第十四章轴教学文稿

有间隙，放弃
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为了保证轴上零件 与轴肩（环）端面 紧密接触，
r＜R＜h 轴肩承载时的轴肩高度
h＝（0.07d+3) ～(0.1d+5)mm
一般取：h＝3～ 6mmr＜C＜h
当周肩不承载时， 取：h＝1～2mm
轴肩与套筒定位： 为了保证轴上零件与套筒紧密接触， 轴段长度 L<B 2～3mm 零件轮毂宽度
成阶梯状，而且直径为两头大、中间大。 安装程序： 要考虑零件是从左端装进去，还是从右端装进 去。关键要能顺序装进去。
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如上图，减速器箱体一般为剖分式，轴上零件安装顺序为：
从左端装齿轮
套筒
左滚动轴承；
右滚动轴承
将轴装在轴承座上
左端盖
右端盖
装带轮
轴端挡圈
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轮毂宽度 B
L<B （2～3mm） 套筒
轴段长度 L 2～3mm
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有间隙
L<B （2～3mm）的 类似情况
轴 端 挡 圈 定 位2020/6/14
L<B （2～3mm）的类似情况
轴肩—轴端挡圈
轴肩
轴端挡圈
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㈡、轴上零件的定位和固定：
2、 轴上零件的周向固定： 大多采用键、 花键或成形联接， 过盈配合来实现周向固定。
心轴：只受弯矩M作用，如火车车轮的轴。 传动轴：
只承受转矩（扭矩）T，弯矩很小或没有, 如汽车的传动轴。
转轴：同时承受转矩和弯矩的作用， 如斜齿轮轴。
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转轴
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㈡、轴的分类： 2、按轴线形状分为两种：
光轴： 直轴
阶梯轴：
直轴又可分为：实心轴、空心轴 曲轴 发动机专用零件
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§14-2、轴的材料及选择 碳素钢： 合金钢： 比较：①两者刚度相近，而强度则合金钢大。 ②价格：碳素钢低，合金钢贵，
所以一般用碳素钢。 轴常用材料机械性能见P241表14-1
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轴设计的基本步骤：分为五步 1、选用合适的材料：
根据工作要求和制造工艺等 选择用碳素钢或合金钢。
㈡、轴上零件的定位和固定：
• 轴上零件的定位－－是指确定零件在轴向上 的相对位置； 轴上零件的固定－－根据定位确定的位置， 再用零件使轴上零件固定。二者紧密相关 要求轴向定位要准确，固定要牢固。
• 1、零件的轴向定位与固定 • 常用轴肩（轴环）、套筒、轴端挡圈等的定
位和固定： 轴向定位
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轴的结构设计非常重要。 1、轴结构设计的主要目的： 确定合理的外形：一般设计成阶梯轴 确定全部的尺寸：轴径大小、每一段的长度
由于影响轴结构设计的因素很多，
故轴没有标准的结构形式，即轴的结构设计 具有多方案性。
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14-3 轴的结构设计
一、轴的结构设计概述： 1、轴结构设计的主要目的： 2、轴的结构设计的基本要求： ⑴、应力求轴上零件的定位准确和固定可靠； ⑵、受力合理： 应合理布置轴上零件，力求受力合理， 有利于提高轴的工作能力； ⑶、应有利于轴上零件的装拆和调整; 制造工艺性好：
2、通过强度和刚度计算， 确定轴径d的范围d≥？
（1）、一般的轴是以强度为设计准则 （2）、对于有些重要的轴：
比如机床主轴，因为工作时不允许有 过大的变形，则应以刚度为设计准则。
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3、进行结构设计： ①确Leabharlann Baidu合理的外形：一般为阶梯轴
②确定全部尺寸（直径和长度）： 特别要确定的是轴的最小直径dmin 一般来说，阶梯轴的轴颈直径d1最小，
心轴：只受弯矩M作用，不传动转矩，T＝0 如火车车轮的轴。
轴受变应力
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㈡、轴的分类： 按轴线分为三大类： 1、按承受载荷不同分为三种：
心轴：只受弯矩M作用，如火车车轮的轴。 传动轴：只承受转矩（扭矩）T，弯矩很小或 没有, M=0，如汽车的传动轴。
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二、轴的分类： 按轴线分为三大类： 1、按承受载荷不同分为三种：
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§14-2、轴的材料及选择
常用材料分为两类：
碳素钢：30、35、45、50，其中45号钢最常用。 由于碳素钢成本低，所以一般用碳素钢。 合金钢： 常用的有：20Cr、20CrMnTi、
20CrMoV、38CrMoAl、 40Cr、 12CrNi2 等。
在传动大功率时或要求提高轴径耐磨性时 才用合金钢。
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汽车发动机曲轴
发动机曲轴
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本章只研究直轴
此外，还有钢丝软轴（挠性钢丝轴)
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实验室有
• 1、自行车中轴属于什么轴？
•
转轴
• 2、火车车辆轴、自行车前后车轮轴、
汽车前车轮（无前驱动）轴属于什么轴
？
心轴
•3、汽车后桥的传动轴属于什么轴？ • 传动轴。 •4、汽车后车轮轴属于什么轴？转轴
或与联轴器相连处直径最小。
4、轴的精确校核计算： 当轴的全部尺寸确定后，就可找出危险截面， 进行精确的强度、刚度计算。 如果不合格，则重新设计。
5、根据装配图绘制零件图
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14-3 轴的结构设计
一、轴的结构设计概述： 二、阶梯轴结构设计的几个主要问
题：
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1４-3 轴的结构设 一、计轴的结构设计概述：
机械工程基础
机械电子工程学院
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本章重点：14-3 轴的结构设计
轴是机器的主要零件之一，另外， 减速器设计中，也要设计一根轴， 故本章很重要。
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一 、轴的功用途 ：
14-1 轴的功用和类型
1、支承作回转运动的零件 2、传递运动和力（转矩T）
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二、轴的分类： 按轴线分为三大类： 1、按承受载荷不同分为三种：
周向定位
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㈢、 轴段直径和轴向长度的确定：
1、轴向长度：主要根据零件宽度和保证有足够的装 配空间，以及相邻零件间必要的空隙来确定。
8～12mm
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轴环
2、轴肩高度的确定：
①当轴肩不受轴向力，只是为了安装方便时（非定位）： 轴肩高度h＝1～2mm
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14-3 轴的结构设计
一、轴的结构设计概述： 二、阶梯轴结构设计的几个主要问题：
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㈠、制造安装要求
轴的装配方案－－－指轴上主要零件的装 配方向、顺序和相互关系。
轴上零件的装配方案不同，则轴的基本形 式就不同。
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便于安装： 为了便于拆装轴上的零件，一 般将轴设计