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)

2、轴的径向尺寸确定
轴承档板 带轮 轴承盖 套筒 齿轮 滚动轴承
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各轴段的直径应与相配合的零件毂孔直径一致，并最好采用标 准值。为使轴上零件定位可靠，装拆方便，并有良好的加工工艺性 ，常将轴制成阶梯形。当直径变化处的端面是为了固定轴上零件或 承受轴向力时，则直径变化值要大些，一般可取 6mm-8mm。当直径变 化仅为了减少装配长度和便于安装或区别加工表面，不承受轴向力 也不固定轴上零件时，其变化量可取1mm-3mm。
2ห้องสมุดไป่ตู้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
3）紧定螺钉、销
4）过盈配合
三、轴的结构工艺性
1、轴的形状应力求简单，在保证定位的前提下，阶梯数 应尽可能少，以减少加工次数以及应力集中。 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。轴端应 加工出45°（或30 ° 、60 °）倒角。
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1mm-3mm，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1mm-3mm。
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。
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。
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 h=（0.07d＋3）～（0.1d＋5）mm
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， 为保证轴向定位可靠， 1 要求L2 轴<L毂
①
②
③
I
③
II I
错误
图14.15 减小应力集中的结构
一、轴上零件的定位和固定 1、轴上零件的轴向定位和固定方式 常采用轴肩、轴环、套筒、圆螺母、轴段挡圈、紧定螺钉等 方式，其结构方式、特点与应用见表16-2。 1）轴肩和轴环
定位轴肩： r轴<R孔或r轴<C孔 轴肩或轴环的高度h必须大于 R孔或 C孔 轴环宽度 b≈l.4h 非定位轴肩： h=1.5-2mm,r<=(D-d)/2
二、轴上零件的轴向和周向定位
1、轴上零件的轴向定位和固定
轴向固定的目的： 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
①轴肩固定——结构简单、可靠，并能承受较大轴向力。
联轴器
齿轮
轴承
②套筒固定——套筒定位结构简单、可靠， 但不适合高转速情况。 （ 轴承与齿轮之间）
圆螺母定位 ：无法采用套筒或套筒 太长时，可采用圆螺母加以固定，圆螺母 固定可靠、并能承受较大轴向力。 ④轴端挡圈定位 ——它适用于轴端，可 承受剧烈的振动和冲击载荷。
④
正确
正确
II
II
III
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 ① ④ 列 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的求。
2、长度的确定 1）、轴与传动零件轮毂相配合的部分（图中② ④段）应 比轮毂长度略短2~3mm,以保证轴向固定的可靠性。 2）、其余各段长度根据总体结构要求确定。
①
④
③
②
• 三、轴的结构工艺性 • 轴的结构工艺应便于加工和装配，以提高劳动生产率、降 低成本。 • 1、装配工艺性 • 1）、阶梯轴按装轴上零件方便，便于固定和装拆，且接 近等强度，同时还能满足不同轴段的不同配合特性，以及 加工精度和表面粗糙度的要求，所以阶梯轴为首选。 • 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
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
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。