【文章內(nèi)容簡介】 各零件的相互位置關(guān)系以及零件裝配所需的裝配和調(diào)整空間 ， 確定軸的各段長度 。 具體工作時 ， 需要注意以下幾個問題： 1） 軸上與零件向配合的直徑應(yīng)取成標(biāo)準(zhǔn)值 ， 非配合軸段允許為非標(biāo)準(zhǔn)值 ， 但最好取為整數(shù) 。 2） 與滾動軸承相配合的直徑 ， 必須符合滾動軸承的內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn) 。 3） 安裝聯(lián)軸器的軸徑應(yīng)與聯(lián)軸器的孔徑范圍相適應(yīng) 。 4） 軸上的螺紋直徑應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn) 。 5） 軸上與零件相配合部分的軸段長度 ，應(yīng)比輪轂長度短 2～ 3mm， 以保證零件軸向定位可靠 。 6） 若在軸上裝又滑移的零件 ， 應(yīng)該考慮零件的滑移距離 。 7）軸上各零件之間應(yīng)該留有適當(dāng)?shù)拈g隙，以防止運轉(zhuǎn)時相碰。 五 、 軸的結(jié)構(gòu)工藝性 軸的形狀，從滿足強度和節(jié)省材料考慮，最好是等強度的拋物線回轉(zhuǎn)體。但是這種形狀的軸既不便于加工，也不便于軸上零件的固定；從加工考慮，最好是直徑不變的光軸，但光軸不利于零件的拆裝和定位。由于階梯軸接近于等強度，而且便于加工和軸上零件的定位和拆裝，所以實際上的軸多為階梯形。為了能選用合適的圓鋼和減少切削用量，階梯軸各軸段的直徑不宜相差過大，一般取為 5~10MM。 為了便于切削加工，一根軸上的圓角應(yīng)盡可能取相同的半徑，退刀槽取相同的寬度，倒角尺寸相同；一根軸上各鍵槽應(yīng)開在同一母線上，若揩油鍵槽的軸段直徑相差不大時，應(yīng)盡可能采用相同寬度的鍵槽（如圖），以減少換刀次數(shù)。 圖 12－ 23 需要磨削的軸段 ， 應(yīng)該留有砂輪越程槽 ， 以便磨削時砂輪可以磨削到軸肩的端部；需要切制螺紋的軸段 ， 應(yīng)留有退刀槽 ， 以保證螺紋牙均能達(dá)到預(yù)期的高度 （ 如圖 ） 。 為了便于加工和檢驗，軸的直徑應(yīng)取為圓整值；與滾動軸承相配合的軸頸直徑應(yīng)符合滾動軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)； 圖 12－ 24 有螺紋的軸段直徑應(yīng)符合螺紋標(biāo)準(zhǔn)直徑。 為了便于裝配，軸端應(yīng)加工出倒角（一般為 45186。），以免裝配時把軸上零件的孔壁擦傷（如圖）；過盈配合零件的裝入端應(yīng)加工出導(dǎo)向錐面（如圖），以便零件能順利地壓入。 圖 12－ 25 圖 12－ 26 制造工藝性往往是評價設(shè)計優(yōu)劣的一個重要方面，為了便于制造、降低成本，一根軸上的具體結(jié)構(gòu)都必須認(rèn)真考慮。 如圖所示軸結(jié)構(gòu)： 1）螺紋段留有退刀槽（圖 a中的 ① ），磨削段要留越程槽（圖 b中的 ④ ） 圖 12－ 26 同一軸上的圓角 、 倒角應(yīng)盡可量相同；同一軸上的幾個鍵槽應(yīng)開在同一母線上 （ 圖 b中的⑤ ） ；螺紋前導(dǎo)段 （ 圖 a中的 ② ） 直徑應(yīng)該小于 螺紋小徑；軸上零件 （ 如齒輪 、 帶輪 、 聯(lián)軸器 ） 的輪轂寬度大于與其配合的軸段長度；軸上各段的精度和表面粗糙度不同 。 六 、 提高軸疲勞強度的結(jié)構(gòu)措施 軸的基本形狀確定之后 ， 換需要按照工藝的要求 ， 對軸的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)進(jìn)行合理設(shè)計 ， 從而提高軸的加工和裝配工藝性 ， 改善軸的疲勞強度 。 減小應(yīng)力集中 軸上的應(yīng)力集中會嚴(yán)重削弱軸的疲勞強度 ， 因此軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量避免和減小應(yīng)力集中 。 為了減小應(yīng)力集中 ， 應(yīng)該在軸剖面發(fā)生突變的地方制成適當(dāng)?shù)倪^渡圓角；由于軸肩定位面要與零件接觸 ，加大圓角半徑經(jīng)常受到限制 ， 這時可以采用凹切圓角或肩環(huán)結(jié)構(gòu)等 。 常見的減小應(yīng)力集中的方法如表所示 改善軸的表面質(zhì)量 表面粗糙度對軸的疲勞強度也有顯著的影響。實踐表明， 疲勞裂紋常發(fā)生在表面粗糙的部位 。 設(shè)計時應(yīng)十分注意軸的表面粗糙度的參數(shù)值， 即使是不與其它零件向配合的自由表面也不應(yīng)該忽視。采用 輾壓、噴丸、滲碳淬火、氮化、高頻淬火等表面強化的方法可以顯著提高軸的疲勞強度。 圖 12－ 27 改善軸的受力情況 改進(jìn)軸上零件的結(jié)構(gòu)，減小軸上載荷或改善其應(yīng)力特征，也可以提高軸的強度和剛度，如圖所示。如果把軸轂配合面分成兩段（圖 b）， 可以顯著減小軸的彎矩，從而提高軸的強度和剛度。把轉(zhuǎn)動的心軸（圖 a） 改成不轉(zhuǎn)的心軸（圖 b）， 可使軸不承受交變應(yīng)力的作用。 167。 12． 4 軸的強度驗算 按彎扭合成進(jìn)行強度計算 對于一般用途的軸 ， 按當(dāng)量彎矩校核軸徑可以作為軸的精確強度驗算方法 。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計完成之后 ， 就需要對軸的工作能力及結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性進(jìn)行檢驗 。 根據(jù)軸的幾何尺寸和形狀就完全確定可以確定軸上載荷的大小 、 方向及作用點和軸的支點位置 ， 從而可以求出支反力 ， 畫出彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖 ， 然后按照當(dāng)量彎矩對軸徑進(jìn)行校核 。 在畫軸的計算簡圖的時候 ， 首先要確定軸承支反力的作用點 。 把軸視作一簡支梁 ， 作用在軸上的載荷 ， 一般按集中載荷考慮 ， 其作用點取零件輪緣寬度的中點 。 軸上支反力的作用點 （ 滾動軸承和滑動軸承 ） 按有關(guān)手冊選定 。 由彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖可以初步確定軸的危險剖面。 對于一般鋼制的軸，可以用第三強度理論求出危險截面的當(dāng)量應(yīng)力 ，其強度大小為： e?22 4 ??? ??be式中： 為危險剖面上的彎矩 M所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力； 為 T產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力。 b??對于直徑為 d的圓軸， dMWMb ???WTdTWTT 3 ????其中 W、 WT分別為軸的抗彎模量和抗剪剖面模量。所以有： 221 TMWe ??? 對于一般轉(zhuǎn)軸， 為對稱變化的彎曲應(yīng)力，而 的應(yīng)力特性則隨著 T的特性而定。考慮二者不同的循環(huán)應(yīng)力特性的影響，將上式中的轉(zhuǎn)矩乘以校正系數(shù) ，得校核軸強度的基本公式為： b???bee dMdTM ][10)(1013322????? ???由此得設(shè)計公式為： 31 ][10beMd??? 為當(dāng)量彎矩，其量鋼為 Nmm； d的量鋼為mm； 的量鋼為 MPa。 eMb? 對于不變的轉(zhuǎn)矩，取 ； 對于脈動循環(huán)得轉(zhuǎn)矩，取 ； 對于對稱循環(huán)得轉(zhuǎn)矩，取 。 如果單向回轉(zhuǎn)得轉(zhuǎn)距，其變化規(guī)律不太清楚時，一般按照脈動變化得轉(zhuǎn)矩處理。 其中， 、 、 分別為對稱循環(huán)、脈動循環(huán)及靜應(yīng)力狀態(tài)下得許用彎曲應(yīng)力，這些數(shù)據(jù)在相關(guān)得設(shè)計手冊上可以查到。 ][ ][11 ????bb???][ ][01 ?? ?bb???1??b][ 1?? b][ 0? b][ 1?? 如果截面上有鍵槽，則應(yīng)該按照求得的直徑增加適當(dāng)?shù)臄?shù)值，如下表： 軸的直徑 d/mm 30 30～ 100 100 有一個鍵槽時的增大值（％） 7 5 3 有相隔 180186。鍵槽時的增大值（％） 15 10 7 設(shè)計時應(yīng)該注意： 1）要合理選擇危險剖面。由于軸的各