轴的结构和轴上零件的固定
《机械基础》第七章 支撑零部件解析
既支撑转动零件，又传递 机床主轴，减速器 动力：承受转矩和弯矩 中的轴
传动轴 传递动力，承受转矩
桥式起重机的传动 轴，汽车中连接变 速箱与后桥间的传 动轴
。
光轴
{ 2.根据外形不同 阶梯轴（应用最广泛）
二、转轴的结构
1、转轴正常工作结构上的要求：
（1）、轴上零件要有可靠的周向固定和轴向 固定。
4. 轴的加工方法、装配方法以及其它特殊要求
在选择轴的结构和形状时，
❖ 应使轴的形状接近于等强度条件； ❖ 避免各轴段剖面突然改变，以降低局构应便于加工与装配，形状力求简单，阶梯轴的级数
尽可能少，各段直径不能相差太大。
（1）轴上需磨削的轴段，应设置砂轮越程槽； （2）车制螺纹的轴段，应有螺尾退刀槽； （3）各圆角，倒角，砂轮越程槽及退刀槽等尺寸，尽可能
（7）零件装配时应尽量不接触其它零件的 配合表面；
（8）轴肩高度应考虑零件拆卸方便 。
5、提高轴承载能力的措 施
（1）结构设计方面（减少应力集中）
a、相邻轴段直径不宜相差太大； b、过渡圆角半径不能太小，或用凹切圆角或
中间环； c、尽量避免在轴上开横孔、凹槽等，合理选
择键槽(盘铣)； d、过盈配合轴段可采用一些特殊结构
（2）、轴应便于加工并尽量避免或减少应力 集中。
（3）、轴上零件便于安装和拆卸。
2、轴上零件的固定
（１）轴向固定 作用：保证零件在轴上有确定的轴向位置。 目的：防止零件作轴向移动，并能承受轴向 力 常用方法：轴肩、轴环、轴套、圆螺母、轴 端挡圈等。
①轴肩
轴肩：轴上截面突变的部位。 非定位轴肩：便于装拆、起过渡作用， h=(1~2)mm。 定位轴肩：起轴向定位作用。
⑥弹性挡圈固定
轴系组装实验报告
实验者： [姓名]同组者： [姓名]班级： [班级]日期： [日期]一、实验目的1. 熟悉轴系结构设计的基本原理和方法。
2. 掌握轴、轴承、齿轮等轴上零件的结构形状、功能及装配关系。
3. 理解轴系组装过程中的注意事项，提高实际操作能力。
4. 通过实验，验证轴系结构设计的合理性和可靠性。
二、实验原理轴系是机械设备中重要的传动部件，其主要由轴、轴承、齿轮等零件组成。
轴系组装实验旨在通过实际操作，使学生掌握轴系结构设计的基本原理和装配方法，提高学生的实际操作能力。
三、实验内容1. 轴的结构设计：轴是轴系中的主要零件，其结构设计主要包括轴的直径、长度、键槽、轴肩等。
轴的结构设计应满足以下要求：- 轴的直径应满足强度、刚度和耐磨性要求。
- 轴的长度应满足轴上零件的装配和拆卸要求。
- 轴肩的设计应保证轴上零件的定位和固定。
2. 轴承组合设计：轴承是轴系中的支撑零件，其组合设计主要包括轴承的类型、尺寸、安装方式、润滑和密封等。
轴承组合设计应满足以下要求：- 轴承类型的选择应满足轴系的工作条件。
- 轴承尺寸的选择应满足轴系的工作载荷和转速。
- 轴承的安装方式应保证轴承的可靠性和拆卸方便。
- 轴承的润滑和密封应保证轴承的长期稳定工作。
3. 轴系组装：轴系组装是将轴、轴承、齿轮等轴上零件按照设计要求进行装配的过程。
轴系组装应满足以下要求：- 轴系组装应符合设计图纸的要求。
- 轴系组装应保证轴上零件的定位和固定。
- 轴系组装应保证轴系的可靠性和稳定性。
四、实验步骤1. 轴的结构设计：根据轴系的工作条件，设计轴的直径、长度、键槽、轴肩等结构参数。
2. 轴承组合设计：根据轴系的工作条件，选择轴承的类型、尺寸、安装方式、润滑和密封等。
3. 轴系组装：- 将轴插入轴承座，调整轴承的位置，使其符合设计要求。
- 将齿轮等轴上零件安装在轴上，调整其位置和固定方式。
- 检查轴系组装的间隙和紧固情况，确保轴系组装的可靠性和稳定性。
4. 实验数据记录：记录轴的直径、长度、键槽、轴肩等结构参数，轴承的类型、尺寸、安装方式、润滑和密封等，以及轴系组装的间隙和紧固情况。
轴系部件结构分析
轴系部件结构分析知识要点一、轴结构应满足的要求(1)要装在轴上的零件，要能牢固而可靠地相对固定(轴向或周向固定)(2)便于加工和减少应力集中(3)轴上零件要便于装拆二、分析结构的几个方面其结构是否合理，主要考虑：(1)轴上零件的轴向、周向固定；(2)轴上零件的装拆；(3)轴的加工工艺性和减少应力集中等。
(4)轴承和轴的外伸端；三、分析结构的大致步骤：(1)从整体上看懂图中轴系结构的组成，了解传动件、轴承、端盖、箱体等件的分布情况；(2)按图从左到右(或从右到左)据轴结构的三个要求详细分析轴的各部分结构。
四、轴系结构常见错误(1)与轴支撑的转动件相关的问题：①轴上零件无双向轴向定位、固定。
②轴上零件无周向固定。
(2)与轴承相关的问题：①轴承要有双向轴向固定，并要能调整轴承游隙。
②定位轴承内圈的定位件（如轴肩轴环、轴套等）高度超过轴承内圈高度，不利于轴承装拆。
(3)与定位件相关的问题：①用轴套定位时，装零件的轴段长度超过零件轮毂长。
②用轴端挡圈定位时，装零件的轴段长度超过零件轮毂长；少防松装置；③用圆螺母定位时，螺纹大径超过零件的孔径；少退刀槽，少防松装置；④键过长。
有多处键联接时，键槽没有安排在同一直线上。
(4)与轴外伸端相关的问题：①端盖与轴间无间隙，引起动、静件相碰。
②外伸端无密封。
(5)与工艺有关的问题：①箱体、端盖、轴精加工面过大。
②轴直径不按中间大，两端小的结构安排，零件无法装拆；③轴承用脂润滑时无挡油环；④用6、7号轴承时，安装方向没相对应。
练习1.下图为一输出轴的结构草图，要求轴上斜齿轮与轴向采用H7/r6配合，齿轮内孔径为￠65，宽度为80mm, 选用轴承内孔口圆角r1.5，内孔径为∮69mm，试回答下列问题；(1)轴段L1的直径为_______mm ，长度为________ mm (75，78，80)。
(2)为保证该轴能传递大载荷，承受冲击，齿轮和轴间应采用_________和______作周向固定。
机械设计基础 第十二章轴
3.
球墨铸铁、合金铸铁 (高强度铸铁)
价廉、吸振性好、耐磨性好，对应力集中的敏感性较低，铸造 成形，但性脆，可靠性低，品质难控制。 常用于制造外形复杂的轴，如曲轴、凸轮轴。
轴的常用材料及其主要力学特性见
轴的结构设计
12
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。
第十二章
轴的设计
1
第一节 第二节 第三节
概述 轴的设计举例 轴的强度、刚度计算
2
本章重点：
① 轴的类型，轴的常用材料； ② 轴的结构； ③ 轴上零件的轴向定位和固定方法； 轴上零件的周向定位和固定方法；
④ 按扭转强度计算轴的直径。
轴的功用：主要用于支承传动零件 (齿轮、带轮等) 并
传递运动和动力。
越程槽和退刀槽
17
（3）为去掉毛刺，利于装配，轴端应制出45°倒角。
45°倒角 45°倒角
( 4)当采用过盈配合联结时，配合轴段的零件装入端，常加工 成半锥角为30°的导向锥面。若还附加键联结，则键槽的长度 应延长到锥面处，便于轮毂上键槽与键对中。
18
（5）如果需从轴的一端装入两个过盈配合的零件，则轴上两配 合轴段的直径不应相等，否则第一个零件压入后，会把第二个零件 配合的表面拉毛，影响配合。
一般情况下，直轴 做成实心轴，需要 减重时做成空心轴
6
轴的功用和类型
分类： 按承受载荷分有： 类 型 按轴的形状分有：
7
转轴---传递扭矩又承受弯矩
传动轴---只传递扭矩 心轴---只承受弯矩 直轴 曲轴 光轴 阶梯轴
轴上零件的周向,轴向定位与固定的典型方法有哪些
轴上零件的周向,轴向定位与固定的典型方法有哪些轴上零件的周向和轴向定位与固定是机械设计中常见的问题。
以下是一些典型的方法来实现轴上零件的定位和固定:
1. 轴肩 (Axis Bevel):轴肩是一种结构，通常用于在轴上固定零件。
轴肩的外部轮廓相对于零件的定位面有较高的精度，因此可以确保零件紧靠定位面，从而提高零件的定位精度。
2. 轴环 (Axis Ring):轴环是一种用于固定零件的结构，通常与轴肩配合使用。
轴环的外部轮廓相对于零件的定位面有较高的精度，因此可以确保零件紧靠定位面，从而提高零件的定位精度。
3. 卡扣 (Fasteners):卡扣是一种用于固定零件的结构，通常用于快速定位零件。
卡扣通常由金属或塑料制成，可以通过紧固件或螺钉等方式固定在轴上。
4. 胀紧套 (膨胀套)(Expansion Joint):胀紧套是一种用于固
定零件的结构，通常用于在轴上膨胀或收缩。
胀紧套通常由金属或塑料制成，可以通过紧固件或螺钉等方式固定在轴上。
5. 键 (Lock nut):键是一种用于固定零件的结构，通常用于在轴上固定零件并保持其定位精度。
键通常由金属或塑料制成，可以通
过紧固件或螺钉等方式固定在轴上。
6. 弹性环 (Elastic Ring):弹性环是一种用于固定零件的结构，通常用于在轴上吸收零件的运动和震动。
弹性环通常由金属或塑料制成，可以通过紧固件或螺钉等方式固定在轴上。
这些方法可以根据具体的设计要求和零件的特性来选择。
在机械设计中，应根据具体情况综合考虑各种因素，以确保零件的定位和固定精度，同时考虑零件的制造和装配难度等因素。
轴的结构设计与安装
轴的设计与安装一、轴系的结构设计合理的轴系结构必须满足下列基本要求轴和轴承在预期寿命内不失效；轴上零件在轴上准确定位与固定，以及轴系在箱体上的可靠固定；轴系结构有良好的工艺性好的经济性二、轴上零件的装配方案轴向零件的轴向定位和固定轴上零件的轴向定位方法取决于零件所承受的轴向载荷大小。
常用的轴向定位方法有以下几种。
1、轴肩与轴环定位优点：方便可靠、不需要附加零件，能承受的轴向力大；缺点：会使轴径增大，阶梯处形成应力集中，阶梯过多将不利于加工。
用途：这种方法广泛用于各种轴上零件的定位。
注意要点：为了保证零件与定位面靠紧，轴上过渡圆角半径应小于零件圆角半径或倒角，一般定位高度取为（0.07～0.1）d ，轴环宽度b = 1.4h 。
2套筒定位简化轴的结构，减小应力集中，结构简单、定位可靠。
多用于轴上零件间距离较小的场合。
3圆螺母定位固定可靠，可以承受较大的轴向力，能实现轴上零件的间隙调整。
4、弹性挡圈定位紧定螺钉多用于光轴上零件的固定，并兼有周向固定的作用。
适用于轴向力小，转速低的场合二、轴上零件的周向定位运转时，为了传递转矩或避免与轴发生相对转动，零件在轴上必须周向固定。
轴上零件的周向定位方法主要有键联接（平键、半圆键、楔键等）、花键联接、弹性环联接、过盈配合联接、销联接、成型联接等等。
1、平键制造简单、装拆方便。
用于传递转矩较大，对中性要求一般的场合、2、花键承载能力高，定心好、导向性好。
适用于传递转矩较大，要求导向性良好的场合。
3、过盈配合结构简单、定心好、承载能力高。
常与平键联合使用，以承受大的交变、振动和冲击载荷。
4、销联接用于固定不太重要、受力不大，但同时需要周向或轴向固定的零件。
机器中的轴的位置是靠轴承来定位的当轴工作时，既要防止轴向窜动，又要保证轴承工作受热膨胀时的影响（不致受热膨胀而卡死），轴承必须有适当的轴向固定措施。
三、轴系的轴向固定常用的轴向固定措施有两种:三、轴系的轴向固定这种方法是利用轴肩和端盖的挡肩单向固定内、外圈，每一个支撑只能限制单方向移动，两个支撑共同防止轴的双向移动。
机械设计—轴上零件的固定及工艺结构知识点大汇总(非常好)
⑤弹性挡圈定位——结构简单、紧凑， 能承受较小的轴向力,但削弱轴的强度 ⑥紧定螺钉定位 ——结构简单、调整灵 活，能承受的轴向力较小。
(7) 止动垫圈固定 ——固定可靠，但轴上须 切削螺纹和纵向槽。一般用细牙螺纹，以减 少对轴的销弱，常用于固定轴端零件。 （8）圆锥面定位——轴和轮毂之间无径向 间隙、装拆方便，能承受冲击，但锥面 加工较为麻烦。
3、轴上有螺纹时，应有退刀槽；需要磨削的阶梯轴，应留 有越程槽。 4、为了便于轴的加工，必要时应设置中心孔。
5、轴上有多个键槽时，尽可能用同一规格尺寸，并安排在同 一直线上。
四、 提高轴的强度和刚度的措施 (1) 减小应力集中，提高轴的强度。在零件截面发生
变化处会产生应力集中现象，从而消弱材料的强度。因此， 进行结构设计时，应尽量减小应力集中。在阶梯轴的截面尺 寸变化处应采用圆角过渡，且圆角半径不宜过小。在圆角半 径受到限制时，可采用卸载槽，如图14.15(a)所示；过渡肩 环，如图14.15(b)所示或凹切圆角，如图14.15(c)所示的结 构形式。
2、切削加工工艺性 1）螺纹退刀槽
2）砂轮越程槽
具体数据查手册
3）轴端倒角
4）多个键槽
思考题：指出图中结构不合理地方，并予以改正。
讨论题
1、分析如图2所示的1、2、3、三处的结构错误，并将错误原因和改 进方案填入下表：
序号 1 2 3
错误原因 ①键太长 ②键槽位置不便加工 齿轮无法轴向固定 轴承装配不可靠
改进方案 ①键长略短于带轮轮毂长度 ②两键槽应加在同一直线上 使L略小于B 使轴颈长度略超出轴承
2、轴上零件的周向定位和固定
周向固定的目的： 为了传递运动和转矩，防止零件与轴产生相对的转动。
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）键 2）花键
轴上零件的固定及工艺结构
注： C孔 —轴上零件内孔倒 角深（见右图） r轴、R孔—轴、孔圆角
要求轴肩高度<滚动轴承内圈高度 （0.07d＋3）～（0.1d＋5）
错误
正确
4）轴端挡圈
当用轴肩、轴环、套 筒、圆螺母、轴端挡圈 进行零件的轴向定位时， 为保证轴向1 定位可靠， 要求L2轴<L毂
③ 错误 ④
II
III
• 2）、每段轴端应有倒角，以便轴上零件导入及防止伤人。
2、切削加工工艺性 1）螺纹退刀槽
砂轮越程槽
具体数据查手册
3）轴端倒角 4）多个键槽
思考题：指出图中结构不合理地方，并予以改正。
讨论题
1、分析如图2所示的1、2、3、三处的结构错误，并将错误原因和 改进方案填入下表：
序号 1
2 3
错误原因 ①键太长
①
I
正确
I
②
③
II
正确 II
二、各段轴径和长度的确定
1、轴径的确定原则
确定各段直径时 应遵循以下原则
1）有配合要求的轴段（图中④段）取标准直径（值见表
16-4）。
2）安装标准件
的轴段（图中②
③段）应符合相
应的标准尺寸系
列
①④
③
②
3）用作固定或
定位的轴肩或轴
环（图中①段）
的高度应满足表
16-2序号1的要
轴上零件的固定及工艺结构
1、轴的轴向尺寸的确定
轴头长度由其上所装传动零件的轮毂宽度决定，但轴头长 度应分别比传动零件的宽度短13，以保证轴上零件可靠的轴 向定位和固定。轴颈长度可与轴承宽度相同，但有时亦应比 轴承宽度短13。
上图为单级圆柱齿轮减速器的输出轴，主要由轴颈、 轴头、轴身三部分组成。与轴承相配合的轴段称为轴颈； 安装传动零件的部分称为轴头；联接轴颈和轴头的非配 合部分称为轴身。
轴系实验报告
实验报告实验名称：轴系结构设计与搭接一、实验目的1．了解机械传动装置中滚动轴承支承轴系结构的基本类型和应用场合。
2．根据各种不同的工作条件，初步掌握滚动轴承支承轴系结构设计的基本方法。
3．通过模块化轴系搭接实践，进一步掌握滚动轴承支承轴系结构中工艺性、标准化、轴系的润滑和密封等知识。
二、实验内容轴系类型:蜗杆减速器输入轴轴系结构方案编号:3-6三、实验结果1．轴系结构分析1)分析轴的各部分结构，形状，尺寸与轴的强度，刚度，加工，装配的关系。
蜗杆和轴一体，且蜗杆位于两轴承（支点）之间，因此蜗杆处弯矩最大。
而轴呈中间大两头小的阶梯状，中间部分即蜗杆处的承载能力最强，因而有利于提高轴的强度。
同时中间大两头小便于轴上零件的拆装；另外也能起到定位安装的作用。
2)分析轴上的零件的定位及固定方式。
●固定端轴承：轴承座凸肩和轴环定位；套筒、端盖固定外圈，圆螺母（止动垫圈）固定内圈；●游动端轴承：轴环定位，弹性挡圈固定内圈，外圈由孔用弹性挡圈定位，由套筒和端盖固定。
●联轴器：轴肩轴向定位，键切向定位。
3)分析轴承类型，布置和轴承的固定，调整方式。
●轴承类型：固定端轴承为深沟球轴承6026，游动端轴承为圆柱滚子轴承，内径均为30mm，外径均为62mm，宽度均为16mm；●布置：一端固定，一端游动。
游动端和固定端分别位于蜗杆两端，联轴器置于固定端外；●固定：见上文；●调整方式：调整固定端调整垫片。
4)分析轴系的装配与拆卸过程。
●装配过程：a)安装游动端孔用弹性挡圈，再装入圆柱滚子轴承外圈至其与弹性挡圈接触；b)套入游动端轴承内圈，至其与轴环接触，安装孔用弹性挡圈；c)从游动端将轴装进轴承座。
从固定端套入轴承至内圈和轴环接触，拧紧圆螺母，并用止动垫圈卡紧；d)调整轴的位置，使轴承外圈与轴承座凸肩接触；e)从固定端装入套筒；f)固定端套上调整垫片和带孔端盖，拧上螺钉；g)转动蜗杆，根据松紧程度调整调整垫片的厚度，调整完成后拧紧螺钉；h)游动端依次安装上套筒、调整垫片、端盖，并拧紧螺钉；i)安装平键和半联轴器。
轴的结构设计改错
图示为小锥齿轮轴系部件结构图（小锥齿轮与轴一体，成为齿轮轴）。试改 正图中不合理或错误的结构，并简述原因。（注：1）直接在原图上改或另绘 结构图均可；2）不得改成锥齿轮与轴分离的结构。）
套杯凸缘不 应在左边， 应在右边；
箱体孔的中部直 径应加大，以减 少精加工面；
透盖与套杯配合段过 长，透盖与右轴承外 圈之间应有大的间隙；
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。您的内容已 经简明扼要，字字珠玑，但信息却千丝万缕、错综复杂，需要用更多的文字来表述；但请您尽可能提炼思想的精 髓，否则容易造成观者的阅读压力，适得其反。正如我们都希望改变世界，希望给别人带去光明，但更多时候我 们只需要播下一颗种子，自然有微风吹拂，雨露滋养。恰如其分地表达观点，往往事半功倍。当您的内容到达这 个限度时，或许已经不纯粹作用于演示，极大可能运用于阅读领域；无论是传播观点、知识分享还是汇报工作， 内容的详尽固然重要，但请一定注意信息框架的清晰，这样才能使内容层次分明，页面简洁易读。如果您的内容 确实非常重要又难以精简，也请使用分段处理，对内容进行简单的梳理和提炼，这样会使逻辑框架相对清晰。为 了能让您有更直观的字数感受，并进一步方便使用，我们设置了文本的最大限度，当您输入的文字到这里时，已 濒 临 页 面 容 纳 内 容 的 上 限 ， 若 还 有 更 多 内 容 ， 请 酌 情 缩 小 字 号 ， 但 我 们 不 建 议 您 的 文 本 字 号 小 于1 4 磅 ， 请 您 务 必 注意。单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。您的 内容已经简明扼要，字字珠玑，但信息却千丝万缕、错综复杂，需要用更多的文字来表述；但请您尽可能提炼思 想的精髓，否则容易造成观者的阅读压力，适得其反。正如我们都希望改变世界，希望给别人带去光明，但更多 时候我们只需要播下一颗种子，自然有微风吹拂，雨露滋养。恰如其分地表达观点，往往事半功倍。当您的内容 到达这个限度时，或许已经不纯粹作用于演示，极大可能运用于阅读领域；无论是传播观点、知识分享还是汇报 工作，内容的详尽固然重要，但请一定注意信息框架的清晰，这样才能使内容层次分明，页面简洁易读。如果您 的内容确实非常重要又难以精简，也请使用分段处理，对内容进行简单的梳理和提炼，这样会使逻辑框架相对清 晰。为了能让您有更直观的字数感受，并进一步方便使用，我们设置了文本的最大限度，当您输入的文字到这里 时 ， 已 濒 临 页 面 容 纳 内 容 的 上 限 ， 若 还 有 更 多 内 容 ， 请 酌 情 缩 小 字 号 ， 但 我 们 不 建 议 您 的 文 本 字 号 小 于1 4 磅 ， 请 您务必注意。单击此处添加正文，
轴系设计实验报告
实验者：[姓名]同组者：[姓名]班级：[班级名称]日期：[日期]一、实验目的1. 熟悉并掌握轴系结构设计中轴的结构设计方法。
2. 熟悉并掌握滚动轴承组合设计的基本方法。
3. 了解轴、轴上零件的结构形状及功用。
4. 掌握轴及轴上零件的定位与固定方法。
5. 了解轴承的类型、布置、安装及调整方法以及润滑和密封方式。
二、实验设备1. 组合式轴系结构设计分析试验箱。
2. 测量工具：300mm钢直尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板等。
3. 绘图工具：绘图仪器、A3白纸若干。
三、实验原理轴系结构设计是机械设计中重要的一环，它关系到整个机械设备的性能和寿命。
轴系设计主要包括轴的结构设计、轴承组合设计、轴上零件的定位与固定、轴承的安装与调整、润滑与密封等方面。
四、实验步骤1. 明确实验内容，理解设计要求首先，根据实验指导书，明确实验内容，包括已知条件、设计要求等。
绘制传动零件支撑原理简图，了解传动系统的基本参数。
2. 复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法复习《机械设计》教材中有关轴与滚动轴承设计的内容，了解轴的结构设计原则、轴承组合设计方法、轴上零件的定位与固定方法等。
3. 构思轴系结构方案根据齿轮类型选择滚动轴承型号，确定支承轴向固定方式，根据齿轮圆周速度确定轴承润滑方式，确定密封方式，解决轴承间隙调整等问题。
4. 绘制轴系结构方案示意图根据构思的轴系结构方案，绘制轴系结构方案示意图，包括轴、轴承、轴上零件等。
5. 组装轴系部件根据轴系结构方案，从实验箱中选取合适的零件，组装成轴系部件。
6. 检查所设计组装的轴系结构检查所设计组装的轴系结构是否满足设计要求，包括轴的结构、轴承的安装、轴上零件的定位与固定等。
五、实验结果与分析1. 轴的结构设计根据实验要求，设计了满足传动系统要求的轴结构，包括轴的材料、直径、长度等。
2. 轴承组合设计根据齿轮类型和转速，选择了合适的轴承型号，确定了轴承的布置、安装、拆卸、配合、定位、紧固、调整、润滑和密封等问题。
轴上连接的轴向固定和周向固定方法.
轴上连接的轴向固定和周向固定方法
一、轴上零件的轴向固定方法
1)轴肩:在起定位作用的同时,还起轴向固定作用,它结构简单、定位可靠,能承受较大轴向载荷。
2)套筒:当两零件相隔距离不大时,可用套筒对两个相邻零件轴向固定,它结构简单但套筒与轴的配合较松,不适用于轴转速较高的场合。
3)圆螺母:用套筒固定所需套筒过长时,采用圆螺母固定,它固定可靠,能承受大的轴向力,但轴上需车制螺纹,产生应力集中,故一般用细牙螺纹。
4)弹性挡圈:当轴向力很小,仅为防止零件偶然轴向移动时,采用弹性挡圈,它结构简单、紧凑,但可靠性差。
5)锁紧挡圈:当轴向力较小时,采用锁紧挡圈,两端都采用锁紧挡圈时,便于调整零件在轴上的位置。
6)轴端挡圈:轴端挡圈又称压板,用于轴端零件的固定,可承受较大的轴向力。
7)销联接:销联接固定结构简单,但轴的应力集中较大,用于受力不大、同时需要进行周向固定的场合。
二、轴上零件的周向固定方法有
1)键联接:应用广泛,其中平键联接定心性好,用于较高精度、高转速及受冲击或变载荷作用的场合。
2)花键联接:承载能力高,对中性和导向性好,但制造比较困难,成本
高。
3)销联接:主要用来固定零件的相互位置,也可传递不大的载荷。
4)过盈联接:利用轴和毂孔间的过盈配合构成的联接,对结构简单,能同时实现周向和轴向固定,对轴的削弱小,但装拆不便,且对配合面的加工精度要求较高。
常与平键联接联合使用,以承受大的循环变化载荷、振动和冲击载荷。
轴上零件的定位、轴的分类各轴段直径和长度的确定轴结构设计和强度校核
轴上零件的定位、轴的分类各轴段直径和长度的确定轴结构设计和强度校核轴的结构设计是指确定轴的外形和尺寸。
这个设计的主要因素包括轴的安装位置、轴上安装的零件类型和数量、载荷性质和大小以及加工工艺等。
由于这些因素比较多，轴的结构形式没有标准，需要根据具体情况进行分析。
不过，轴的结构都应该满足准确的工作位置、便于装拆和调整以及良好的制造工艺性等要求。
在轴的结构设计中，需要考虑几个主要问题。
首先是拟定轴上零件的装配方案，其次是确定各轴段直径和长度，然后是轴上零件的定位，接着是提高轴的强度的常用措施，最后是轴的结构工艺性。
根据承受的载荷不同，轴可以分为转轴、心轴和传动轴。
其中，转轴既承受弯矩又承受扭矩，心轴仅承受弯矩，传动轴仅承受扭矩。
心轴根据工作时轴是否转动，又可分为转动心轴和固定心轴。
轴的材料主要是碳钢和合金钢。
碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性较低，因此在一般工作温度下采用碳钢制造尤为广泛。
45号钢是最常用的碳钢。
合金钢比碳钢具有更高的力学性能和更好的淬火性能，因此在传递大动力、要求减小尺寸与质量、提高轴颈的耐磨性以及处于高温或低温条件下工作的轴，常采用合金钢。
在选择钢的种类和决定钢的热处理方法时，应该根据强度与耐磨性而不是轴的弯曲或扭转刚度。
可以选择强度较低的钢材，然后通过增大轴的截面面积来提高轴的刚度。
各种热处理和表面强化处理对提高轴的抗疲劳强度都有显著的效果。
高强度铸铁和球墨铸铁具有良好的吸振性和耐磨性，可以用于制造外形复杂的轴。
下表列出了轴的常用材料以及它们的主要力学性能。
轴的定位是为了防止轴上零件在工作时出现沿轴向或周向的相对运动。
除了那些需要游动或空转的零件，其他轴上零件都需要进行必要的轴向和周向定位，以保证它们的正确工作位置。
轴上零件的轴向定位可以通过轴肩、套筒、圆螺母、轴端挡圈和轴承端盖等部件来实现。
轴肩分为定位轴肩和非定位轴肩两种。
虽然采用轴肩定位是最方便可靠的方法，但是它会使轴的直径加大并且轴肩处会引起应力集中。
轴及轴上零件的定位,固定方式及其特点
轴及轴上零件的定位,固定方式及其特点轴是一种通过旋转实现传动和定位功能的机械零件，广泛应用于各种机械设备中。
轴上的定位、固定方式及其特点对于机械设备的性能和稳定性具有重要影响，因此需要对其进行深入了解和研究。
轴的定位方式通常包括传统的轴承定位和现代的精密轴承定位两种。
传统的轴承定位是通过轴承和轴承座来实现的，轴承座通常是由轴承座座和轴承盖等零件组成，通过这些零件将轴承固定在轴承座上，然后将轴承座固定在机体上，从而实现轴的定位。
这种定位方式的特点是简单、结构牢固、成本低廉，但是精度和稳定性较差。
现代的精密轴承定位是通过高精度的轴承和轴承座来实现的。
这种定位方式的特点是精度高、稳定性好，能够满足高速、高精度的机械设备的需求，但是成本较高。
除了轴承定位外，还有一些其他的轴的定位方式，比如键槽定位、花键定位等，这些定位方式通常用于需要转矩传递或者需要防止轴相对机体转动的场合。
轴上的零件的固定方式通常包括螺纹连接、键连接、销连接和紧固件等。
螺纹连接是通过在轴和零件上加工螺纹，并用螺纹标准零件如螺母、螺栓等来实现的，这种连接方式具有结构简单、拆装方便的特点，但是承载能力较小；键连接是通过在轴和零件上分别加工出键槽和键，并配合滑动配合来实现的，这种连接方式具有承载能力大、动转有一定限制的特点，但是制造精度要求较高；销连接是通过在轴和零件上分别钻孔，然后用销将两者连接起来，这种连接方式具有制造简单、承载能力大、动转限制适中的特点，但是安装精度要求较高；紧固件是通过在轴和零件上加工孔，并用螺栓、螺母等紧固件将两者连接起来，这种连接方式具有结构简单、拆装方便的特点，但是承载能力较小。
不同的固定方式具有不同的特点，具体选择哪种方式需要根据机械设备的具体要求进行综合考虑。
在选择轴的定位和零件的固定方式时，需要考虑以下几个方面的因素：1.要考虑机械设备的工作环境，比如温度、湿度、腐蚀性等因素，选择耐腐蚀、耐磨损的定位方式和固定方式；2.要考虑机械设备的工作负荷和受力状态，选择承载能力强、稳定性好的定位方式和固定方式；3.要考虑机械设备的精度和转速要求，选择精度高、稳定性好的定位方式和固定方式；4.要考虑机械设备的安装、调试和维护便利性，选择拆装方便、维护成本低的定位方式和固定方式。
机械设计基础.12小结
阶梯轴：轴上零件定位可靠，装拆方便。
轴头 轴颈
轴的组成：
轴颈、 轴头、
轴身。
轴颈、轴头直径应按标准尺寸选取。
轴的材料及其选择 对材料基本要求： 强度高，耐磨，具有一定韧性及良好的加工性。 1. 碳 钢 碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性较低，加工性良好。
5
受力较小或不重要的轴：普通碳钢Q235、Q275，不需热处理。 一般场合的轴：优质中碳钢，如35、40、45、50，最常用45钢， 调质或正火。 2. 中、低碳合金钢 合金钢比碳钢有更高的力学性能和更好的淬火性能，但价格高 于碳钢，对应力集中较敏感。 适用于重载、要求质量轻、尺寸小、要求高耐磨性，或在高温、 低温、腐蚀条件下工作的轴。 常用：20Cr、20CrMnTi、40Cr、40CrNi 等，需热处理。
四、提高轴的强度和刚度
1. 降低应力集中 2. 提高轴表面质量，提高轴的疲劳强度 3. 改善轴的受力状况 合理布置轴上零件，减小轴受载荷 改进轴上零件结构，减小轴受载荷
16
轴的结构改错：
17
轴的结构改错 ：
18
共有8处错误，正确结构如下：
轴的结构改错：
19
共有8处错误，正确结构如下：
轴的结构改错：
Me d ≥ 3 0.1[s 1 ] b
Hale Waihona Puke 例题 设计带式输送机传动装置中单级齿轮减速器的低速轴。
传动装置及齿轮减速器简图：
30
已知：电动机的功率 P1=25 kW，转速 n1=970 r/min，齿轮的 主要参数为：模数 m=4 mm，小齿轮齿数 z1=20，大齿 轮齿数 z2=79，齿轮宽度 B1=85 mm， B2=80 mm。
轴系结构设计实训报告
一、实验目的1. 熟悉轴系结构设计的基本原理和方法。
2. 掌握轴、轴承和轴上零件的结构特点及装配关系。
3. 学会轴系结构设计的计算和绘图方法。
4. 培养实际操作能力和工程意识。
二、实验内容1. 实验原理与计算（1）轴的结构设计：根据轴的受力情况，确定轴的材料、直径、长度和形状。
（2）轴承组合设计：根据轴的转速、载荷和润滑条件，选择合适的轴承类型、型号和安装方式。
（3）轴上零件的固定：根据轴上零件的类型和用途，选择合适的固定方法。
2. 实验步骤（1）分析轴的受力情况，确定轴的材料和直径。
（2）根据轴的转速、载荷和润滑条件，选择合适的轴承类型和型号。
（3）设计轴承组合结构，包括轴承的安装方式、轴向定位和轴向固定。
（4）选择轴上零件的固定方法，并绘制装配图。
三、实验过程1. 分析轴的受力情况（1）根据实验要求，确定轴的转速、载荷和转速范围。
（2）根据转速和载荷，选择合适的材料。
（3）计算轴的直径，满足强度、刚度和稳定性要求。
2. 选择轴承类型和型号（1）根据转速、载荷和润滑条件，选择合适的轴承类型。
（2）根据轴承类型，选择合适的轴承型号。
3. 设计轴承组合结构（1）确定轴承的安装方式，如外圈固定、内圈固定等。
（2）设计轴承的轴向定位和轴向固定，确保轴承在轴向方向的稳定。
4. 选择轴上零件的固定方法（1）根据轴上零件的类型和用途，选择合适的固定方法。
（2）绘制装配图，标注固定方式和尺寸。
四、实验结果与分析1. 实验结果（1）根据实验要求，完成了轴的结构设计。
（2）根据实验要求，完成了轴承组合设计。
（3）根据实验要求，完成了轴上零件的固定设计。
2. 分析（1）实验过程中，对轴的结构设计、轴承组合设计和轴上零件的固定方法有了更深入的了解。
（2）通过实验，掌握了轴系结构设计的基本原理和方法。
（3）提高了实际操作能力和工程意识。
五、实验总结1. 实验过程中，遇到了一些问题，如轴承型号的选择、轴上零件的固定方法等。
轴及轴上零件的定位,固定方式及其特点
标题：深度探析轴及轴上零件的定位、固定方式及其特点一、引言在机械设计和制造中，轴及轴上零件的定位和固定是至关重要的环节。
它直接影响着机器设备的性能、稳定性和工作效率。
本文将深入探讨轴及轴上零件的定位、固定方式及其特点，以帮助读者更好地理解这一重要主题。
二、轴及轴上零件的定位轴及轴上零件的定位是指将零件准确地安装在轴上，并确保其相对位置的稳定性和精度。
常见的轴向定位方式包括齿连接定位、键连接定位、销连接定位和圆锥套连接定位等。
而径向定位则采用轴承连接、摩擦连接或间隙连接等方式。
1. 齿连接定位齿连接定位是通过轴上的齿和零件上的齿槽来实现，具有承载能力大、传动精度高等优点。
但其缺点是需要加工精度较高的齿形，且装配和调整较为复杂。
2. 键连接定位键连接定位是通过键连接来实现，具有安装简便、传递扭矩大等优点。
但在高速旋转时易产生撞击和振动，需要定期检查维护。
3. 圆锥套连接定位圆锥套连接定位适用于需要频繁安装和拆卸的场合，具有便于装配调整和传递扭矩大的特点。
但需要定期检查套筒处的磨损和变位情况。
三、轴及轴上零件的固定方式轴及轴上零件的固定方式是指将零件牢固地固定在轴上，以防止因振动或工作载荷导致零件移位或脱落。
常见的固定方式包括螺纹连接、圆锥连接、压力连接和液压连接等。
1. 螺纹连接螺纹连接是通过螺纹的啮合来实现零件与轴的连接，具有装拆方便、结构紧凑的特点。
但在高速旋转和大载荷下易产生螺纹松动和磨损。
2. 圆锥连接圆锥连接是通过圆锥套和锥孔的配合来实现连接，具有承载能力大、传递扭矩大的优点。
但要求工作面的加工精度高，装配调整较为复杂。
3. 压力连接压力连接通过套筒和轴之间的压力来固定零件，具有结构简单、防止轴上零件滑动的优点。
但需要保持压力的稳定和均匀，且受温度影响较大。
四、轴及轴上零件定位固定方式的特点不同的定位和固定方式各有其特点，有利于满足不同工作条件下的需求。
在选择时应根据具体的使用要求和环境条件做出合适的决定。
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巩固练习
一、填空题 二、判断题 三、选择题 四、讨论题
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一、填空题
1．轴上零件需轴向固定的目的是保证零件在 , 轴上有确定的轴向位置,防止零件作轴向移动, , 并承受轴向力。 一般采用的方法有 轴肩 、 轴套 、 轴环 、 圆螺母和 轴端挡圈 等。
2.轴套也称 套筒 ，一般用在两个零件间 距 较小 的场合，靠 位置已定的零件 来固 定。
3．在无法采用轴或嫌轴套太长时，轴的中部 或端部零件采用 圆螺母 固定，其主要优点 是 装拆方便,固定可靠,能承受较大的轴向力。
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4．为保证圆螺母的定位，常采用 双螺母 或 一个螺母加止推垫圈 方法来防松。
5．用轴端挡圈、轴套、圆螺母作轴向固定时， 安装的零件轮毂长度应 大于 装零件的轴段 长度，其目的使零件端面与固定零件能紧 , 靠到位 。
三、轴的结构工艺性
1、阶台轴的直径中间大两端 小，便于轴上零件的装拆。 2、轴端、轴颈与轴肩（或轴 环）的过渡部份要设置倒角和 过渡圆弧，以便于轴上零件装 配，并减小应力集中。
3、轴上有螺纹时，应有退刀 槽；需要磨削的阶台轴，应留 有越程槽。轴上有多个槽时， 尺寸应尽量相同，以便于加工。
4、为了便于轴的加工，必要 时应设置中心孔。 5、轴上有多个键槽时，尽可 能用同一规格尺寸，并安排在 同一直线上。
8
例题
如图所示这一输出轴的结构草图，要求轴上斜齿轮与轴向采用H 7/r6 配合，齿轮内孔径为 Ф65，宽度为80mm，选用轴承内孔口圆角r1.5，内孔 径为 Ф60mm，试回答下列问题？
1。轴段L1直径为 Ф 65 mm，长度
为 78 mm（75，78，80） 。
d2
2。为保证该轴能传递大载荷，承受 冲击，齿轮和轴间应采用 键联接 和
5
教学内容
一、对轴的结构的一般要求
为使轴的结构和其各个部位都具有合理 的形状和尺寸，在考虑轴的结构时，应满足 三个方面的要求：
（1）轴上零件可靠定位； （2）轴便于加工和尽量避免或减小应力集中； （3）轴上零件便于安装和拆装。
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6
轴的构
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二、轴上零件的固定
（1）轴向固定 目的：保证零件在轴上有确
（×）
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5。用圆螺母固定时，为承受较大载荷，应用
普通粗牙螺纹。
（×）
6。为便于过盈配合件的装配，轴和孔均需有
倒角尺寸可任取。
（×）
7。阶梯轴的截面变化部位叫轴肩（环）。
（√ ）
8。为保证轴颈上零件的传扭，一般采用键联
接作周向固定。
（× ）
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15
三、选择题
1。结构简单、定位可靠、能承受较大轴向力的轴向
过盈配合周向固定。
3。齿轮的轴向是用 轴环 和 轴套 固定。
4。按承载情况，该轴是 转 轴。
5。齿轮、联轴器与轴间的两个键槽应安排在 同一直线上 ，以便于加工。
6。左边轴环、轴肩的圆角半径为
1
（1；1.5；2）。
7。d1和d2不相等是为 了 便于轴承的装拆 和 减少精加工表面 。 8。轴上右边零件安装顺序为 齿轮——轴套——轴承——端盖——联轴器。
6．轴常设计成阶梯形的目的有 便于零件定位 . 和 便于装拆 。
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7．为保证零件传扭，防止零件和轴向的相对 转动，轴上的转动件要有 周向 固定，常用 的固定方法有 键联接 和 过盈配合 ，其 中 键联接 形式应用最广泛。
8．为了便于零件装拆，阶梯轴各段直径应 从轴端分别向中间增大 ，轴端应制出 倒角 。
1。轴的功用：
用来支撑转动的传动零件，传递运动和动力、 承受载荷，以及保证装在轴上的零件具有确定的 工作位置和具有一定的回转精度。
2。轴的分类：
直轴按承载情况分类
心轴 转轴 传动轴
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4
问题之二：图所为起重机行车机构，试按承载情况， 判定图中序号轴的类型？
转轴 Ⅱ 心轴 Ⅲ
Ⅰ传动轴
Ⅳ 转轴
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13
二、判断题
1。轴肩、轴环、挡圈、圆螺母、轴套等结构
及零件可对轴上零件作周向固定。 （×）
2。实际使用中，直轴一般采用阶梯形，以便
于零件的定位及装拆。
(√ )
3。轴上的多个键槽应布置成相互位置为90。
（×）
4。为了减小应力集中，轴上应设置退刀槽和
越程槽等工艺结构外，便于轴的加工，还应有
中心孔。
固定形式是 （ A ）。
A。轴肩或轴环固定
B。弹性挡圈
C。固定轴套或圆螺母固定 D。圆锥销固定
2。轴端的倒角是为了（ A ）。
A。装配方便
B。便于加工
C。减小应力集中 D。便于轴上零件的定位
3。为了使零件轴向定位可靠，轴肩或轴环过渡 部位的圆角半径应比轮毂孔的倒角高度或圆角
半径 （ B）。
A。大
B。小
定的轴向位置，防止零件 作轴向移动，并能承受轴 向力。 方法：轴肩、轴环、轴端挡 圈和圆锥面、轴套(套筒 )、 圆螺母、还有弹性挡圈以 及圆锥销、紧定螺钉等。
（2）周向固定 目的：为了传递转矩，防止
零件与轴产生相对的转动。
方法：键联接、过盈配合、 键与过盈配合组合、还有 圆锥销、紧定螺钉等。
7
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《机械基础》 §8-2 轴
轴的结构
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1
教学步骤：
一、教学目的 二、要点回顾 三、教学内容 四、巩固练习 五、总结要点
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2
教学目标
了解轴的分类及应用； 理解常用轴的结构要求； 掌握轴上零件的固定方法，轴的加工工 艺以及轴上零件的拆装等具体要求，并 能解决实际问题。
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3
要点回顾
问题之一：
A．轴肩（环） B。轴套或圆螺母
C。弹性挡圈
D。平键联接
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四、讨论题
1。分析如图2所示的1、2、3、三处的结构错误，并将错误原因 和改进方案填入下表：
序号 1
2 3
错误原因 ①键太长
②键槽位置不便加工 齿轮无法轴向固定 轴承装配不可靠
改进方案 ①键长略短于带轮轮毂长度 ②两键槽应加在同一直线上
使L略小于B 使轴颈长度略超出轴承
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2。检查图中轴的结构设计，指出图中不合理之处，并加以改进。
C。相同
D。无严格要求
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4．用圆螺母固定时，轴上螺纹的大径（ C ）安装
零件的孔径。
A。大于
B。等于
C。小于
D。小于等于
5．能减少轴径变化，简化轴的结构，保证轴强度，
承受较大轴向力的轴向定位方法是（ B ）。
A．轴肩（环）
B。轴套
C。圆螺母
D。圆锥销
6．以下能对轴上零件作周向固定的是( D )。