1、第十三章第十三章 轴轴13-1 轴类零件选材轴类零件选材13-2 轴的结构设计轴的结构设计本节课主要内容本节课主要内容 一、轴类零件选材的依据1.工作条件2.失效形式 二、轴类零件的性能要求 三、常用轴类零件的材料 四、典型轴的选材13-1 轴类零件选材轴类零件选材减速器中的轴转 轴自行车的前轮轴 固定心轴铁路机车轮轴 转动心轴汽车中联接变速箱与后桥之间的轴传动轴曲轴、挠性钢丝轴 一、轴的分类转轴：机器中最常见的轴，通常简称为轴。工作时既承受弯矩又承受转矩。心轴：用来支承转动零件，只承受弯矩而不传递转矩。传动轴：用于传递转矩而不承受弯矩，或所承受的弯矩很小的轴。根据轴线的形状的不同：轴又可分为
2、：直轴、曲轴和挠性钢丝轴。二、轴类零件的工作条件 1.主要受交变弯曲、扭转或弯曲、扭转 应力的复合作用；2.轴与轴上零件有相对运动时相互间存 在摩擦和磨损；3.轴在高速运转过程中会产生振动，使 轴承受冲击载荷；4.多数轴会承受一定的过载载荷。三、轴类零件的失效方式 1.疲劳断裂；2.过量变形甚至断裂；3.表面过度磨损等。四、轴类零件的性能要求 1.良好的综合机械性能；2.高的疲劳强度；3.足够的淬透性；4.良好的切削加工性能。五、轴类零件材料 1.优质碳素钢：35、40、45、50钢等，其中45钢最常用。一般要经正火、调质或表面淬火热处理。2.合金钢：20Cr、40Cr、40CrNi、20Cr
3、MnTi、40MnB等。采用合金钢必须采取相应的热处理。3.球墨铸铁或可锻铸铁：QT600-3、QT700-2、KTZ450-5、KTZ500-4等。六、典型轴的选材C620车床主轴简图调质220HB250HB 车床主轴可选用45钢。热处理工艺为调质处理，硬度要求为220HB250HB；轴颈和锥孔进行表面淬火，硬度要求为52HRC。它的工艺路线如下：锻造正火粗加工调质半精加工 表面淬火及低温回火磨削加工。1.机床主轴选材2.内燃机曲轴选材 单缸内燃机曲轴曲轴材料 锻钢曲轴：35、40、45、35Mn2、40Cr、35CrMo 钢等。铸造曲轴：ZG45、QT600-3、QT700-2、KTZ45
4、0-5、KTZ500-4等。材料可选用QT700-2。其工艺路线如下：铸造高温正火切削加工轴颈 气体渗氮单缸内燃机曲轴缸径：75mm 功率：4.4KW转速：2200r/min2600r/min性能要求:b700MPa整体硬度：240HB 260HB本节课小结 1.掌握轴类零件选材的主要依据；2.掌握轴类零件的分类及工作条件；3.掌握常用的轴类零件材料及典型轴的 选材原则。单级圆柱齿轮减速器13-2 轴的结构设计轴的结构设计一、拟定轴上主要零件的装配二、零件在轴上的定位和固定方法 1、周向定位和固定 2、轴向定位和固定三、轴的结构工艺性四、确定各轴段的直径和长度本节课主要内容 目录 习题小结例题
5、 原则：1）轴的结构简单 2）零件装配方便一、拟定轴上主要零件的装配目录 习题小结例题轴的结构图目录 习题小结例题轴颈轴颈轴环轴肩轴头轴身轴头滚动轴承齿轮套筒轴承盖联轴器定位：是指零件在轴上安装到位。（位置准确）固定：是指工作时零件与轴之间相对 位置保持不变。（位置不动）二、零件在轴上的定位和固定目录 习题小结例题键过盈配合1、零件的周向定位与固定销 花键目录 习题小结例题A型平键目录 习题小结例题B型平键目录 习题小结例题导向平键目录 习题小结例题半圆键目录 习题小结例题楔键目录 习题小结例题圆锥销目录 习题小结例题返回2、零件的轴向定位与固定1）轴肩和轴环2）套筒3）圆螺母4）轴端挡圈5）
6、弹性挡圈6）紧定螺钉目录 习题小结例题1）轴肩和轴环 能承受较大的轴向力。常用于 齿轮、链轮等轴向定位。目录 习题小结例题错误 正确要求r轴R孔或r轴C孔 h=R(C)+(0.52)mm目录 习题小结例题2）套筒注意：L轴L毂 （2-3mm)用于距离较短、转速不高的场合。目录 习题小结例题3）圆螺母装拆方便，可承受较大的轴向力。双圆螺母目录 习题小结例题用于固定轴端零件，可以承受振动和冲击。注意：L轴L毂 （2-3mm)4）轴端挡圈目录 习题小结例题承受很小的轴向力 画法5）弹性挡圈 目录 习题小结例题弹性挡圈目录 习题小结例题6）紧定螺钉承受很小的 轴向力 目录 习题小结例题紧定螺钉目录 习
7、题小结例题轴的结构图目录 习题小结例题三、轴的结构工艺性轴要便于加工轴上零件要便于装拆工艺性2、加工工艺1、装配工艺目录 习题小结例题1、装配工艺错误 轴肩高度滚动轴承内圈高度圆螺母顺利拧入目录 习题小结例题2、加工工艺目录 习题小结例题加工工艺小结5）轴肩圆角r 4）轴端倒角 2）砂轮越程槽标准 1）螺纹退刀槽标准 6）阶梯尽可能少3）不同轴段键槽位置目录 习题小结例题 经验值标准值2）各轴段长度 留有间隙 对应宽度 注意：L轴1830 3050 5080 r R 或 C hmin 1.0 2.0 2.5 1.6 3.0 3.5 2.0 4.0 4.5 b b1.4h 目录 习题小结例题六、
8、习题指出图中结构错误目录 习题小结例题过长位置分析轴系结构中的错误110234567891.轴肩2.间隙3.轴肩4.过高5.过宽6.过长7.过高8.画法9.垫片10.垫片目录 习题小结例题七、本节课小结1、掌握轴结构设计的主要内容2、掌握零件在轴上的定位和固定方法 1）周向定位和固定 2）轴向定位和固定3、考虑轴的结构工艺性 1）装配工艺 2）加工工艺目录 习题小结例题本节课小结4、合理确定各轴段的尺寸 1）阶梯轴直径 2）阶梯轴长度5、要求会分析轴在结构设计中 的错误目录 习题小结例题作业：思考题1、轴上零件的轴向定位有那些方法？各有何特点？2、在齿轮减速器中，为什么低速轴的 直径要比高速轴的直径大得多？目录 习题小结例题
