轴设计[精品文档]
轴系配图讲解(快速了解哦)-精品文档
§8—1 概述
一、轴的用途与分类 1、功用：1）支承回转零件；2）传递运动和动力 2、分类： 按承载情况分： 转轴——扭矩和弯矩 心轴——只受弯矩 传动轴——主要受扭矩
按轴线形状分 直轴：
光轴
阶梯轴
曲轴： 空心轴和钢丝软轴
二、轴的材料及其选择 碳素钢——常用45#，正火调质 合金钢——对应力集中较敏感。
dk
db
3.材料的选择
(1)应采用线膨胀系数小、摩擦系数小的材料； (2)应采用线膨胀系数接近的材料，且应使 k b (3)若采用相同材料时，应用热处理使轴颈的硬度比轴承的
硬度大。
§8—4 圆柱轴系的结构及设计
一、圆柱轴系的结构形式 1. 圆柱竖轴系的形式 (1)上平面式。
②
③
③
④
II 正确
④
III 正确
错误
5）轴承端盖 轴承端盖与机座间加
垫片，以调整轴的位置
6）弹性挡圈
1
①
②
③
I
II
7）锁紧挡圈、I 紧定螺钉或销 II
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
三、各轴段的直径和长度的确定 1、各轴段直径确定 a) 按扭矩估算轴段直径d min b) 按轴上零件安装、定位要求确定各段轴径，经验值
(2)下顶点式
2. 圆柱横轴系的形式
圆柱横轴系为防止在受到轴向力时产生轴向窜动，也要采用与竖轴 相类似的轴肩止推或轴端止推
二、圆柱轴系的结构特点
主要特点是：结构简单，制造方便，易于大量生产，因此经济性好。 且承载能力大，耐冲击
缺点是： (1)间隙无法调整，回转精度不高，定中心精度完全由加工保 证，磨损后无法修复。 (2)摩擦力矩大。 (3)对温度适应性差。因温度变化会引起轴系间隙发生变化， 导致主轴旋转精度下降。为保证仪器在不同温度下工作，轴颈 和轴承应尽量采用膨胀系数相近的不同材料，可又降低了轴系 的耐磨性和加大了摩擦力矩。这是设计中应权衡利弊考虑的问 题。
2.2 数轴(教学设计——精品教案)
2.2数轴教学目标【知识与技能】1.正确理解数轴的意义，理解数轴的三要素.2.掌握有理数在数轴上的表示法，以及利用数轴比较有理数的大小.3.理解相反数的意义及求法.【过程与方法】通过与温度计的类比认识数轴，初步感受数形结合的思想方法.【情感态度价值观】渗透数形结合的思想方法，培养学生的观察、归纳与概括的能力.教学重难点【教学重点】正确掌握数轴的画法；用数轴上的点表示有理数；求已知数的相反数.【教学难点】有理数和数轴上的的点的对应关系.课前准备课件教学过程一、情景引入：（1） 你会读温度计吗？完成课本43页最上面的读温度计的问题.（2） 我们能否用类似温度计的图形表示有理数呢？二、讲授新课：认真阅读课本第43页至45页，完成下列问题（1）画一条水平直线，在直线上取一点O （叫作▁▁▁），选取某一长度作为▁▁▁▁，规定向右的方向为▁▁▁，就得到了数轴.于是，+3可以用数轴上位于原点右边3个单位的点表示，-4可以用数轴上位于原点左边4个单位的点表示，在数轴上位于原点右边41点表示41，在数轴上位于原点左边1.5的点表示5.1 ，任何有理数都可以用数轴上的一个点来表示.三、例题讲解、巩固提高例1.如图，指出数轴上A ，B ，C 各点表示什么数，并指出数轴上表示2和-3.5的点.解：点A 表示3.5;点B 表示-5;点C 表示-2;表示2和-3.5的点分别是下图中的点D 和点E.练习：画出数轴并用数轴上的点表示下列个数：23 ，-5 ，0 ，5 ，-4 ，-23 . 四、继续探究2 与 -2有什么相同点与不同点？它们在数轴上的位置有什么关系？5 与 -5， 23 与 -23 呢？ 如果两个数只有符号不同，那么我们称其中一个数为另一个数的相反数，也称这两个数互为相反数.特别地0的相反数是0.在数轴上，表示互为相反数的两个点，位于原点的两侧，并且与原点的距离相等.练习 ： 1、5的相反数是▁▁；▁▁的相反数是-3.5.议一议数轴上的两个点，右边点表示的数与左边点表示的数有怎样的大小关系？数轴上表示的数，▁▁▁边的总比▁▁▁边的大；正数▁▁▁0，负数▁▁▁0，正数▁▁▁负数.练习：比较大小：-3▁5； 0▁-4 ；-3▁-2.5.五、合作交流（1） 什么是数轴？怎样画数轴.（2） 有理数与数轴上的点之间存在怎样的关系？（3） 什么是相反数？怎样求一个数的相反数？（4） 如何利用数轴比较有理数的大小？六、随堂练习：（1）下列说法正确的是（ ）A 、 数轴上的点只能表示有理数B 、 一个数只能用数轴上的一个点表示C 、 在1和3之间只有2D 、 在数轴上离原点2个单位长度的点表示的数是2（2）语句：①-5是相反数､②-5与+3互为相反数③-5是5的相反数④-5和5互为相反数⑤0的相反数是0⑥-0=0.上述说法中正确的是（ ）A.①②⑥B.②③⑤C.①④D.③④⑤⑥（3）大于-4而小于4的整数有▁▁▁▁▁▁.（4）用“﹤”或“﹥”号填空①-5▁▁-7②0 ▁▁-2③0.01▁▁▁-0.1（5）写出下列各数的相反数3.4，-3，0，a ，2a-3.七、板书设计八、教学反思数轴是数形转化、结合的重要桥梁，创设问题情境，激发学生的学习热情，发现生活中的数学．让学生通过观察、思考来体验数轴的形成过程，加深对数轴概念的理解，同时培养学生的概括能力．。
轴系结构的设计实例 福州大学精品文档
在轴的伸出端根据所安装零件设计轴段的直径、长度及轴毂连接。
根据轴端零件的定需要设置轴向定位结构，本实例选用轴端挡圈。 完成结构设计后应根据结构尺寸分析轴及轴承的工作能力，如工作 能力不满足要求，应修改结构尺寸。
传动零件通过内孔与轴的配合关系确定与轴的径向位置关系
齿轮通过轮毂端面与轴肩的接触，确定与轴的轴向位置关系，轴 肩的位置决定齿轮的安装方法，通常将轴肩安排在远离箱体壁的 一侧，这样设计可以方便装配。
相邻轴段直径应稍小，这样设计既有利于加工，又有利于装配。
与传动零件配合的轴段长度应略小于传动件轮毂宽度，这样可以使 定为零件（图中套筒）可靠地与齿轮端面接触；否则可能由于制造 误差，使得套筒与轴上的台阶端面接触，使齿轮实际并未定位。
根据载荷及转速情况选择滚动轴 承的类型、组合及尺寸。
本实例选择角接触球轴承，正安装，为使轴承与轴承孔接触良好， 轴承的安装位置应深入轴承孔一定距离。滚动轴承与轴之间通过轴 肩定位，轴肩高度应保证轴承的定位需要，同时保证轴承可拆卸。
左端轴承通过套筒定轴向位置，既要保证齿轮定位的需要，同时又 要保证轴承的定位需要，可以将套筒设计为台阶形状。
在端盖与箱体之间设置螺栓连接，以固定端盖位置。
右侧端盖有通孔。
为防止润滑油泄漏，在端盖孔与轴之间设置油封。
为保证油封可拆卸，在端盖上设置工艺孔。
这里安剖分式箱体设计，安排上、下箱体连接螺栓。
为保证轴承润滑需要，在箱体上安排油沟，引导从箱体壁上流下的 润滑油流向轴承。
为保证润滑油流入轴承外侧，在轴承端盖内侧开设油槽。
根据需要确定滚动轴承的润滑方式，如果采用油润滑应保证轴承可 以得到足够的润滑油流量，如果采用脂润滑应保证润滑脂不被流动 的润滑油带走，本实例选择油润滑。
轴的设计知识范文
轴的设计知识范文轴是一种用于传递和转动动力的机械元件，广泛应用于各个行业和领域。
在轴的设计中，需要考虑到材料的选择、尺寸的确定、结构的设计等因素。
本文将介绍轴的设计知识，并详细讨论这些因素。
首先，材料的选择对轴的设计至关重要。
常见的轴材料有钢、铜、铝等。
钢材具有优异的机械性能，强度高、刚性好，因此常被用于制作轴。
在选择材料时，不仅需要考虑到材料的机械性能，还需要考虑到材料的耐磨性、耐腐蚀性等特性，以满足实际应用的需求。
其次，尺寸的确定也是轴设计的关键。
轴的尺寸设计包括直径、长度、轴颈位置等方面。
首先，轴的直径应根据承载力和刚度要求进行确定。
一般来说，轴的直径越大，其承载能力越高，但同时也会增加轴的重量和制造成本。
此外，轴的长度也需要根据应用需求进行合理设计。
如果轴过长，容易发生挠曲和变形；如果轴过短，会影响其刚度和承载能力。
轴颈位置的确定则与安装和传动装置的设计相关，需要综合考虑到传递力矩和受力平衡等因素。
结构的设计也是轴设计的关键。
具体而言，结构设计包括轴上的各种传动部件（如键槽、轴肩等）和连接方式（如销轴、铆接、焊接等）。
为了确保轴与其他零件的连接可靠性，需要选用合适的连接方式。
例如，大型机械设备通常采用销轴连接，而小型机械设备则常采用铆接或焊接连接。
此外，为了提高轴的刚度和耐疲劳性能，设计者还可以采用加强筋、斜槽等措施。
另外，轴的表面处理也是轴设计的一个重要环节。
轴的表面处理可以改善其表面质量、硬度和耐磨性。
常见的轴表面处理方法包括热处理、渗碳、表面镀层等。
其中，最常用的是热处理，通过控制轴的加热温度和冷却方式，可以改变轴的组织结构，提高其硬度和耐磨性。
除了上述基本的设计知识外，还有一些注意事项需要考虑。
首先，轴与轴承的配合是轴设计中的一个重要环节。
轴与轴承的配合直接影响轴的运转和使用寿命。
其次，需要注意轴的平衡性。
由于轴承的存在，轴在运转时会产生一定的离心力。
如果轴的质量分布不均匀，会导致轴的弯曲和振动，从而影响轴的运转稳定性。
法兰轴_精品文档
法兰轴法兰轴是一种常用的机械传动轴，它广泛应用于各种机械设备和工业生产中。
本文将从定义、结构、工作原理、应用领域和维护保养等方面来介绍法兰轴。
一、定义法兰轴是指具有连接两个旋转部件的轴，它通过法兰连接的方式将两个轴实现旋转的传递。
法兰轴一般由轴体和法兰两部分组成，轴体一般是圆柱形，法兰的形状则视具体应用而定。
它通常用于机械传动系统中，可以传递扭矩和旋转运动，广泛应用于工程机械、冶金、化工、船舶等领域。
二、结构法兰轴的结构相对简单，主要由轴体和法兰两个部分组成。
轴体一般为圆柱形，轴体的长度和直径根据具体的应用来确定。
轴体上通常还会有键槽，用于与其他传动部件连接。
法兰则根据连接的对象不同而有所差异，比如法兰的孔径和孔距等。
三、工作原理当两个旋转部件需要连接时，将它们通过法兰连接到法兰轴上。
其中一个旋转部件将会成为主动轴，另一个则为被动轴。
当主动轴旋转时，它的转动力矩将通过法兰轴传递给被动轴，从而使被动轴也开始旋转。
通过这种方式，旋转部件间可以实现力矩和旋转的传递，实现机械设备的正常工作。
四、应用领域法兰轴在许多机械设备和工业生产中都有广泛的应用。
在工程机械中，法兰轴常常用于连接发动机和传动系统，实现发动机的动力传递。
在冶金和化工行业，法兰轴可用于连接大型设备的旋转部件，如搅拌机、破碎机等。
船舶行业中，法兰轴用于连接舰船的主动轮和推进器，实现船舶的推进。
五、维护保养为了保证法兰轴的正常工作和延长使用寿命，需要进行定期的维护保养。
首先，应保持法兰轴的干净和润滑。
定期清理法兰轴上的灰尘和油污，确保轴体和法兰的表面光滑无损。
其次，定期检查法兰轴的连接情况，特别是法兰的螺栓和密封件是否松动。
如果发现有松动或损坏的情况，应及时进行修复或更换。
最后，定期检查法兰轴的轴向和径向游隙，确保其在运行中的稳定性和精度。
综上所述，法兰轴是一种常用的机械传动轴，在各种机械设备和工业生产中都有广泛的应用。
它通过法兰连接的方式实现旋转力矩和运动的传递，可用于连接发动机和传动系统、大型旋转设备等。
轴类零件_精品文档
轴类零件摘要：轴类零件是机械传动系统中不可或缺的重要组成部分。
本文将从轴类零件的定义、分类、功能、设计要点等方面进行详细介绍，旨在帮助读者了解和掌握轴类零件的基本知识。
1. 引言轴类零件是机械传动系统中起着连接、支撑和传递动力的作用的零部件。
在机械工程中，轴类零件的设计与制造对于保证传动系统的正常运转至关重要。
本文将围绕轴类零件的定义、分类、功能和设计要点等方面进行探讨。
2. 轴类零件的定义轴类零件是指在机械传动系统中作为主动与从动元件之间的连接部分，用于支撑、传递动力和承受负载的零部件。
轴类零件通常由金属材料制成，具有较高的强度和硬度。
3. 轴类零件的分类根据用途和结构形式的不同，轴类零件可以分为以下几种：3.1 固定轴：用于将动力传递给从动零件的轴类零件，固定在机械设备中并与其他零件连接。
3.2 支承轴：用于支撑机械设备中其他元件或部件的轴类零件，通常由两个或多个支承轴组合而成。
3.3 编织轴：用于连接两个或多个旋转部件的轴类零件，通常在传动系统中起到平行轴传动的作用。
3.4 传动轴：用于将动力从一个装置传递到另一个装置的轴类零件，通常作为主动与从动零件之间的连接。
4. 轴类零件的功能轴类零件作为机械传动系统的核心组成部分，具有以下几个主要功能：4.1 承载负载：轴类零件能够承受传动过程中产生的负载，保证传动系统的稳定运行。
4.2 传递动力：轴类零件能够将主动零件传递的动力传递给从动零件，实现机械传动系统的正常工作。
4.3 支撑元件：轴类零件作为机械设备中的支撑部件，能够支撑其他元件或部件，保证整个机械系统的稳定性。
4.4 连接部分：轴类零件作为连接主动与从动元件的部分，实现传动系统的有效连接，保证力的传递和能量转换。
5. 轴类零件的设计要点在轴类零件的设计过程中，需要考虑以下几个关键要点：5.1 强度计算：根据传动系统的工作条件和负载要求，进行轴类零件的强度计算，以保证轴的安全使用。
5.2 材料选择：选择合适的材料，考虑轴类零件的强度、硬度和韧性等指标，以满足传动系统的工作要求。
380输出轴课程设计
一、设计题目设计工作量（课程设计完成后应交的资料）1.绘制零件图一张（手绘A4或者机绘）。
2.绘制毛坯-零件合图一张（计算机绘图A4或者手绘）。
3.设计说明书1份（手写20页左右--采用“A4纸”）。
4．说明书中包括机械加工工艺卡片一套、机械加工工序卡片5张以上。
5.重要工序的夹具设计。
设计"********"零件（图1）机械加工工艺规程。
年产5000件。
3、输出轴，毛坯为Φ90棒料技术要求1.调质处理28~32HRC。
3.未注圆角R1。
2.材料45。
4、保留中心孔。
课程设计任务书题目: 输出轴的机械加工工艺规程与夹具设计生产类型：大批量生产设计内容：1、零件图1张2、毛坯图1张3、机械加工工艺过程卡1份4、机械加工工序卡1份5、夹具装配图1套6、夹具零件图1张7、课程设计说明书1份班级姓名学号指导教师机械制造工艺学课程设计说明书设计题目：输出轴的机械加工工艺规程与夹具设计学生指导教师目录机械制造工艺学课程设计任务书 (1)序言 (3)一、零件的工艺分析 (3)1.1零件的作用 (3)1.2零件的工艺分析 (3)二、工艺规程设计 (3)2.1确定毛坯的制造形式 (3)2.2基面的选择 (4)2.3制定工艺路线 (4)2.4机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 (4)2.5确定切削用量及基本工时 (6)三、夹具设计 (35)四、总结 (35)五、参考文献 (36)二、设计任务分析输出轴的技术要求，并绘制零件图。
设计零件技术机械加工工艺规程，填写工艺文件。
设计零件机械加工工艺装备。
三.输出轴零件的工艺分析1. 零件的作用题目所给定的零件是车床的输出轴，主要作用，一是传递转矩，使车床主轴获得旋转的动力；二是工作过程中经常承受载荷；三是支撑传动零部件。
零件的材料为45钢，是最常用中碳调质钢，综合力学性能良好。
2．零件的图样分析（1）两个0.0240.01160++∅mm 的同轴度公差为0.02∅mm 。
165 利用图形的平移、旋转和轴对称设计图案精品文档
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将图形A绕点O
顺时针旋转90°，
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得到图形B，再······
你还有其他方
法吗？大家互相交
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流一下吧！
你能画出下列图形的另 一半吗?并猜想整个图形 的含义.
下面的图1变成图2，你知道是怎样做的吗？
图1
图2
练一练
1.下图中，图A如何变换得到图B？图E，F如何变换 得到图D？
我们学过平移、轴对称和旋转，我们可以利用这些图形变换中的一种进行
图案设计，还可以利用这些图形变换的组合进行图案设计.例如，图中的图
案就是由
经过旋转、轴对称和平移得到的.
右面的
花瓣图案是 如何通过图 形A得到的？ 与同学交流 你的想法.
图形A如何变化得到
●
图形B？与同学交流 你的想法.
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பைடு நூலகம்
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1.经历运用平移、旋转或轴对称进行图案设计的过程，能运用 图形的变换在方格纸上设计图案.
2.结合图案设计的过程，进一步体会平移、旋转和轴对称在设 计图案中的作用，体验图形的变换过程，发展空间观念.
3.结合欣赏和设计美丽的图案，感受图形世界的神奇. 重点和难点：掌握有关画图的技能及设计图形．
你喜欢吗？
练一练
2.(1)以直线 MN 为对称轴作图形A的轴对称图形，得到图形 B.
(2)将图形B绕点 O 顺时针旋转90°，得到图形C. (3)将图形C向左平移6格，得到图形D.
你能搜集一些利用平移、轴对称和旋转的组合设计的图案吗？你能利用 这些图形变换的组合自己设计一些图案吗？试试看，并与同学互相交流.
同学们，通过这节 课的学习，谈谈你自己 获得了哪些知识？
汽车半轴_精品文档
汽车半轴汽车半轴是汽车传动系统中至关重要的组成部分之一。
它扮演着将发动机的动力传递到车轮上的重要角色。
本文将详细介绍汽车半轴的结构、功能和维护保养，以及一些常见的问题和解决方法。
一、汽车半轴的结构和功能汽车半轴是由金属材料制成的一个长的圆柱形轴，它连接着驱动轮和驱动部件，如变速器或传动轴。
它通常由两个部分组成：内部接头和外部接头。
内部接头连接着传动部件，而外部接头连接着车轮，通过这两个接头，动力可以传递到车轮，从而使车辆运动。
汽车半轴的主要功能是将发动机的输出转矩传递到驱动轮上，使车辆能够前进或后退。
它通过内部的精密滚动轴承和传动齿轮实现力的传递。
当发动机输出转矩时，传输系统会将其传递到半轴上，然后通过轮胎和地面之间的摩擦力将车辆推动。
二、汽车半轴的维护保养对汽车半轴进行定期维护保养是保证其正常工作和延长使用寿命的重要措施之一。
以下是一些维护保养的建议：1. 定期检查：定期检查半轴的外观和连接部分是否有裂纹、变形或松动等问题。
如果发现任何异常，应及时更换或修理。
2. 润滑：半轴内部的滚动轴承需要定期润滑以减少摩擦并延长使用寿命。
使用适当的润滑剂，并确保润滑剂不超过规定量。
3. 清洗：半轴经常暴露在路面上的灰尘、沙石和其他杂物中，因此需要定期清洗以防止积聚和腐蚀。
4. 调整：使用过程中，半轴可能会松动或变形。
定期检查并调整半轴的连接部分以确保紧固度和平衡性。
三、常见问题和解决方法尽管汽车半轴是经过设计和制造的，但它仍然可能面临一些常见问题，如以下几种：1. 半轴磨损：长时间使用后，半轴可能会出现磨损，表现为接头松动或轴承磨损。
解决方法是及时更换磨损部件，并保持适当的润滑。
2. 半轴折断：在某些情况下，如严重冲击或过度负荷时，半轴可能会折断。
这是一种严重的问题，需要立即修理或更换半轴。
3. 半轴震动：当汽车行驶时，如果感觉到半轴有震动或颤动，可能是由于轮胎不平衡、悬挂系统问题或磨损的传动部件引起的。
轴位_精品文档
轴位一、概述轴位是指某一对象或区域相对于参考点或参考线的位置。
在工程、制造、建筑等领域，轴位常被用来表示物体的位置、方向以及与其他物体的关系。
在机械设计中，轴位是非常重要的概念，它决定了各个零件的装配位置和相互关系，对产品的功能和性能起着至关重要的作用。
本文将详细介绍轴位的背景、定义、分类以及应用。
二、背景在制造和建筑工程中，轴位一词最早起源于建筑学。
在建筑学中，轴位是指建筑物中心线或轴线的位置。
建筑中的轴位通常用于决定建筑物的整体结构和布局。
随着工程和制造领域的发展，轴位逐渐被引入到机械设计中。
在机械设计中，轴位不仅用于描述零件的位置和方向，还用于确定零件之间的配合关系，确保产品的装配顺利进行。
三、定义轴位是指某个对象、物体或区域相对于参考点或参考线的位置。
参考点可以是图纸上的点、工件的中心点等，而参考线可以是图纸上的直线、工件的中心线等。
轴位通常由两个数值表示，分别表示水平方向和竖直方向的偏移量。
在机械设计中，轴位通常以图纸上的坐标系为基准，确定零件相对于图纸上的位置关系。
四、分类根据对象和参考点的不同，轴位可以分为多种不同的分类。
常见的轴位分类包括：1. 绝对轴位：绝对轴位是指对象或区域相对于坐标系原点的位置。
绝对轴位通常使用绝对坐标值表示，可以直接从图纸上读取。
2. 相对轴位：相对轴位是指对象或区域相对于其他对象或区域的位置。
相对轴位通常使用相对坐标值表示，它表示了对象在水平方向和竖直方向上相对于参考对象的偏移量。
3. 中心轴位：中心轴位是指对象或区域相对于其自身中心点的位置。
中心轴位通常用于描述对称对象的位置。
4. 对称轴位：对称轴位是指对象或区域相对于对称轴的位置。
对称轴位常用于描述具有对称结构的对象，例如圆形零件的位置。
五、应用轴位在机械设计中具有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：1. 零件定位和装配：通过确定每个零件的轴位，可以确保零件在装配过程中的正确位置和方向。
轴位的准确度对于零件的配合关系和产品的性能起着至关重要的作用。
旋转轴_精品文档
旋转轴导言旋转轴是物体旋转的中心轴，是物体沿着某一轴线旋转时的参考点。
在物理学和工程学中，旋转轴是研究物体旋转运动的重要概念。
本文将详细介绍旋转轴的定义、性质、应用以及相关原理。
一、旋转轴的定义旋转轴是指物体在旋转过程中围绕其自身的轴线进行旋转。
这个轴线可以是实际存在的物体的几何轴线，也可以是虚构的轴线。
在实际应用中，旋转轴常常是通过数学建模来描述物体的旋转运动。
二、旋转轴的性质1. 旋转轴是直线或曲线，在物理学和工程学中常常将其视为直线，以简化问题的分析。
2. 旋转轴可以是固定的或移动的，固定的旋转轴指的是物体围绕一个固定点或固定直线进行旋转，而移动的旋转轴则表示物体的旋转轴在旋转过程中不断变化。
3. 旋转轴的位置和方向可以根据具体的情况来确定，在研究物体旋转运动时，需要考虑旋转轴的相对位置和方向对旋转运动造成的影响。
三、旋转轴的应用旋转轴在物理学和工程学中有着广泛的应用。
下面列举了几个常见的应用场景：1. 机械工程中的旋转轴：在机械设计中，旋转轴常常用于传递或转换动力。
例如，发动机的曲轴就是一个旋转轴，将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动，从而驱动汽车的行驶。
2. 刚体旋转运动的研究：在刚体力学中，旋转轴是研究刚体旋转运动的基础。
通过分析旋转轴的位置和方向，可以求解刚体的转动惯量、角速度以及角加速度等物理量。
3. 卫星轨道运动的分析：在天体力学中，旋转轴是研究卫星轨道运动的一个重要概念。
以地球为中心，卫星绕着一个固定的旋转轴进行旋转，通过分析旋转轴的特性和参数，可以研究卫星的轨道运动规律。
四、与旋转轴相关的原理1. 旋转定理：旋转轴定理是描述刚体绕定轴旋转时的物理规律。
根据旋转定理，刚体绕过质心的任意轴旋转的角动量等于刚体相对于质心旋转的角动量加上刚体质心的角动量。
2. 刚体转动惯量：转动惯量是描述刚体对于绕特定轴线旋转的惯性的物理量。
它与旋转轴的位置和方向有关，通过计算转动惯量可以分析刚体的旋转运动。
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设计某搅拌机用的单级斜圆柱齿轮减速器中的低速轴（包括选择轴两端的轴承及外伸端的联轴器），如下图所示。
已知：电动机额定功率P=4kW ，转速m in /7501r n =，低速轴转速m in /1302r n =，大齿轮节圆直径mm d 3002'=，
宽度mm B 90=，齿轮螺旋升角︒=12β，法相压力角︒=20α。
要求：1）完成轴的全部结构设计：2）根据弯扭合成理论验算轴的强度；3）精确校核轴的危险截面是否安全；4)画出轴的零件图。
1.求出低速轴上的功率2P 和转矩2T
若取轴承传动的效率（包括轴承效率在内），则97.0=η
kW kW P P 88.397.042=⨯==η
mm N mm N n P T ⋅=⋅⨯⨯==285031130
1088.3955095503
222 2.求作用在齿轮上的力
因知低速级大齿轮的节圆直径为mm d 3002=
而N N d T F t 1900300
2580312222=⨯== N F F n t r 70712cos 20tan 1900cos tan =︒
︒⨯==βα N F F t a 40412tan 1900tan =︒⨯==β
圆周力t F ，径向力r F 及轴向力a F 的方向如图所示
3.初步确定轴的最小直径
先按式（15-2）初步估算轴的最小直径。
选取轴的材料为45钢，调质处理。
根据表15-3，
取1120=A ，于是得
mm n P A d 7.34130
88.311233220min =⨯=≥ 考虑轴与联轴器连接有键槽，轴径增加3%。
mm d d 7.35%3min =≥
输出轴的最小直径是安装联轴器处轴的直径（图）。
为了使所选用的轴径与联轴器的孔径相适应，故同时选取联轴器型号。
联轴器的计算转矩2T K T A ca =，查表14-1，考虑是搅拌器，故取7.1=A K ，则：
mm N mm N T K T A ca ⋅=⋅⨯==4845532580317.12
按照计算转矩ca T 应小于联轴器的公称转矩的条件，查机械设计手册，选用LX3的弹性柱销联轴器，其公称转矩为1250000N ·mm 。
半联轴器的孔径为mm d 381=，故取mm d 3821=-，半联轴器的长度mm L 82=，半联轴器于轴配合的毂孔长度mm L 601=。
4.轴的结构设计
（1）拟定轴上零件的装配方案
设计参考图15-22a 的装配方案
（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
1)为了满足半联轴器的轴向定位要求，1-2段轴右端需制出一轴肩，轴肩高度
)(,)3~2(R C h =，参照表15-2得，)6.1(2.1==R mm C ，故取2-3段的直径mm d 4132=-；左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径mm D 42=。
半联轴器与轴配合的毂孔长度mm L 601=，为保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故1-2段的长度应比略短一些，现取mm l 9321=-。
2）初步选择滚动轴承，因轴承同时受轴向载荷与径向载荷的作用，故选取接触角较小的角接触球轴承。
参照工作要求并根据，由轴承产品目录中初步选取0组基本游隙组，标准精度等级的角接触球轴承7009C ，其基本尺寸为mm mm mm B D d 167545⨯⨯=⨯⨯，故取mm d d 457632==--，而mm l 1676=-。
右端滚动轴承采用轴肩定位。
查机械设计手册的7009C 型的轴承的定位轴肩直径mm d a 51min =，因此取mm d 5265=-。
3)取安装齿轮处的轴段4-5的直径mm d 5043=-；齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位。
已知齿轮轮毂宽度为90mm ，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此处轴段应略短于轮毂宽度，故取mm l 8643=-。
齿轮左端采用轴肩定位，轴肩高度)(,)3~2(R C h =，由轴径查表15-2，得mm R 6.1=，故取mm h 8.4=，则轴环处直径mm d 6.5954=-。
轴环宽度72.64.1=≥h b ，取mm l 1065=-。
4）轴承端盖的总宽度15（由减速器及轴承端盖的结构设计而定）。
根据轴承端盖的装拆及便于对轴添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面的距离mm l 20=（参看图），故取mm l 3532=-。
5）取齿轮距箱体的距离a=10mm ，考虑箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体一段距离s ，取mm s 2=，（参看图），已知滚动轴承宽度mm B 16=，则
mm a s B l 38)8690(54=-+++=-
mm a s l 1276=+=-
至此，已初步确定轴的各段直径和长度。
（3）轴上零件的周向定位
齿轮，半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。
按由表查的平键截面尺寸
mm mm h b 1016⨯=⨯，键槽用键槽铣刀加工，长度56mm ，同时为保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选用齿轮轮毂与轴的配合为7
8m H ；同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为mm mm h b 810⨯=⨯，半联轴器与轴的配合为
78k H 。
滚动轴承与轴的周向定位是有过渡配合来保证的，此处选用轴的直径尺寸公差m7。
（4）确定轴上圆角与倒角尺寸
参考表15-2，取轴端倒角为2⨯C ，各轴肩处的圆角半径按表15-2查取
5.求轴上的载荷
首先根据轴的结构图做出轴的计算载荷图。
在确定轴承的支点位置时，应从手册中查取a 值。
对于7009C 型角接触球轴承，由手册中查的mm a 16=。
因此，作为简支梁的轴的支撑跨距mm a l l l l l L 16228776655443=-++++=-----，根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图。
（1）做出轴的受力简图。
（2）求支反力：水平支反力 N F F F t HB HA 9502
=== 垂直面支反力 N L
d F L F F a r VA 8202/2/'2=+-=
N L
d F L F F a r VB 1132/2/'2=+-= 水平弯矩 mm N L F M HB HC ⋅=⋅
=617502 垂直弯矩
C 点左边mm N L F M VA VC ⋅=⋅=533002
' C 点右边mm N L F M VB VC ⋅=⋅
=73452 合成弯矩 C 点左边mm N M M M VC HC C ⋅=+=
815722'2' C 点右边mm N M M M VC HC C ⋅=+=6218522
扭矩 mm N T ⋅=2850312
做合成弯矩ca M 图，该轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取59.0=α
C 点左边 ()mm N T M M C ca ⋅=+=
8157222''α C 点右边 ()mm N T M M C ca ⋅=+=26918522α
6.按弯扭合成应力校核轴的强度
进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面）的强度，根据式（15-5）及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取59.0=α，轴的计算应力
C 截面 ()MP W T M caC 53.62
221=+=ασ D 截面 MPa d T caD 9.511.032
12==-σ 前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由表15-1查的MPa 601=-σ，MPa B 640=σ，MPa 2751=-σ，MPa 1551=-τ。
因此[]1-≤σσcaC ，故安全。