轴的结构设计改错要点

圆锥面将同时起到径向和轴向定位，如图(a)左端轴肩的存
在以及右端套筒同时接触轴肩和轴上零件将使得圆锥面定
位不能实现，应改为图(b)的结构形式。

轴上零件的周向定位最常用的方法是采用键联接，也可以 采用紧定螺钉、定位销定位等。如采用键作为周向联接件， 在结构设计时应注意：
①键的长度应小于轮毂长度；
两个轴承端盖外圆外侧应倒角； 两个轴承端盖与箱体接触面间应有调整垫片； 箱体上与端盖的接触面之外的外表面应低一些； 轴端太长，可与轴承左端面平齐或略长；
没有必要设置套筒，可改为外径不超过内圈厚2/3的轴颈， 靠轴肩给轴承定位；
齿轮和轴之间应有键联接；
6)
7)
8)
与齿轮配合的轴颈长度应比齿轮宽度小1~2mm;
4.
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；
套杯凸缘与箱体间应有调整垫片、套杯凸缘与透盖间应有 密封垫片； 轴的右端及透盖外圆外侧应有倒角。
10)
11)
轴上所加螺 纹段右边一 段轴颈穿过 透盖，该段 轴径应小于 螺纹内径；
透盖与轴 之间应留 有间隙， 且应有密 封毡圈；
1)
右轴承内圈右端面是固定面，可用圆螺母加止动垫片，螺 纹外径略小于轴承内径； 轴上所加螺纹段右边一段轴颈穿过透盖，该段轴径应小于 螺纹内径；
2)
3) 4) 5)
透盖与轴之间应留有间隙，且应有密封毡圈；
联轴器上外 圆及左端面 内、外圆均 应倒角；
轴端太长， 可与轴承左 端面平齐或 略长；
没有必要设 置套筒，可 改为外径不 超过内圈厚 2/3的轴颈， 靠轴肩给轴 承定位；
齿轮 和轴 之间 应有 键联 接；
与齿轮配 合的轴颈 长度应比 齿轮宽度 小1~2mm;
透盖与轴 之间应有 间隙，且 应有密封 毡圈；
③轴头应小于齿轮轴毂宽度；
④键长应短于轴头长度； ⑤轴肩应低于轴承内圈； ⑥左轴承外圈无轴向固定； ⑦套筒抵紧左轴承盖，严重错误，应取消套筒，轴伸出处作小 段阶梯使左面齿轮轴肩定位； ⑧键太长，应在左齿轮轮毂内； ⑨箱体应有凸台减少与右轴承盖接触的加工面； ⑩轴上弹性挡圈无作、齿轮及滚动轴承，为 保证这些零件在轴上能得到正确的周向固定及轴向固定， 请在图上作出轴的结构设计并画上所需的附加零件。（齿 轮用油润滑，轴承用脂润滑）
7.
8. 9.
轴伸出透盖处的密封、间隙；
轴承的游隙如何调节； 整个轴系相对于箱体（或机架）轴向位置是否可调（例如 使齿轮对在全宽度上啮合，特别是对于圆锥齿轮、蜗轮蜗 杆装置）；
11.
在配合表面与非配合表面（非加工面，如轴承盖与箱体 接触处、轴承盖外侧等）之间应有明显的界线，以减少 精加工面积； 外圆、端面是否有倒角； 轴在零件装入端应制出倒角；直径过渡处应制成圆角； 需磨削的轴段应留有砂轮越程槽；车制螺纹的轴段应有 退刀槽。

1.
2. 3.
轮毂长度是否略大于安装轴段的长度； 轴上零件的（两端）轴向定位如何；
4.
轴上零件（特别是安装于轴中段的齿轮以及轴颈处的轴承
等）是如何装上去的，有无该零件两端的轴段径向尺寸均 大于轮毂孔（或轴承内径）而无法装拆问题； 轴承的类型选择和组合是否合理，特别是采用向心推力轴 承（角接触球轴承、圆锥滚子轴承）时应检查是否为成对
轴系结构设计改错要点

轴的结构设计就是按照轴上零件的定位和固定（周向、轴 向）之需要，来具体确定各个轴段的径向和轴向的尺寸及 其形状。 解答轴系结构设计题目（特别是常见的轴系结构改错）时， 应从轴上零件的固定和定位方面、转动件与静止件的关系 方面、零件的结构工艺性方面、装拆与调整方面、润滑与 密封等几方面考虑。 轴与轴上零件如齿轮、带轮、联轴器等是否用键（或销、 紧定螺钉等）作周向固定联接，若有多个轴上零件时其键 槽是否在同一母线上；

为减少应力集中，提高轴 的疲劳强度，在轴肩根部 应有圆角或倒角。对定位 轴肩，其圆角和倒角的尺 寸应小于轴上相配零件内 孔的圆角或倒角尺寸，以 确保可靠、准确的定位； 非定位轴肩的圆角可大一 些。
箱体上与端盖 联轴器与透盖 两个轴承端 两个轴承端盖与 的接触面之外 不能接触，联 盖外圆外侧 箱体接触面间应 的外表面应低 轴器应右移； 应倒角； 有调整垫片； 1. 指出图上的结构错误并提出改正意见。 一些；
联轴器与 轴间应有 轴肩定位， 与其配合 段轴径应 减少；
联轴器与 轴间应有 键联接， 且应与齿 轮处键在 一条线上；
右端面 不应超 出联轴 器端面， 应缩进 去 1~2mm;
某些 类型 联轴 器应 画联 接孔 的中 心线
4 5 2 1 3
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7
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8 9 10
16
11
12
14
2 3 1
13
1) 2) 3) 4) 5)
5.
使用，其内外圈传力点处是否设置有传力件，若两个向心
推力轴承在轴的一端安装时，另一端游动支点处的轴承类 型是否恰当等；
6.
轴承内圈、外圈的厚度是否高出与之相接触的定位元素的 高度； 若两支点的滚动轴承为同型号（如一对向心推力 轴承在两端支承），且二者是由轴的一端依次装入时，座 孔及轴颈的中段是否设有凹槽部分以利于轴承的装拆（同 时可减少精加工长度）；
两轴承内圈之间的轴径应小于轴承内径； 两轴承外圈之间的套筒内径应小于轴承外径，形成轴承外 圈定位凸肩； 左轴承内圈左侧轴肩过高，应减至内圈高的2/3左右； 套杯凸缘不应在左边，应在右边；
6) 7)
8)
箱体孔的中部直径应加大，以减少精加工面；
9)
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；
③试图用两个轴肩（或轴环）实现轴上零件两个方向的轴向
固定是不可能的，这将使轴上零件无法装入。

套筒定位常见的结构错误有：
①轴头长度设计成与相配轮毂的宽度相等。

由于加工误差的存在，套筒可能无法顶紧轴上零件从而不 能可靠定位（图a），应使相配轴头长度小于轴上零件的轮 毅宽度（图b）。
②套筒和零件的接触高度太小（图a），可将套筒制成阶梯形 式（图b）。
套筒应做成阶梯；
轴承端盖外端面应凹进去1~2mm 。
2.
按示例①所示，指出图中轴系结构的另外8个错误。
（注：轴承支承型式为两端固定，其润滑方式不考虑，倒角和 圆角忽略不计）

示例 ①——轴承外圈无轴向固定。
⑦ ⑥ ⑤ ④ ③②
⑩ ⑧ ⑨
①右轴承外圈无轴向固定； ②套筒应作成阶梯形，低于轴承内圈的一端抵紧轴承；
③
套筒同时接触动面和静面。这将引起过度的磨损，甚至使
机器不能运转。这种错误的一个常见例子是定位件同时接
触滚动轴承的内圈和外圈，如图(a)，可改为图(b)。

为使弹性挡圈顶紧需固定零件，应使弹性挡圈槽宽大于 弹性挡圈宽度，且向轮毂内部方向加宽。如图(a)的结构 应改为图(b)所示结构。

圆螺母的轴向定位常见错误除未设防松装置以及不能顶 紧轴上零件外，还有螺母无法装入的严重结构设计错误 （图a），应注意要使螺母顺利装入，轴上螺纹的小径应 大于装入处的直径，可改为图(b)。
套杯凸缘与箱体间应有 调整垫片、套杯凸缘与 透盖间应有密封垫片；
左轴承内圈左 侧轴肩过高， 应减至内圈高 的2/3左右；
轴的右端及 透盖外圆外 侧应有倒角。
两轴承外圈之间 的套筒内径应小 于轴承外径，形 成轴承外圈定位 凸肩；
两轴承内 圈之间的 轴径应小 于轴承内 径；
右轴承内圈右端面 是固定面，可用圆 螺母加止动垫片， 螺纹外径略小于轴 承内径；
②采用平键联接时，如键处于轴中部常采用双半圆头平键，只 有当键处于轴端时才采用方头键；如用盘铣刀加工键槽， 由于铣刀加工半径的存在，所选键的长度应与键槽的有效 长度一致；
③当轴上有多个键存在时，应将各键的中心线放在轴的同一母 线上；
④键离装入端太远，不便于相配轮 毂孔的安装。

键在轴上的位置应如图b所示，为 使装配时轮毂槽易对准轴上的键， △值不应太大，槽的另一边不应 伸到过渡圆角处见图a，以防过大 的应力集中。
12. 13.

用轴肩和轴环进行轴上零件的轴向定位时应注意以下几点。 应满足下列关系：r<C（否则无法保证零件紧靠定位面）； r+C<h,两者之间的差值应保证在轴向力作用下实际接触高 度具有足够的强度；
① 轴肩的圆角半径r、零件毂孔的倒角高度C和轴肩高度h间
②为保证滚动轴承的拆卸，轴肩高度应根据轴承型号从手册 中查取；
透盖与轴之间应有间隙，且应有密封毡圈；
9)
联轴器与透盖不能接触，联轴器应右移；
10)
11) 12) 13) 14) 15) 16)
联轴器与轴间应有轴肩定位，与其配合轴径应减少；
联轴器与轴间应有键联接，且应与⑥处键在一条线上； 轴右端面不应超出联轴器端面，应缩进去段1~2mm; 联轴器上外圆及左端面内、外圆均应倒角； 某些类型联轴器应画联接孔的中心线；