轴上零件的固定及工艺结构机械设计.ppt

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1、1 1、轴的轴向尺寸的确定、轴的轴向尺寸的确定 上图为单级圆柱齿轮减速器的输出轴，主要由轴颈、轴头、轴身三部分组上图为单级圆柱齿轮减速器的输出轴，主要由轴颈、轴头、轴身三部分组成。与轴承相配合的轴段称为轴颈；安装传动零件的部分称为轴头；联接轴颈成。与轴承相配合的轴段称为轴颈；安装传动零件的部分称为轴头；联接轴颈和轴头的非配合部分称为轴身。和轴头的非配合部分称为轴身。轴头长度由其上所装传动零件的轮毂宽度决定，但轴头长轴头长度由其上所装传动零件的轮毂宽度决定，但轴头长度应分别比传动零件的宽度短度应分别比传动零件的宽度短1mm-3mm1mm-3mm，以保证轴上零件可靠的，以保证轴上零件可靠的轴向定位

2、和固定。轴颈长度可与轴承宽度相同，但有时亦应比轴向定位和固定。轴颈长度可与轴承宽度相同，但有时亦应比轴承宽度短轴承宽度短1mm-3mm1mm-3mm。2、轴的径向尺寸确定、轴的径向尺寸确定 各轴段的直径应与相配合的零件毂孔直径一致，并最好采用标各轴段的直径应与相配合的零件毂孔直径一致，并最好采用标准值。为使轴上零件定位可靠，装拆方便，并有良好的加工工艺性，准值。为使轴上零件定位可靠，装拆方便，并有良好的加工工艺性，常将轴制成阶梯形。当直径变化处的端面是为了固定轴上零件或承常将轴制成阶梯形。当直径变化处的端面是为了固定轴上零件或承受轴向力时，则直径变化值要大些，一般可取受轴向力时，则直径变化值要

3、大些，一般可取6mm-8mm6mm-8mm。当直径变化。当直径变化仅为了减少装配长度和便于安装或区别加工表面，不承受轴向力也仅为了减少装配长度和便于安装或区别加工表面，不承受轴向力也不固定轴上零件时，其变化量可取不固定轴上零件时，其变化量可取1mm-3mm1mm-3mm。二、轴上零件的轴向和周向定位二、轴上零件的轴向和周向定位 1 1、轴上零件的轴向定位和固定、轴上零件的轴向定位和固定轴肩固定轴肩固定结构简单、可靠，并能承受较大轴向力。结构简单、可靠，并能承受较大轴向力。联轴器联轴器 轴向固定的目的：轴向固定的目的：保证零件在轴上有确定的轴向位置，防止保证零件在轴上有确定的轴向位置，防止零件作

4、轴向移动，并能承受轴向力零件作轴向移动，并能承受轴向力 齿轮齿轮 轴承轴承套筒固定套筒固定套筒定位结构简单、可靠，套筒定位结构简单、可靠，但不适合高转速情况。但不适合高转速情况。（轴承与齿轮之间）轴承与齿轮之间）圆螺母定位圆螺母定位：无法采用套筒或套筒无法采用套筒或套筒太长时，可采用圆螺母加以固定，圆螺母太长时，可采用圆螺母加以固定，圆螺母固定可靠、并能承受较大轴向力。固定可靠、并能承受较大轴向力。轴端挡圈定位轴端挡圈定位 它适用于轴端，可它适用于轴端，可承受剧烈的振动和冲击载荷。承受剧烈的振动和冲击载荷。弹性挡圈定位弹性挡圈定位结构简单、紧凑，结构简单、紧凑，能承受较小的轴向力能承受较小的轴

5、向力,但削弱轴的强度但削弱轴的强度 紧定螺钉定位紧定螺钉定位 结构简单、调整灵结构简单、调整灵活，能承受的轴向力较小。活，能承受的轴向力较小。(7)止动垫圈固定止动垫圈固定 固定可靠，但轴上须固定可靠，但轴上须切削螺纹和纵向槽。一般用细牙螺纹，以减切削螺纹和纵向槽。一般用细牙螺纹，以减少对轴的销弱，常用于固定轴端零件。少对轴的销弱，常用于固定轴端零件。（8 8）圆锥面定位）圆锥面定位轴和轮毂之间无径向轴和轮毂之间无径向间隙、装拆方便，能承受冲击，但锥面间隙、装拆方便，能承受冲击，但锥面加工较为麻烦。加工较为麻烦。采用键、花键、销、过盈配合等方式，其结构形式、特点与应用见表16-3。1）键）键2

6、）花键）花键2 2、轴上零件的周向定位和固定、轴上零件的周向定位和固定 周向固定的目的：周向固定的目的：为了传递运动和转矩，防止零件与轴产生相对的转动。为了传递运动和转矩，防止零件与轴产生相对的转动。3）紧定螺钉、销）紧定螺钉、销 4）过盈配合）过盈配合 1 1、轴的形状应力求简单，在保证定位的前提下，阶梯数、轴的形状应力求简单，在保证定位的前提下，阶梯数应尽可能少，以减少加工次数以及应力集中。应尽可能少，以减少加工次数以及应力集中。2 2、轴端、轴颈与轴肩（或轴环）的过渡部份要设置倒角和、轴端、轴颈与轴肩（或轴环）的过渡部份要设置倒角和过渡圆弧，以便于轴上零件装配，并减小应力集中。轴端应加过

7、渡圆弧，以便于轴上零件装配，并减小应力集中。轴端应加工出工出4545（或（或30 30 、60 60）倒角。）倒角。三、轴的结构工艺性三、轴的结构工艺性 3 3、轴上有螺纹时，应有退刀槽；需要磨削的阶梯轴，应留、轴上有螺纹时，应有退刀槽；需要磨削的阶梯轴，应留有越程槽。有越程槽。4 4、为了便于轴的加工，必要时应设置中心孔。、为了便于轴的加工，必要时应设置中心孔。5 5、轴上有多个键槽时，尽可能用同一规格尺寸，并安排在同、轴上有多个键槽时，尽可能用同一规格尺寸，并安排在同一直线上。一直线上。四、四、四、四、提高轴的强度和刚度的措施提高轴的强度和刚度的措施提高轴的强度和刚度的措施提高轴的强度和刚

8、度的措施 (1)(1)减小应力集中，提高轴的强度。减小应力集中，提高轴的强度。在零件截面发生变化处会产生应力集中现象，从而消弱材料的强度。因此，进行结构设计时，应尽量减小应力集中。在阶梯轴的截面尺寸变化处应采用圆角过渡，且圆角半径不宜过小。在圆角半径受到限制时，可采用卸载槽，如图14.15(a)所示；过渡肩环，如图14.15(b)所示或凹切圆角，如图14.15(c)所示的结构形式。图14.15 减小应力集中的结构1）轴肩和轴环）轴肩和轴环 定位轴肩定位轴肩：r r轴轴RR孔孔或或r r轴轴CC孔孔轴肩或轴环的高度轴肩或轴环的高度h h必须大于必须大于 R R孔孔或或 C C孔孔轴环宽度轴环宽度

9、 bl.4h bl.4h 非定位轴肩非定位轴肩：h=1.5-2mm,r=(D-d)/2h=1.5-2mm,r=(D-d)/2一、轴上零件的定位和固定1、轴上零件的轴向定位和固定方式常采用轴肩、轴环、套筒、圆螺母、轴段挡圈、紧定螺钉等方式，其结构方式、特点与应用见表16-2。注：C孔 轴上零件内孔倒角深（见右图）r轴、R孔轴、孔圆角错误错误 正确正确要求轴肩高度滚动轴承内圈高度h=（0.07d3）（0.1d5）mm当用轴肩、轴环、套当用轴肩、轴环、套筒、圆螺母、轴端挡圈筒、圆螺母、轴端挡圈进行零件的轴向定位时，进行零件的轴向定位时，为保证轴向定位可靠，为保证轴向定位可靠，要求要求L轴轴 L毂毂4

10、）轴端挡圈）轴端挡圈 错误错误 正确正确正确正确二、各段轴径和长度的确定1、轴径的确定原则 确定各段直径时 应遵循以下原则1）有配合要求的轴段（图中段）取标准直径（值见表16-4）。2）安装标准件的轴段（图中段）应符合相应的标准尺寸系列3）用作固定或定位的轴肩或轴环（图中段）的高度应满足表16-2序号1的求。2、长度的确定1）、轴与传动零件轮毂相配合的部分（图中 段）应比轮毂长度略短23mm,以保证轴向固定的可靠性。2）、其余各段长度根据总体结构要求确定。三、轴的结构工艺性轴的结构工艺应便于加工和装配，以提高劳动生产率、降低成本。1、装配工艺性1）、阶梯轴按装轴上零件方便，便于固定和装拆，且接

11、近等强度，同时还能满足不同轴段的不同配合特性，以及加工精度和表面粗糙度的要求，所以阶梯轴为首选。2）、每段轴端应有倒角，以便轴上零件导入及防止伤人。2）砂轮越程槽 1）螺纹退刀槽 2、切削加工工艺性具体数据查手册3）轴端倒角 4）多个键槽 思考题：指出图中结构不合理地方，并予以改正。思考题：指出图中结构不合理地方，并予以改正。1 1、分析如图、分析如图2 2所示的所示的1 1、2 2、3 3、三处的结构错误，并将错误原因和改、三处的结构错误，并将错误原因和改进方案填入下表：进方案填入下表：讨论题讨论题序号序号错误原因错误原因改进方案1 12 23 3键太长键太长 键槽位置不便加工键槽位置不便加工 键长略短于带轮轮毂长度键长略短于带轮轮毂长度 两键槽应加在同一直线两键槽应加在同一直线上 齿轮无法轴向固定齿轮无法轴向固定 使使L L略小于略小于B B 轴承装配不可靠轴承装配不可靠 使轴颈长度略超出轴承使轴颈长度略超出轴承