机械基础教案（劳动版）——第二十六讲 轴系零、部件.doc

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1、第二十六讲学时：2学时课题：第八章轴系零、部件&1轴&1」轴的功用及分类8.1.2轴的常用材料及热处理8.1.3轴的结构设计目的任务：了解轴的功用、分类及常用材料及热处理，掌握轴的结构设计方法重点：轴的结构设计难点：轴的结构设计应考虑的问题教学方法：多媒体（拆装演示）8.1轴&1.1轴的功用及分类1.轴的功用轴是组成机器的重要零件2—。轴的主要功用是支承旋转零件（例如齿轮、蜗轮等）、传递运动和动力。2.轴的分类按轴承受的载荷不同，可将轴分为转轴,心轴和传动轴三种。心轴工作时仅承受弯矩而不传递转矩

2、，如白行车轴（图8-1）o（动画演示）B行车的前轮轴，动州演示）铁路机车的轮轴转轴T作时既承受弯矩又承受转矩，如减速器中的轴（图8・2）。减速器减速器轴（动iHii演示）传动轴则只传递转矩而不承受弯矩，如汽车屮联接变速箱与后桥之间的轴（图8-3）o根据轴线的形状的不同，轴又可分为直轴、曲轴和挠性钢丝轴。曲轴和挠性钢丝轴属于专用零件。直轴按外形不同乂可分为光轴和阶梯轴。光轴形状简单，应力集屮少，易加工，但轴上零件不易装配和定位，常用于心轴和传动轴。阶梯轴各轴段截面的直径不同，这种设计使备轴段的强度

3、相近，而且便于轴上零件的装拆和固定，因此阶梯轴在机器中的应用最为广泛。宜轴一般祁制成实心轴，但为了减少重量或为了满足有些机器结构上的需要，也可以采用空心轴。111!轴挠性钢丝轴&1.2轴的常用材料及热处理轴的材料主要是碳钢和合金钢。钢轴的毛坯多数用轧制圆钢和锻件。锻件的内部组织均匀，强度较好，重要的轴、大尺寸或阶梯尺寸变化较大的轴，丿应采用锻制毛坯。对真径较小的轴，可真接用圆钢加工。由于碳钢比合金钢价廉，对应力集屮的敏感性较低，同时也可以用热处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度，故轴采用碳钢制造最

4、广泛，其中最常用的是45号钢。不重要或低速轻载的轴以及一般传动的轴也可以使用Q235、Q285等普通碳钢制造。合金钢比碳钢具有更高的力学性能和更好的淬火性能。因此，在传递大动力，并要求减小尺寸与质量，提高轴的耐磨性，以及处于高温条件下丁作的轴，常采用合金钢。高强度铸铁和球墨铸铁由于容易作成复杂的形状，而且价廉，吸振性和耐磨性好，对应力集屮的敏感性较低，故常用于制造外形复杂的轴。轴的常用材料及其主要力学性能见表8・1。8.1.3轴的结构设计轴的结构设计包括定出轴的合理外形和全部结构尺寸。轴的结构主

5、要取决于以下因素：轴在机器屮的安装位置及形式；轴上安装零件的类型、尺寸、数量以及和轴联接的方法；载荷的性质、大小、方向及分布情况；轴的加工工艺等。由于影响轴的结构的因索较多，且其结构形式又要随着具体情况的不同而异，所以轴没有标准的结构形式。设计时，必须针对不同情况进行具体的分析。但是，不论何种具体条件，轴的结构都应满足：轴和装在轴上的零件要有准确的位置；轴上零件应便于装拆和调整；轴应具有良好的制造工艺性等。（例减速器轴的设计）滚动轴承齿伦套筒轴承盖联轴器轴颈轴头轴颈轴身轴头1.轴的组成轴的结构和

6、形状取决于下血儿个因索：（1）轴的毛坯种类：（2）轴上作用力的大小及其分布情况；（3）轴上零件的位置、配合性质及其联接固定的方法；（4）轴承的类型、尺寸和位置；（5）轴的加T方法、装配方法以及其他特殊要求。可见影响轴的结构与尺寸的因素很多，设计轴时要全面综合的考虑各种因素。对轴的结构进行设计主要是确定轴的结构形状和尺寸。一般在进行结构设计时的已知条件有：机器的装配简图，轴的转速，传递的功率，轴上零件的主要参数和尺寸等。轴的强度与工作应力的大小和性质有关。在选择轴的结构和形状时应注意以下几个方面。

7、1）使轴的形状接近于等强度条件。2）尽量避免备轴段剖面突然改变以降低局部应力集屮。3）改变轴上零件的布置，有时可以减小轴上的载荷。4）改进轴上零件的结构也可以减小轴上的载荷。2•轴上零件的轴向定位及固定轴向固定（轴肩、轴环、螺母、套筒及轴端扌当圈定位等）r应小于零件上的外圆甬半径R或倒甬Ch=R(C)+(0.5〜2)mm轴肩定位圆螺母泄位弹性扌当圈固斥止动垫圈固定紧定螺钉固定轴端压板3•轴上零件的周向定位及固定为了满足机器传递运动和转矩的要求，轴上零件除了需要轴向定位外，还必须有可靠的周向定位。

8、常用的周向定位及固定方法有键、花键、销、过盈恥合及紧定螺钉（图8-10）等。在图8・5中，齿轮与轴之间的周向固定采用了平键联接。4.轴的结构工艺性轴的结构应便于加工与装配。形状力求简单，阶梯轴的级数尽可能少，而且各段真径不易相差太大。轴上需磨削的轴段应设计出砂轮越稈槽，需车制螺纹的轴段应有退刀槽。轴上各圆角、倒角、砂轮越稈槽及退刀槽等尺寸尽可能统一，同一轴上的各个键槽应开在同一母线位置上（参见图8-5）0为便于装配，轴端应有倒角。轴肩高度不能妨碍零件的拆卸。对于阶梯轴一般设计成两端小屮间大的形状