机械阶梯轴的特征与构造(共2314字).doc

机械阶梯轴的特征与构造(共2314字)黑龙江齐齐哈尔轴有多种分类法，按轴的受载情况可分为芯轴、传动轴和转轴三种。芯轴工作时只承受弯曲载荷而不传递转矩，传动轴工作时只传递转矩而不承受或承受很小弯曲载荷，转轴工作时既承受弯曲载荷又传递转矩。按轴的结构形状不同又可分为直轴与曲轴、光轴与阶梯轴、实心轴与空心轴、刚性轴与挠性轴等。其中阶梯轴在机械中应用广泛。1轴的基本特点轴是旋转零件，其长度大于直径，通常由外圆柱面、圆锥面、内孔、螺纹及相应端面所组成。轴的结构一般有以下基本要求：安装在轴上的零件应有正确的定位和固定得牢固可靠；轴的加工工艺应便于轴的装拆和调整；轴上零件的受力位置要能减少应力集中，有利于提高轴的强度和刚度；轴的结构设计时应考虑节省材料和减轻重量。轴上往往还有花键、键槽、横向孔、台阶、退刀槽、倒角等。2轴的应用实例轴是组成机器的重要零件之一，其主要功用是支撑其他传动零件（如带轮、齿轮、蜗杆蜗轮等），回转并传递运动和转矩，同时又通过轴承与机器的机架相连接。减速箱转轴、自行车前轮的芯轴和汽车传动轴，柴油机中的曲轴，车床上的空心轴，以及用于各种机械和水管安装中的挠性轴等。3阶梯轴的特点和基本结构31阶梯轴的结构基本要求阶梯轴的断面形状为中间粗两端细，不仅便于轴上零件的定位、固定和装拆，也有利于各个轴段达到或接近等强度，还能满足不同轴段的不同配合特性、精度和表面粗糙度的要求。轴套类零件其上面的退刀槽、倒角和圆角等细部结构基本上已标准化，测绘时可参照标准尺寸。倒角、圆角和退刀槽的尺寸可参照有关国家标准或|行业标准。32阶梯轴的特点和各部分名称阶梯轴各部分的名称有：轴头、轴颈、轴身、轴肩和轴环。轴上安装传动零件的轴段称为轴头；支承轴转动或安装轴承的轴段称为轴颈；连接轴头和轴颈部分的轴段称为轴身；轴上由于直径变化所形成的起固定零件位置作用的台|阶称为轴肩（轴段和轴段的单向变化）或轴环（轴段和轴段的双向变化）。33轴的结构工艺性331轴的形状应尽量简单，阶梯数尽可能少，这样可以减少加工次数及应力集中的情况。332为了便于装配，轴端应有倒角（一般45°）过盈配合零件装入端常加工出导向锥面，使零件能较顺利地压入。333一根轴上有多处键槽时应将其开在同一母线上，若开有键槽的轴段直径相差不大时，则尽可能采用相同宽度的键槽。334在需磨制的轴段，应设砂轮越程槽；在车制螺纹的轴段，应设退刀槽；为便于轴上零件的安装和去除加工毛刺，轴段台阶处要有倒角。335为了便于切削加工，同一根轴上，直径相近处的圆角、倒角、退刀槽、键槽、砂轮越程槽等，应尽量使尺寸一致，以减少换刀的次数，提高加工效率。轴上相邻轴段的直径不应相差过大，在直径变化处，尽量用圆角过渡，圆角半径尽可能大。当圆角半径增大受到结构限制时，可将圆弧延伸到轴肩中，称为内切圆角。也可加装过渡肩环使零件轴向定位。轴上与零件毂孔配合的轴段，会产生应力集中。配合越紧，零件材料越硬，应力集中越大。其原因是，零件轮毂的刚度比轴大，在横向力作用下，两者变形不协调，相互挤压，导致应力集中。尤其在配合边缘，应力集中更为严重。改善措施有：在轴、轮毂上开卸载槽。选用应力集中小的定位方法。采用紧定螺钉、圆锥销钉、弹性挡圈、圆螺母等定位时，需在轴上加工出凹坑、横孔、环槽、螺纹，引起较大的应力集中，应尽量不用；用套筒定位无应力集中。在条件允许时，用渐开线花键代替矩形花键，用盘铣刀加工的键槽代替端铣刀加工的键槽，均可减小应力集中。34轴的常用材料轴的主要失效形式为疲劳破坏，因此轴的材料应具有足够的疲劳强度，同时满足刚度、耐磨性及韧性要求，并应具有良好的加工工艺性和热处理性能。轴的材料常采用碳素钢和合金钢。由于碳素钢比合金钢的成本低，对应力集中的敏感性小，因此应用较多。在要求传递大功率、减轻轴的重量或提高轴的耐磨性等有特殊要求的场合，可选择合金钢，其具有较高的力学性能，可淬火性也较好。轴的毛坯一般用圆钢或锻件，有时也可用铸钢和球墨铸铁。特别是球墨铸铁具有成本低廉、吸振性好、对应力集中的敏感性较低和强度较好等优点，适合制造结构形状复杂的轴，如曲轴、凸轮轴等。4轴上零件的轴向固定和周向固定41轴上零件的轴向固定方法轴上零件的轴向固定是为了防止在轴向力作用下零件沿轴线移动。零件的轴向固定可采用轴肩、轴环、套筒、圆螺母与带翅垫圈、圆锥面与轴端挡圈、弹性挡圈、紧定螺钉等。各类固定方式各有特点，轴肩、轴环和套筒简单可靠，承受的轴向力大，且固定可靠，套筒还能减少轴的阶梯数；圆螺母与带翅垫圈常用于轴承的轴向固定；双圆螺母固定可靠，能承受较大的轴向力，但严重削弱轴的强度；圆锥面和轴端挡圈对中性好，可以承受较大的轴向力，并便于拆卸等。42轴上零件的周向固定方法轴上零件的周向固定是为了传递转矩时防止零件与轴产生相对转动。常用的周向固定方法有键联结、花键联结、销联接、轴与零件的过盈配合等。一般齿轮与轴可采用平键联结；需承受较大冲击、振动或常有过载时，则可采用过盈配合加键联结；对于轻载或不重要的场合，常采用销联接或紧定螺钉联结作为周向固定。第 5 页 共 5 页