机械设计轴
机械设计-轴
第十三章 轴 轴设计的基本要求： 1、轴与轴上零件要有准确的相对位置,轴向、 周向定位可靠；
17
2、轴的加工、装配有良好的工艺性； 3、受力合理,轴结构有利于提高轴的强度和刚 度、减少应力集中；
第十三章 轴
18
一、轴上零件的轴向定位和固定
零件轴向定位的方式常取决于轴向力的大小
h h h
1.轴肩和轴环 要求： r＜C＜h r＜R＜h h=(0.07～0.1)d b=1.4h
第十三章 轴
34
四、阶梯轴的结构设计实例分析
F
等强度 1、拟定轴上零件装配方案 轴颈：装轴承处
阶梯轴
尺寸= 轴承内径； 直径与轮毂内径相当；
组成 轴头：装轮毂处
轴身：联接轴颈和轴头部分。
第十三章 轴
35
第十三章 轴
36
装配方案的比较：
第十三章 轴
37
例题：指出图中轴结构设计中的不合理之处，并绘 出改进后的结构图。 1.轴两端均未倒角；
3
Fa Ft tg 1960 tg12o 417N
d 118 3 4 / 130 36.78mm
考虑到联轴器的影响以及联轴器孔径系 列标准，取d=38mm
第十三章 轴 3. 齿轮上作用力的计算
50
T 9.55 106 4 / 130 294 103 Nmm
Ft 2T / d 2 29410 / 300 1960N
2.齿轮右侧未作轴向固定； 3.齿轮处键槽太短； 5.左轴承无法拆卸； 6.齿轮与右轴承装卸不便； 7.轴端挡圈未直接压在轴 端轮毂上。
4.键槽应开在同一条直线上；
第十三章 轴 轴系结构改错
38
四处错误
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。
机械设计基础轴
机械设计基础轴简介在机械设计中，轴承起着至关重要的作用。
它们连接和支撑各种机械元件，使机械设备能够顺利运转。
轴承的设计必须考虑到载荷、转速、摩擦、轴向和径向间隙等因素。
本文将介绍机械设计中常见的轴及其基本特点。
一、轴的定义轴是机械设计中一种常见的零件，用于支撑和传递旋转运动。
它通常是一个细长的圆柱体，有时还会有变径、变形等特殊形状。
二、轴的分类按照轴的用途和形状可以将轴分为以下几类：固定轴是机械设备中最常见的轴。
它通常是直径均匀的细长圆柱体，用于支撑和传递旋转运动。
固定轴的直径大小取决于所需承载能力和转速。
2. 胀套轴胀套轴是一种特殊的轴，它上面设有一个螺旋槽。
胀套可以通过螺栓或其他方式固定在轴上，并可以根据需要在轴上调整位置。
它通常用于需要调整轴位置的场合。
3. 锥形轴锥形轴是一种具有锥形的轴。
它由一个或多个直径逐渐减小的圆台组成。
锥形轴常用于传递变速传动或需要在轴上调整位置的设备。
推力轴是一种用于承受轴向载荷的轴。
它通常由直径较大的圆柱体和直径较小的圆锥体组成，以承受轴向载荷。
三、轴的材料选择轴的材料选择必须考虑到载荷、转速、工作环境等因素。
常见的轴材料包括碳素钢、合金钢、不锈钢、铝合金、钛合金等。
不同材料的优点和缺点可以根据具体要求来选择。
碳素钢具有良好的强度和刚性，适用于大部分机械设备。
合金钢具有更高的强度和硬度，适用于承受更大载荷和高速运转的设备。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，适用于在潮湿或腐蚀性环境中使用的设备。
铝合金具有轻质和良好的导热性能，适用于要求轻质和散热性能的设备。
钛合金具有高强度和耐腐蚀性能，适用于高强度和要求耐腐蚀性能的设备。
四、轴的设计考虑因素在设计轴时，需要考虑以下因素：1. 轴的强度轴的强度必须满足所需承载能力。
强度计算可以利用弹性力学原理进行。
2. 轴的刚度轴的刚度对于传递旋转运动和减小转动误差非常重要。
刚度计算可以利用有限元分析等方法进行。
3. 轴的表面粗糙度轴的表面粗糙度对于摩擦和磨损有重要影响。
轴设计的主要内容和轴的设计步骤
轴设计的主要内容和轴的设计步骤轴设计是机械设计中十分重要的一部分，它直接关系到机械系统的性能和寿命。
轴的设计需要考虑多方面因素，包括载荷、转速、材料强度和刚度等。
在进行轴设计时，一般可以遵循以下步骤：步骤一：确定轴的基本参数在开始设计之前，需要明确轴的功能和使用要求，并确定关键参数，包括轴的类型、长度、直径等。
此外，还要考虑系统的使用条件，如载荷、转速、工作环境等。
步骤二：选择材料材料的选择是轴设计非常重要的一部分。
要选择合适的材料，需要考虑载荷、转速、工作温度等因素。
通常，常用的轴材料有碳钢、合金钢、不锈钢和铝合金等。
步骤三：计算载荷根据轴所承受的载荷，可以进行静力学和强度学的计算。
静力学计算主要包括转矩、弯矩和扭矩等，而强度学计算则包括轴的强度和刚度等。
步骤四：计算尺寸在计算尺寸时，需要根据载荷和材料的强度来确定轴的直径。
直径的选择要满足强度和刚度要求，并考虑到材料的废料和经济性。
步骤五：计算转速转速是轴设计中的重要参数之一。
要保证系统的正常运行，需要根据转速和轴材料的强度来选择合适的直径和材料。
步骤六：进行验算设计完成后，还需进行验算，包括强度验算、刚度验算等。
强度验算主要是对轴的强度进行验证，以确保它能够承受所需的载荷。
而刚度验算主要是对轴的刚度进行验证，以满足系统运动的要求。
步骤七：进行优化根据验算结果，进行必要的优化。
可以通过增加轴的直径、改变材料或者增加支撑点等来改善轴的性能。
步骤八：绘制图纸设计完成后，需要绘制详细的轴图纸。
图纸上应包含轴的主要尺寸、材料、工艺要求等。
步骤九：选择工艺在轴设计完成后，还需要选择合适的工艺进行制造。
常用的轴制造工艺包括铸造、锻造、机械加工等。
轴设计的主要内容包括确定轴的基本参数、选择合适的材料、计算载荷、计算尺寸、计算转速、进行验算、进行优化、绘制图纸以及选择合适的制造工艺。
通过这些步骤，可以设计出满足系统要求的轴，确保机械系统的正常运行。
机械设计-轴的类型
机械设计-轴的类型轴是机械设计中常见的几何元素之一，它是机械传动系统的重要组成部分，在许多工业领域得到广泛应用。
根据不同的工作应用，轴可以分为多种类型。
本文将介绍几种常见的轴类型及其特点。
1. 普通轴普通轴是最常用的轴类型。
其截面通常是圆形，具有均匀分布的负载能力，适用于各种中小型传动系统。
普通轴可根据应用要求配备各种轴承和联轴器，保证机械传动系统的顺畅运转。
2. 键轴键轴，顾名思义，是在轴身上装有键槽的轴型。
键槽可以用来固定轴承或是连接其它部件，通常被用于高负载的机械传动系统中。
键轴的优点在于能够承受大量的转矩，且易于装配和拆卸。
3. 花键轴花键轴又称齿轴。
它与键轴相似，但花键的形状是斜齿状的。
花键轴通常用于需要承受较大扭矩的高功率传动系统中，它的斜齿形能提供更强的连接力和垂直方向上的剪切扭矩。
4. 球轴球轴是一种将球组成的元件嵌入轴体内的锥形轴。
它主要用于具有紧凑空间限制的应用程序。
由于球轴在高扭矩应用中表现出非常大的抗曲率能力，因此常常被用作齿轮箱的输出轴。
5. 螺旋轴螺旋轴是将螺旋线作为轴体的一种轴型。
相比于传统的圆形轴，螺旋轴的构造更强；这使得它在使用时能够减少振动和噪音，同时提供更大的扭矩传递能力。
螺旋轴通常用于高速和高扭矩应用程序中。
6. 中空轴中空轴是具有中空孔的轴型。
在一些应用中，允许轴与管道或丝杆相连接，以便传输气体、液体或其他物质。
中空轴通常用于旋转机器、涡轮机及涡轮喷气发动机等高技术应用领域。
总之，不同类型的轴具有各自独特的特点和应用范围。
了解不同类型的轴有助于确保设计的机械传动系统能够正常运行和提高效率。
机械设计轴的计算与校核
校核主轴在工作过程中的热稳定性，防止 因温度变化导致精度损失。
精密机床主轴的预紧力调整
精密机床主轴的材料选择与处理
根据工作需求调整主轴的预紧力，提高回 转精度和刚度。
选择合适的材料和表面处理技术，提高主 轴的性能和使用寿命。
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变形。
校核方法通常包括计算轴的径向 刚度、分析径向力的分布和大小， 以及比较计算结果与轴的承载能
力。
径向刚度校核对于确保机械设备 的稳定性和精度至关重要，特别 是在高精度和高转速的机械设备
中。
轴向刚度校核
01
02
03
轴向刚度校核是指对轴 的轴向刚度进行评估， 以确保其能够承受外部 轴向力的作用而不发生
角刚度校核对于确保机械设备的稳定性和精度至关重要，特别是在需要承受较大扭 矩的机械设备中。
05 轴的稳定性校核
临界转速校核
01
02
03
临界转速定义
指轴在运转过程中，所承 受的转速达到一定值时， 会发生共振，导致轴的稳 定性下降。
临界转速计算
根据轴的长度、直径、转 动惯量等参数，通过计算 得到临界转速值。
临界载荷校核
将轴的实际工作载荷与临 界载荷进行比较，确保工 作载荷小于临界载荷，以 保证轴的安全性。
06 案例分析
案例一：减速器主轴的计算与校核
减速器主轴的承载能力计算
根据工作条件和材料特性，计算主轴 的承载能力，确保其能够承受工作过 程中的最大载荷。
减速器主轴的刚度校核
校核主轴的刚度，确保在正常工作时 不会发生过大的变形，影响传动精度。
减速器主轴的振动分析
分析主轴的振动特性，预防共振和振 动过大对设备性能的影响。
机械设计第15章轴
轴的尺寸和公差对于安装和使用的准确性 至关重要。
轴与轴套之间的配合对于减小磨损和提高 工作效率非常重要。
轴的强度计算
1
受弯强度
根据轴的几何形状和材料弯曲的强度
扭转强度
2
工程计算。
根据扭矩和轴直径计算轴的扭转强度。
3
受压强度
计算轴在受到压缩力时的强度。
轴的选材原则
1 强度
根据所需强度和负荷条件选择材料。
机械设计第15章轴
轴是机械设计中重要的组件之一，它承受着传递功率和运动的重要任务。本 章将介绍轴的定义、作用以及相关的设计要素和计算方法。
轴的定义和作用Leabharlann 1 定义2 作用轴是一种旋转零件，通常为圆柱形，在机 械中用于传递力和运动。
轴将两个或多个旋转零件连接在一起，传 递动力和承载负载。
轴的分类
按用途分类
3 耐蚀性
在有腐蚀性环境中选择耐蚀性材料。
2 硬度
根据工作环境选择合适的材料硬度以提高 耐磨性。
4 成本
综合考虑材料成本及可用性选择合适的材 料。
轴的制造工艺
1 车削
2 热处理
利用车床和刀具将轴的外形和尺寸加工至 工程要求。
通过热处理工艺改变材料的组织和性能。
3 表面处理
4 装配和检验
对轴进行镀铬、镀锌等表面处理以提高其 耐腐蚀性和装饰性。
传动轴、支撑轴、定位轴等。
按制造材料分类
钢制轴、铜制轴、铝制轴、复合材料轴等。
按工作环境分类
常温轴、高温轴、低温轴、湿环境轴等。
按形状分类
圆轴、方轴、花键轴等。
轴的设计要素
1 刚度
2 强度
轴的刚度对于传递正常工作负荷至关重要。
机械设计轴的计算与校核
机械设计轴的计算与校核
首先，轴的强度计算是指根据轴的受力情况，计算轴的承载能力，以确定轴的直径和材料选用。
轴的受力主要包括弯曲应力和剪切应力。
弯曲应力是由于受到力矩的作用而产生的，剪切应力是由于受到转矩的作用而产生的。
轴的弯曲应力可以根据梁的弯曲公式进行计算。
根据梁的受力和几何形状，可以得到轴的最大弯曲应力。
通过查表或计算，可以选择合适的材料，确定轴的直径。
轴的剪切应力可以通过剪切强度计算得到。
根据轴的直径和受力，可以计算出轴的剪切应力。
通过查表或计算，可以确定轴的直径和材料。
此外，还需要考虑轴的刚度计算。
轴的刚度是指轴在受力时产生的变形程度。
根据轴的长度、直径和材料的弹性模量，可以计算出轴的刚度。
刚度计算可以用刚度公式和有限元分析方法进行。
在进行轴的计算与校核时，还需要考虑轴的转速和使用寿命。
转速会对轴产生一定的动态载荷，需对轴的疲劳寿命进行评估。
根据轴的工作条件和材料的疲劳极限，可以计算出轴的理论寿命。
如果轴的实际使用寿命小于要求的寿命，需要进行轴的优化设计，以提高轴的寿命。
综上所述，机械设计轴的计算与校核是机械设计中的重要环节。
需要考虑轴的强度和刚度，并结合轴的转速和使用寿命进行综合评估。
通过合理的计算与校核，可以保证轴在工作过程中的稳定性和可靠性。
机械设计-轴的结构设计
D h
d D
h C d
r为过渡圆角 R为圆角
C 零件倒角
应使： r < R < h 或 r <C < h
要求轴肩零件的定位与固定
1、轴向定位和固定
2）套筒
（简单可靠、常用于近距离，且承受轴向力大） 多用于转速不高的场合。
轴的结构设计
3 轴上零件的定位与固定
轴的结构设计
1 基本要求 2 轴的结构和轴上零部件 3 轴上零件的定位与固定 4 轴的直径和长度确定 5 轴的结构工艺性 6 提高轴强度的措施
CONTENTS
目 录
轴的结构设计
1 基本要求 ①轴和轴上零件要有准确、牢固的工作位置； ②轴上零件装拆、调整方便； ③轴应具有良好的制造工艺性等； ④尽量避免应力集中。
1、各轴段直径确定 1) 按应力估算轴段直径d min 。 2) 按轴上零件安装、定位要求确定各段轴径，经验值 3~5 1~2
d1 d2 d3 d4 d5 d6 d
7
轴的结构设计
4 轴的直径和长度的确定
2、各轴段长度
①各轴段与其上相配合零件宽度相对应； ②转动零件与静止零件之间必须有一定的间隙。
轴的结构设计
轴的结构应便于加工、装配、拆卸、测量和维修等。 5）同一轴上键槽位于圆柱同一母线上，尺寸尽量相同。
轴的结构设计
6 提高轴强度的措施
1、合理布置轴上零件以减少轴的载荷
MB
MC
MA
MD
MB
MC
B
C
A
T
700N.mm
D
B
C
T
B
C
A
Dx B
C
MD
MA
机械设计轴的设计计算
机械设计轴的设计计算
机械设计轴的设计计算主要包括以下几个方面：
1. 轴的尺寸计算：根据所需的扭矩及转速计算轴的直径及轴长，选择合适的轴材料及表面加工方式。
2. 轴的强度计算：根据轴材料的抗拉强度、抗压强度、弹性模量等参数，计算轴的最大等效应力及安全系数。
3. 轴的转动稳定性计算：根据轴的几何形状、转动速度、转动方向等参数，计算轴的临界转速及转动稳定性。
4. 轴的支撑方式计算：根据轴的重量及受力情况，计算轴的支撑方式以及所需的轴承类型、尺寸及数量。
5. 轴的动态平衡设计：根据轴的转动速度、质量分布情况等参数，计算轴的动态不平衡力，并设计相应的平衡装置。
6. 轴的表面处理设计：根据轴的使用环境及要求，选择适当的表面处理方式，如镀铬、喷涂、硬化等，以提高轴的耐磨性及抗腐蚀性。
以上是机械设计轴的设计计算的主要内容，要根据具体情况进行细致的计算与设
计。
机械设计轴
·机械设计1.轴套类零件这类零件一般有轴、衬套等零件，在视图表达时，只要画出一个基本视图再加上适当的断面图和尺寸标注，就可以把它的主要形状特征以及局部结构表达出来了。
为了便于加工时看图，轴线一般按水平放置进行投影，最好选择轴线为侧垂线的位置。
在标注轴套类零件的尺寸时，常以它的轴线作为径向尺寸基准。
由此注出图中所示的Ф14 、Ф11（见A-A断面）等。
这样就把设计上的要求和加工时的工艺基准（轴类零件在车床上加工时，两端用顶针顶住轴的中心孔）统一起来了。
而长度方向的基准常选用重要的端面、接触面（轴肩）或加工面等。
如图中所示的表面粗糙度为Ra6.3的右轴肩，被选为长度方向的主要尺寸基准，由此注出13、28、1.5和26.5等尺寸；再以右轴端为长度方向的辅助基，从而标注出轴的总长96。
2.盘盖类零件这类零件的基本形状是扁平的盘状，一般有端盖、阀盖、齿轮等零件，它们的主要结构大体上有回转体，通常还带有各种形状的凸缘、均布的圆孔和肋等局部结构。
在视图选择时，一般选择过对称面或回转轴线的剖视图作主视图，同时还需增加适当的其它视图（如左视图、右视图或俯视图）把零件的外形和均布结构表达出来。
如图中所示就增加了一个左视图，以表达带圆角的方形凸缘和四个均布的通孔。
在标注盘盖类零件的尺寸时，通常选用通过轴孔的轴线作为径向尺寸基准，长度方向的主要尺寸基准常选用重要的端面。
3.叉架类零件这类零件一般有拨叉、连杆、支座等零件。
由于它们的加工位置多变，在选择主视图时，主要考虑工作位置和形状特征。
对其它视图的选择，常常需要两个或两个以上的基本视图，并且还要用适当的局部视图、断面图等表达方法来表达零件的局部结构。
踏脚座零件图中所示视图选择表达方案精练、清晰对于表达轴承和肋的宽度来说，右视图是没有必要的，而对于T字形肋，采用剖面比较合适。
在标注叉架类零件的尺寸时，通常选用安装基面或零件的对称面作为尺寸基准。
尺寸标注方法参见图。
机械设计手册软件关于轴的设计
机械设计手册软件关于轴的设计1. 背景介绍机械设计是一门综合性的工程学科，其重要性不言而喻。
在机械设计中，轴是一种常见的零件，用于传递动力和承受载荷。
轴的设计对于机械设备的性能和可靠性至关重要。
2. 轴的基本原理轴是一种用于支撑旋转部件和传递动力的机械零件。
轴的设计需要考虑到其受力情况、材料选择、尺寸确定等方面。
3. 机械设计手册软件机械设计手册软件是一种专业的工程设计软件，提供了丰富的设计功能和计算工具，可以大大简化工程师的设计工作。
4. 轴的设计在机械设计手册软件中的功能在机械设计手册软件中，通常包含了轴的设计功能模块，该模块可以帮助工程师进行轴的尺寸计算、受力分析、材料选择等工作。
5. 轴的尺寸计算机械设计手册软件可以根据输入的载荷、转速、材料强度等参数，自动计算出轴的最优尺寸，包括直径、长度等。
6. 轴的受力分析除了尺寸计算，机械设计手册软件还可以进行轴的受力分析，包括弯曲应力、剪切应力等的计算，从而确保轴在工作时不会发生断裂或变形。
7. 轴的材料选择机械设计手册软件还提供了丰富的材料数据库，工程师可以根据不同的工作环境和要求，选择适合的材料进行轴的设计。
8. 轴的设计实例通过机械设计手册软件，工程师可以快速、准确地完成轴的设计工作。
软件提供了丰富的设计实例和案例，可以帮助工程师学习和应用轴的设计理论。
9. 结语机械设计手册软件为工程师提供了强大的设计工具和资源，轴的设计模块能够帮助工程师高效地完成轴的设计工作，提高设计效率和设计质量。
随着科技的不断发展，机械设计手册软件将会在机械设计领域发挥日益重要的作用。
由于轴在机械设备中的重要性，其设计必须倚赖于先进的工程知识和技术。
在过去，工程师们需要依靠繁琐的手算和复杂的数学公式来完成轴的设计工作，然而，随着机械设计手册软件的出现，这一情况发生了巨大的改变。
机械设计手册软件具有强大的计算能力和丰富的材料数据库，使得工程师可以准确快速地完成轴的设计要考虑到多个因素，包括受力情况、耐磨性、材料强度、载荷类型等。
机械设计标准件轴怎么选
机械设计标准件轴怎么选
机械设计中，轴是一种常见的标准件。
选用适合的轴是确保机械设备正常运行的重要因素之一。
以下是选用轴的一些建议。
首先，要考虑轴的材料。
常见的轴材料有碳钢、不锈钢和合金钢等。
选择材料时要根据机械设备的使用环境来确定。
如果设备处于高温、腐蚀等特殊环境，应选用耐高温、耐腐蚀的材料，如不锈钢或合金钢。
如果设备运行条件一般，可以选择碳钢。
其次，要考虑轴的直径和长度。
轴的直径和长度要根据设备的使用要求和载荷来确定。
如果设备承受的载荷较大，轴的直径和长度应适当增大以增加刚性。
应根据设备的运行速度和传动功率来确定轴的直径和长度。
此外，轴的表面精度也需要考虑。
轴上面的孔和轴承等要配合精度要求较高，需要保证轴的表面精度。
一般来说，轴的表面精度可以按照相应的标准来选择。
另外，轴的连接方式也需要考虑。
常见的连接方式有键连接、光轴连接、螺纹连接等。
根据设备的使用要求和轴的形状，选择合适的连接方式。
最后，要根据具体的应用场景来选择轴。
不同的机械设备可能对轴的要求不同，需要根据实际情况来选择合适的轴。
总之，选用轴要考虑材料、直径和长度、表面精度、连接方式
等因素，根据具体的应用场景选择合适的轴，以确保机械设备的正常运行。
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
机械设计-轴设计
e b2 4 2
M W
2 4 T 2W
2
M2 T2 W
对于直径为 d 的实心轴：
b
M W
M
d 3 / 32
M 0.1d 3
T WT
d
T 3/
16
T 0.2d 3
T 2W
由于b 与 的循环特征可能不同，需引进校正系数α将 折
合成对称循环变应力。
e
M 2 (T )2
W
Me 0.1d 3
轴肩或轴环 定位轴肩：h＝(0.07~0.1)d ＞ R 或 C 非定位轴肩：h＝1～2 mm，作用是 便于轴上零件的装拆 为保证定位准确，R 或 C ＞ r 轴环宽度一般取：b =1.4 h
套筒
对轴上零件起固定作用。 常用于近距离的两个零件间的固定。
注意：
为保证固定可靠， 应使：与轮毂相配 的轴段长度比轮毂 宽度短2～3 mm，
一般的轴
扭转强度
扭剪应力:
T
T
WT
9.55 106 P / n
d 3 /16
9.55 106 P 0.2d 3n
T
轴的抗扭
剖面系数
扭转强度设计式:
d 3
9.55106 3 0.2T
P n
C3
P n
mm
令其为系数 C
系数 C 与轴的材料和承载情况有关
轴的材料 Q235A，20
35
[τT] /MPa 12～20
2、根据初算轴径，进行轴的结构设计。 N
3、按弯扭合成强度校核轴的危险截面。
弯扭合成强度校核
● 画出空间受力图，求出支反力；
● 分别作出水平面受力图和垂直面受力图；
● 分别作出水平面弯矩图MH和垂直面弯矩图MV ；
机械设计中轴的详解
心轴
定义
心轴是机械中用于固定和支撑转 动零件的轴。
功能
心轴的主要功能是固定和支撑旋转 零件，确保其稳定旋转。
应用
在各种机械装置中，如轴承、齿轮 等，心轴都是重要的支撑部件。
03
轴的材料与选择
钢材
钢材强度高，能够承受较大的载荷和 冲击力，是机械设计中常用的轴材料 之一。
钢材成本相对较低，适用于大规模生 产和应用。
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机械设计中轴的重要性
轴是机械设备中的核心部件之一，其 设计是否合理、制造是否精确直接影 响到整个机械系统的性能和稳定性。
在许多机械设备中，轴的失效会导致 整个系统的瘫痪，因此，对轴的设计 、制造和维护都需要高度的专业知识 和技能。
02
轴的种类与功能
转轴
01
02
03
定义
转轴是机械中用于支撑和 传递转动的轴。
润滑剂可以减小轴承内部的摩擦阻力，降低磨损，并起到散热的作用。常用的 润滑剂有润滑油和润滑脂，根据不同的使用场合选择合适的润滑方式。
轴承的密封
为了防止灰尘、水分和其他杂质进入轴承内部，需要对轴承进行密封。常用的 密封方式有接触式密封和非接触式密封，根据不同的使用环境和要求选择合适 的密封方式。
06
机械设计中轴的详解
• 引言 • 轴的种类与功能 • 轴的材料与选择 • 轴的设计与计算 • 轴的支撑与轴承选择 • 轴的维护与保养 • 案例分析
01
引言
主题简介
01
机械设计中的轴是机械传动系统 中的重要组成部分，它承担着传 递扭矩和旋转运动的任务。
02
轴的设计和制造质量直接影响着 机械设备的性能、寿命和可靠性 。
以采用有效的散热系统；为了提高加工精度，可以采用先进的控制技术。
机械设计轴的设计案例
例 图示为用于带式输送机的单级斜齿圆柱齿轮减速器。
减速器由电动机驱动。
已知输出轴传递功率P=11kW ，转速n=210r/min ，作用在齿轮上的圆周力Ft=2618N ，径向力Fr=982N ，轴向力Fa=653N ，大齿轮分度圆直径d 2=382mm ，轮毂宽度B=80mm 。
试设计减速器的输出轴。
解：1.选择轴的材料并确定许用应力选用45钢正火处理，由表10-1查得强度极限MPa B 600=σ，由表10-4查得其许用弯曲应力[]MPa W 551=-σ。
2.确定轴输出端直径按扭转强度估算轴输出端直径由表10-3取C=110，则mm mm n P C d 2.412101111033=== 考虑有两个键槽，将直径增大7%，则mm mm d 084.44%)71(2.41=+⨯=此段轴的直径和长度应和联轴器相符，根据机械设计手册选取TL7型弹性套柱销联轴器，其轴孔直径为45mm ，和轴配合部分长度为84mm ，故轴输出端直径d=45mm 。
3.轴的结构设计（1）轴上零件的定位、固定和装配单级减速器中，可将齿轮安排在箱体中央，相对两轴承对称布置（图），齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向定位，周向固定靠平键和过渡配合。
两轴承分别以轴肩和套筒定位，周向则采用过渡配合或过盈配合固定。
联轴器以轴肩轴向固定，右面用轴端挡圈轴向固定，平键联接作周向固定。
轴做成阶梯轴，左轴承从左面装入，齿轮、套筒、右轴承和联轴器依次从右面装到轴上。
（2）确定轴各段直径和长度I 段即外伸端直径d 1=45mm ，其长度应比联轴器轴孔的长度稍短一些，取L 1=80mm 。
II 段直径d 2=55mm ，（由机械设计手册查得轮毂孔倒角C 1=2.5mm ，取轴肩高度h=2C 1=2×2.5mm=5mm ，故d 2=d 1+2h=45mm+2×5mm=55mm ），亦符合毡圈密封标准轴径。
初选6311型深沟球轴承，其内径为55mm ，宽度为29mm 。
机械设计轴的校核
机械设计轴的校核在机械设计中，轴是一种用于传递动力和承受载荷的重要零件。
为了确保轴能够安全可靠地工作，需要进行轴的校核。
轴的校核主要包括轴的强度校核和轴的刚度校核。
首先，进行轴的强度校核。
轴的强度校核是为了保证轴在受到载荷时不会发生破坏。
对于受轴承力和传动力作用的轴来说，一般采用轴的直径来进行强度校核。
强度校核主要根据轴的材料性能参数和外部载荷进行计算，可以采用静力学分析方法。
首先，根据轴承力和传动力的大小，选择合适的材料。
然后，根据轴的直径进行强度计算，主要考虑轴的弯曲应力和挠曲应力。
轴的弯曲应力和挠曲应力必须小于材料的屈服强度，才能保证轴不会发生破坏。
另外，还需要进行轴的刚度校核。
轴的刚度校核是为了保证轴在受到载荷时不会发生过大的变形。
轴的刚度主要与轴的几何形状和材料的弹性模量有关。
刚度校核需要考虑轴在受载荷时的挠曲和扭转变形。
挠曲变形是轴在受到弯曲力时的弯曲程度，扭转变形是轴在受到扭矩时的扭转程度。
为了保证轴的刚度满足要求，可以通过轴的直径、长度和材料的选择来进行优化。
在进行轴的校核时，还需要考虑轴的安全系数。
安全系数可以保证轴在各种工况下都能够安全可靠地工作。
常见的安全系数一般为1.5-2.0，根据实际情况可以进行调整。
安全系数的计算需要考虑轴的材料的强度和刚度，以及轴的受载荷情况。
总之，轴的校核是机械设计中非常重要的一项工作。
通过轴的强度校核和刚度校核，可以确保轴能够安全可靠地工作。
此外，还需要注意轴的安全系数，以保证轴在各种工况下都能够满足要求。