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乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》
轴结构设计及强度计算
§11—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
按承基情况分
转轴——T和M的轴——齿轮轴
心轴——而不受扭矩：转动心轴（图11-2a）；固定心轴（图11-2b）
传动轴——主要受扭矩而不受弯矩或弯矩很小的轴
按轴线形状分
直轴——光轴（图11-5a）——作传动轴（应力集中小）
阶梯轴（图11-5b）：优点：1）便于轴上零件定位；2）便于实现等强度
曲轴——
另外还有空心轴（机床主轴）和钢丝软轴（挠性轴）——它可将运动灵活地传到狭窄
的空间位置（图11-8），如牙铝的传动轴。
二、轴的材料及其选择
#
碳素钢——价廉时应力集中不敏感——常用45，可通过热处理改善机械性能，一般为
正火调质
和合金钢——机械性能（热处理性）更好，适合于大功率，结构要求紧凑的传动中，
或有耐磨、高温（低温）等特殊工作条件，但合金钢对应力集中较敏感。
注意：①由于碳素钢与合金钢的弹性模量基本相同，所以采用合金钢并不能提高轴的
刚度。②轴的各种热处理（如高频淬火、渗碳、氮化、氰化等）以及表面强化处理（喷丸、
滚压）对提高轴的疲劳强度有显著效果。
表11-1，轴的常用材料及其主要机械性能
表三，轴设计的主要内容：
结构设计——按轴上零件安装定位要求定轴的形状和尺寸交替进行
工作能力计算——强度、刚度、振动稳定性计算
§11—2轴的结构设计
轴的结构外形主要取决于轴在箱体上的安装位置及形式，轴上零件的布置和固定方式，
受力情况和加工工艺等。
轴的结构设计要求：①轴和轴上零件要有准确、牢固的工作位置；②轴上零件装拆、
调整方便；③轴应具有良好的制造工艺性等。④尽量避免应力集中（书上无）
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）轴的结构越简单越合理；2）装配越简单、方便越合理。
如图11-9所示
二、轴上零件的定位
1、零件的轴向定位
1）轴肩和轴环（轴中间高两边低轴向尺寸小的环）——最常用，轴向传力大。
（图11-9，①、②、⑤）定位轴肩（大），要求rR或rC
轴孔轴孔
乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》
③、④过渡轴肩（小）
零件孔圆角R与倒角C的推荐值表11-2
另注意：
2）套筒——轴上相邻零件定位，套筒不宜过长，由于套筒与轴配合较松
3）轴用圆螺母——传动力大，简单，但有应力集中（细牙），要防松：
双螺母，图11-10a；加带翅垫圈，图11-10b
要求为轴向定位可靠，ll（2-3）
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