精密机械轴轴系山东科技大学

精密机械轴轴系山东科技大学演示文稿目前一页\总数四十页\编于十六点（优选）精密机械轴轴系山东科技大学目前二页\总数四十页\编于十六点4.1概述

（2）按轴的中心线的不同，分为三种：

直轴——轴的各截面中心在同一直线上。光轴、阶梯轴；实心轴、空心轴

曲轴——轴的各截面中心不在同一直线上。曲轴通常是专用零件。

软轴——轴线可变，把回转运动灵活地传到任何位置。目前三页\总数四十页\编于十六点4.1概述非旋转心轴型

目前四页\总数四十页\编于十六点4.1概述目前五页\总数四十页\编于十六点4.1概述传动轴支承目前六页\总数四十页\编于十六点4.1概述目前七页\总数四十页\编于十六点4.1概述目前八页\总数四十页\编于十六点4.1概述目前九页\总数四十页\编于十六点

精密轴系是很多精密机械和精密仪器的关键部件，其质量直接影响仪器的使用和精度。多数精密轴系由轴和轴套组成通常仪器对轴系的要求：a.较高的回转精度；b.运动应灵活、轻便平滑，无卡滞和跳动现象；c.具有足够的刚度；d.良好的结构工艺性；e.较长的使用寿命。常见的精密轴系有标准圆柱形轴系、圆锥形轴系、半运动式柱形轴系和平面轴系。

4.1概述目前十页\总数四十页\编于十六点4.2轴设计轴时的考虑因素：回转精度、强度、刚度、热变形、振动稳定性和结构工艺性。设计内容：选材、确定轴的结构、计算轴的强度和刚度，计算轴的振动稳定性（高速运转的轴），绘制出轴的零件工作图。

轴的设计要与轴承、轴系零件统一考虑。目前十一页\总数四十页\编于十六点4.2.1轴的材料及其选择（表4-1）1、选材原则：根据轴的工作能力（强度、刚度、振动稳定性、耐磨性等）、热处理方式、制造工艺性——经济合理。2、常用材料

碳素钢——对应力集中敏感性小，价格低廉，常用。

45、35、50（调质or正火），Q235、Q275

合金钢——较高的力学性能和热处理性能，用于受力较大且尺寸较小、重量轻和耐磨性高的轴。

20Cr、40Cr、含Mo合金钢。4.2轴目前十二页\总数四十页\编于十六点轴的结构轴颈轴头轴身轴头：轴和旋转零件的配合部分轴颈：轴和轴承配合的部分轴身：连接轴颈与轴头部分轴肩(轴环)：轴的直径变化所形成的阶梯处4.2.2轴的结构设计目前十三页\总数四十页\编于十六点1）轴和装在轴上的零件要有准确的轴向工作位置，并便于装拆和调整；2）轴应有良好的加工工艺性。轴的结构设计满足的条件：轴的结构设计内容：1）确定并绘出轴的全部结构和尺寸；2）制定出满足使用要求的技术条件。目前十四页\总数四十页\编于十六点1.轴的外形结构（图4.3）在满足工作要求的前提下，轴的外形结构应尽可能简单

4.2轴目前十五页\总数四十页\编于十六点2.零件在轴上的固定方法

轴肩、轴环－简单可靠，不需附加零件，承受较大轴向力；但使直径增大，阶梯处产生应力集中。4.2轴（1）零件在轴上的轴向固定

a=(0.07～0.1)ｄ；b=1.4a

定位面—内圆角半径r应小于零件上倒角C或外圆角半径R。

目前十六页\总数四十页\编于十六点4.2轴（1）零件在轴上的轴向固定

套筒－简单可靠，简化轴的结构且不消弱轴的强度；常用于轴上两个近距零件间的相对固定；不宜用于高速转轴；套筒内径与轴的配合较松。螺母－固定可靠，承受较大轴向力，能实现轴上零件的间隙调整；常用于两零件的间距较大处，亦可用于轴端；为减小对轴的强度的消弱，常用细牙螺纹；为防松，须加止动垫圈或使用双螺母。目前十七页\总数四十页\编于十六点4.2轴轴端挡圈－工作可靠，承受较大轴向力；只用于轴端，且采用止动垫片等防松措施。锥面－装拆方便，且可兼作周向定位；宜用于高速、冲击及对中性要求高的场合。目前十八页\总数四十页\编于十六点4.2轴弹性挡圈－结构紧凑、简单，装拆方便，但受力较小，且轴上切槽引起应力集中；常用于轴承的固定。紧定螺钉、锁紧挡圈－结构简单，但受力较小，不适于高速场合。目前十九页\总数四十页\编于十六点（2）零件在轴上的周向固定

键联接、销联接、紧定螺钉、过盈联接等。见“键联接”、“齿轮结构设计”部分

4.2轴目前二十页\总数四十页\编于十六点3.良好的加工工艺性（1）轴的直径变化尽可能少，并尽量限制轴的最大直径与各轴段的直径差（节省材料，减少切削量）。（2）轴上有磨削与切螺纹处，要留砂轮越程槽和螺纹退刀槽，以保证完整加工。（3）轴上有多个键槽时，应开在同—直线上，以免加工键槽时多次装夹。（4）尽可能使轴上各过渡圆角、倒角、键槽、越程槽、退刀槽及中心孔等尺寸分别相同，并符合标准和规定，以利于加工和检验。（5）轴上配合轴段直径应取标准值；与滚动轴承配合的轴径应按滚动轴承内径尺寸选取：轴上的螺纹部分直径应符合螺纹标准等。4.2轴目前二十一页\总数四十页\编于十六点螺纹退刀槽；砂轮越程槽车削磨削砂轮越程槽磨削的轴段要有砂轮越程槽；车螺纹的轴段，应有退刀槽。目前二十二页\总数四十页\编于十六点4.装配工艺性（1）为便于轴上零件的装配，使其能顺利通过相邻轴段而到达轴上的确定位置，常采用直径从两端向中间逐渐增大的阶梯轴。轴上的各阶梯，除用作轴上零件轴向固定的可按规定确定轴肩高度外，其余仅为便于安装而设置的轴肩，其轴肩高度常可取0.5～3mm。（2）轴端应倒角，以去掉毛刺并便于装配。（3）固定滚动轴承的轴肩高度应小于轴承内圈厚度，以便拆卸。（4）采用套筒、螺母、轴端挡圈作轴向固定时，应把装零件的轴段长度做得比轮毂短2～3mm，确保套筒、螺母、或轴端挡圈靠紧零件端面。4.2轴目前二十三页\总数四十页\编于十六点倒角目前二十四页\总数四十页\编于十六点轴系结构实例4.2轴目前二十五页\总数四十页\编于十六点结构示例目前二十六页\总数四十页\编于十六点结构示例：结构改错四处错误正确答案目前二十七页\总数四十页\编于十六点两处错误1.左侧键太长，套筒无法装入2.多个键应位于同一直线上结构示例：结构改错目前二十八页\总数四十页\编于十六点结构示例：结构改错目前二十九页\总数四十页\编于十六点结构示例：结构改错目前三十页\总数四十页\编于十六点结构示例：结构改错目前三十一页\总数四十页\编于十六点目前三十二页\总数四十页\编于十六点目前三十三页\总数四十页\编于十六点一、按许用切应力计算轴径用于：①只承受转矩传动轴的精确计算

②既承受弯矩又承受扭矩的轴的近似计算

强度条件：

4.2.3轴的强度计算目前三十四页\总数四十页\编于十六点设计公式：（转轴初估轴径）目前三十五页\总数四十页\编于十六点二、按弯曲和扭转合成强度计算轴径（转轴）1.条件：已知支点、扭距，弯矩

1）作轴的计算简图（即力学模型）2）作弯矩图MH、MV、M3）作出转矩图T4）利用公式绘出当量弯矩图，校核轴的强度（对危险截面）2.步骤：

目前三十六页\总数四十页\编于十六点设计公式：

轴上有一个键槽时，应将计算出的轴径加大4%，两个加大10%。

轴的设计参照例题4-1目前三十七页\总数四十页\编于十六点4.2轴1.扭转刚度计算2.弯曲刚度计算

根据近似挠曲线微分方程：工程－查表法4.2.4轴的刚度计算目前三十八页\总数四十页\编于十六点4.3常见精密轴系精密机械中，当要求零部件精确的绕某一轴线转动时，常常通过滑动、滚动、流体摩擦支承，以及他们的组合来实现，这种以支承主体所形成的部件称为精密轴系。对精密轴系的要求：（1）旋转精度：轴系的置中精度和方向精度。置中精度常用运动件某一截面中心的偏移量表示；轴系的方向精度常用运动件中心线的偏转角表示。（2）刚度：刚度大小直接影响轴系的旋转精度，因此要求轴系有足够的精度，通常其刚度用实验方法测定。（3）转动的灵活性：转动灵活、平稳，没有阻滞现象。目前三十九页\总数四