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1 軸的軸向尺寸的確定 上圖為單級圓柱齒輪減速器的輸出軸 主要由軸頸 軸頭 軸身三部分組成 與軸承相配合的軸段稱為軸頸 安裝傳動零件的部分稱為軸頭 聯接軸頸和軸頭的非配合部分稱為軸身 軸頭長度由其上所裝傳動零件的輪轂寬度決定 但軸頭長度應分別比傳動零件的寬度短1mm 3mm 以保證軸上零件可靠的軸向定位和固定 軸頸長度可與軸承寬度相同 但有時亦應比軸承寬度短1mm 3mm 2 軸的徑向尺寸確定 各軸段的直徑應與相配合的零件轂孔直徑一致 并最好采用標準值 為使軸上零件定位可靠 裝拆方便 并有良好的加工工藝性 常將軸制成階梯形 當直徑變化處的端面是為了固定軸上零件或承受軸向力時 則直徑變化值要大些 一般可取6mm 8mm 當直徑變化僅為了減少裝配長度和便于安裝或區(qū)別加工表面 不承受軸向力也不固定軸上零件時 其變化量可取1mm 3mm 二 軸上零件的軸向和周向定位 1 軸上零件的軸向定位和固定 軸肩固定 結構簡單 可靠 并能承受較大軸向力 聯軸器 軸向固定的目的 保證零件在軸上有確定的軸向位置 防止零件作軸向移動 并能承受軸向力 齒輪 軸承 套筒固定 套筒定位結構簡單 可靠 但不適合高轉速情況 軸承與齒輪之間 3 圓螺母定位 無法采用套筒或套筒太長時 可采用圓螺母加以固定 圓螺母固定可靠 并能承受較大軸向力 軸端擋圈定位 它適用于軸端 可承受劇烈的振動和沖擊載荷 彈性擋圈定位 結構簡單 緊湊 能承受較小的軸向力 但削弱軸的強度 緊定螺釘定位 結構簡單 調整靈活 能承受的軸向力較小 7 止動墊圈固定 固定可靠 但軸上須切削螺紋和縱向槽 一般用細牙螺紋 以減少對軸的銷弱 常用于固定軸端零件 8 圓錐面定位 軸和輪轂之間無徑向間隙 裝拆方便 能承受沖擊 但錐面加工較為麻煩 采用鍵 花鍵 銷 過盈配合等方式 其結構形式 特點與應用見表16 3 1 鍵 2 花鍵 2 軸上零件的周向定位和固定 周向固定的目的 為了傳遞運動和轉矩 防止零件與軸產生相對的轉動 3 緊定螺釘 銷 4 過盈配合 1 軸的形狀應力求簡單 在保證定位的前提下 階梯數應盡可能少 以減少加工次數以及應力集中 2 軸端 軸頸與軸肩 或軸環(huán) 的過渡部份要設置倒角和過渡圓弧 以便于軸上零件裝配 并減小應力集中 軸端應加工出45 或30 60 倒角 三 軸的結構工藝性 3 軸上有螺紋時 應有退刀槽 需要磨削的階梯軸 應留有越程槽 4 為了便于軸的加工 必要時應設置中心孔 5 軸上有多個鍵槽時 盡可能用同一規(guī)格尺寸 并安排在同一直線上 四 提高軸的強度和剛度的措施 1 減小應力集中 提高軸的強度 在零件截面發(fā)生變化處會產生應力集中現象 從而消弱材料的強度 因此 進行結構設計時 應盡量減小應力集中 在階梯軸的截面尺寸變化處應采用圓角過渡 且圓角半徑不宜過小 在圓角半徑受到限制時 可采用卸載槽 如圖14 15 a 所示 過渡肩環(huán) 如圖14 15 b 所示或凹切圓角 如圖14 15 c 所示的結構形式 圖14 15減小應力集中的結構 1 軸肩和軸環(huán) 定位軸肩 r軸 R孔或r軸 C孔軸肩或軸環(huán)的高度h必須大于R孔或C孔軸環(huán)寬度b l 4h非定位軸肩 h 1 5 2mm r D d 2 一 軸上零件的定位和固定1 軸上零件的軸向定位和固定方式常采用軸肩 軸環(huán) 套筒 圓螺母 軸段擋圈 緊定螺釘等方式 其結構方式 特點與應用見表16 2 注 C孔 軸上零件內孔倒角深 見右圖 r軸 R孔 軸 孔圓角 錯誤 正確 要求軸肩高度 滾動軸承內圈高度h 0 07d 3 0 1d 5 mm 當用軸肩 軸環(huán) 套筒 圓螺母 軸端擋圈進行零件的軸向定位時 為保證軸向定位可靠 要求L軸 L轂 4 軸端擋圈 錯誤 正確 正確 二 各段軸徑和長度的確定1 軸徑的確定原則確定各段直徑時應遵循以下原則1 有配合要求的軸段 圖中 段 取標準直徑 值見表16 4 2 安裝標準件的軸段 圖中 段 應符合相應的標準尺寸系列3 用作固定或定位的軸肩或軸環(huán) 圖中 段 的高度應滿足表16 2序號1的要求 2 長度的確定1 軸與傳動零件輪轂相配合的部分 圖中 段 應比輪轂長度略短2 3mm 以保證軸向固定的可靠性 2 其余各段長度根據總體結構要求確定 三 軸的結構工藝性軸的結構工藝應便于加工和裝配 以提高勞動生產率 降低成本 1 裝配工藝性1 階梯軸按裝軸上零件方便 便于固定和裝拆 且接近等強度 同時還能滿足不同軸段的不同配合特性 以及加工精度和表面粗糙度的要求 所以階梯軸為首選 2 每段軸端應有倒角 以便軸上零件導入及防止傷人 2 砂輪越程槽 1 螺紋退刀槽 2 切削加工工藝性 具體數據查手冊 3 軸端倒角 4 多個鍵槽 思考題 指出圖中結構不合理地方 并予以改正 1 分析如圖2所示的1 2 3 三處的結構錯誤 并將錯誤原因和改進方案填入下表 討論題 鍵太長 鍵槽位置不便加工 鍵長略短于帶輪輪轂長度 兩鍵槽應加在同一直線上 齒輪無法軸向固定 使L略小于B 軸承裝配不可靠 使軸頸長度略超出軸承