轴的结构设计 机械零件.docx

轴的结构设计机械零件轴的常用材料及其主要力学性能注：1.表中所列疲劳极限数值，均按下式计算o-l027(ob+os),-l0.156(b÷s)2.其他性能，SWs(0.550.62)s,o1.4-l,o1.5-lo3.球墨铸铁-la.36b,-l0.31b4 .许用静应力b/nb,许用疲劳应力。-l=o-ln-l05 .选用。-1值时，重要零件取较小值，一般零件取较大值。材料牌号热处理t丕直S/mmQ235,Q235F-20正火2520正火10020正火,回火>10030020正火,回火>30050020正火,回火>50070035正火2535正火,回火10035正火,回火>10030035正火,回火>30050035正火,回火35正火,回火35调质35调质45正火45正火,回火45正火,回火45正火,回火45正火,回火45调质40Cr调质40Cr调质40Cr调质40Cr调质40Cr调质35SiMn(42SiMn)调质>500750>7501000100>10030025<100>100300>300500>50075020025100>10033005005008002535SiMn(42SiMn)调质<10035SiMn(42SiMn)调质>10030035SiMn(42SiMn)调质>30040035SiMn(42SiMn)调质>40050040MnB调质2540MnB调质20040CrNi调质2535CrMo调质2535CrMo调质10035CrMo调质>10030035CrMo调质>30050035CrMo调质>50080038SiMnMo调质<10038SiMnMo调质>10030038SiMnMo调质>30050038SiMnMo调质>50080037SiMn-2MoV调质2537SiMn-2MoV调质20037SiMn-2MoV调质>20040037SiMn-2MoV调质>40060038Cr-MoAIA调质302OCr渗碳,淬火,回火152OCr渗碳,淬火,回火302OCr渗碳,淬火,回火6020CrMnTi渗碳,淬火,回火15ICrB调质602Crl3调质100ICrIS-NigTi淬火60ICrIS-NigTi淬火>60-180lCrl8-NigTi淬火>100200QT400-15-QT450-10-QT500-7-QT600-3轴上零件轴向固定方法及特点固定简特点方法图轴肩、轴结构简单，定位可靠，可承受较大轴向力。常用于齿轮、链轮、带轮、联轴器环、轴伸和轴承等定位为保证零件紧靠定位面，应使r<Cl或r<R。轴肩高度a应大于R或cl,通常取a=(0.070.1)d轴环宽度b1.4a与滚动轴承相配合处的a与r值应根据滚动轴承的类型与尺寸确定(见滚动轴承篇)圆柱轴伸见GB/T1569-1990套筒结构简单，定位可靠，轴上不需开槽、钻孔和切制螺纹，因而不影响轴的疲劳强度。一般用于零件间距较小场合，以免增加结构重量。轴的转速很高时不宜采用锁紧挡结构简单，不能承受大的轴向力，不宜用于高速。常用于光轴上零件的固定圈螺钉锁紧挡圈的结构尺寸见GB884-1986圆锥面能消除轴与轮毂间的径向间隙，装拆较方便，可兼作周向固定，能承受冲击载荷。多用于轴端零件固定，常与轴端压板或螺母联合使用，使零件获得双向轴向固定圆锥形轴伸见GB/T1570-1990圆螺母固定可靠，装拆方便，可承受较大轴向力。由于轴上切制噱纹，使轴的疲劳强度降低。常用双圆螺母或圆螺母与止动垫圈固定轴端零件，当零件间距较大时，亦可用圆螺母代替套筒以减小结构重量圆螺母和止动垫圈的结构尺寸见GB/T810-1988,GBT812-1988及GB/T858-1988轴端挡适用于固定轴端零件，可承受剧烈振动和冲击载荷圈螺栓紧固轴端挡圈的结构尺寸见GB/T8921986（单孔）及JB/ZQ4349-1986（双孔）轴端挡适用于心轴和轴端固定，见JB/ZQ4748-1986弹性挡结构简单紧凑，只能承受很小的轴向力，常用于固定滚动轴承圈轴用弹性挡圈的结构尺寸见GB/T894.1-1986紧定螺钉适用于轴向力很小，转速很低或仅为防止零件偶然沿轴向滑动的场合。为防止螺钉松动，可加锁圈紧定螺钉同时亦起周向固定作用紧定螺钉用孔的结构尺寸见GB/T71-1985轴上零件周向固定方法及特点固定简特点方法图平键制造简单，装拆方便，对中性好。用于较高精度、高转速及受冲击或变载荷作用下的固定联接中，还可用于一般要求的导向联接中齿轮、蜗轮、带轮与轴的联接常用此形式平键剖面及键槽见GB/T1096-1979导向平键见GB1097-1979楔键能传递转矩，同时能承受单向轴向力。由于装配后造成轴上零件的偏心或偏斜，故不适于要求严格对中、有冲击载荷及高速传动联接楔键及键槽见GB/T1563-1565-1979切向可传递较大的转矩，对中性差，对轴的削弱较大，常用于重型机械中键一个切向键只能传递一个方向的转矩,传递双向转矩时,需用两个互成120。，见GB/T1974-1980花键有矩形、渐开线及三角形花键之分承载能力高、定心性及导向性好，制造困难,成本较高。适于载荷较大，对定心精度要求较高的滑动联接或固定联接三角形齿细小，适于轴径小、轻载或薄壁套筒的联接，见GB/T1144-2001滑键键固定在轮毂上，键随轮毂一同沿轴上键槽作轴向移动常用于轴向移动距离较大的场合半圆键在轴上键槽中能绕其几何中心摆动，故便于轮毂往轴上装配，但轴上键槽很深，键削弱了轴的强度用于载荷较小的联接或作为辅助性联接，也用于锥形轴及轮毂联接，见GB/T10981099-1979圆柱适用于轮毂宽度较小(如d<0.6),用键联接难以保证轮毂和轴可靠固定的场合。这销种联接一般采用过盈配合，并可同时采用几只圆柱销。为避免钻孔时钻头偏斜，要求轴和轮毂的硬度差不能太大圆锥用于固定不太重要，受力不大但同时需要轴向固定的零件，或作安全装置用。由于销在轴上钻孔，对强度削弱较大，故对重载的轴不宜采用。有冲击或振动时可采用开尾圆锥销过盈结构简单对中性好，承载能力高，可同时起周向和轴向固定作用，但不宜用于常拆配合卸的场合。对于过盈量在中等以下的配合，常与平键联接同时采用，以承受较大的交变、振动和冲击载荷降低轴上应力集中的主要措施举例结构名简措施结构名简图措施称图称圆角加大圆角半径rd>圆角加大圆角半径，设i中间环减J直径差Dd<1.151.2加内凹圆角加退刀圆角键槽底部加圆角花键增大花键直径用圆盘铳刀花键加退刀槽横孔盲孔改成通孔横孔孔上倒角或滚珠辗压横孔压人弹性小的衬套过盈轮毂上开卸载槽过盈轴上开卸载槽并辑配合减小轮毂端部厚配合压度增大配合处直径说明Ko一弯曲时的有效应力集中系数圆柱形轴伸结构尺寸（摘自GB/T1569-1990）注：1直径大于6301250mm的轴伸直径和长度系列可参见原标准附录A本表未摘录。2 .本表适用于一般机器之间的联接并传递转矩的场合。3 .本表的单位是mmo圆柱形轴伸结构尺寸（摘自GB/T1569-1990）dL基本尺寸极限偏差长系列短系列6J6167j168j209J62010j232011j232012j6302514j302516j402818J6402819j402820j503622J6503624j503625j604228J6604230j805832k6805835k6805838k6805840k61108242k61108245k61108248k61108250k61108255m61108256m61108260m614010563m614010565m614010570m614010571m614010575m614010580m617013085m617013090m617013095m6170130100m6210165110m6210165120m6210165125m6210165130m6250200140m6250200150m6250200160m6300240170m6300240180m6300240190m6350280200m6350280220m6350280240m6410330250m6410330260r6410330280m6470380300m6470380320m6470380340m6550450360r6550450380m6550450400m6650540420m6650540440m6650540450m6650540460m6650540480m6650540500m6650540530m6800680560m6800680600m6800680630m6800680滑动轴承的向心轴颈结构尺寸代名称说明号轴颈直径由计算确定，并按GB/T321-1980圆整为标准直径b轴肩（环）高a(0.070.1)d,d+2a最好圆整为整数值r、rl度b1.4aI按零件倒角倒圆半径标准取轴环宽度l=IO+k+e+c圆角半径IO由轴承工作能力的需要定，e和k分别由热膨胀量和安装误差确定，e按轴颈长度标准取，对于固定轴轴颈I=IO确定滑动轴承的止推轴颈结构尺寸代号名称说明代名称说明DO轴直径计算确定b轴环宽度b=(0.1-0.15)dd轴直径计算确定K轴环距离K=(2-3)bd止推轴颈直颈计算确定Il止推轴颈长度由计算和推力轴承结构确定dl空心轴颈内dl=(0.40.6)n轴环数nl由计算和推力轴承结构d轴环外颈d2=(1.21.6)dr轴环根部圆角半按标准GB/T640341986选径取轴的常用材料及其主要力学性能