固定轴上零件，具有定位可靠、结构简单、能够承受大强度的轴向力等优点。
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2.1 轴
(4)弹性挡圈固定弹性挡圈结构简单紧凑、拆装方便，但缺点是能承受的轴向力较小，而且要求切槽尺寸保持精确度，以免出现弹性挡圈不能装入切槽或者弹性挡圈与被固定零件间存在空隙的现象。图2-10所示为利用弹性挡圈作轴向固定。
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2.2 键
4.平键的标准平键是标准件，它的标记由主要尺寸宽度b、高度h、和长度
L三个尺寸来表示。标准代号后面的括号是指发布于1979年的该国家标准在
1990年经审定后确认继续有效。以上标记示例中，A型平键可以省略标记字母A。
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2.2 键
2.2.3 花键联接
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Hale Waihona Puke 2.2 键3.平键联接的选用和配合平键的主要根据轴的直径来选用不同的标准，从标准中选定
键的剖面尺寸b x h;键和键槽剖面尺寸及键槽公差可以从 (表2-2 )查阅。键联接的稳定性和使用寿命与表面粗糙度有很大关系。键工作面的表面粗糙度尺Ra值应小于1. 6 um，与其相配合的轴槽和轮毅槽侧面的表面粗糙度Ra值为1. 6一3. 2 um。非工作表面(键的顶面、底面和键槽底面)的表面粗糙度Ra值为6. 3 um。

轴的功用与分类特点 (1)