9.2 轴 (课件）-高一《机械基础》同步教学（人民邮电版）

9.2 轴 轴是组成机器中的不可缺少的重要的零件。 所有回转零件，如齿轮、链轮、带轮、车轮和凸轮等都必须用轴来支承才能进行工作。 轴的功用主要有支承转动零件和传递运动和动力。 轴有时仅起前一种作用或仅起后一种作用，但通常情况下，轴兼起上述两种作用。 9.2.1 轴的分类和应用特点 轴按所受载荷的不同可分为心轴、传动轴和转轴3类，如表9.3所示。 9.2.2 轴的材料 轴的材料应具有足够的强度，对应力集中敏感性低，还要满足刚度、耐磨性、耐腐蚀性及必要的韧性和良好的工艺性。 9.2.3 常用轴的结构 机械中常用的轴大多为直轴，在本节主要介绍直轴。 图9.15 轴的结构 轴的结构主要取决于①轴上载荷的性质、大小、方向及分布情况；②轴上零件的类型、数量、尺寸、安装位置、定位方式；③轴的加工及装配工艺等。在考虑轴的结构时，应满足以下3个方面的要求。 （1）轴上的零件要能可靠地相对固定（周向固定和轴向固定）； （2）轴上结构应便于加工和尽量减少应力集中； （3）轴上结构应便于装拆和调整。 1．轴的组成部分 图9.15所示为一齿轮减速器中的阶梯轴。 通常轴由轴头、轴颈、轴身、轴肩、轴环及轴端组成。 （1）轴头 （2）轴颈 （3）轴肩 （4）轴身 （5）轴环 2．轴上零件的固定 （1）轴上零件的轴向固定 （2）轴上零件的周向定位和固定 3．轴的结构工艺性 轴的结构应具有良好的加工和装配工艺性能。 设计时可从以下几方面考虑。 （1）轴的形状应简单，以便于加工；轴的台阶尽可能少，台阶越多，加工工艺越复杂，成本也越高。 （2）磨削轴径和定位轴肩时，应留有砂轮越程槽；轴上切制螺纹时，应留有退刀槽。其尺寸可查阅设计手册。轴上沿长度方向开有几个键槽时，应将它们安排在同一母线上，且槽宽尽可能统一。 （3）轴的结构设计应满足轴上零件装拆方便的要求，一般设计成两头细，中间粗。同一轴上所有圆角半径和倒角的大小尽可能一致，以减少加工时刀具的数目。 （4）滚动轴承轴向固定的轴肩高度应低于轴承内圈高度，以便于滚动轴承的拆卸。 4．改进轴的结构，降低应力集中，提高疲劳强度的措施 （1）降低表面粗糙度，采用精车或磨削，减少轴表面的加工刀痕，有利于减少应力集中，提高轴的疲劳强度。 （2）改进结构减少应力集中，改善零件的结构形状对消除和减少应力集中，提高轴的疲劳强度起着非常重要的作用。如增加过渡圆角半径；在过盈连接处加大配合轴径等。 （3）采用表面热处理（表面淬火、渗碳、碳氮共渗等）和冷加工（滚压、喷丸）均能明显提高轴的疲劳强度。 9.2.4 轴径的估算 轴的直径均需符合标准系列，如表9.8所示。 10 10.5 11 11.5 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 24 25 26 28 30 32 34 35 38 40 42 45 48 50 52 55 58 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 130 表9.8 标准直径 图9.16 转轴 1-电动机　2-带传动　3-小齿轮　4-大齿轮　5-输出轴　6-联轴器 $