轴的用途和分类(1)
机械设计中轴知识点
机械设计中轴知识点机械设计中的轴是一种常见的工程零件，广泛应用于各种机械设备中。
轴的质量和几何形状直接关系到设备的性能和寿命。
在机械设计中，轴的选择、设计和制造都是非常重要的环节。
本文将介绍机械设计中轴的知识点，包括轴的功能、分类、材料选择、几何形状设计和加工工艺等内容。
1. 轴的功能轴在机械设备中承担着传递动力和转动运动的重要作用。
具体功能包括：(1) 传递动力：轴通过联接装置将动力从一个部件传递到另一个部件，实现机械设备的正常运转。
(2) 支撑承载：轴能够承受来自设备工作时产生的载荷，保证设备的稳定运行。
(3) 定位定向：通过轴的几何形状和配合结构，实现部件的定位和相对位置的固定。
(4) 传递制动力矩：在需要制动的设备中，轴可以通过制动器将能量转化为制动力矩，实现设备的制动效果。
(5) 实现工作间传递物料或介质：轴可以作为传输装置，在机械设备中传递物料或介质。
2. 轴的分类根据轴的用途和工作环境，轴可以按以下方式进行分类：(1) 传输轴：用于传递动力和转动运动，如发动机的曲轴。
(2) 支撑轴：用于承担设备工作时产生的载荷，如机床的主轴。
(3) 导向轴：用于定位和固定部件位置，如滑动轴承支承的导轨。
(4) 螺旋传输轴：用于实现物料或介质的传输，如输送带上的轴。
3. 轴的材料选择轴的材料选择要考虑载荷、工作环境和制造成本等因素。
常见的轴材料包括：(1) 碳素钢：适用于较低载荷和一般工作环境，制造成本低。
(2) 合金钢：具有较高的强度和耐磨性，适用于高载荷和恶劣工作环境。
(3) 不锈钢：具有良好的耐腐蚀性能，适用于潮湿、酸碱性较强的工作环境。
(4) 铜合金：具有良好的导热性和抗磨性，适用于高速转动轴承等高要求场合。
4. 轴的几何形状设计轴的几何形状设计需要考虑以下几个方面：(1) 直径和长度：根据轴的承载和传递动力需求，确定轴的直径和长度。
(2) 定位面：根据设备需要进行定位的部件，设计轴上的定位面，保证装配的精度和稳定性。
轴的结构设计及强度计算
轴的结构设计及强度计算（1）轴的概述一．轴的功能及分类１．功能支撑回转零件并传递扭矩。
2．分类轴的用途及分类轴的主要功用是支承回转零件及传递运动和动力按照承受载荷的不同，轴可分为：心轴─只承受弯矩的轴，如火车车轮轴。
传动轴─只承受扭矩的轴，如汽车的传动轴。
转轴─同时承受弯矩和扭矩的轴，如减速器的轴。
按照轴线形状的不同，轴可分为曲轴和直轴两大类。
直轴根据外形的不同，可分为光轴和阶梯轴。
轴一般是实心轴，有特殊要求时也可制成空心轴，如航空发动机的主轴。
除了刚性轴外，还有钢丝软轴，可以把回转运动灵活地传到不开敞地空间位置。
二．轴的材料轴的材料主要是碳钢和合金钢，钢轴的毛坯多数用圆钢或锻件，各种热处理和表面强化处理可以显著提高轴的抗疲劳强度。
碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性比较低，适用于一般要求的轴。
合金钢比碳钢有更高的力学性能和更好的淬火性能，在传递大功率并要求减小尺寸和质量、要求高的耐磨性，以及处于高温、低温和腐蚀条件下的轴常采用合金钢。
在一般工作温度下（低于200℃），各种碳钢和合金钢的弹性模量均相差不多，因此相同尺寸的碳钢和合金钢轴的刚度相差不多。
高强度铸铁和球墨铸铁可用于制造外形复杂的轴，且具有价廉、良好的吸振性和耐磨性，以及对应力集中的敏感性较低等优点，但是质较脆。
三．轴设计的主要内容轴的设计包括结构设计和工作能力验算两方面的内容。
（1）根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理地确定轴的结构形式和尺寸。
（2）轴的承载能力验算指的是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的验算。
轴的设计过程是：选择材料—初估轴径—结构设计—校核强度，刚度，稳定性（2）轴的直径初估方法：类比法按扭矩估算一．轴的扭转强度强度条件：校核式：τT =T/WT=9.55 106P/0.2d3n≤[τT]设计式：d ≥[]362.01055.9n P T τ⨯=C 3nP C---系数（表12-2）（3）轴的结构设计轴的结构设计应该确定：轴的合理外形和全部结构尺寸。
机械基础 第十章 轴
转轴的结构
轴向固定
轴肩 或轴环 轴端 挡圈
圆螺母
轴套
弹性 挡圈 紧定螺钉 与挡圈
圆锥面
能消除轴与轮毂间的径向间隙 ，装拆方便，可兼做周向固定。常 与轮端挡圈联合使用，实现零件的 双向固定。适用于有冲击载荷和对 中性要求较高的场合，常用于轴端 零件的固定。
转轴的结构
轴上零件的周向固定
平键 连接
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。
目的——保证零件在轴上有确定的轴 向位置，防止零件作轴向移动，并能承受 轴向力。
这是一种常用的轴向固定方法。轴 肩或轴环的过渡圆角半径r小于轴上零 件孔端的圆角半径R或倒角C（即r<R或 r<C），这样才能使轴上零件的端面紧 靠定位面。它具有结构简单，定位可靠 和能够承受较大轴向力等优点，广泛应 用于各种轴上零件的固定。
常用于医疗器械和电动手持小 型机具，例如铰孔接头机、刮削机 等。
轴的用途和分类
直轴的分类及特点
心轴
转动心轴 固定心轴
转动心轴
火车轮轴 固定心轴
自行车前轴
用来支承转动的零件，工作 时只承受弯矩作用而不传递动力 。例如车辆用的转动心轴；支承 滑轮用的固定心轴。
轴的用途和分类
直轴的分类及特点
心轴
转轴
传动齿轮轴
传动轴
发动机曲轴
汽车传动轴
轴的用途和分类
二、轴的分类 根据轴心线形状的不同，可以把轴分为直轴、曲轴和挠性钢丝软轴（简称挠性轴）三大类。 生产及生活中常用的是直轴。根据直轴所受的承载情况不同，又可分为心轴、转轴和传动轴三类。
轴的类型及特点
直轴
光轴 阶梯轴
直轴的轴线为一直线。按直轴 外形不同，又分为光轴（直径无变 化）和阶梯轴（直径有变化）。
按疲劳强度计算安全系数轴的疲劳强度许用安全系数
刚性轴 n<nc1，n<(0.75~0.8) nc1
挠性轴 n>nc1，1.4 nc1 ≤n≤0.7 nc2
一阶临界转速 二阶临界转速
THE END
1 轴上零件的布置
8-3 轴的结构设计
三、改善轴的受力情况
8-3 轴的结构设计
三、改善轴的受力情况
2 减轻轴的应力集中
1）相邻轴段直径相差不宜过大
8-3 轴的结构设计
三、改善轴的受力情况
2）轴肩过渡圆角应大
8-3 轴的结构设计
三、改善轴的受力情况
3）在轴上或轮毂上开减载槽
8-3 轴的结构设计三、按疲劳强度计算安全系数三、按疲劳强度计算安全系数
已知：轴的结构和尺寸、轴所受各力、 轴承跨距、过渡圆角、表面粗糙 度、轴毂配合 计算：轴的强度 用于重要的轴，计算精度高且复杂
8-4 轴的强度计算
三、按疲劳强度计算安全系数 轴的疲劳强度 许用安全系数
计算安全系数
S ca
S ×S [S ] 2 2 S S
三、改善轴的受力情况
4）肩环
5）凹切圆角
8-3 轴的结构设计
三、改善轴的受力情况
6）柔性轮毂
8-3 轴的结构设计
三、改善轴的受力情况
7）盘铣刀开键槽
8-3 轴的结构设计
三、改善轴的受力情况
8)轴上尽量避免开横孔，若不可避免应 将孔端倒角，提高表面粗糙度等级。
9）避免在轴上打印
8-3 轴的结构设计
3.轴的结构设计
4.轴的强度校核 5.轴的刚度、振动稳定性计算
8-2 轴的材料
一、轴的材料要求
8-2 轴的材料
对轴材料的要求:
轴的分类与结构设计及其应用
②保证零件所需的装配空间、调整空间。应考虑轴 上零件之间的距离及轴上零件与机架之间的距离
4 轴的结构工艺性
主要考虑以下因素： （1） 为了便于装配零件并去掉毛刺，轴端应制出45的倒角。
（2）需要磨削加工的轴段，应留有砂轮越程槽。 （3） 需要切制螺纹的轴段，应留有退刀槽。
（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。
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
载荷和同心度要求较高的 轴端零件。
⑦ 轴承盖 特点：可承受较大的轴
向力，通常通过螺钉或榫 槽与箱体联接，通过轴承可对整个轴起轴向定位 作用
按纯扭T确定dmin
从dmin (处于轴端)开始
轴中间(d )
在确定各轴段直径时应注意的问题；
（1）安装标准件的部位的轴径，应取为相应的标准值。
（2）为了使齿轮、轴承等零件装拆方便，可设置非定位 轴肩。
⑵各轴段长度的确定
轴的各段长度主要是根据轴上零件的宽度及它 们的相对位置来确定。
在确定轴长时注意： ① 为了保证轴向定位可靠，与齿轮和 联轴器等零件相配合部分的轴段长度一 般应比轮毂长度短2 ~ 3mm。
no 验算合格?
yes
结束
3 轴的材料
轴的材料：主要是碳钢和合金钢 轴的毛坯：轧制圆钢：d<100mm，锻件d>100mm ①②..一 传般 递应 大用 动力:4，5钢要(求35减、少50尺代寸用及)，重调量质，正提火 高
轴的设计方法
• 传动轴：
• 只受转矩； • 不受弯矩。
• 根据轴内部状况轴分为： 实心轴； 空心轴。
2. 轴的设计
• 轴的工作能力设计： 强度设计； 刚度设计； 振动稳定性计算（转速较高的 轴）。
• 轴的结构设计，应能达到以下要求： 轴上零件布置合理，提高轴的强度、刚 度； 轴上零件在轴上要有确定的位置； 轴上零件与轴的径向、轴向、周向应固 定可靠; 保证轴系在机器中的径向、轴向固定可 靠； 工艺性良好；如：加工、热处理、装 配、检验、维修等工艺好；
• 须磨削加工时，设计砂轮越程槽； • 轴的某段有螺纹时，设计退刀槽； • 为改善轴的抗疲劳强度、减小应力 集中，可适当增大轴肩的过渡圆角 半径。
保证轴上零件有可靠的轴向固定：
⑴使轴上零件与轴肩端面 紧密贴合，即： ra ＜ C （或r） ＜ a ra——轴肩的圆角半径； C——轮毂孔的倒角高； r——轮毂孔的圆角半径； a——轴肩高度。
(1) 轴上零件的轴向定位和固定
轴上零件轴向定位和固定的方法有： • 轴肩（或轴环）； • 各种挡圈； • 圆螺母； • 套筒； • 轴端挡板； • 圆锥形轴头。
• 套筒轴向定位和固定： 可避免轴肩定位中轴径增大和应力集 中； 不宜用在使套筒过长和高速旋转的场 合。
• 弹性挡圈、锁紧挡圈不能用于受轴 向力大的轴向定位和固定； • 挡圈有多种标准件，可按国标选 用。
(2 ) 合金钢： • 机械强度高； • 可淬性较好； • 对应力集中较敏感； • 成本较高。 • 常用于： 传递功率大、高温； 要求结构尺寸小、重量轻； 轴颈耐磨性要求高。
• 常用合金钢材料如： 12CrNi2； 20Cr； 40Cr； 38SiMnMo等。 • 热处理形式： 调质； 淬火； 渗碳淬火； 渗氮淬火等。
轴的特点及分类有哪些
轴的特点及分类有哪些轴的特点及分类有哪些轴是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件，但也有少部分是方型的。
下面给大家整理的轴的分类及特点，希望能帮到大家!轴的分类及特点常见的轴根据轴的结构形状可分为曲轴、直轴、软轴、实心轴、空心轴、刚性轴、挠性轴(软轴)。
直轴又可分为：①转轴，工作时既承受弯矩又承受扭矩，是机械中最常见的轴，如各种减速器中的轴等。
②心轴，用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩，有些心轴转动，如铁路车辆的轴等，有些心轴则不转动，如支承滑轮的轴等。
③传动轴，主要用来传递扭矩而不承受弯矩，如起重机移动机构中的长光轴、汽车的驱动轴等。
轴的材料主要采用碳素钢或合金钢，也可采用球墨铸铁或合金铸铁等。
轴的工作能力一般取决于强度和刚度，转速高时还取决于振动稳定性。
关于轴的注意问题磨损原因轴类磨损是轴使用过程中最为常见的设备问题。
轴类出现磨损的原因有很多，但是最主要的原因就是用来制造轴的金属特性决定的，金属虽然硬度高，但是退让性差(变形后无法复原)，抗冲击性能较差，抗疲劳性能差，因此容易造成粘着磨损、磨料磨损、疲劳磨损、微动磨损等，大部分的轴类磨损不易察觉，只有出现机器高温、跳动幅度大、异响等情况时，才会引起人们的察觉，但是到人们发觉时，大部分轴都已磨损，从而造成机器停机。
针对技术大型设备轴头磨损后的修复是一个值得关注的问题。
当轴的材质为45号钢(调质处理)时，如果仅采用堆焊处理，则会产生焊接内应力，在重载荷或高速运转的情况下，可能在轴肩处出现裂纹乃至断裂的现象。
如果采用去应力退火，则难于操作，且加工周期长，检修费用高。
当轴的材质为HT200时，采用铸铁焊也不理想。
国内针对轴类磨损一般采用的是补焊、襄轴套、打麻点等，如果停机时间短又有备件，一般会采用更换新轴，一些维修技术较高的企业会采用电刷镀、激光焊、微弧焊甚至冷焊等，这些维修技术需要采购高昂的设备和高薪聘请技术工人，国内一些中小企业一般通过技术较高外协来帮助修复高价值轴，只不过要支付高昂的维修费用和运输费用。
轴的分类
轴一、轴的用途和分类1、轴的用途轴主要用于支承回转零件（如齿轮、带轮等），传递运动和动力。
2、轴的分类A、按轴线形状分：（1）直轴：a.光轴：形状简单、加工容易，应力集中源较少，轴上零件不容易装配及定位b.阶梯轴：加工复杂，应力集中源较多，容易实现轴上零件的装配及定位（2）曲轴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（3）挠性轴由几层紧贴在一起的钢丝构成，可以把回转运动灵活地传到任何位置上B、按承载情况分类：（1）、心轴工作只能承受弯矩，起支承作用（转动心轴、固定心轴）（2）、传动轴工作只承受扭矩，不承受弯矩或承受很小的弯矩，仅起传递动力的作用（3）转轴既能承受弯矩，又能承受扭矩，既起支承作用又起传递动力的作用二、轴的材料轴常用的材料一般为：碳素钢、合金钢和球墨铸铁等三、轴的结构及工艺1、轴的组成及结构要求A、轴的组成：轴颈：用于装配轴承的部分轴头：装配回转零件（带轮、齿轮）的部分轴身：连接轴头与轴颈的部分轴肩或轴环：轴上截面尺寸变化的部分B、轴的结构应满足以下三个方面的要求：（1）、轴上零件有可靠的轴向固定与周向固定（2）、轴应便于加工，尽量避免或减小应力集中（3）、便于轴上零件的安装与拆卸2、轴上零件的固定（1）、轴向固定：为了保证零件在轴上有确定的轴向位置，防止零件做轴向移动，并能承受轴向力。
（2）、周向固定：为了保证轴能可靠地传递运动和扭矩，防止轴上零件与轴产生相对转动3、轴上常见的工艺结构结构工艺性：指轴的结构形式便于加工、便于轴上零件的装配、便于使用维修，并且能够提高生产率，降低成本。
轴的用途和分类(1)
轴的用途和分类
一、课型：理论课
二、授课对象：中技一年级
三、学时：1学时
四、设计思路：
通过教学模型、多媒体等方法，让学生观察机器中最基本、最重要的一种零件——轴，使学生产生认识、探究轴的兴趣，进而引导学生了
解轴的用途、类型、应用及受力，最后通过例子了解轴上零件合理分布
以达到提高轴的承载能力的目的。
本课设计，以问题为平台，循序渐进，注重发散，重点放在与生活中常见机器为例来说明问题。
五、教学目标：
知识目标：了解轴的用途；掌握轴的类型、应用场合及直轴的受力特点。
能力目标：会判断轴在具体情况下的用途、类型，并会分析其受力。
素质拓展目标：轴上零件如何合理分布以达到提高轴的承载能力的目
的。
六、教学重点和难点：
重点：轴的用途；轴的类型及判断
难点：轴的受力类型判断
七、教学方法：
以“诱发——质疑―—探讨”为主线，通过“演示――观察――分析讨论――归纳总结”的程序，自然过渡到知识的应用和练习，实现对
每个知识点的认识、理解和记忆
八、教学设想：
通过本次课的学习，让学生了解轴的用途，掌握轴的类型、应用场合及直轴的受力特点；会判断轴在具体情况下的用途、类型，会分析其
受力，进而达到会分析提高轴的承载水平的能力。
九、教学环节：
十、板书设计：
十一、教学反思：
1.通过问题提出，使学生注意力、“参与”学习意识都得到了提高。
2.由浅入深，环环相扣，化解了学生对“难”问题的恐惧意识。
3.通过讨论，锻炼了学生开口说话、发表自己意见的胆识。
4.多媒体辅助教学，提供生动直观的形象，收到事半功倍的教学效果。
第十五章 轴
T=280000
T 280000 M5 26677 τ a = τ m = 0.5 × = 0.5 × = 7.68MPa σa = = = 2.93MPa 3 3 WT 5 0.2 × 45 W5 0.1× 45
σm = 0
ψ τ ≈ 0.1
将各参数代入后的：
σ −1 275 sσ = = = 34.9 Kσ σ a +ψ σ σ m 2.686 × 2.93
1、按扭转强度条件计算 、
扭转强度条件
（作为转轴初估轴径的依据）
5
P 95.5 × 10 T n ≤ [τ ] τT = = T WT 0.2d 3
MPa
MPa
式中： T
τ T ~扭转切应力
~轴所受的扭矩 Nmm
WT ~抗扭截面模量 mm3 P ~轴传递的功率 kW n ~轴的转速 r/min d ~轴的直径 mm [τ ]T ~许用扭转切应力
指方便于加工、装配、结构尽量简单。主要体现在： 键槽布置在同一直线上 轴肩应有45° 轴肩应有45°导角 磨削段应有砂轮越程槽 螺纹段应有退刀槽 轴上各圆角，导角，宽度尺寸尽量相同
15.3 轴的计算 一、轴的强度计算
• 传动轴：按扭转强度条件计算； • 心轴：按弯曲强度条件计算； • 转轴：按弯扭合成强度条件进行计算，必要时还要进 行疲劳强度校核； • 特例：对瞬时过载很大，较严重的不对称应力循环还 要按其峰尖载荷进行静强度校核 本章主要以转轴为主要讨论对象
则：
d min
3.8 = 110 = 33.88mm 130
3
考虑键槽影响 取：
d min = 33.8 × 0.05 + 33.8 = 35.57mm
d min = 35mm
机械设计基础12第十二章轴
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 光轴
按轴的形状分有： 曲轴 阶梯轴
一、轴的用途及分类
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
第一节 轴的分类与材料
一、轴的用途及分类
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：
类 型 按轴的形状分有：
带式运 输机
电动机
减速器 转轴
一、轴的用途及分类
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。
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。
轴端挡圈 带轮 轴承盖
套筒 齿轮 滚动轴承
典型 轴系 结构
一、拟定轴上零件的装配方案
装配方案：确定轴上零件的装配方向、顺序、和相互 关系。
轴上零件的装配方案不同，则轴的结构形状也不相 同。设计时可拟定几种装配方案，进行分析与选择。 图示减速器输出轴就有两种装配方案。
轴肩
轴向固定由轴肩、套筒、螺母或轴端挡圈来实现。
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。
双向固定
转动心轴 火车轮轴
轴的用途与分类教案
教学设计
教
学环教师讲授、指导（主导）内容
学生学习、
操作
组织教学
导课
新授起立、问好、报告出勤
任何传动机构都离不开轴，轴是干什么用的？有哪些种类
型?结构上具有什么特点？
轴的用途及分类
功用：支撑回转零件、传递运动和动力
类型：直轴、曲轴、挠性轴
一、常用轴的种类和应用特点
轴是组成机器中的最基本的和主要的零件，一切作旋转运动的传动零件，都必须
安装在轴上才能实现旋转和传递动力。
按照轴的轴线形状不同，可以把轴分为曲轴和直轴两大类。
曲轴可以将旋转运动改变为往复直线运动或者作相反的运动转换。
直轴在生产中应用最为广泛，直轴按照其外形不同，可分为光轴和阶梯轴两种。
此外，还可以有一些特殊用途的轴，如凸轮轴(凸轮与轴连成一体的轴)，挠性钢
丝软轴(由几层紧贴在一起的钢丝层构成的软轴，它可以把扭矩和旋转运动灵活地传到
任何位置)等。
一般常用的是直轴。
根据轴的所受载荷不同，可将轴分为心轴、转轴和传动轴三
类
调整学生情绪
进入上课状态
导入新课
教师讲解学生
能理解轴的作
用
2
4
35
a一曲轴b一光铀c—阶梯轴。
15轴
II I II
III III
1.6
5）同一轴上键槽位于圆柱同一母线上，且取相同尺寸
滚动轴承 平键1 齿轮 套筒 轴承端盖 半联轴器 平键2 轴端挡圈
①
②
③
④
⑤
I I
II II
III III
练习：改正轴系的结构错误1、2 轴上零件的装配过程
§15-3
一、轴的强度校核计算
1.按扭转强度条件计算
①
②
③
④
⑤
I
II
III
便于装拆 注意Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处的轴向定位 两种装配方案的比较
二、保证轴上零件的定位和固定 1、零件的轴向定位 1）轴肩和轴环 2）套筒 3）轴用圆螺母 4）轴端挡圈 5）轴承端盖 6）弹性挡圈 7）锁紧挡圈、紧定螺钉或销 8）圆锥面（+挡圈、螺母） 2、零件的周向定位
1）键 2）花键 3）紧定螺钉、销 4）过盈配合 5）其他
S S ca
SS SS SS SS
2 2
SS
各个量的具体含义见教材 375 页
二、 轴的刚度校核计算 轴受弯距作用会产生弯曲变形，受转矩作用会产生扭转变形。 如果轴的刚度不够，就会影响轴的正常工作。例如电机转子轴 的挠度过大，会改变转子与定子的间隙而影响电机的性能。又 如机床主轴的刚度不够，将影响加工精度。因此，为了使轴不 致因刚度不够而失效，设计时必须根据轴的工作条件限制其变 形量，即 挠度y≤[y ] 偏转角θ≤[θ] 扭转角φ≤[φ] 式中 [y ]、[θ]、[φ]分别为许用挠度、许用偏转角和许用扭转角。
1.左侧键太长，套筒 无法装入 2.多个键应位于同一 母线上
4、选择受力方式以减小轴的载荷，改善轴的强度和刚度
如何判断轴是否承受弯矩
受扭轴段
第十五章
轴
心轴：只承受弯曲（M），不传递转矩（T=0） 转动心轴：轴转动 固定心轴：轴固定
火车轮轴
第十五章
轴
自行车前轴
第十五章
如：汽车下的传动轴。
轴
传动轴：只受转矩，不受弯矩M=0，T≠0
第十五章
如何判断轴是否传递转矩：
轴
从原动机向工作机画传动路线，若传动路线沿该轴 轴线走过一段距离，则该轴传递转矩。 如何判断轴是否承受弯矩：
该轴上除联轴器外是否还有其它传动零件，若有则 该轴承受弯矩，否则不承受弯矩。
第十五章
2.按轴线形状分
轴
曲轴：通过连杆可以将旋转运动改变为往返直线运动，或
作相反的运动变换。
第十五章
轴
第十五章
轴
钢丝软轴（钢丝挠性轴）
钢丝软轴的应用
钢丝软轴的绕制第十五章 Nhomakorabea直轴光轴 阶梯轴
轴
从原动机向工作机画传动路线若传动路线从原动机向工作机画传动路线若传动路线沿该轴轴线轴线走过一段距离则该轴传递转矩
轴的用途和分类
主讲教师：王胜曼
第十五章
一、轴的用途和分类 支撑回转零件 轴的作用 传递运动和动力
轴
第十五章
分类 1.按承受载荷的不同
轴
转轴：既传递转矩（T）、又承受弯矩（M） 如：减速器中的轴。
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轴的用途和分类
一、课型：理论课
二、授课对象：中技一年级
三、学时：1学时
四、设计思路：
通过教学模型、多媒体等方法，让学生观察机器中最基本、最重要的一种零件——轴，使学生产生认识、探究轴的兴趣，进而引导学生了
解轴的用途、类型、应用及受力，最后通过例子了解轴上零件合理分布
以达到提高轴的承载能力的目的。
本课设计，以问题为平台，循序渐进，注重发散，重点放在与生活中常见机器为例来说明问题。
五、教学目标：
知识目标：了解轴的用途；掌握轴的类型、应用场合及直轴的受力特点。
能力目标：会判断轴在具体情况下的用途、类型，并会分析其受力。
素质拓展目标：轴上零件如何合理分布以达到提高轴的承载能力的目
的。
六、教学重点和难点：
重点：轴的用途；轴的类型及判断
难点：轴的受力类型判断
七、教学方法：
以“诱发——质疑―—探讨”为主线，通过“演示――观察――分析讨论――归纳总结”的程序，自然过渡到知识的应用和练习，实现对
每个知识点的认识、理解和记忆
八、教学设想：
通过本次课的学习，让学生了解轴的用途，掌握轴的类型、应用场合及直轴的受力特点；会判断轴在具体情况下的用途、类型，会分析其
受力，进而达到会分析提高轴的承载水平的能力。
九、教学环节：
教学环节教学内容
教师教学
指导活动
教学构想
时间
（min）
新课导入通过教学模
型、多媒体引
出新课题
转动教学模型、播放
多媒体，教师提问引
导，导新课题。
问题：
1.机器中最常用、最
常见的运动是什么形
式的运动？
2.运动件要想完成这
种运动必须由什么支
承？支承件叫什么？
通过师生互动引发学
生的求知欲，并引起学
生的学习兴趣
6
新课一、轴的用途问题：
1.轴除了支承轴上的
回转零件外，还有没
有其他用途？
2.为什么说轴是最基
本、最重要的零件？
用教学模型演示，引导
同学想到其他用途。
说明用途后，总结归纳
轴的用途为六个字：支
承；传动；定位
在导入新课时，提到机
器中最常见的运动形
式是转动，只要有转动
物体，就得有支承其转
动的零件——轴。
说它
最重要是因为它的承
受载荷复杂。
同时引出
下一个要讲的内容
4
3
二、对轴结构
的一般要求
3.轴是最基本、也是
最重要的零件，字应
该满足哪些要求呢？
通过引导，假设让学生
自己设计、制造并使用
自己做轴，他会考虑哪
几方面呢？通过总结，
得出对轴的一般要求：
（1）足够的强度；（2）
合理的结构；（3）良好
的工艺性
5
讲授三、轴的分类 4.轴很基本，也很重
要，怎么样认识机器
中轴的地位呢？
5.各类轴都有什么用
途？
6.直轴最常用，同学
们很容易在思想中出
现一个错误的想法：
一根光滑的轴使用起
来方便吗？如果轴上
的零件左右移动怎么
办？
7.当轴上有多个载荷
时，怎样分布更合
理？
通过这个问题，导出轴
的分类，按轴线形状分
可分为直轴、曲轴和挠
性轴。
通过对此问题的回答，
指出各类轴的应用场
合：直轴最常用；曲轴
常用于变转动为直线
运动的变直线运动为
回转运动的场合；而挠
性轴可以把回转运动
传动任何位置。
在这里，利用这个问题
强调：直轴是指轴的几
何轴线是直的，而轴的
外形可能不是直的，从
而引出直轴的分类：按
外形分可分为光轴和
阶梯轴；按受力可分为
心轴、传动轴和转轴。
在说明按受力分时，心
轴承受什么样的力，并
通过教具演示什么是
弯矩；同样，在说明什
么是传动轴时需要演
示清楚什么是扭矩。
此问题作为一个思考
题，通过思考让学生明
白通过合理布置载荷
达到提高轴的强度的
作用。
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小结1.轴的用途
2.轴的一般要
求
3.轴的分类与
应用场合
归纳本节课主要内
容；帮助学生回忆与
串联知识点，指出重
点，以便于学生课下
有针对性复习。
帮助学生回忆与串联
知识点，指出重点，以
便于学生课下有针对
性复习。
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作业直轴按受力情
况分成三类
如何判断具体情况
下，轴属于直轴中的
哪一类？
通过练习，达到巩固、
灵活运用知识的目的。
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十、板书设计：
教学目标：
（1）知识目标
（2）能力目标
（3）素质拓展目标
§10-1 轴的用途和分类
一、轴的用途：
1.支承回转零件（支承）
2.传递运动和动力（传动）
3.确定轴上零件位置（定位）
二、对轴的一般要求
1.足够的强度
2.合理的结构
3.良好的工艺性
三、轴的分类
1.按形状分：
光轴
直轴
轴阶梯轴
曲轴：变回转运动为直线运动或相反
挠性轴：把回转运动传到任何位置
2.按承载情况，直轴又可分为：
转动心轴工作时只承受
心轴固定心轴弯矩，起支承作用。
直轴传动轴：只承受扭矩，起传递动力作用。
转轴：承受弯矩和扭矩；支承、传动作用，最
常用。
四、拓展延伸
五、小结
六、作业
轴的用
途可以
用括号
内六个
字简单
概括
课前板书区
备注、
备用板
书区
主要板书区
十一、教学反思：
1.通过问题提出，使学生注意力、“参与”学习意识都得到了提高。
2.由浅入深，环环相扣，化解了学生对“难”问题的恐惧意识。
3.通过讨论，锻炼了学生开口说话、发表自己意见的胆识。
4.多媒体辅助教学，提供生动直观的形象，收到事半功倍的教学效果。