轴的设计
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在实际设计中，轴的直径亦可凭设计者的经 验取定，或参考同类机械用类比的方法确定， 此外，也可采用经验公式来估算轴的直径。
2) 、圆整
3) 、 便于零件轴向装配
2) 、圆整 直径的值要进行圆整。有配合要求的轴段，应尽量 采用标准直径。安装标准件(如滚动轴承、联轴器、密 封圈等)部位的轴径，应取为相应的标准值及所选配合 的公差。
五、轴的结构工艺性
轴的结构工艺性是指轴的结构形式应便于加工和装配轴 上零件，并且生产率高，成本低。一般地说,轴的结构越简 单,工艺性越好。因此,在满足使用要求的前提下,轴的结构 形式应尽量简化。 为了便于装配零件并去掉毛刺，轴端应制出45°的倒角；
为了减少装夹工件的时间，在同一轴上，不同轴段的键槽 应布置（或投影）在轴的同一母线上
11.1.3 轴的材料
(3) 球墨铸铁 以铁代钢
特点 吸振性、耐磨性好 对应力集中敏感性较小 可以做成复杂形状 价廉
冲击韧性低、质量不易控制 毛坯
圆钢棒料 焊接毛坯 铸造毛坯 尺寸小的轴 大件锻造困难 形状复杂的轴、空心轴等
11.2 轴的结构设计
在作轴的结构设计时，通常用轴的扭转强度来初步估算轴 的最小直径。满足扭转强度条件为：
轴上零件要有准确的工作位置（定位）；
轴上零件要易于装拆（制造、装拆要求）； 各零件要牢固而可靠地相对固定（固定）； 轴应便于加工。
轴的设计步骤
选材 初定轴的最小直径 轴的结构设计 轴的强度计算 轴的刚度计算 轴的承载能力计算 轴的稳定性计算 轴上零件的定位和固定 加工和装配的工艺性
提高轴强度的结构措施
Q235，20 11-20 158～134
[ T ]MPa
A
如果在该处有键槽，则应考虑削弱轴的强度。 d≤100mm，若有一个键槽，d值应增大5-7％；若有两个键槽， d值应增大10-15％. d＞100mm，若有一个键槽，d值应增大3％；若有两个键槽， d值应增大7％ 。
11.2 轴的结构设计
P 9550 10 T n [ ] T T WT 0.2d 3
3
T
扭转剪应力，T 轴传递的扭矩， WT 为轴的抗扭截面系数，
WT
d3
16
0.2d 3
[ T ]为许用扭转剪应力
满足扭转强度条件轴径计算式为：
9.55 106 d3 0.2[ T ]
3
P P 3 A n n
11.1.3 轴的材料 由于轴工作时产生的应力多为变应力，所以轴的失效多 为疲劳破坏，因此轴的材料应具有足够的疲劳强度、较小的 应力集中敏感性和良好的加工特性。 (1) 碳素钢
优质碳素钢：35、45、50等 45钢使用最广泛
普通碳素钢：Q235A等 特点 强度、刚度、塑性和韧性等综合机械性能好 应力集中敏感性小 热处理后提高耐磨性、疲劳强度
按照承受载荷的不同，轴可分为： 转 轴─同时承受弯矩和扭矩的轴，如减速器的轴。
传动轴─只承受扭矩的轴，如汽车的传动轴。
心 轴─只承受弯矩的轴，如火车车轮轴。
转轴
传动轴
固定心轴
自行车 前轮轴
前叉
前轮轮毂 固定心轴
转动心轴
车厢重力
转动心轴
支撑反力 火车轮轴
按照轴线形状的不同，轴可分为直轴和曲轴两大类。
轴的弯曲刚度以挠度或偏转角来度量；
扭转刚度以扭转角来度量。
轴的刚度计算
• 轴的弯曲刚度条件为： 挠度：y≤[y] mm
l——轴的跨距； Δ——电动机转子与定子间的气隙，mm； mn——齿轮的法面模数；mt2——蜗轮的端面模数。
结构分析题：指出下图中轴系的结构错误，并改正
1
7 (7)轴上 有两个 键，但 两个键 槽不在 同一母 线上．
直轴根据外形的不同，可分为光轴和阶梯轴。 直轴 光轴
阶梯轴
实心轴
空心轴
曲轴
曲轴
进气阀3
排气阀4 活塞2 顶杆8 连杆5 曲轴6 气缸体1
齿轮9
凸轮7
曲轴
钢丝软轴
轴上各段的名称
轴通常由轴头、轴颈、 轴肩、轴环、轴端及不装任 何零件的轴段等部分组成。 转轴的结构：可分为三部分 轴头：装传动零件的轴段（带 轮、链轮、齿轮、蜗轮）；
2、按经验公式估算 对一般减速器装置中的轴，可用经验公式来估算轴的最小 直径。
对于高速级输入轴的最小直径可按与其相连的电动机轴径D 估算。
d (0.8 ~ 1.2) D
相应各级低速轴的最小直径可按同级齿轮中心距a估算。
d (0.3 ~ 0.4)a
11.2 轴的结构设计
当用初步估算求得轴的最小轴径后，即可进行轴的结构设 计。轴的结构设计的目的，主要是确定轴的合理外形和全部结 构尺寸。 其主要要求是：
1、画梁的剪力图的时候“左起右落”为正，图形画在 杆件上方，反之为负，图形画在杆件下方； 2、画梁的弯矩图的时候“左起右起”为正，图形画在 杆件上方，反之为负，图形画在杆件下方；
3、画梁的扭矩图，根据右手法则，大拇指直向截面外 侧就是正，反之为负。 将右手张开，四指并拢，拇指与其成直角方向， 然后将四指顺着扭转的方向，将轴握住，此时大拇指 的方向就是扭矩的方向。
11.1.3 轴的材料 (2) 合金钢 用于高速、重载、较重要的轴 常用40Cr、40MnB、20CrMnTi等 特点 强度和淬火性比碳素钢好 对应力集中敏感性较大
价格比碳素钢贵 注意 刚度与碳素钢相同 (两者弹性模量 E 相近)
我国Cr、Ni 资源少，尽量用代用钢种 (如40MnB机械性能接近40Cr)
1 轴右端 的带轮不 能通过套 筒利用轴 承端盖轴 向定位， 转动零件 与固定零 件不能接 触．
例1 试分析下图所示轴系结构中的错误．并加以改进 图中齿轮用 油润滑，轴承用脂润滑
(1)轴承的轴向固定、调整，轴向力传递方面的错误． ①轴系采用两端固定结构，两轴承反装不能将轴向力传到机架， 应该为正装 ②两端固定结构中，轴左端的弹性挡圈多余，应去掉 ③端盖处没有调整垫片，不能调整轴承游隙．
需要磨削加工的轴段，应留有砂轮越程槽；
需要切制螺纹的轴段，应留有退刀槽。
六、提高轴的强度和刚度
(1) 减小轴的应力集中 (2) 改善支撑方案
(3) 改善零件布置
(4) 表面处理工艺
角接触球轴承和圆锥滚子轴承一般成对使用，根据调整、安装 以及使用场合的不同，有如下两种排列方式。 1．正装（面对面：外圈窄端面相对）两角接触球轴承或 圆锥滚子轴承的压力中心距离小于两个轴承中点跨距时，称为 正装。该方式的轴系，结构简单，装拆、调整方便，但是，轴 的受热伸长会减小轴承的轴向游隙，甚至会卡死。 2．反装（背对背：外圈宽端面相对）两角接触球轴承或 圆锥滚子轴承的压力中心距离大于两个轴承中点的跨距时，称 为反装，显然，轴的热膨胀会增大轴承的轴向游隙。另外，反 装的结构较复杂，装拆、调整不便。 正、反装的刚度分析当传动零件悬臂安装时，反装的轴系 刚度比正装的轴系高，这是因为反装的轴承压力中心距离较大， 使轴承的反力、变形及轴的最大弯矩和变形均小于正装。 当传动零件介于两轴承中间时，正装使轴承压力中心距离 减小而有助于提高轴的刚度，反装则相反。 因此,两角接触球 轴承或圆锥滚子轴承的正装和反装应该根据传动零件(齿轮,蜗 轮蜗杆)和轴的结构综合考虑. 而选择使用
Sσ 零件只承受法向应力σa是的计算安全系数 S 零件只承受法向应力 a是的计算安全系数
轴的刚度计算
• 在载荷作用下，将产生弯曲或扭转变形。若变形 量超过允许的限度，就会影响轴上零件的正常工 作，甚至会丧失机器应有的工作性能。 • 例如：安装齿轮的轴，若弯曲刚度不足而导致挠 度过大时，将影响齿轮的正确啮合，使齿轮沿齿 宽和齿高方向接触不良，造成载荷在齿面上严重 分布不均。
轴的结构设计主要解决的问题是：
1、轴上零件的装配方案 2、轴上零件的周向定位和轴向定位
3、各轴段直径的确定
4、各轴段长度的确定
5、轴的结构工艺性
6、提高轴的强度的措施
11.2 轴的结构设计
阶梯轴
从装配观点
从承载观点
两头小中间粗
中间受弯矩大
一、拟定轴上零件的装配方案
根据轴上零件的结构特点，首先要预定 出主要零件的装配方向、顺序和相互关系， 它是轴进行结构设计的基础，拟定装配方 案，应先考虑几个方案，进行分析比较后 再选优。 原则：1）轴的结构越简单越好； 2）应装配简单、方便。
3
T
扭转剪应力，T 轴传递的扭矩， WT 为轴的抗扭截面系数，
WT
d3
16
0.2d 3
[ T ]为许用扭转剪应力
满足扭转强度条件轴径计算式为：
9.55 106 d3 0.2[ T ]
3
P P 3 A n n
2、按弯扭合成强度校核的9步
• • • • • • • • • l）绘出轴的结构图 2）绘出轴的空间受力图 3）绘出轴的水平面的弯矩图 4）绘出轴的垂直面的弯矩图 5）绘出轴的合成弯矩图 6）绘出轴的扭矩图 7）绘出轴的计算弯矩图 8）按第三强度理论计算当量矩： 9）校核危险断面的当量弯曲应力（计算应力）：
11.2 轴的结构设计
9.55 106 d3 0.2[ T ]
轴的材料
3
P P 3 A n n
Q275，35 20-30 134～117
A是由轴的材料和承
载情况确定的常数。 45 30-40 117～106 40Cr, 35SiMn, 42SiMn,38SiMn 40-52 106～97
(1) 轴肩与轴环 轴肩
轴环
b R h
h
C1
D
D
轴的过渡圆角半径 r < 零件毂孔倒角C1 或圆角 R
轴肩高度 h > 零件毂孔倒角C1 或圆角R
d
Fra Baidu bibliotek
d
r
r
三、确定各轴段直径
1)估算或类比
可按轴所受的扭矩初步估算轴所需的最小直 径dmin，然后再按轴上零件的装配方案和定位要 求，从dmin处起逐一确定各段轴的直径。一般定 位轴肩，轴肩处的直径差可取5~10mm。
6
(6)因轴 肩过高， 两个轴 承拆卸 困难
4
3
5
(5)右轴承的 右侧轴上应 有工艺轴肩， 轴承装拆路 线长(精加工 面长)，装拆 困难
2
(2)轴与 右端盖 之间不 能接触， 应有间 隙，并 有密封 措施
(4)齿轮上的 (3)齿轮 键槽没打通，两侧都 深度不够， 是轴环， 这样的结构，无法安 键槽无法加 装到位 工，也无法 装配。
3) 、 便于零件轴向装配
相配轴段的压入端应制出锥度
同一轴段的两个部位上采用不同的尺寸公差。
四、确定各轴段长度
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。
2) 、若在轴上装有滑移的零件，应该考虑零件的滑移距离
3) 、轴的相邻零件间应该有必要的空隙 .
第11章
§11.1 概述
轴的设计
§11.2 轴的结构设计 §11.3 轴的强度计算
11.1 概述
轴的主要功用是支承回转零件及传递运动和动力。
11.1.1 轴的分类
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（挠性轴），可以把回 转运动灵活地传到不开敞地空间位置。
轴的设计步骤
选材 初定轴的最小直径 轴的结构设计 轴的强度计算 轴的刚度计算 轴的承载能力计算 轴的稳定性计算 轴上零件的定位和固定 加工和装配的工艺性
提高轴强度的结构措施
轴的结构设计：
根据装配、加工、受力等具体要求，合理定出 轴的形状和各部分结构尺寸。
轴的工作能力计算
设计轴时主要应满足轴的强度和结构的要求； 对刚度要求较高的轴，主要应满足刚度的要求； 对一些高速机械的轴，要考虑满足振动稳定性的要求；
轴颈：装轴承的轴段；
轴身：连接轴头和轴颈的轴段。
轴端 轴头
轴颈 轴身
轴头
轴的结构和形状取决于：
轴的毛坯种类 轴上作用力的大小及分布情况 轴上零件的位置、配合性质以 及联结固定的方法 轴承的类型、尺寸和位置 轴的加工方法、装配方法以及 其他特殊要求 轴端 轴头 轴颈 轴身 轴头
11.1.2 轴的设计准则
11.3 轴的强度计算
• 轴的计算通常都是在初步完成结构设计后 进行校核计算。 • 以转轴为例，轴的强度包括：
1、按扭转强度条件校核
2、按弯扭合成强度校核 3、按疲劳强度进行校核 4、按静强度校核
1、按扭转强度条件校核
对于只承受转矩的轴，由材料力学可知，圆截面轴的扭转 强度条件为：
P 9550 10 T n [ ] T T WT 0.2d 3
2) 、圆整
3) 、 便于零件轴向装配
2) 、圆整 直径的值要进行圆整。有配合要求的轴段，应尽量 采用标准直径。安装标准件(如滚动轴承、联轴器、密 封圈等)部位的轴径，应取为相应的标准值及所选配合 的公差。
五、轴的结构工艺性
轴的结构工艺性是指轴的结构形式应便于加工和装配轴 上零件，并且生产率高，成本低。一般地说,轴的结构越简 单,工艺性越好。因此,在满足使用要求的前提下,轴的结构 形式应尽量简化。 为了便于装配零件并去掉毛刺，轴端应制出45°的倒角；
为了减少装夹工件的时间，在同一轴上，不同轴段的键槽 应布置（或投影）在轴的同一母线上
11.1.3 轴的材料
(3) 球墨铸铁 以铁代钢
特点 吸振性、耐磨性好 对应力集中敏感性较小 可以做成复杂形状 价廉
冲击韧性低、质量不易控制 毛坯
圆钢棒料 焊接毛坯 铸造毛坯 尺寸小的轴 大件锻造困难 形状复杂的轴、空心轴等
11.2 轴的结构设计
在作轴的结构设计时，通常用轴的扭转强度来初步估算轴 的最小直径。满足扭转强度条件为：
轴上零件要有准确的工作位置（定位）；
轴上零件要易于装拆（制造、装拆要求）； 各零件要牢固而可靠地相对固定（固定）； 轴应便于加工。
轴的设计步骤
选材 初定轴的最小直径 轴的结构设计 轴的强度计算 轴的刚度计算 轴的承载能力计算 轴的稳定性计算 轴上零件的定位和固定 加工和装配的工艺性
提高轴强度的结构措施
Q235，20 11-20 158～134
[ T ]MPa
A
如果在该处有键槽，则应考虑削弱轴的强度。 d≤100mm，若有一个键槽，d值应增大5-7％；若有两个键槽， d值应增大10-15％. d＞100mm，若有一个键槽，d值应增大3％；若有两个键槽， d值应增大7％ 。
11.2 轴的结构设计
P 9550 10 T n [ ] T T WT 0.2d 3
3
T
扭转剪应力，T 轴传递的扭矩， WT 为轴的抗扭截面系数，
WT
d3
16
0.2d 3
[ T ]为许用扭转剪应力
满足扭转强度条件轴径计算式为：
9.55 106 d3 0.2[ T ]
3
P P 3 A n n
11.1.3 轴的材料 由于轴工作时产生的应力多为变应力，所以轴的失效多 为疲劳破坏，因此轴的材料应具有足够的疲劳强度、较小的 应力集中敏感性和良好的加工特性。 (1) 碳素钢
优质碳素钢：35、45、50等 45钢使用最广泛
普通碳素钢：Q235A等 特点 强度、刚度、塑性和韧性等综合机械性能好 应力集中敏感性小 热处理后提高耐磨性、疲劳强度
按照承受载荷的不同，轴可分为： 转 轴─同时承受弯矩和扭矩的轴，如减速器的轴。
传动轴─只承受扭矩的轴，如汽车的传动轴。
心 轴─只承受弯矩的轴，如火车车轮轴。
转轴
传动轴
固定心轴
自行车 前轮轴
前叉
前轮轮毂 固定心轴
转动心轴
车厢重力
转动心轴
支撑反力 火车轮轴
按照轴线形状的不同，轴可分为直轴和曲轴两大类。
轴的弯曲刚度以挠度或偏转角来度量；
扭转刚度以扭转角来度量。
轴的刚度计算
• 轴的弯曲刚度条件为： 挠度：y≤[y] mm
l——轴的跨距； Δ——电动机转子与定子间的气隙，mm； mn——齿轮的法面模数；mt2——蜗轮的端面模数。
结构分析题：指出下图中轴系的结构错误，并改正
1
7 (7)轴上 有两个 键，但 两个键 槽不在 同一母 线上．
直轴根据外形的不同，可分为光轴和阶梯轴。 直轴 光轴
阶梯轴
实心轴
空心轴
曲轴
曲轴
进气阀3
排气阀4 活塞2 顶杆8 连杆5 曲轴6 气缸体1
齿轮9
凸轮7
曲轴
钢丝软轴
轴上各段的名称
轴通常由轴头、轴颈、 轴肩、轴环、轴端及不装任 何零件的轴段等部分组成。 转轴的结构：可分为三部分 轴头：装传动零件的轴段（带 轮、链轮、齿轮、蜗轮）；
2、按经验公式估算 对一般减速器装置中的轴，可用经验公式来估算轴的最小 直径。
对于高速级输入轴的最小直径可按与其相连的电动机轴径D 估算。
d (0.8 ~ 1.2) D
相应各级低速轴的最小直径可按同级齿轮中心距a估算。
d (0.3 ~ 0.4)a
11.2 轴的结构设计
当用初步估算求得轴的最小轴径后，即可进行轴的结构设 计。轴的结构设计的目的，主要是确定轴的合理外形和全部结 构尺寸。 其主要要求是：
1、画梁的剪力图的时候“左起右落”为正，图形画在 杆件上方，反之为负，图形画在杆件下方； 2、画梁的弯矩图的时候“左起右起”为正，图形画在 杆件上方，反之为负，图形画在杆件下方；
3、画梁的扭矩图，根据右手法则，大拇指直向截面外 侧就是正，反之为负。 将右手张开，四指并拢，拇指与其成直角方向， 然后将四指顺着扭转的方向，将轴握住，此时大拇指 的方向就是扭矩的方向。
11.1.3 轴的材料 (2) 合金钢 用于高速、重载、较重要的轴 常用40Cr、40MnB、20CrMnTi等 特点 强度和淬火性比碳素钢好 对应力集中敏感性较大
价格比碳素钢贵 注意 刚度与碳素钢相同 (两者弹性模量 E 相近)
我国Cr、Ni 资源少，尽量用代用钢种 (如40MnB机械性能接近40Cr)
1 轴右端 的带轮不 能通过套 筒利用轴 承端盖轴 向定位， 转动零件 与固定零 件不能接 触．
例1 试分析下图所示轴系结构中的错误．并加以改进 图中齿轮用 油润滑，轴承用脂润滑
(1)轴承的轴向固定、调整，轴向力传递方面的错误． ①轴系采用两端固定结构，两轴承反装不能将轴向力传到机架， 应该为正装 ②两端固定结构中，轴左端的弹性挡圈多余，应去掉 ③端盖处没有调整垫片，不能调整轴承游隙．
需要磨削加工的轴段，应留有砂轮越程槽；
需要切制螺纹的轴段，应留有退刀槽。
六、提高轴的强度和刚度
(1) 减小轴的应力集中 (2) 改善支撑方案
(3) 改善零件布置
(4) 表面处理工艺
角接触球轴承和圆锥滚子轴承一般成对使用，根据调整、安装 以及使用场合的不同，有如下两种排列方式。 1．正装（面对面：外圈窄端面相对）两角接触球轴承或 圆锥滚子轴承的压力中心距离小于两个轴承中点跨距时，称为 正装。该方式的轴系，结构简单，装拆、调整方便，但是，轴 的受热伸长会减小轴承的轴向游隙，甚至会卡死。 2．反装（背对背：外圈宽端面相对）两角接触球轴承或 圆锥滚子轴承的压力中心距离大于两个轴承中点的跨距时，称 为反装，显然，轴的热膨胀会增大轴承的轴向游隙。另外，反 装的结构较复杂，装拆、调整不便。 正、反装的刚度分析当传动零件悬臂安装时，反装的轴系 刚度比正装的轴系高，这是因为反装的轴承压力中心距离较大， 使轴承的反力、变形及轴的最大弯矩和变形均小于正装。 当传动零件介于两轴承中间时，正装使轴承压力中心距离 减小而有助于提高轴的刚度，反装则相反。 因此,两角接触球 轴承或圆锥滚子轴承的正装和反装应该根据传动零件(齿轮,蜗 轮蜗杆)和轴的结构综合考虑. 而选择使用
Sσ 零件只承受法向应力σa是的计算安全系数 S 零件只承受法向应力 a是的计算安全系数
轴的刚度计算
• 在载荷作用下，将产生弯曲或扭转变形。若变形 量超过允许的限度，就会影响轴上零件的正常工 作，甚至会丧失机器应有的工作性能。 • 例如：安装齿轮的轴，若弯曲刚度不足而导致挠 度过大时，将影响齿轮的正确啮合，使齿轮沿齿 宽和齿高方向接触不良，造成载荷在齿面上严重 分布不均。
轴的结构设计主要解决的问题是：
1、轴上零件的装配方案 2、轴上零件的周向定位和轴向定位
3、各轴段直径的确定
4、各轴段长度的确定
5、轴的结构工艺性
6、提高轴的强度的措施
11.2 轴的结构设计
阶梯轴
从装配观点
从承载观点
两头小中间粗
中间受弯矩大
一、拟定轴上零件的装配方案
根据轴上零件的结构特点，首先要预定 出主要零件的装配方向、顺序和相互关系， 它是轴进行结构设计的基础，拟定装配方 案，应先考虑几个方案，进行分析比较后 再选优。 原则：1）轴的结构越简单越好； 2）应装配简单、方便。
3
T
扭转剪应力，T 轴传递的扭矩， WT 为轴的抗扭截面系数，
WT
d3
16
0.2d 3
[ T ]为许用扭转剪应力
满足扭转强度条件轴径计算式为：
9.55 106 d3 0.2[ T ]
3
P P 3 A n n
2、按弯扭合成强度校核的9步
• • • • • • • • • l）绘出轴的结构图 2）绘出轴的空间受力图 3）绘出轴的水平面的弯矩图 4）绘出轴的垂直面的弯矩图 5）绘出轴的合成弯矩图 6）绘出轴的扭矩图 7）绘出轴的计算弯矩图 8）按第三强度理论计算当量矩： 9）校核危险断面的当量弯曲应力（计算应力）：
11.2 轴的结构设计
9.55 106 d3 0.2[ T ]
轴的材料
3
P P 3 A n n
Q275，35 20-30 134～117
A是由轴的材料和承
载情况确定的常数。 45 30-40 117～106 40Cr, 35SiMn, 42SiMn,38SiMn 40-52 106～97
(1) 轴肩与轴环 轴肩
轴环
b R h
h
C1
D
D
轴的过渡圆角半径 r < 零件毂孔倒角C1 或圆角 R
轴肩高度 h > 零件毂孔倒角C1 或圆角R
d
Fra Baidu bibliotek
d
r
r
三、确定各轴段直径
1)估算或类比
可按轴所受的扭矩初步估算轴所需的最小直 径dmin，然后再按轴上零件的装配方案和定位要 求，从dmin处起逐一确定各段轴的直径。一般定 位轴肩，轴肩处的直径差可取5~10mm。
6
(6)因轴 肩过高， 两个轴 承拆卸 困难
4
3
5
(5)右轴承的 右侧轴上应 有工艺轴肩， 轴承装拆路 线长(精加工 面长)，装拆 困难
2
(2)轴与 右端盖 之间不 能接触， 应有间 隙，并 有密封 措施
(4)齿轮上的 (3)齿轮 键槽没打通，两侧都 深度不够， 是轴环， 这样的结构，无法安 键槽无法加 装到位 工，也无法 装配。
3) 、 便于零件轴向装配
相配轴段的压入端应制出锥度
同一轴段的两个部位上采用不同的尺寸公差。
四、确定各轴段长度
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。
2) 、若在轴上装有滑移的零件，应该考虑零件的滑移距离
3) 、轴的相邻零件间应该有必要的空隙 .
第11章
§11.1 概述
轴的设计
§11.2 轴的结构设计 §11.3 轴的强度计算
11.1 概述
轴的主要功用是支承回转零件及传递运动和动力。
11.1.1 轴的分类
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（挠性轴），可以把回 转运动灵活地传到不开敞地空间位置。
轴的设计步骤
选材 初定轴的最小直径 轴的结构设计 轴的强度计算 轴的刚度计算 轴的承载能力计算 轴的稳定性计算 轴上零件的定位和固定 加工和装配的工艺性
提高轴强度的结构措施
轴的结构设计：
根据装配、加工、受力等具体要求，合理定出 轴的形状和各部分结构尺寸。
轴的工作能力计算
设计轴时主要应满足轴的强度和结构的要求； 对刚度要求较高的轴，主要应满足刚度的要求； 对一些高速机械的轴，要考虑满足振动稳定性的要求；
轴颈：装轴承的轴段；
轴身：连接轴头和轴颈的轴段。
轴端 轴头
轴颈 轴身
轴头
轴的结构和形状取决于：
轴的毛坯种类 轴上作用力的大小及分布情况 轴上零件的位置、配合性质以 及联结固定的方法 轴承的类型、尺寸和位置 轴的加工方法、装配方法以及 其他特殊要求 轴端 轴头 轴颈 轴身 轴头
11.1.2 轴的设计准则
11.3 轴的强度计算
• 轴的计算通常都是在初步完成结构设计后 进行校核计算。 • 以转轴为例，轴的强度包括：
1、按扭转强度条件校核
2、按弯扭合成强度校核 3、按疲劳强度进行校核 4、按静强度校核
1、按扭转强度条件校核
对于只承受转矩的轴，由材料力学可知，圆截面轴的扭转 强度条件为：
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