16.1.3 轴设计的主要问题 1.材料：见前述 2.结构：轴向、周向定位；工艺要求；安装和维修 3.工作能力：强度、刚度、耐磨性和振动的稳定性等； 重型轴还要考虑毛坯制造、探伤、起重。

　　16.2.1 轴的毛坯 尺寸较小的轴可以用圆钢车制，尺寸较大的轴则应 用锻造毛坯。铸造毛坯应用较少。 16.2.2 轴的组成 轴主要由轴头、轴身、 轴颈三部分组成。 轴的结构和形状取决于：

　　轴的毛坯种类 轴上作用力的大小及分布情况 轴上零件的位置轴承设计、配合性质以 及联结固定的方法 轴承的类型、尺寸和位置 轴的加工方法、装配方法以及 其他特殊要求

　　§16.1 概述 §16.2 轴的结构设计 §16.3 轴的强度计算 §16.4 轴的刚度计算 §16.5 轴的临界转速

　　功用：轴的主要功用是支承回转零件及传递运动和动力。 16.1.1 轴的分类 按照承受载荷的不同，轴可分为： 1. 转轴─同时承受弯矩和转矩的轴，如减速器的轴。 Fr F 如：齿轮轴

　　2.轴上零件的周向固定 常用的周向固定方法有键、花键、成形、弹性环、销和过 盈配合等联接。

　　16.3.2 按许用弯曲应力计算（弯扭组合计算） 1.应用 (1)（初步结构化）已知跨度的转轴（支点确定） (2)一般为重要的转轴 2.算式 弯曲应力 σ b一般计算顺序如下： (1)画空间受力简图； (2)作水平、垂直平面受力图； (3)作 MH (Mxy )；作 MV (Mxz ) ；

　　εσ 和ετ－ 响 曲 力 切 力 尺 系 （ 录 6 ； 影 弯 应 和 应 的 寸 数 附 表 ）

　　(3)改变零件的结构可以改变轴的类型 a)T由卷筒传递，轴仅受M(心轴) b)T由轴传递，轴受M、T(转轴)

　　2.轴在轴上零件定位、固定可靠、装拆方便 见16.2.3 3.良好的工艺性 （1）退刀槽

　　(2）倒角 易对中安装（紧配合处），安全 倒角、圆角一致。 (3) 键槽：在同一母线) 非定位轴肩的设置：便于紧配合处的安装 4.尽量避免应力集中 (1)减小不必要的尺寸变化和减小尺寸变化的幅度； (2)采用大过渡圆角； (3)紧配合处采用卸载槽； (4)减少表面粗糙度； (5)采用輾压、喷丸工艺。 16.2.3 零件在轴上的固定 轴上零件常以其毂和轴联接在一起。轴和毂的固定可分为 轴向固定和周向固定两类。

　　(1)类 定 构→必 校 计 比 结 要 核 算 (2)强 计 为 据 →逐 结 细 （ 计 节 材 ） 度 算 依 步 构 化 设 ， 约 料 轴的强度计算主要由三种方法（据轴受载及对安全要求） （1）按许用切应力计算 （2）许用弯曲应力计算； （3）安全系数校核计算。 16.3.1 按许用切应力计算 1.应用（仅与T有关） (1)传动轴计算（主要T） (2)需初步结构化的转轴（只知T） (3)不重要转轴的计算（将M影响折算进行 [τ ]内）

　　1. 受载合理 (1)减小轴上扭矩。 改变轴上零件的 布置，有时可以减 小轴上的载荷。

　　受载合理 轴及轴上零、部件定位及固定可靠 良好的制造、拆装工艺性 减小应力集中

　　3. 传动轴─主要承受转矩的轴，不受弯矩或弯矩很小， 如汽车的传动轴。 桥式起重机 大车行走机 构车轮轴 按照轴线形状的不同，轴可分为曲轴和直轴两大类。 直轴根据外形的不同，可分为光轴和阶梯轴。 轴一般是实心轴，有特殊要求时也可制成空心轴。 除了刚性轴外，还有钢丝软轴，可以把回转运动灵活地传 到不开敞地空间位置。

　　1.目的：防止弯曲、扭转变形过大而影响机器正常运 转，这是工程上布允许的 例：

　　碳 钢 对 力 中 感 ↓， 格↓， 用 泛 素 ： 应 集 敏 性 价 应 广 合 钢 综 机 性 及 处 性 ↑， 本↓， 应 集 金 ： 合 械 能 热 理 能 成 对 力 中

　　球 铸 或 金 铁 吸 性↑， 于 成 种 杂 状 墨 铁 合 铸 ： 振 易 制 各 复 形 。

　　1.轴上零件的轴向固定 轴上零件轴向固定的方法有：轴肩（或挡环）、弹性 挡圈、套筒、锁紧挡圈（加紧定螺钉）、锥形轴头、紧定 螺钉、圆螺母、紧配合、轴端挡圈等结构。 详见 P311 图16.3

　　（10）进一步结构化（尺寸细化，加工、配合得知） 16.3.3 安全系数校核计算 1.应用：(1)结构细化的重要轴（改善薄弱环节） (2)只限危险截面处 2.算式 (1)疲劳强度安全系数的校核计算（防疲劳破坏） 确定危险截面