轴的结构设计

轴的结构设计就是确定轴的外形和全部结构尺寸。但轴的结构设计原则上应满足如下要求：1)轴上零件有准确的位置和可靠的相对固定;

2)良好的制造和安装工艺性;

3)形状、尺寸应有利于减少应力集中;

4)尺寸要求。

2.1 轴上零件的定位和固定

轴上零件的定位是为了保证传动件在轴上有准确的安装位置;固定则是为了保证轴上零件在运转中保持原位不变。作为轴的具体结构，既起定位作用又起固定作用。

1、轴上零件的轴向定位和固定：轴肩、轴环、套筒、圆螺母和止退垫圈、弹性挡圈、螺钉锁紧挡圈、轴端挡圈以及圆锥面和轴端挡圈等。

2、轴上零件的周向固定：销、键、花键、过盈配合和成形联接等，其中以键和花键联接应用最广。

2.2 轴的结构工艺性

轴的结构形状和尺寸应尽量满足加工、装配和维修的要求。为此，常采用以下措施：

1、当某一轴段需车制螺纹或磨削加工时，应留有退刀槽或砂轮越程槽。

2、轴上所有键槽应沿轴的同一母线布置。

3、为了便于轴上零件的装配和去除毛刺，轴及轴肩端部一般均应制出45º的倒角。过盈配合轴段的装入端常加工出带锥角为30º的导向锥面。

4、为便于加工，应使轴上直径相近处的圆角、倒角、键槽、退刀槽和越程槽等尺寸一致。

2.3 提高轴的疲劳强度

轴大多在变应力下工作，结构设计时应尽量减少应力集中，以提高其疲劳强度。

1、结构设计方面 轴截面尺寸突变处会造成应力集中，所以对阶梯轴相邻轴段直径不宜相差太大，在轴径变化处的过渡圆角半径不宜过小。尽量避免在轴上开横孔、凹槽和加工螺纹。在重要结构中可采用凹切圆角、过渡肩环，以增加轴肩处过渡圆角半径和减小应力集中。为减小轮毂的轴压配合引起的应力集中，可开减载槽。

2、制造工艺方面 提高轴的表面质量，降低表面粗糙度，对轴表面采用碾压、喷丸和表面热处理等强化方法，均可显著提高轴的疲劳强度。

2.4各轴段的直径和长度的确定

1、各轴段直径确定

a) 按扭矩估算所需的轴段直径d min; b) 按轴上零件安装、定位要求确定各段轴径。

注意：①与标准零件相配合轴径应取标准植;②同一轴径轴段上不能安装三个以上零件。

2、各轴段长度

① 与各轴段上相配合零件宽度相对应;②考虑零件间的适当间距——(特别)是转动零件与静止零件之间必须有一定的间隙。