轴的功用和类型.pptx
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轴的分类与结构设计及其应用课件-PPT
③ 圆螺母： 可承受较大的轴向力，但因切制螺纹而易引起应力集
中，降低轴的疲劳强度 主要用于轴端或轴上两零件间距较大时。
双圆螺母
④轴端挡圈 只适用于定位轴端零件。
⑤弹性挡圈、紧钉螺钉、锁紧挡圈作轴向定位
特点：承受轴向力能力较差，适用于轴向力不大 的场合。
弹性挡圈
紧钉螺定
锁紧挡圈
6圆锥面定位 特点： ⑥多用于承受冲击
作用：防止和限制轴上零件与轴发生相对转动。
结构不合理！ 直轴又分为光轴、阶梯轴；
阶梯轴：轴上零件易于装配定位，转轴多为阶梯轴
尽量减小悬臂长度或不采用悬臂布置；
③传动轴：工作时只承受扭矩，不承受弯矩或所承受弯矩很小的轴。
只适用于定位轴端零件。
3 各轴段直径和长度的确定 直轴又分为光轴、阶梯轴；
结构不合理！
（2）合理设计轴上零件的结构，以减小轴的载荷
强度、耐磨性时：40Cr 40CrNi 40MnB 特点：承受轴向力能力较差，适用于轴向力不大的场合。 （3） 减小轴上的应力集中。 轴上零件的装配方案不同，则轴的结构形状也不相同。 （4） 为了减少装夹工件的时间，同一轴上不同轴段的键槽应布置在轴的同一母线上。 装配方案包括：轴上主要零件的装配方向、装配顺序和相互关系。 如两零件的间距较大时，不宜采用套筒定位。 强度、耐磨性时：40Cr 40CrNi 40MnB 根据总体结构的要求进行轴的结构设计 阶梯轴：轴上零件易于装配定位，转轴多为阶梯轴 首先按扭转强度初步估算轴的直径 （4） 为了减少装夹工件的时间，同一轴上不同轴段的键槽应布置在轴的同一母线上。 （2）需要磨削加工的轴段，应留有砂轮越程槽。 ②保证零件所需的装配空间、调整空间。 轴肩过多时，将不利于加工。 1 拟订轴上零件的装配方案 （1）轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置。 直轴又分为光轴、阶梯轴； ⑤弹性挡圈、紧钉螺钉、锁紧挡圈作轴向定位 作用：防止和限制轴上零件与轴发生相对转动。 （3）轴应具有良好的制造工艺性。
《轴》课件
特点: 结构简单,定位可靠,轴上不需开槽,钻孔 和切制螺纹,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;转速很高时不宜采用
③轴用圆螺母
固定可靠,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.当零件间距较大时,亦可用圆螺母 代替套筒以减小结构重量.
④螺钉锁紧挡圈
3.自行车的前轮属于( 心)轴,后轮属于( 转 ),卷扬机的小齿轮轴属于(转 ) 轴.
4.按轴线形状不同有( 直 )轴,( 曲 )轴,( 软 )轴.
5.曲轴是内燃机等机器中用于( 往复 )运动和( 旋转 )运动相互转换的专用
零件,它兼有( 曲柄 )和( 转轴 ) 的双重功能.
6.( 软轴 )具有良好的挠性,它可以把回转运动灵活地传到任何空间位置.
1、零件的轴向定位方法
①轴肩,轴环,轴伸: 结构简单,定位可靠,可承受较大的轴向力,常 用于齿轮,链轮.带轮联轴器和轴承等定位 要求:r<R; 轴肩高度应大于R. a=(0.07~0.1)d; b=1.4a
要求r轴<R孔或r轴<C孔
错 误
正 确
要求轴肩高度<滚动轴承内圈高度 错 误
正 确
②套筒
1
2
3
4 56 7
• 轴的结构设计依据
1、轴在机器中的安装位置及形式。 2、轴上安装零件的类型、尺寸、数量和轴的联接方式。 3、载荷的性质、大小、方向、及分布情况。 4、轴的加工工艺性。
• 轴的结构应满足的条件
1、轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置。 2、各零件必须定位及固定可靠。 3、轴上的零件便于装拆和调整。 4、轴应有良好的加工工艺性。 5、尽量减少应力集中。
7.简述9种轴上零件定位的方法.
③轴用圆螺母
固定可靠,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.当零件间距较大时,亦可用圆螺母 代替套筒以减小结构重量.
④螺钉锁紧挡圈
3.自行车的前轮属于( 心)轴,后轮属于( 转 ),卷扬机的小齿轮轴属于(转 ) 轴.
4.按轴线形状不同有( 直 )轴,( 曲 )轴,( 软 )轴.
5.曲轴是内燃机等机器中用于( 往复 )运动和( 旋转 )运动相互转换的专用
零件,它兼有( 曲柄 )和( 转轴 ) 的双重功能.
6.( 软轴 )具有良好的挠性,它可以把回转运动灵活地传到任何空间位置.
1、零件的轴向定位方法
①轴肩,轴环,轴伸: 结构简单,定位可靠,可承受较大的轴向力,常 用于齿轮,链轮.带轮联轴器和轴承等定位 要求:r<R; 轴肩高度应大于R. a=(0.07~0.1)d; b=1.4a
要求r轴<R孔或r轴<C孔
错 误
正 确
要求轴肩高度<滚动轴承内圈高度 错 误
正 确
②套筒
1
2
3
4 56 7
• 轴的结构设计依据
1、轴在机器中的安装位置及形式。 2、轴上安装零件的类型、尺寸、数量和轴的联接方式。 3、载荷的性质、大小、方向、及分布情况。 4、轴的加工工艺性。
• 轴的结构应满足的条件
1、轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置。 2、各零件必须定位及固定可靠。 3、轴上的零件便于装拆和调整。 4、轴应有良好的加工工艺性。 5、尽量减少应力集中。
7.简述9种轴上零件定位的方法.
轴的结构PPT课件
❖ 适用：轴端零件固定。 ❖ 注意：为了防止松动，使用锁紧装置固定。
18
19
4、用圆螺母固定，与轴肩配合使用。
❖ 特点：装拆方便，固定可靠，可承受较大轴 向载荷，常用双螺母。
❖ 使用：有较大轴向载荷，无法采用套筒的场 合，如斜齿轮轴。
❖ 缺点：轴上切制螺纹，降低轴的强度。
20
21
5、弹性挡圈固定，与轴肩配合使用。
变化） ❖ 轴环：直径最大的部分❖ （二）轴上零件的轴向固定 ❖ 作用：定位后防止零件轴向移动，并能承
受轴向力。 ❖ 方法：用轴肩、轴环、套筒、轴端挡圈、
圆螺母、弹性挡圈、紧定螺钉、圆柱销等。
13
1、用轴肩、轴环固定
❖ 特点：简单可靠，可承受大的轴向力。 ❖ 适合零件：齿轮、带轮、轴承、联轴器 等。
常用零件：带轮、齿轮、联 轴器等
26
❖ 花键：承载能力强、导向性好、成本高。
常用固定零件：齿轮。
27
2、用过盈配合作周向固定。
特点：结构简单，抗冲击 性能较好，承载能力取决 于过盈量的大小，配合面 加工精度较高。
常用零件：轴承与轴 颈的装配。
28
思考与练习：
❖ 分析图示轴上零件的固定方式。
29
轴的毛坯:一般用圆钢或锻件，有时也用铸钢或球墨铸铁。
如用球墨铸铁制造曲轴和凸轮轴，具有成本低廉、吸 振性较好、对应力集中的敏感较低、强度较好等优点。
10
四、轴的结构
❖ （一）轴主要由三部分组成：轴头、轴颈、 轴身。
❖ 轴头：轴上安装零件的部分。 ❖ 轴颈：轴上被轴承支承的部分。 ❖ 轴身：连接轴头和轴颈的过渡部分。 ❖ 轴肩：轴上直径变化所形成的阶梯。（单向
14
15
2、用轴套（套筒）固定，与轴肩配合使 用。
18
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4、用圆螺母固定，与轴肩配合使用。
❖ 特点：装拆方便，固定可靠，可承受较大轴 向载荷，常用双螺母。
❖ 使用：有较大轴向载荷，无法采用套筒的场 合，如斜齿轮轴。
❖ 缺点：轴上切制螺纹，降低轴的强度。
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5、弹性挡圈固定，与轴肩配合使用。
变化） ❖ 轴环：直径最大的部分❖ （二）轴上零件的轴向固定 ❖ 作用：定位后防止零件轴向移动，并能承
受轴向力。 ❖ 方法：用轴肩、轴环、套筒、轴端挡圈、
圆螺母、弹性挡圈、紧定螺钉、圆柱销等。
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1、用轴肩、轴环固定
❖ 特点：简单可靠，可承受大的轴向力。 ❖ 适合零件：齿轮、带轮、轴承、联轴器 等。
常用零件：带轮、齿轮、联 轴器等
26
❖ 花键：承载能力强、导向性好、成本高。
常用固定零件：齿轮。
27
2、用过盈配合作周向固定。
特点：结构简单，抗冲击 性能较好，承载能力取决 于过盈量的大小，配合面 加工精度较高。
常用零件：轴承与轴 颈的装配。
28
思考与练习：
❖ 分析图示轴上零件的固定方式。
29
轴的毛坯:一般用圆钢或锻件，有时也用铸钢或球墨铸铁。
如用球墨铸铁制造曲轴和凸轮轴，具有成本低廉、吸 振性较好、对应力集中的敏感较低、强度较好等优点。
10
四、轴的结构
❖ （一）轴主要由三部分组成：轴头、轴颈、 轴身。
❖ 轴头：轴上安装零件的部分。 ❖ 轴颈：轴上被轴承支承的部分。 ❖ 轴身：连接轴头和轴颈的过渡部分。 ❖ 轴肩：轴上直径变化所形成的阶梯。（单向
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2、用轴套（套筒）固定，与轴肩配合使 用。
《轴的作用及分类》课件
05
轴的维护与保养
定期检查与保养
定期检查轴的外观
检查轴是否有磨损、裂纹、锈 蚀等现象，以及轴承座是否松
动。
定期清洗轴承
使用专业清洗剂清洗轴承，确 保轴承内部无杂质，保持润滑 。
定期更换轴承
根据轴承的使用情况，定期更 换轴承，以保证轴的正常运转 。
定期检查轴的支撑
检查轴的支撑轴承是否正常， 如有问题及时更换。
03
轴的材料与选择
常用轴的材料
碳素钢
具有良好的强度和韧性 ，适用于中等载荷和转
速的轴。
不锈钢
具有较好的耐腐蚀性和 耐磨性，适用于高转速
和腐蚀性环境。
合金钢
具有较高的强度和耐磨 性，适用于高载荷和高
转速的轴。
铜合金
具有较好的导热性和耐 磨性，适用于低转速和
轻载的轴。
选择轴的材料考虑因素
01
02
03
经济性原则
轴的设计应在满足功能和性能要求的前提下，尽量降低成 本。例如，合理选择材料和工艺，优化结构设计，减少不 必要的重量和体积。
轴的校核方法
静强度校核
通过计算轴在静载荷作用下的应力分布和许用应 力，校核轴的静强度是否满足要求。主要考虑弯 曲应力和剪切应力，以及轴的刚度是否满足要求 。
扭振校核
通过分析轴在扭转振动作用下的动态响应和稳定 性，校核轴的扭振性能是否满足要求。需要考虑 轴的阻尼、质量分布、支撑条件等因素对扭振性 能的影响。
传动轴
传动轴主要承受弯矩，在转动过程 中，传动轴上的载荷位置会发生变 化。
根据轴线形状分类
01
02
03
直轴
直轴的轴线为直线，是最 常见的轴类型。
曲轴
机械设计基础课件第十四章 轴
第十四章
• • • • • • 轴的功用和类型 轴的材料 轴的结构设计 轴的强度计算 轴的刚度计算 轴的临界转速的概念
轴
第一节 轴的功用和类型
一、轴的功用
● 支撑回转零件，如齿轮、带轮； 传递运动和转矩 ●
二、轴的类型
● 心轴 — 只承受弯矩 按受载 ● 传动轴 — 只承受转矩 ● 转轴 — 既受弯矩、又受转矩 ● 直 轴（光轴、阶梯轴） ●曲 轴
第三节 轴的结构设计
倒角
砂轮越程槽
第三节 轴的结构设计
轴环
第三节 轴的结构设计
• 三、轴上零件的轴向定位和固定 • 定位 － 使轴上零件处于正确的工作位置；
• 固定 － 使轴上零件牢固地保持这一位置。 阶梯轴上截 • 目的 － 防止轴上零件工作时发生轴向蹿动。 面变化处 • 常用的轴向定位和固定方法：
第三节 轴的结构设计
为保证轴上零件紧靠在定位面（轴肩），轴 肩的圆角须大于C1或R。
第三节 轴的结构设计
• 四、改善轴的受力状况，减小应力集中 • 合理布置轴上零件可以改善轴的受力状况。
第三节 轴的结构设计
• 减小应力集中 • 零件截面发生突 然变化的地方， 都会产生应力集 中。合金钢对应 力集中比较敏感， 尤需加以注意。
第四节 轴的强度计算
第四节 轴的强度计算
第四节 轴的强度计算
第四节 轴的强度计算
第四节 轴的强度计算
• 若计算的截面有一个键槽，则将计算出的轴的直 径 d加大4%左右，若两个键槽，则增大8%，然 后圆整成标准直径。 • 对于一般用途的轴，按上述方法设计计算即可。 对于重要的轴，还需进一步的强度校核（如安全 系数法） • 安全系数的校核计算包括疲劳强度和静力强度两 项内容。 • 疲劳强度的校核即计入应力集中、表面状态和绝 对尺寸影响以后的精确校核。 • 静强度校核的目的在于校核轴对塑性变形的抵抗 能力。
• • • • • • 轴的功用和类型 轴的材料 轴的结构设计 轴的强度计算 轴的刚度计算 轴的临界转速的概念
轴
第一节 轴的功用和类型
一、轴的功用
● 支撑回转零件，如齿轮、带轮； 传递运动和转矩 ●
二、轴的类型
● 心轴 — 只承受弯矩 按受载 ● 传动轴 — 只承受转矩 ● 转轴 — 既受弯矩、又受转矩 ● 直 轴（光轴、阶梯轴） ●曲 轴
第三节 轴的结构设计
倒角
砂轮越程槽
第三节 轴的结构设计
轴环
第三节 轴的结构设计
• 三、轴上零件的轴向定位和固定 • 定位 － 使轴上零件处于正确的工作位置；
• 固定 － 使轴上零件牢固地保持这一位置。 阶梯轴上截 • 目的 － 防止轴上零件工作时发生轴向蹿动。 面变化处 • 常用的轴向定位和固定方法：
第三节 轴的结构设计
为保证轴上零件紧靠在定位面（轴肩），轴 肩的圆角须大于C1或R。
第三节 轴的结构设计
• 四、改善轴的受力状况，减小应力集中 • 合理布置轴上零件可以改善轴的受力状况。
第三节 轴的结构设计
• 减小应力集中 • 零件截面发生突 然变化的地方， 都会产生应力集 中。合金钢对应 力集中比较敏感， 尤需加以注意。
第四节 轴的强度计算
第四节 轴的强度计算
第四节 轴的强度计算
第四节 轴的强度计算
第四节 轴的强度计算
• 若计算的截面有一个键槽，则将计算出的轴的直 径 d加大4%左右，若两个键槽，则增大8%，然 后圆整成标准直径。 • 对于一般用途的轴，按上述方法设计计算即可。 对于重要的轴，还需进一步的强度校核（如安全 系数法） • 安全系数的校核计算包括疲劳强度和静力强度两 项内容。 • 疲劳强度的校核即计入应力集中、表面状态和绝 对尺寸影响以后的精确校核。 • 静强度校核的目的在于校核轴对塑性变形的抵抗 能力。
轴的ppt课件
（1）转动灵活，间隙合适。 （2）轴瓦与座体贴实，上、下轴瓦比剖分面高 0.1mm。 （3）油路畅通。 （4）润滑良好。
2、键连接 采用键、花键、销、过盈配合等方式，其结构形式、 特点与应用见表16-3。
1）平键 2）花键
平键、半圆键连接 主要是实现轴上零件的周向固定，并能传递较大的 扭矩，而且拆装方便，应用很广泛。以普通平键中的A型 应用最为普遍。以键的两侧面来传递扭矩，顶面与被联 结件不接触，留有间隙。
基本代号（数字、字母）
五 ∣ 四 ∣ 三 ∣ 二 ∣ 一
后置代号 (字母+数字)
∣ ∣ ∣ ∣ ∣∣∣
轴 承 分 部 件 代 号
类 型 代 号
宽 度 系 列 代 号
直 径 系 列 代 号
内 径 代 号
密 封 与 防 尘 代 号
保特 持殊 架轴 及承 材材 料料 代代 号号
公 差 等 级 代 号
内游其 部隙他 结代代 构号号 代 号
代号
/P2、/P4、/P5、/P6、/P6X、/P0
（4）轴承的径向游隙 （5）保持架代号 注： 滚动轴承代号比较复杂，上述代号仅为最常用的、最有规 律的部分。具体应用时,若遇到看不懂的代号时,应查阅 GB/T272-93。
滚动轴承代号举例说明： 6308 6--深沟球轴承,3--中系列,08--内径d=40mm, 公差等级为“0”级,游隙组为“0”组; N--圆柱滚子轴承,1--特轻系列,05--内径d=25mm, 公差等级为5级,游隙组为“0”组; 7--角接触球轴承,2--轻系列,14--内径d=70mm,公 差等级为4级,游隙组为“0”组,公称接触角α=15°;
3）紧定螺钉、销
4）过盈配合
销连接
销连接主要用来固定零件间的相对置，与平键 连接相比较，它所承受的载荷要小，主要起定位作 用。分圆柱销和圆锥销两种。圆锥销标准锥度为1： 50，且以小端直径为标准。两者都选过渡配合。有 时也用开口销。
2、键连接 采用键、花键、销、过盈配合等方式，其结构形式、 特点与应用见表16-3。
1）平键 2）花键
平键、半圆键连接 主要是实现轴上零件的周向固定，并能传递较大的 扭矩，而且拆装方便，应用很广泛。以普通平键中的A型 应用最为普遍。以键的两侧面来传递扭矩，顶面与被联 结件不接触，留有间隙。
基本代号（数字、字母）
五 ∣ 四 ∣ 三 ∣ 二 ∣ 一
后置代号 (字母+数字)
∣ ∣ ∣ ∣ ∣∣∣
轴 承 分 部 件 代 号
类 型 代 号
宽 度 系 列 代 号
直 径 系 列 代 号
内 径 代 号
密 封 与 防 尘 代 号
保特 持殊 架轴 及承 材材 料料 代代 号号
公 差 等 级 代 号
内游其 部隙他 结代代 构号号 代 号
代号
/P2、/P4、/P5、/P6、/P6X、/P0
（4）轴承的径向游隙 （5）保持架代号 注： 滚动轴承代号比较复杂，上述代号仅为最常用的、最有规 律的部分。具体应用时,若遇到看不懂的代号时,应查阅 GB/T272-93。
滚动轴承代号举例说明： 6308 6--深沟球轴承,3--中系列,08--内径d=40mm, 公差等级为“0”级,游隙组为“0”组; N--圆柱滚子轴承,1--特轻系列,05--内径d=25mm, 公差等级为5级,游隙组为“0”组; 7--角接触球轴承,2--轻系列,14--内径d=70mm,公 差等级为4级,游隙组为“0”组,公称接触角α=15°;
3）紧定螺钉、销
4）过盈配合
销连接
销连接主要用来固定零件间的相对置，与平键 连接相比较，它所承受的载荷要小，主要起定位作 用。分圆柱销和圆锥销两种。圆锥销标准锥度为1： 50，且以小端直径为标准。两者都选过渡配合。有 时也用开口销。
轴的作用及分类PPT课件
光轴
阶梯轴
曲轴：各轴段轴线不在同一直线上，主要用于有往复式运动
的机械中,如内燃机中的曲轴
钢丝软轴：由多组钢丝分层卷绕而成，具有良好挠性，可将
回转运动灵活地传到不开敞的空间位置
三、轴的材料及选择 轴的材料主要采用
碳素钢
合金钢
常用的优质碳素钢有 30、40、45、和50钢， 其中45钢应用最多
常用的合金钢有20Cr、 40Cr、35SiMn和 35CrMo等
四、轴的结构 轴的结构应满足：
①轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置； ②轴上的零件应便于装拆和调整； ③轴应具有良好的制造工艺性； ④轴的受力合理，有利于提高轴的强度和刚度。
1.轴上零件的轴向固定 (1)轴肩固定
联轴器
齿轮
轴承
(2)套筒固定 轴承与齿轮之间
(3)圆螺母固定 相邻零件间距大
齿轮 轴承
§ 5-1 轴
一、轴的功能
轴是组成机器的重要零件之一。其主要功能是①传递运动 和转矩；②支承回转零件（如齿轮）。
二、轴的分类 1、根据轴的受载情况的不同轴可分为:
传动轴：主要承受转矩的轴 心 轴：只承受弯矩的轴 转 轴：既承受弯矩又承受转矩的轴
2、根据轴线形状的不同轴又可分为： 直轴：各轴段轴线为同一直线。直轴按外形不同又可分为：
轴端倒角
轴肩高度小于轴承内圈厚度
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1、按其轴线形状的不同，轴可分为——、——和—— 。 2、按其承载情况的不同，轴可分为——、——和—— 。 3、轴的常用材料主要有———和———。 4、下列各轴中，（ ）是转轴。
A、自行车前轮轴 B、减速器中的齿轮轴 C、汽车的传动轴 D、铁路车辆的轴 5、轴肩与轴环的作用是（ ） A、对零件轴向定位和固定 B、对零件进行周向固定
阶梯轴
曲轴：各轴段轴线不在同一直线上，主要用于有往复式运动
的机械中,如内燃机中的曲轴
钢丝软轴：由多组钢丝分层卷绕而成，具有良好挠性，可将
回转运动灵活地传到不开敞的空间位置
三、轴的材料及选择 轴的材料主要采用
碳素钢
合金钢
常用的优质碳素钢有 30、40、45、和50钢， 其中45钢应用最多
常用的合金钢有20Cr、 40Cr、35SiMn和 35CrMo等
四、轴的结构 轴的结构应满足：
①轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置； ②轴上的零件应便于装拆和调整； ③轴应具有良好的制造工艺性； ④轴的受力合理，有利于提高轴的强度和刚度。
1.轴上零件的轴向固定 (1)轴肩固定
联轴器
齿轮
轴承
(2)套筒固定 轴承与齿轮之间
(3)圆螺母固定 相邻零件间距大
齿轮 轴承
§ 5-1 轴
一、轴的功能
轴是组成机器的重要零件之一。其主要功能是①传递运动 和转矩；②支承回转零件（如齿轮）。
二、轴的分类 1、根据轴的受载情况的不同轴可分为:
传动轴：主要承受转矩的轴 心 轴：只承受弯矩的轴 转 轴：既承受弯矩又承受转矩的轴
2、根据轴线形状的不同轴又可分为： 直轴：各轴段轴线为同一直线。直轴按外形不同又可分为：
轴端倒角
轴肩高度小于轴承内圈厚度
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1、按其轴线形状的不同，轴可分为——、——和—— 。 2、按其承载情况的不同，轴可分为——、——和—— 。 3、轴的常用材料主要有———和———。 4、下列各轴中，（ ）是转轴。
A、自行车前轮轴 B、减速器中的齿轮轴 C、汽车的传动轴 D、铁路车辆的轴 5、轴肩与轴环的作用是（ ） A、对零件轴向定位和固定 B、对零件进行周向固定
机械基础轴ppt课件
（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；
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。
§3—1 轴
2、阶梯轴特点：加工复杂，应力集中源较多，容易 实现轴上零件装配及定位。如减速器中的轴。
§3—1 轴
3、曲轴特点：常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。主要用于各类 发动机中，如内燃机、空气压缩机、活塞泵及冲床中 的轴等。
轴向固定方法 —— 圆螺母定位
特点：定位可靠，装拆方便，可承受较大轴向力； 应用：常用于轴的中部和端部；
轴向固定方法 —— 轴端挡圈固定
特点：工作可靠，结构简单； 应用：用于轴端定位，可承受剧烈振动和冲击；
正
错确误Fra bibliotek套筒轴用圆螺母
螺纹退刀槽, 砂轮越程槽
圆锥面（+挡圈、螺母）
适用于有冲击载荷和对中性 要求较高的场合，常用于轴端
3、具有结构简单、定位可靠、能承受较大的轴向力等特点，广泛
应用于各种轴上零件的轴向固定是（B ）。
A.紧定螺钉
B. 轴肩与轴环 C.键连接
4、接触面积大、承载能力强、对中性和导向性都好的周向固定是
（ B）。
机械基础课件-轴
Q235
35正火
≤100
45正火
≤100
45调质
≤200
硬度 /HBS
149~187 170~217 217~255
强度极限 /σB/MPa
440
520
600 650
屈服极限 /σs/MPa
240
270
300 360
弯曲疲劳极 限/σ-1/MPa
应用说明 用于不重要或载
180 荷不大的轴
210
用于一般曲轴、 转轴等
(2)．轴上零件的周向固定
目的：保证轴能可靠地传递运动和转矩，防止轴上零 件与轴产生相对转动。
1）键
2）花键
3）紧定螺钉、销
4）过盈配合
四、轴上常见的工艺结构
结构工艺性——轴的结构形式应便于加工、便于轴 上零件的装配和便于使用维修，并且能提高生产率，降 低成本。
有关轴的工艺结构应注意问题：
轴的结构和形状应便于加工、装配和维修。 阶梯轴的直径应该是中间大，两端小，以便于轴上零
2．转轴的结构要求。 3．轴上零件的轴向固定与周向固定。 4．轴的结构工艺性。
2. 保证所有轴上零件有确定的轴向 工作位置。
（二）轴的分类及应用特点
按轴线形状
直轴
曲轴
挠性钢丝软轴 （简称挠性轴）
按承载情况
心轴 传动轴 转轴
➢ 心轴：只承受弯矩，不承受转矩 ➢ 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
➢直轴、曲轴、软轴
二、轴的常用材料
机械基础课件
常用机械零件--轴
徐水ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ职业技术教育中心
机械加工技术专业 授课教师：李国占
35正火
≤100
45正火
≤100
45调质
≤200
硬度 /HBS
149~187 170~217 217~255
强度极限 /σB/MPa
440
520
600 650
屈服极限 /σs/MPa
240
270
300 360
弯曲疲劳极 限/σ-1/MPa
应用说明 用于不重要或载
180 荷不大的轴
210
用于一般曲轴、 转轴等
(2)．轴上零件的周向固定
目的：保证轴能可靠地传递运动和转矩，防止轴上零 件与轴产生相对转动。
1）键
2）花键
3）紧定螺钉、销
4）过盈配合
四、轴上常见的工艺结构
结构工艺性——轴的结构形式应便于加工、便于轴 上零件的装配和便于使用维修，并且能提高生产率，降 低成本。
有关轴的工艺结构应注意问题：
轴的结构和形状应便于加工、装配和维修。 阶梯轴的直径应该是中间大，两端小，以便于轴上零
2．转轴的结构要求。 3．轴上零件的轴向固定与周向固定。 4．轴的结构工艺性。
2. 保证所有轴上零件有确定的轴向 工作位置。
（二）轴的分类及应用特点
按轴线形状
直轴
曲轴
挠性钢丝软轴 （简称挠性轴）
按承载情况
心轴 传动轴 转轴
➢ 心轴：只承受弯矩，不承受转矩 ➢ 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
➢直轴、曲轴、软轴
二、轴的常用材料
机械基础课件
常用机械零件--轴
徐水ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ职业技术教育中心
机械加工技术专业 授课教师：李国占
轴 - 课 件
轴
轴还可以按结构形状的不同分为直轴（见图3-90）、曲轴 （见图3-91）、光轴（见图3-92）、台阶轴（见图3-93）、实 心轴（如半轴）和空心轴（如气门推杆）等。另外，还有一种 轴线能按使用要求变化的轴，称为软轴（见图3-94）。
图3-90 直轴
轴
图3-91 曲轴 图3-92 光轴
轴
图3-93 台阶轴 图3-94
图3-9的轴向固定方法。 轴上零件的轴向固定方法及应用见表3-19。
轴
轴
轴
（2）轴上零件的周向固定方法。 轴上零件的周向固定常用键连接、销连接、螺钉连接和过盈配 合连接等。一般齿轮与轴通常采用过盈配合或键连接，滚动轴承则 采用较紧的过盈配合连接，受力较小或光轴上的零件可用螺钉连接 或销连接，受力较大且要求零件做轴向移动时则用花键连接。
轴
3. 轴的结构
轴的结构受许多因素影响，其主要的影响因素如 下：载荷的性质、大小、方向及分布情况；轴上所安 装零件的类型、尺寸、数量，与轴连接的方法；轴的 加工工艺；等等。轴没有标准的结构形式，除根据受 力情况设计合理的尺寸外，还必须满足以下要求：轴 上的零件应有可靠的定位和固定；轴应便于加工，尽 量避免或减少应力集中；轴上零件应便于安装和拆卸。
汽车机械基础
轴
轴是保证机器正常工作的重要零件 之一。凡是做回转运动的零件(如凸轮、 齿轮、带轮等)都必须用轴来支撑才能 实现运动和动力的传递。
轴
1. 轴的作用与分类
轴的作用主要是支撑回转零件，并传递运动和动力。轴根据所起的作 用及承受载荷性质的不同可分为心轴、转轴和传动轴三类，见表3-18。
轴
轴
2. 轴的材料
轴的材料种类很多，选择时应主要考虑以下因素： （1）轴的强度、刚度及耐磨性要求。 （2）轴的热处理方法及加工工艺性的要求。 （3）轴的材料来源和经济性等。 轴的常用材料是优质碳素结构钢和合金结构钢等。碳钢比合金钢 价格低廉，对应集中的敏感性低，加工工艺好，一般用途的轴常用优 质碳素结构钢，如35、45、50号钢，不重要或受力较小的轴也可用 Q235A等普通碳素钢。 合金钢具有比碳钢更高的力学性能，但价格较高，多用于重载及 重要的轴，选择时应综合考虑。
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周向固定大多采用键、花键、或过盈配合等联接形 式来实现。为了加工方便，键槽应设计成同一加工直线
上，且紧可能采用同一规格的键槽截面尺寸。
设计：潘存云
键槽应设计成同一加工直线
设计：潘存云
四、改善轴的受力状况，减小应力集中
1.改善受力状况 Ft
图示为起重机卷筒两种布置方 案。A图中大齿轮和卷筒联成 一体，转距经大齿轮直接传递 给卷筒，故卷筒轴只受弯矩而 不传递扭矩。图b中轴同时受 弯矩和扭矩作用。故载荷相同 时，图a结构轴的直径要小。
齿轮受轴向力时，向右是通过4、5间的轴肩，并由6、7间的轴肩顶在滚动轴承的内圈上； 向左则通过套筒顶在滚动轴承的内圈上。带轮的轴向固定是靠1、2间的轴肩和轴端当圈。
设计：潘存云
设计：潘存云
双向固定
无法采用套筒或套筒太长时，可采用双圆螺母加以固定。 装在轴端上的零件往往采用轴端挡圈固定。
双圆螺母
设计：潘存云
发动机
传动轴
后桥
§14-1 轴的功用和类型
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 按轴的形状分有：
自行车
车厢重力
前轮轴
前叉
支撑反力
转动心轴 火车轮轴
设计：潘存云
前轮轮毂 固定心轴
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
按轴的形状分有： 曲轴
§14-1 轴的功用和类型
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
种 碳素钢：35、45、50、Q235 正火或调质处理。 类 合金钢: 20Cr、20CrMnTi、40CrNi、38CrMoAlA等
用途：碳素结构钢因具有较好的综合力学性能，应用较 多，尤其是45钢应用最广。合金钢具有较高的力学性能， 但价格较贵，多用于有特殊要求的轴。
轴端挡圈 带轮 轴承盖 套筒 齿轮 滚动轴承
典型 轴系 结构
设计：潘存云
设计：潘存云
一、制造安装要求
为便于轴上零件的装拆，一般轴都做成从轴端逐 渐向中间增大的阶梯状。零件的安装次序 装零件的轴端应有倒角，需要磨削的轴端有砂轮越程槽， 车螺纹的轴端应有退刀槽。
倒角
取值见P119
①②
设计：潘存云
设计：潘存云
§14-1 轴的功用和类型
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
按轴的形状分有：
§14-1 轴的功用和类型
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：
分类：
转轴---传递扭矩又承受弯矩。
按承受载荷分有：
类 型 按轴的形状分有：
带式运 输机
设计：潘存云
电动机
减速器 转轴
§14-1 轴的功用和类型
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
型 按轴的形状分有：
轴的毛坯:一般用圆钢或锻件，有时也用铸钢或球墨铸铁。
如用球墨铸铁制造曲轴和凸轮轴，具有成本低廉、吸振性较好、对应力集中的敏感较低、强度较好等优点。
表14-1 轴的常用材料及其主要力学性能
材料及热处理
毛坯直径 mm
硬度 强度极限σb 屈服极限σs 弯曲疲劳极限σ-1
HBS
MPa
应用说明
Q235
440
240
第14章 轴
§14-1 §14-2 §14-3 §14-4 §14-5
轴的功用和类型
轴的材料
带传动和链传动都是通过中间挠性件传递运 动和动力的，适用于两轴中心距较大的场合。 与齿轮传动相比，它们具有结构简单，成本 低廉等优点。
轴的结构设计
轴的强度设计
轴的刚度设计
§14-1 轴的功用和类型
功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。
当轴上有两处动力输出时，为了减小轴上的 载荷，应将输入轮布置在中间。
输出 输入 输出
Ft
设计：潘存云
方案 a
T 方案b
Q
输出 输出 输入 Q
T
T
T
T TT
T1
合理
设计：潘存云
T2
Tmax = T1
T1+T2 T1
不合理
T2
设计：潘存云
T1+T2
Tmax= T1+T2
2.减小应力集中 合金钢对应力集中比较敏感，应加以注意。 应力集中出现在截面突然发生变化的。 措施： 1. 用圆角过渡；
设计：潘存云
轴端挡圈
轴肩的尺寸要求: r <C1 或 r < R b
h CC11 D
r
设计：潘存云
d
h D
rR R设计：潘存云
d
h≈(0.07d+3)~(0.1d+5)mm b≈1.4h(与滚动轴承相配合处的h和b值,见轴承标准)
轴向力较小时，可采弹性挡圈或紧定螺钉来实现。
设计：潘存云 设计：潘存云
③
④ ⑤⑥ ⑦
二、轴上零件的定位
轴肩----阶梯轴上截面变化之处。起轴向定位作用。 零件的轴向定位由轴肩或套筒来实现。
4、5间的轴肩使齿轮在轴上定位，1、2间的轴肩使带轮定位，6、7间的轴肩使右端滚动轴承定位。
套筒
轴肩
设计：潘存云
设计：潘存云
1~2
1~2
三、轴上零件的固定
轴向固定由轴肩、套筒、螺母或轴端挡圈来实现。
ห้องสมุดไป่ตู้
200
用于不重要或 载荷不大的轴
35 正火
≤100
149 ~187
520
270
有较好的塑性
250
和适当的强度， 可用于一般曲
轴、转轴。
§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。 设计要求：1.轴应便于制造，轴上零件要易于装拆；(制造安装)
2.轴和轴上零件要有准确的工作位置；(定位) 3.各零件要牢固而可靠地相对固定； (固定) 4.改善应力状况，减小应力集中。
2. 尽量避免在轴上开横孔、切口或凹槽; 3. 重要结构可增加卸载槽B、过渡肩环、凹切圆角、
增大圆角半径。也可以减小过盈配合处的局部应力。
30˚
BR
设计：潘存云
d/4
B位置d/4
设计：潘存云
d
卸载槽 也可以在轮毂上增加卸载槽
设计：潘存云
过渡肩环
r
设计：潘存云
凹切圆角