轴的设计与校核.doc

"轴的设计与校核" 轴是机械中非常重要的零件，用来支承回转运动零件，如带轮、齿轮、蜗轮等，同时实现同一轴上不同零件间的回转运动和动力的传递。 轴的分类： 根据工作过程中轴的中心线形状的不同，轴可以分为直轴和曲轴。根据工作过程中的承载不同，可以将轴分为传动轴、心轴和转轴。 轴的设计： 轴的设计包括轴的工作能力设计和结构设计。轴的工作能力设计主要进行轴的强度设计、刚度设计，对于转速较高的轴还要进行振动稳定性的计算。轴的结构设计根据轴的功能，轴必须保证轴上零件的安装固定和保证轴系在机器中的支撑要求，同时应具有良好的工艺性。 轴的材料： 轴是主要的支承件，常采用机械性能较好的材料。常用材料包括碳素钢、合金钢和铸铁。碳素钢对应力集中敏感性较小，价格较低，是轴类零件最常用的材料。合金钢具有更好的机械性能和热处理性能，但对应力集中较敏感，价格也较高。铸铁对于形状比较复杂的轴，可以选用球墨铸铁和高强度的铸铁。 轴的结构设计： 轴的结构设计根据轴在工作中的作用，轴的结构取决于轴在机器中的安装位置和形式、轴上零件的类型和尺寸、载荷的性质、大小、方向和分布状况、轴的加工工艺等多个因素。合理的结构设计应满足轴上零件布置合理，轴受力合理，轴和轴上零件必须有准确的工作位置，轴上零件装拆调整方便，轴具有良好的加工工艺性，节省材料等。 轴的组成： 轴的毛坯一般采用圆钢、锻造或焊接获得，由于铸造品质不易保证，较少选用铸造毛坯。轴主要由三部分组成：轴颈、轴头和轴身。轴颈上安装滚动轴承时，直径尺寸必须按滚动轴承的国标尺寸选择，尺寸公差和表面粗糙度须按规定选择；轴头的尺寸要参考轮毂的尺寸进行选择，轴身尺寸确定时应尽量使轴颈与轴头的过渡合理，避免截面尺寸变化过大，同时具有较好的工艺性。 结构设计步骤： 设计中常采用以下的设计步骤：分析所设计轴的工作状况，拟定轴上零件的装配方案和轴在机器中的安装情况；根据已知的轴上近似载荷，初估轴的直径或根据经验确定轴的某径向尺寸；根据轴上零件受力情况、安装、固定及装配时对轴的表面要求等确定轴的径向尺寸；根据轴上零件的位置、配合长度、支承结构和形式确定轴的轴向尺寸。 零件的安装： 零件在轴上的安装保证轴上零件可靠工作，需要零件在工作过程中有准确的位置，即零件在轴上必须有准确的定位和固定。零件在轴上的准确位置包括轴向和周向两个方面。轴向定位和固定的方法采用轴肩、各种挡圈、套筒、圆螺母、锥端轴头等的多种组合结构。