機(jī)械基礎(chǔ)（第七版）§10-1軸的用途和分類§10-2軸的結(jié)構(gòu)和材料§10-3軸上零件的固定

軸軸是指支承轉(zhuǎn)動件，傳遞運(yùn)動和動力的機(jī)械零件，是機(jī)器中最基本、最重要的零件之一。各種做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的零件（如帶輪、齒輪等）都必須安裝在軸上才能傳遞運(yùn)動和動力。

軸單級齒輪減速器的輸出軸組件軸的用途和分類一、軸的主要類型及應(yīng)用特點軸的主要功用是支承旋轉(zhuǎn)零件（如齒輪、帶輪等）、傳遞運(yùn)動和動力。§10-1形狀簡單，加工容易，應(yīng)力集中源較少；但軸上零件不易定位。主要應(yīng)用：自行車前輪和后輪的心軸、車床光杠等。（1）光軸1．直軸容易實現(xiàn)軸上零件定位；但加工復(fù)雜，應(yīng)力集中源較多。主要應(yīng)用：減速器、機(jī)床中的軸等。（2）階梯軸將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)直線運(yùn)動，或?qū)⑼鶑?fù)直線運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動。主要應(yīng)用：內(nèi)燃機(jī)、空氣壓縮機(jī)、活塞泵及沖床等。2．曲軸通常由鋼絲軟軸、軟管、軟軸接頭和軟管接頭等組成，具有一定撓性并能傳遞一定轉(zhuǎn)矩。常用于醫(yī)療器械和小型手持電動機(jī)具。3．撓性鋼絲軟軸（撓性軸）二、直軸的分類及應(yīng)用特點工作時只承受彎矩，起支承作用。（1）轉(zhuǎn)動心軸（2）固定心軸1．心軸工作時只承受扭矩，不承受彎矩或承受很小的彎矩，僅起傳遞動力的作用。2．傳動軸工作時既承受彎矩又承受扭矩，既起支承作用又起傳遞動力的作用，是機(jī)器中最常用的一種軸。3．轉(zhuǎn)軸軸的結(jié)構(gòu)和材料一、軸的結(jié)構(gòu)軸上各段按其作用可分別稱為軸頸、軸頭、軸身、軸肩和軸環(huán)等?！?0-2二、軸的設(shè)計要求軸的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于加工，便于軸上零件的裝配和維修，并且能提高生產(chǎn)率、降低成本。一般來說，軸的結(jié)構(gòu)越簡單，工藝性越好，所以在滿足使用要求的前提下，軸的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)盡量簡化。在進(jìn)行軸的設(shè)計時應(yīng)注意：1．軸的結(jié)構(gòu)和形狀應(yīng)便于加工、裝配和維修。2．階梯軸的直徑應(yīng)中間大、兩端小，以便于軸上零件的拆裝。3．軸端、軸頸與軸肩（或軸環(huán)）的過渡部位應(yīng)有倒角或過渡圓角，以便于軸上零件的裝配，避免劃傷配合表面，減小應(yīng)力集中。應(yīng)盡可能使倒角（或圓角半徑）一致，以便于加工。4．若軸上需要車螺紋或進(jìn)行磨削時，應(yīng)有螺紋退刀槽或砂輪越程槽。5．當(dāng)軸上有兩個以上鍵槽時，槽寬應(yīng)盡可能相同，并布置在同一方向上，以便于加工。三、軸的常用材料1．碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼軸常用的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼有30、35、40、45、50等，其中45鋼的應(yīng)用最廣。為改善軸的力學(xué)性能，應(yīng)對其進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理。對于不重要或受力較小的軸，常采用Q235、Q275等碳素結(jié)構(gòu)鋼。2．合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼具有較高的力學(xué)性能與較好的熱處理性能，但價格較貴，多用于有特殊要求的軸。如采用滑動軸承的高速軸，常用20Cr、20CrMnTi等合金滲碳鋼，經(jīng)滲碳淬火后可提高軸頸的耐磨性；曲軸、鏜桿、磨床主軸、精密絲杠等常采用40CrNi、38CrMoAlA等合金調(diào)質(zhì)鋼，并進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理。3．鑄鐵用于制造軸的鑄鐵一般為珠光體可鍛鑄鐵和珠光體球墨鑄鐵，其流動性、吸振性和耐磨性好，對應(yīng)力集中敏感性低，價格低廉；但其強(qiáng)度和韌性低，且鑄造質(zhì)量不易控制。一般用于形狀復(fù)雜、尺寸較大的軸。軸上零件的固定一、軸上零件的軸向固定軸上零件軸向固定的目的是保證零件在軸上有確定的軸向位置，防止零件沿軸向移動，并能承受軸向力。§10-3固定可靠，拆裝方便，可承受較大的軸向力。為防止松脫，可加止動墊圈或使用雙螺母。由于在軸上切制了螺紋，軸的強(qiáng)度有所降低。1．圓螺母結(jié)構(gòu)簡單，定位可靠，能承受較大的軸向力。廣泛用于各種軸上零件的定位。2．軸肩與軸環(huán)結(jié)構(gòu)簡單，定位可靠。適用于軸上零件間距離較短的場合。當(dāng)軸的轉(zhuǎn)速很高時不宜采用。3．套筒工作可靠，可承受劇烈振動和沖擊載荷。使用時，應(yīng)采用止動墊片、防轉(zhuǎn)銷等防松措施。該方法應(yīng)用廣泛，常用于固定軸端零件。4．軸端擋圈結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，拆裝方便，但只能承受很小的軸向力。需要在軸上切槽，這將引起應(yīng)力集中。常用于滾動軸承的固定。5．彈性擋圈結(jié)構(gòu)簡單，常用于心軸上零件的固定和軸端固定。6．軸端擋板結(jié)構(gòu)簡單，但承載能力較低，且不適用于高速場合。7．緊定螺釘與擋圈能消除軸與輪轂間的徑向間隙，拆裝方便。常與軸端擋圈聯(lián)合使用，實現(xiàn)零件的雙向固定。適用于有沖擊載荷和對中性要求較高的場合，常用于軸端零件的固定。8．圓錐面二、軸上零件的周向固定軸上零件周向固定的目的是保證軸能可靠地傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩，防止軸上零件與軸產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。加工容易，拆裝方便，但不能進(jìn)行軸向固定。1．平鍵連接具有接觸面積大、承載能力強(qiáng)、對中性和導(dǎo)向性好等特點。適用于載荷較大、定心精度要求高的靜連接、動連接。加工工藝較復(fù)雜，成本較高。2．花鍵連接可同時進(jìn)行軸向和周向固定。常用作安全裝置，過載時可被剪斷，防止損壞其他零件。不能承受較大載荷，銷孔對軸的強(qiáng)度有削弱作用。3．銷連接緊定螺釘端部擰入軸上凹坑實現(xiàn)