① 轴肩或轴环：如教材图10-7所位是最方便可靠的定位方法，但采用轴轴的直径加大，而且轴肩处由于轴径的
应力集中。因此，多用于轴向力较大的场合。定位轴h=(0.07—0.1)d，d为与零件相配处的轴径尺寸。要求 ② 套筒和圆螺母 定位套筒用于轴上两零件小，结构简单，定位可靠。圆螺母用于轴上两零件距要在轴上切制螺纹，对轴的强度影响较大。 ③性挡圈和紧定螺钉 这两种固定的方法，常用于轴向力较小的场合。 示。轴肩定肩定位会使突变而产生肩的高度 r轴 的距离较离较大，需 ④轴端挡圈圆锥面： 轴端挡圈与轴肩、圆锥面与轴端挡圈联合使用，常用于轴端起到双向固定。装拆方便，多用于承受剧烈振动和冲击的场合。 2）周向定位和固定 轴上零件的周向固定是为了防止零件与轴发生相对转动。常用的固定方式有：a.键联接 b.过盈配合联接 c.圆锥销联接 d.成型联接 键联接和圆锥销联接见教材§10—4节。过盈配合是利用轴和零件轮毂孔之间的配合过盈量来联接，能同时实现周向和轴向固定，结构简单，对中性好，对轴削弱小，装拆不便。成型联接是利用非圆柱面与相同的轮毂孔配合，对中性好，工作可靠，制造困难应用少。 （3）、具有良好的制造和装配工艺性 1）. 轴为阶梯轴便于装拆。轴上磨削和车螺纹的轴段应分别设有砂轮越程槽和螺纹退刀槽。如教材图10—12所示。 2）. 轴上沿长度方向开有几个键槽时，应将键槽安排在轴的同一母线上。同一根轴上所有圆角半径和倒角的大小应尽可能一致，以减少刀具规格和换刀次数。为使轴上零件容易装拆，轴端和各轴段端部都应有45°的倒角。为便于加工定位，轴的两端面上应做出中心孔。 （4）、减小应力集中，改善轴的受力情况 轴大多在变应力下工作，结构设计时应减少应力集中，以提高轴的疲劳强度，尤为重要。轴截面尺寸突变处会造成应力集中，所以对阶梯轴，相邻两段轴径变化不宜过大，在轴径变化处的过渡圆角半径不宜过小。尽量不在轴面上切制螺纹和凹槽以免引起应力集中。尽量使用圆盘铣刀。此外，提高轴的表面质量，降低表面粗糙度，采用表面碾 压、喷丸和渗碳淬火等表面强化方法，均可提高轴的疲劳强度。 当传矩由一个传动件输入，而由几个传动件输出时，为了减小轴上的传矩，应将输入件放在中间。如图10－14所示，输入传矩T1＝T2＋T3，轴上各轮按图14-15a的布置形式，轴所受的最大传矩为T2＋T3，如改为图10-14b的布置形式，最大传矩减小为T2或T3。 4.4 轴的设计计算 4.4.1按扭转强度计算 这种方法是只按轴所受的扭矩来计算轴的强度。如果还受不大的弯矩时，则采用降低许用扭转切应力的办法予以考虑。并且应根据轴的具体受载及应力情况，采取相应的计算方法，并恰当地选取其许用应力。 在进行轴的结构设计时，通常用这种方法初步估算轴径。对于不大重要的轴，也可作为最后计算结果。轴的扭转强度条件为： TWp39.55?10?0.2d36Pn?[?] Mpa 强度条件：??设计公式： d?5?9.55?10P[?]n63?CPn（mm） 轴上有键槽： 放大：3~5%一个键槽；7~10%二个键槽。并且取标准植 式中：[τ]——许用扭转剪应力（N/mm2）， C为由轴的材料和承载情况确定的常数。 4.4.2 按弯扭合成强度计算 通过轴的结构设计，轴的主要结构尺寸、轴上零件的位置以及外载荷和支反力的作用位置均已确定，轴上的载荷（弯矩和扭矩）已可以求得，因而可按弯扭合成强度条件对轴进行强度校核计算。 对于钢制的轴，按第三强度理论，强度条件为： ?e?MWMe2?(?T)12M?2?(?T)32 ?[??1?32?d30.1d]b 3设计公式：d?M0.1[?e?1（mm） ]b式中、：бe为当量应力，Mpa。 d为轴的直径，mm; 矩；M为危险截面的合成弯矩；M?M2HMe?M2?(?T)2为当量弯 ?MV2； MH为水平面上的弯矩；MV为垂直面上 的弯矩；W为轴危险截面抗弯截面系数；?——为将扭矩折算为等效弯矩的折算系数 ∵弯矩引起的弯曲应力为对称循环的变应力，而扭矩所产生的扭转剪应力往往为非对称循环变应力 ∴?与扭矩变化情况有关 ?= [??1[?[?[??1]b]b]b[??1]b?1 ——扭矩对称循环变化 ?1[?0]b[?]?1b?0.6——扭矩脉动循环变化 ?0.3——不变的扭矩 ?1]b，[?0]b，[??1]b分别为对称循环、脉动循环及静应力状态下的许用弯曲应力。 对于重要的轴，还要考虑影响疲劳强度的一些因素而作精确验算。内容参看有关书籍。 4.4.3 轴的刚度计算概念 轴在载荷作用下，将产生弯曲或扭转变形。若变形量超过允许的限度，就会影响轴上零件的正常工作，甚至会丧失机器应有的工作性能。轴的弯曲刚度是以挠度y或偏转角θ以及扭转角ф来度量，其校核公式为： y≤[y]; θ≤[θ]; ф≤[ф]。 式中：[y]、 [θ]、 [ф]分别为轴的许用挠度、许用转角和许用扭转角。 4.4.4 轴的设计步骤 设计轴的一般步骤为： （1）选择轴的材料 根据轴的工作要求，加工工艺性、经济性，选择合适的材料和热处理工艺。 （2）初步确定轴的直径 按扭转强度计算公式，计算出轴的最细部分的直径。 （3）轴的结构设计 要求：①轴和轴上零件要有准确、牢固的工作位置；②轴上零件装拆、调整方便；③轴应具有良好的制造工艺性等。④尽量避免应力集中；根据轴上零件的结构特点，首先要预定出主要零件的装配方向、顺序和相互关系，它是轴进行结构设计的基础，拟定装配方案，应先考虑几个方案，进行分析比较后再选优。 原则：1）轴的结构越简单越合理；2）装配越简单越合理。 4.5各轴的计算 4.5.1高速轴计算 （1）查得C=118（低速轴弯矩较大），由公式 d?3Pn?1183111200?24.7mm 取高速轴的直径d=45mm。 （2）求作用在齿轮上的力 齿轮分度圆直径为 d1?z1m?20?4?80mm 齿轮所受的转矩为 T?9550?1032Td1P1n1?9550?103111200?87542N.mm 齿轮作用力 圆周力 Ft??2?87542?2188N 80径向力 Fr?Fttg?n/cos??2188?tg200/cos14.45.?821N 轴向力 Fa?Fttg??2188?tg14.45?564N （3）画轴的计算简图并计算支反力(图 a) 水平支反力RAX?FtlBClAB?1599N RBX?Ft?RBX?2188?1599?589N FrlBC?Fad1/2lAB821?201?564?40275垂直支反力 RAY?RBY?Fr?RAY?821?682?139N??682N （4）画弯矩图 a水平面内弯矩图M(b图) 截面c MCx?RAXlAC?1599?74?118326N.mm b垂直面内弯矩图MC（c图） 截面c MCY?RAYlAC?682?74?50468N.mm C合成弯矩MC?M2CX?MCY?128639N.mm（d图） 2 d 画扭矩图（e图） T?87542Nmm 又根据 ?B?600N/mm2 查得 ??1?b?55N/mm2 ??2?b?95N/mm2 ??5559?0.58 则 ?BT?0.58?87542?50774N.mm