微课

轴的结构设计

结构设计——合理的确定轴的外形和尺寸。

由于用途和受力不同，没有固定的设计模式，以单级齿轮减速器的高速轴为例，说明设计中注意的问题。

先给轴各部分起个名字：

一、轴的强度、刚度

轴的强度与工作应力的大小和性质有关，因此选择轴的结构和形状是应注意以下几点：

（1）使轴的形状接近于等强度，以充分利用材料的承载能力，对于收交变弯曲载荷的轴应制成曲线形，实际生产中一般制成阶梯轴。

（2）尽量避免各段剖面突然改变以降低局部应力集中，提高轴的疲劳强度。

（3）改变轴上零件的布置，可以减小轴上的最大载荷。

（4）改进轴上零件的结构也可以减小轴上的载荷。

二、零件在轴上的轴向定位与固定

定位：零件位置定下来，常用轴肩和轴环。

固定：受力时零件不至于运动，把力传到机架上去。常用：

（1）轴肩——简单可靠，应用广泛。要注意轴肩不能过大，尽量小，并尽量减少数量，以减小应力集中，减小轴尺寸。

（2）套筒——结构简单，工作可靠，不能用于长距离，无标准，自己设计。

（3）圆螺母——细牙螺纹，自锁性好，对轴削弱小，圆螺母+带翅垫片或俩圆螺母用于轴端，对轴强度无影响，用于补偿套筒不能太长的缺点。

（4）轴端挡圈——传力较大，用于轴端应，有防松装置。

（5）弹性挡圈——用于受力较小的场合，因有应力集中，故常用于轴端。

（6）紧定螺钉——用于受力较小的场合。

注意

轮毂段长于轴段，否则顶不住传动件。要合理处理倒角与圆角之间的关系，轮毂倒角>轴圆角。

三、零件在轴上的周向固定

周向固定方法有：键连接、花键连接、销连接、过盈配合等。

四、轴的结构工艺性

加工要求：

（1）采用标准直径和标准公差（采用标准刀具加工，方便）。

（2）越程槽、退刀槽。装轴承处，轴面较硬，磨削，留越程槽；装圆螺母处，加工螺纹，留退刀槽。

（3）键槽尽量安排在同一轴线上，一次装卡加工出来，提高效率。

（4）同轴倒角、圆角尺寸尽量相同（圆角是刀具靠出来的，同尺寸时不用换刀，提高效率）。

安装要求：

（1）各段设倒角——安装容易。

（2）键槽近端部——防键槽和键对不齐。

（3）注意轴承安装尺寸。

（4）为保证轴上零件装拆方便，轴的各段直径应从轴端起逐渐加大。