第十三章轴

第十三章轴 §13-1 轴类零件选材 §13-2 轴的结构设计文登市职业中等专业学校机电教研室王善静

§13-1 轴类零件选材 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

转轴 减速器中的轴

固定心轴 自行车的前轮轴

转动心轴 铁路机车轮轴

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：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、20CrMnTi、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 调质220HB~250HB C620车床主轴简图

1.机床主轴选材 • 车床主轴可选用45钢。热处理工艺为调质处理，硬度要求为220HB－250HB；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。

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、KTZ450-5、 KTZ500-4等。

单缸内燃机曲轴 缸径：75mm 功率：4.4KW 转速：2200r/min~2600r/min 性能要求:σb≥700MPa 整体硬度：240HB ~ 260HB • 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

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。

§13-2 轴的结构设计 单级圆柱齿轮减速器

本节课主要内容 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例题习题小结目录

一、拟定轴上主要零件的装配 原则： 1）轴的结构简单 2）零件装配方便例题习题小结目录

轴承盖齿轮套筒滚动轴承联轴器轴的结构图轴颈轴环轴肩轴头轴颈轴身轴头例题习题小结目录

二、零件在轴上的定位和固定 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）例题习题小结目录

1、零件的周向定位与固定 花键键销过盈配合例题习题小结目录

A型平键 例题习题小结目录

B型平键 例题习题小结目录

导向平键 例题习题小结目录

半圆键 例题习题小结目录

楔键例题习题小结目录

圆锥销 返回例题习题小结目录

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）弹性挡圈 6）紧定螺钉例题习题小结目录

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。例题习题小结目录

要求r轴<R孔或r轴<C孔 错误 h=R(C)+(0.5~2)mm 正确例题习题小结目录

2）套筒 用于距离较短、转速不高的场合。注意：L轴<L毂（2--3mm) 例题习题小结目录

3）圆螺母 双圆螺母装拆方便，可承受较大的轴向力。例题习题小结目录

注意：L轴<L毂 （2--3mm) 4）轴端挡圈用于固定轴端零件，可以承受振动和冲击。例题习题小结目录

5）弹性挡圈 画法承受很小的轴向力例题习题小结目录

弹性挡圈 例题习题小结目录

6）紧定螺钉 承受很小的轴向力例题习题小结目录

紧定螺钉 例题习题小结目录

轴的结构图 例题习题小结目录

三、轴的结构工艺性 工艺性 1、装配工艺 2、加工工艺轴上零件要便于装拆轴要便于加工例题习题小结目录

1、装配工艺 轴肩高度<滚动轴承内圈高度错误圆螺母顺利拧入例题习题小结目录

2、加工工艺 例题习题小结目录

加工工艺小结 1）螺纹退刀槽——标准 2）砂轮越程槽——标准 3）不同轴段键槽位置 4）轴端倒角 5）轴肩圆角r 6）阶梯尽可能少例题习题小结目录

四、各轴段直径和长度的确定 1）各轴段直径 • 经验值 • 标准值 2）各轴段长度 • 对应宽度 • 注意：L轴<L毂（2--3mm) • 留有间隙例题习题小结目录

五、例题 已知：一单级直齿圆柱齿轮减速器，输出轴的功率p=10kw，转速 n=202r/min，从动齿轮分度圆直径d=365mm，轮毂宽度为80mm，轴承采用轻窄系列深沟球轴承，轴的支承跨距=141mm。试确定输出轴的结构形状和尺寸。例题习题小结目录

解： (6211) 141 • 45钢调质处理 2.估算最小轴径d1≥C√p/n d1 d6 d7 d3 d2 d5 3 d4 查表C=115 p=10kw n=202r/min d1=42.2mm 80 78 21 20 22 21 56 82 300 d1=45mm 3.确定各轴段直径和长度总长L=300mm d2=52mm d4=60mm d6=64mm 跨距=141mm d3=55mm d5=70mm d7=55mm 例题习题小结目录

例题习题小结目录

六、习题 指出图中结构错误过长位置例题习题小结目录

第十三章 轴