第五章轴与轴承
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第五章轴与轴承
4.轴的直径和长度 轴的直径应满足强度与刚度的要求，并根据具体情况合理确定。轴 颈与滚动轴承配合时，其直径必须符合轴承的内径系列；轴头的直径应 与配合零件的轮毂内径相同，并符合相应标准；轴上车制螺纹部分的直 径，必须符合外螺纹大径的标准系列。 轴各段长度，应根据轴上零件的宽度和零件的相互位置决定。
第五章轴与轴承
图5-8 圆螺母
第五章轴与轴承
在工作中为了防止轴上零件沿轴线方向移动，并承受轴向力，必须 对轴上零件进行固定。零件的轴向固定方法很多，其中，采用轴肩或轴 环做轴向固定，结构简单，能承受较大的轴向力；当两零件相隔距离不 大时，采用套筒做轴向固定，但不宜用于高转速轴；不宜采用套筒固定 时，可用圆螺母做轴向固定（图5-8）；对于外伸轴端上的零件固定， 则可采用轴端紧定螺钉（图5-9）或销（图5-10）使零件轴向固定。另 外，为使定位面可靠地接触，轴头长度应略小于零件的轮廓长度。
第五章轴与轴承
（2）转轴 既传递转矩又承受弯矩的轴，如齿轮减速器中的输出轴（图5-2），
机器中的大多数轴都属于转轴。
第五章轴与轴承
（3）心轴 只承受弯矩而不传递转矩的轴，心轴按其是否转动又可分为转动心轴
（如图5-3所示火车轮轴）和固定心轴（如图5-4所示自行车前轮车轴）。 此外，按轴线几何形状的不同，轴还可分为直轴（图5-1、图5-2、图
第五章轴与轴承
3.提高轴的疲劳强度 减小应力集中和提高轴的表面质量是提高轴的疲劳强度的主要措施。 减小应力集中的方法有：减小轴截面突变，阶梯轴相邻轴段直径差不能 太大，并以较大的圆角半径过渡，尽可能避免在轴上开槽、孔及车制螺 纹等，以免削弱轴的强度和造成应力集中源。 轴的表面质量对疲劳强度有显著的影响。提高轴表面质量除降低表 面粗糙度值外，还可采用表面强化处理，如碾压、喷丸、渗碳、渗氮或 高频淬火等。
合金结构钢具有更高的力学性能和更好的淬火性能，但对应力集中 比较敏感，且价格较贵，故多用于要求减轻质量、提高轴颈耐磨性以及 在高温或低温条件下工作的轴。
第五章轴与轴承
轴的常用材料及力学性能见表5-1
第五章轴与轴承
二．轴的结构设计
轴的结构设计就是要定出轴的合理外形和各部分的结构尺寸。 图5-6为圆柱齿轮减速器中间轴的结构图。轴上与轴承配合的部分 称为轴颈；与传动零件，如带轮、齿轮、联轴器配合的部分称为轴头； 连接轴颈与轴头的部分称为轴身。轴的合理结构必须满足下列基本条件： （1）轴和轴上零件的准确定位与固定； （2）轴的结构要有良好的工艺性； （3）尽量减小应力集中； （4）轴各部分的尺寸要合理等。
图5-13所示为普通平键连接，这种键应用最广。键的端面形状有圆 头（A型）、方头（B型）和单圆头（C型）三种。A型平键键槽用端铣刀 加工，键在槽中固定较好，但槽对轴的应力集中影响较大。B型平键键 槽用盘铣刀加工，槽对轴的应力集中影响较小，但对于尺寸较大的键， 要用紧定螺钉压紧，以防松动。C型平键常用于轴的端部连接，轴上键 槽常用端铣刀铣通。
第五章 轴与轴承
本章主要介绍的内容有：
第一节 轴 第二节 轴承
第五章轴与轴承
第一节 轴
本节主要介绍的内容有：
● 轴的分类及材料 ● 轴的结构设计 ● 轴毂的连接
第五章轴与轴承
一．轴的分类及材料
1.轴的分类 根据轴的功用和承载情况，轴可分为： （1）传动轴 以传递转矩为主不承受弯矩或承受很小弯矩的轴，如汽车变速箱与 后桥之间的轴（图5-1）。
5-4）和曲轴（图5-5）。
第五章轴与轴承
图5-5 曲轴
第五章轴与轴承
2.轴的材料
转轴工作时的应力大多为重复性的应力，所以轴的主要失效形式是 疲劳破坏，因此轴的材料要求有较高的强度和刚度。另外，轴与轴上零 件有相对运动的表面还应有一定的耐磨性，故轴的材料主要是碳素结构 钢和合金结构钢。
碳素钢比合金结构钢价廉，对应力集中的敏感性较小，应用较为广 泛。常用的碳素钢有35、40、45钢，其中45钢应用最广。为改善其机械 性能，可进行正火或调质处理。
第五章轴与轴承
图5-6 减速器中间轴
第五章轴与轴承
1.轴和轴上零件的定位与固定
阶梯轴上截面变化的部位称为轴肩或轴环，它对轴上零件起轴向定 位作用。在图5-6中，带轮、齿轮和右端轴承都是依靠轴肩或轴环做轴 向定位的。左端轴承是依靠套筒定位的。两端轴承盖将轴在箱体上定位。
轴的结构设计就是要定出轴的合理外形和各部分的结构尺寸。 图5-6为圆柱齿轮减速器中间轴的结构图。轴上与轴承配合的部分 称为轴颈；与传动零件，如带轮、齿轮、联轴器配合的部分称为轴头； 连接轴颈与轴头的部分称为轴身。轴的合理结构必须满足下列基本条件： 为了使轴上零件的轮毂端面与轴肩贴紧，轴肩和轴环的圆角半径R 必须小于零件轮毂孔端圆角半径R1或倒角C1（图5-7），其大小要符合 标准，否则无法贴紧。轴肩和轴环的高度h必须大于R1或C1，通常取 h=[（0.07d+5）～（0.1 d+5）]mm。轴环的宽度6≥1.4h。安装滚动轴 承处的定位轴肩或轴环高度必须低于轴承内圈端面高度。
为了传递转矩，防止零件与轴产生相对转动，轴上零件还需进行周 向固定。常用的周向固定方法有键连接、花键连接和过盈配合等。当传 递转矩很小时，可采用紧定螺钉或销，同时实现轴向和周向固定。
第五章轴与轴承
图5-9和图5-10
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2.轴的结构工艺性 为了便于安装和拆卸，一般的轴均为中间大、两端小的阶梯轴。为 避免损伤配合零件各轴端需倒角，并尽可能使倒角尺寸相同，以便于加 工。为使左、右端轴承易于拆卸，套筒高度和轴肩高度均应小于滚动轴 承内圈高度。 在保证工作性能条件下，轴的形状要力求简单，减少阶梯数；轴上 的圆角半径尽量取值一致；同一轴上有多个单键时，将各键槽布置在同 一母线上，尺寸应尽可能一致，以便于加工；车制螺纹 或磨削时，应 留出螺纹退刀槽（图5-11）或砂轮越程槽（图5-12）。
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三．轴毂的连接
1．键连接 键连接主要用于轴和轴上零件之间的周向固定，用来传递扭矩， 有的键也可同时用来实现z轴向固定或轴向移动。这种连接的结构简 单、工作可靠、装拆方便，因此获得了广泛的应用。键连接按键在 连接中的松紧状态分为松键连接和紧键连接两大类。
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来自百度文库
（1）松键连接
松键连接依靠键的两侧面传递转矩。键的上表面与轮毂键槽底面间 有间隙，为非工作面，不影响轴与轮毂的同心精度，装拆方便。松键连 接包括平键连接和半圆键连接。
4.轴的直径和长度 轴的直径应满足强度与刚度的要求，并根据具体情况合理确定。轴 颈与滚动轴承配合时，其直径必须符合轴承的内径系列；轴头的直径应 与配合零件的轮毂内径相同，并符合相应标准；轴上车制螺纹部分的直 径，必须符合外螺纹大径的标准系列。 轴各段长度，应根据轴上零件的宽度和零件的相互位置决定。
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图5-8 圆螺母
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在工作中为了防止轴上零件沿轴线方向移动，并承受轴向力，必须 对轴上零件进行固定。零件的轴向固定方法很多，其中，采用轴肩或轴 环做轴向固定，结构简单，能承受较大的轴向力；当两零件相隔距离不 大时，采用套筒做轴向固定，但不宜用于高转速轴；不宜采用套筒固定 时，可用圆螺母做轴向固定（图5-8）；对于外伸轴端上的零件固定， 则可采用轴端紧定螺钉（图5-9）或销（图5-10）使零件轴向固定。另 外，为使定位面可靠地接触，轴头长度应略小于零件的轮廓长度。
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（2）转轴 既传递转矩又承受弯矩的轴，如齿轮减速器中的输出轴（图5-2），
机器中的大多数轴都属于转轴。
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（3）心轴 只承受弯矩而不传递转矩的轴，心轴按其是否转动又可分为转动心轴
（如图5-3所示火车轮轴）和固定心轴（如图5-4所示自行车前轮车轴）。 此外，按轴线几何形状的不同，轴还可分为直轴（图5-1、图5-2、图
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3.提高轴的疲劳强度 减小应力集中和提高轴的表面质量是提高轴的疲劳强度的主要措施。 减小应力集中的方法有：减小轴截面突变，阶梯轴相邻轴段直径差不能 太大，并以较大的圆角半径过渡，尽可能避免在轴上开槽、孔及车制螺 纹等，以免削弱轴的强度和造成应力集中源。 轴的表面质量对疲劳强度有显著的影响。提高轴表面质量除降低表 面粗糙度值外，还可采用表面强化处理，如碾压、喷丸、渗碳、渗氮或 高频淬火等。
合金结构钢具有更高的力学性能和更好的淬火性能，但对应力集中 比较敏感，且价格较贵，故多用于要求减轻质量、提高轴颈耐磨性以及 在高温或低温条件下工作的轴。
第五章轴与轴承
轴的常用材料及力学性能见表5-1
第五章轴与轴承
二．轴的结构设计
轴的结构设计就是要定出轴的合理外形和各部分的结构尺寸。 图5-6为圆柱齿轮减速器中间轴的结构图。轴上与轴承配合的部分 称为轴颈；与传动零件，如带轮、齿轮、联轴器配合的部分称为轴头； 连接轴颈与轴头的部分称为轴身。轴的合理结构必须满足下列基本条件： （1）轴和轴上零件的准确定位与固定； （2）轴的结构要有良好的工艺性； （3）尽量减小应力集中； （4）轴各部分的尺寸要合理等。
图5-13所示为普通平键连接，这种键应用最广。键的端面形状有圆 头（A型）、方头（B型）和单圆头（C型）三种。A型平键键槽用端铣刀 加工，键在槽中固定较好，但槽对轴的应力集中影响较大。B型平键键 槽用盘铣刀加工，槽对轴的应力集中影响较小，但对于尺寸较大的键， 要用紧定螺钉压紧，以防松动。C型平键常用于轴的端部连接，轴上键 槽常用端铣刀铣通。
第五章 轴与轴承
本章主要介绍的内容有：
第一节 轴 第二节 轴承
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第一节 轴
本节主要介绍的内容有：
● 轴的分类及材料 ● 轴的结构设计 ● 轴毂的连接
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一．轴的分类及材料
1.轴的分类 根据轴的功用和承载情况，轴可分为： （1）传动轴 以传递转矩为主不承受弯矩或承受很小弯矩的轴，如汽车变速箱与 后桥之间的轴（图5-1）。
5-4）和曲轴（图5-5）。
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图5-5 曲轴
第五章轴与轴承
2.轴的材料
转轴工作时的应力大多为重复性的应力，所以轴的主要失效形式是 疲劳破坏，因此轴的材料要求有较高的强度和刚度。另外，轴与轴上零 件有相对运动的表面还应有一定的耐磨性，故轴的材料主要是碳素结构 钢和合金结构钢。
碳素钢比合金结构钢价廉，对应力集中的敏感性较小，应用较为广 泛。常用的碳素钢有35、40、45钢，其中45钢应用最广。为改善其机械 性能，可进行正火或调质处理。
第五章轴与轴承
图5-6 减速器中间轴
第五章轴与轴承
1.轴和轴上零件的定位与固定
阶梯轴上截面变化的部位称为轴肩或轴环，它对轴上零件起轴向定 位作用。在图5-6中，带轮、齿轮和右端轴承都是依靠轴肩或轴环做轴 向定位的。左端轴承是依靠套筒定位的。两端轴承盖将轴在箱体上定位。
轴的结构设计就是要定出轴的合理外形和各部分的结构尺寸。 图5-6为圆柱齿轮减速器中间轴的结构图。轴上与轴承配合的部分 称为轴颈；与传动零件，如带轮、齿轮、联轴器配合的部分称为轴头； 连接轴颈与轴头的部分称为轴身。轴的合理结构必须满足下列基本条件： 为了使轴上零件的轮毂端面与轴肩贴紧，轴肩和轴环的圆角半径R 必须小于零件轮毂孔端圆角半径R1或倒角C1（图5-7），其大小要符合 标准，否则无法贴紧。轴肩和轴环的高度h必须大于R1或C1，通常取 h=[（0.07d+5）～（0.1 d+5）]mm。轴环的宽度6≥1.4h。安装滚动轴 承处的定位轴肩或轴环高度必须低于轴承内圈端面高度。
为了传递转矩，防止零件与轴产生相对转动，轴上零件还需进行周 向固定。常用的周向固定方法有键连接、花键连接和过盈配合等。当传 递转矩很小时，可采用紧定螺钉或销，同时实现轴向和周向固定。
第五章轴与轴承
图5-9和图5-10
第五章轴与轴承
2.轴的结构工艺性 为了便于安装和拆卸，一般的轴均为中间大、两端小的阶梯轴。为 避免损伤配合零件各轴端需倒角，并尽可能使倒角尺寸相同，以便于加 工。为使左、右端轴承易于拆卸，套筒高度和轴肩高度均应小于滚动轴 承内圈高度。 在保证工作性能条件下，轴的形状要力求简单，减少阶梯数；轴上 的圆角半径尽量取值一致；同一轴上有多个单键时，将各键槽布置在同 一母线上，尺寸应尽可能一致，以便于加工；车制螺纹 或磨削时，应 留出螺纹退刀槽（图5-11）或砂轮越程槽（图5-12）。
第五章轴与轴承
三．轴毂的连接
1．键连接 键连接主要用于轴和轴上零件之间的周向固定，用来传递扭矩， 有的键也可同时用来实现z轴向固定或轴向移动。这种连接的结构简 单、工作可靠、装拆方便，因此获得了广泛的应用。键连接按键在 连接中的松紧状态分为松键连接和紧键连接两大类。
第五章轴与轴承
来自百度文库
（1）松键连接
松键连接依靠键的两侧面传递转矩。键的上表面与轮毂键槽底面间 有间隙，为非工作面，不影响轴与轮毂的同心精度，装拆方便。松键连 接包括平键连接和半圆键连接。