机械基础 课件 第10章 轴

轴的用途和分类《机械基础》第十章轴的用途和分类一、轴的用途

轴是组成机器中最基本、最重要的零件之一。一切作旋转运动的传动零件，都必须安装在轴上才能实现旋转和传递动力。因此轴的主要功用是支承回转零件（如齿轮、带轮等）、传递运动和动力。

对轴的一般要求是要有足够的强度、合理的结构和良好的工艺性。发动机曲轴汽车传动轴曲轴传动轴轴的用途和分类二、轴的分类

根据轴心线形状的不同，可以把轴分为直轴、曲轴和挠性钢丝软轴（简称挠性轴）三大类。

生产及生活中常用的是直轴。根据直轴所受的承载情况不同，又可分为心轴、转轴和传动轴三类。轴的类型及特点直轴光轴阶梯轴

直轴的轴线为一直线。按直轴外形不同，又分为光轴（直径无变化）和阶梯轴（直径有变化）。常用于一般机械中。轴的用途和分类直轴曲轴

曲轴常用于将主动件的旋转运动转换为从动件的直线往复运动或将主动件的直线往复运动转变为从动件的回转运动。常作为往复式机械中的专用零件。例如内燃机、冲床等。轴的类型及特点轴的用途和分类直轴曲轴

挠性轴由几层紧贴在一起的钢丝层构成的软轴，它可以把扭矩和旋转运动灵活地传到任何位置。

常用于医疗器械和电动手持小型机具，例如铰孔接头机、刮削机等。轴的类型及特点挠性轴心轴

用来支承转动的零件，工作时只承受弯矩作用而不传递动力。例如车辆用的转动心轴；支承滑轮用的固定心轴。转动心轴

直轴的分类及特点轴的用途和分类固定心轴

火车轮轴转动心轴自行车前轴固定心轴心轴转轴

既支承转动零件同时又传递动力，转轴本身是转动的，同时承受弯曲和扭转两种作用。是机器中最常用的一种轴。直轴的分类及特点传动齿轮轴轴的用途和分类心轴转轴

工作时不承受弯矩作用或承受很小的弯矩，仅起传递动力的作用。例如：桥式起重机传动轴、汽车变速箱与后桥之间的传动轴。直轴的分类及特点轴的用途和分类传动轴汽车传动轴谢谢观看《机械基础》第九章轴上零件的固定《机械基础》第十章转轴的结构

对于轴的结构，最简单的是光轴，但实际使用中轴上总是需要安装一些零件，所以往往要做成阶梯轴，而各阶梯都有它一定的作用和目的，使轴的结构和各个部位，都具有合理的形状和尺寸。

（1）轴颈——与轴承配合的轴段。轴颈的直径应符合轴承的内径系列。（2）轴头——支撑传动零件（如带轮、齿轮）的轴段。轴头的直径必须与相配合零件的轮毂内径一致，并符合轴的标准直径系列。（3）轴身——连接轴颈和轴头的部分。（4）轴肩或轴环——阶梯轴上截面变化的部分。图10-1转轴的结构

在考虑轴的结构时，应满足三个方面的要求，即：安装在轴上的零件要牢固而可靠地相对固定；轴的结构应便于加工和尽量减少应力集中；轴上的零件要便于安装和拆卸。轴肩或轴环

这是一种常用的轴向固定方法。轴肩或轴环的过渡圆角半径r小于轴上零件孔端的圆角半径R或倒角C（即r<R或r<C），这样才能使轴上零件的端面紧靠定位面。它具有结构简单，定位可靠和能够承受较大轴向力等优点，广泛应用于各种轴上零件的固定。轴向固定一、轴上零件的固定转轴的结构

目的——保证零件在轴上有确定的轴向位置，防止零件作轴向移动，并能承受轴向力。轴肩或轴环轴端挡圈

轴端挡圈只适用于轴端零件的固定，而且是受轴向力不大的部位。但它可以承受振动和冲击载荷。为了防止轴端挡圈和螺钉的松动，应采用带有锁紧装置的固定形式，对于无轴肩的，可采用锥形轴端和轴端挡圈联合使用来固定零件。应用较广泛轴向固定轴端挡圈转轴的结构轴肩或轴环轴端挡圈

一般在无法采用轴套，或嫌轴套太长而选用的，这种方法通常用在轴的中部或端部。用圆螺母的优点是装拆方便，固定可靠，能承受较大的轴向力。缺点是要在轴上切制螺纹，而且螺纹的大径要比套装零件的孔径小，所以一般都切制细牙螺纹。为了防止圆螺母的松脱，上零件距离较大处及轴端零件的固定。轴向固定圆螺母圆螺母转轴的结构轴肩或轴环轴端挡圈

轴套(也称套筒)用来作为轴向固定零件，一般用在两个零件的间距较小的场合，主要是依靠位置己定的零件来固定。利用轴套定位，可以减少轴的直径的变化，在轴上也不需要开槽、钻孔或切制螺纹等，所以可使轴的结构简化，避免削弱轴的强度。轴向固定圆螺母轴套轴套转轴的结构轴肩或轴环轴端挡圈

结构简单紧凑，装拆方便，只能承受很小的轴向力。需要在轴上切槽，这将引起应力集中，常用于滚动轴承的固定。轴向固定圆螺母轴套弹性挡圈弹性挡圈转轴的结构轴肩或轴环轴端挡圈

结构简单，同时起周向固定作用，但承受能力较低，且不适用于高速场合。轴向固定圆螺母轴套弹性挡圈转轴的结构紧定螺钉与挡圈轴肩或轴环轴端挡圈

能消除轴与轮毂间的径向间隙，装拆方便，可兼做周向固定。常与轮端挡圈联合使用，实现零件的双向固定。适用于有冲击载荷和对中性要求较高的场合，常用于轴端零件的固定。轴向固定圆螺母轴套弹性挡圈转轴的结构紧定螺钉与挡圈圆锥面平键连接

制造简单、装拆方便和对中性好，可用于较高精度、较高转速及受冲击或变载荷作用下的固定联接。轴向不能固定，不能承受轴向力。轴上零件的周向固定转轴的结构目的——保证轴能可靠地传递运动和转矩，防止轴上零件与轴产生相对转动。平键连接

具有接触面积大、承载能力强、对中性和导向性好等特点，适用于载荷较大、定心要求高的静、动连接。加工工艺较复杂，成本较高。轴上零件的周向固定转轴的结构花键连接外花键内花键平键连接

轴向、周向都可以固定，常用作安全装置，过载时可被剪断，防止损坏其他零件。不能承受较大载荷，对轴强度有削弱。轴上零件的周向固定转轴的结构花键连接销钉连接销钉平键连接

紧定螺钉端部拧入轴上凹坑实现固定。结构简单，不能承受较大载荷，只适用于辅助连接。轴上零件的周向固定转轴的结构花键连接销钉连接紧定螺钉平键连接

常用于轴与轮毂之间的联接，与孔之间产生压力，工作时依靠此压力所产生的摩擦力来传递扭矩。结构简单，对轴的削弱少，对中性好，但配合面的加工精度要求也较高。过盈配合的装配，如过盈量不大，一般可用压入法；当过盈量较大时，常用温差法装配。为了装配方便，轴与孔的接口处的倒角尺寸，均有一定的要求。轴上零件的周向固定转轴的结构花键连接销钉连接紧定螺钉过盈配合谢谢观看《机械基础》第十章轴上常见的工艺结构《机械基础》第十章轴上常见的工艺结构轴的结构工艺性

轴的结构形式应便于加工、便于轴上零件的装配和便于使用维修，并且能提高生产率，降低成本。一般来说，轴的结构越简单，工艺性就越好。所以，在满足使用要求的前提下，轴的结构形式应尽量简化。1.轴的结构在设计中应注意以下几个问题：

轴的形状力求简单，以便于加工、装配、维修和检验，轴上的台阶数不宜过多。阶梯轴的直径应该是中间大，两端小，以便于轴上零件的装拆，如图10-2所示。图10-2轴上常见工艺结构轴上常见的工艺结构轴的结构工艺性

轴端、轴颈与轴肩（或轴环）的过渡部位应有倒角或过渡圆角，如图10-3所示。便于轴上零件的装配，避免划伤配合表面，减小应力集中。此外，应尽可能使倒角大小一致和圆角半径相同，以便于加工。图10-4螺纹退刀槽图10-5砂轮越程槽螺纹退刀槽砂轮越程槽图10-3轴端倒角

如果轴上需要切制螺纹或进行磨削时，应有螺纹退刀槽，如图10-4所示。或砂轮越程槽如图10-5所示。轴上常见的工艺结构轴的结构工艺性

当轴上有两个以上键槽时，槽宽应尽可能统一，并布置在同一直线上，以利加工，如图10-6所示。

轴端应有倒角，必要时为