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* * 一.轴的功用： 1.支承作回转运动的零件（齿轮、蜗轮、带轮、链轮等）； 3.受弯矩，抵抗变形，保证 轴上零件正常工作。 2.传递运动和动力； §17—1 概 述 本章主要内容 1.轴的分类及材料选择（保证轴的强度、刚度要求）； 2.轴的正确结构设计（轴上零件定位准确、固定可靠、 装拆方便，轴加工工艺性好；——————重点 3.轴的强度计算； 4.轴系设计实例分析。 光 轴 阶梯轴 空心轴 曲轴 直轴 按轴的形状 二. 轴的分类 转轴——既受弯矩，又受转矩的轴，如齿轮减速 中装齿轮的轴。 按轴工作时受载情况 心轴——只受弯矩M的轴，如滑轮轴、自行车前 轮轴 传动轴——只受扭矩T，或少量弯矩（轴自重引 起）如汽车双万向联轴器的中间轴 固定心轴 转动心轴 传 动 轴 万向联轴器的中间轴 转 轴 Ⅲ Ⅰ Ⅱ （1）曲轴 （2）软轴 （3）空心轴 2、按结构形状分 潘存云教授研制 空心轴 接头 驱动装置 钢丝软轴 （外层为护套） 动力源 设备 设备 接头 潘存云教授研制 设计任务：选材、结构设计、工作能力计算。 二、轴设计的主要内容 轴的结构设计： 根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理地确定轴的结构形式和尺寸。 工作能力计算： 轴的承载能力验算指的是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的验算。 轴的设计过程： N 选择材料 结构设计 轴的承载能力验算 验算合格? 结 束 Y 三.轴的材料及选择 对轴材料要求：轴的强度和刚度足够；材料的热处理性 能和加工工艺性好；材料来源广，价格适中。 碳钢 普通碳素钢：Q235,Q255-------用于不重要，轻载的轴； 优质碳素钢：35，40，45号------ 廉物广，应用较广泛； 合金钢 中碳合金钢：40cr等------强度高，价贵用于重要轴 低碳合金钢：20crMnTi--------表面渗碳淬火后，表面 硬度高 芯部韧性好，适用于冲击载荷较大的场合。 球墨铸铁---------宜用于制造形状复杂的轴 轴常用材料 表15-1 轴的常用材料及其主要力学性能 材料及热处理 毛坯直径 mm 硬度 HBS 强度极限σb 屈服极限σs MPa 弯曲疲劳极限σ-1 应用说明 Q235 440 240 200 用于不重要或载荷不大的轴 35 正火 520 270 250 有较好的塑性和适当的强度，可用于一般曲轴、转轴。 ≤100 149 ~187 …… … … … … … … 滚动轴承 齿轮 滚动轴承 键槽 半联轴器 轴颈 轴身 轴头 轴颈 轴身 轴头 轴承盖 轴承盖 一. 轴系结构分析 §17—2 轴的结构设计 轴的结构设计目的——合理确定轴的外部形状和全部尺寸 二.轴的结构设计应考虑的主要因素 4.有利于提高轴的强度和刚度（轴的受 力合理、应力集中小）。 3.良好的结构工艺性（装拆工艺性和加工工艺性）； 2.保证轴上零件的固定可靠； 1.保证轴上零件的定位准确； 一）零件轴向定位和固定的目的 三. 零件轴向定位和固定 防止零件沿轴向窜动，确保零件轴向准确位置。 特点：定位可靠，能承受较大的轴向载荷，用于各类零件的轴 向定位和固定 轴肩 轴环 二）常用轴向固定 1.轴肩（或轴环） 过渡圆角r 定位高度h 由 组成 注意事项： 1）轴的过渡圆角半径r—— 应小于轴上零件的倒角C 或圆角半径R； 2）轴肩轴 环高度h 定位轴肩：高度hC(或R) ,通常取h=(2～3)C或(2 ～3)R或h=0.07d+(2～3) mm 滚动轴承： 按轴承型号查标准 非定位轴肩：为使零件装拆方便，取h=(1～2)mm 3）轴环宽度b—— b?1.4h ≥ 10 mm r R h d D h c r D d b 2．套筒-------常用于两个距离相近的零件之间，起定位荷 固定的作用。套筒与轴之间配合较松，不宜用于转速较高的 轴上。 套筒 注意：轮毂宽度B 轴头长度l，取l = B -（2~3）mm B l 3．轴端挡圈-------常与轴肩或锥面联合使用，固定零件 稳定可靠，能承受较大的轴向力： 注意：轮毂宽度B轴头长度l ，取l = B- （2~3）mm 轴肩 B 轴端挡圈 止动垫片 止动销 l 止动垫片 止动销 轴端挡圈 螺钉 螺钉 4．圆锥面-----装拆方便，宜用于高速、重载及零件对中性 要求高的场合。 锥面 轴端挡圈 螺钉 止