14.2 轴的结构设计
2）轴上零件的其他定位方法
14.2 轴的结构设计
3、轴的结构工艺性
在满足使用要求的情况下，轴形状尽量简单，相邻轴段直径差不宜过大; 对于阶梯轴常设计成两端小中间大的形状，以便于零件从两端装拆
轴端、轴颈和轴肩的过渡部位应有倒角或过度圆角；轴上各段的键槽、圆角半径、倒角、 中心孔等尺寸应尽可能统一; 与标准零件相配合的轴径取为圆整值，轴头的直径应采用标准直径系列，以利于加工和 检验; 当轴上有多处键槽时，应使各键槽位于轴的同一母线上；
二）按轴的受载情况不同分类
1.心轴：只承受弯矩不承受扭矩的轴，主要用于支承回转零件。 2.传动轴：只承受扭矩不承受弯矩或承受很小的弯矩的轴,主要用于传递转 矩。如汽车的传动轴。 3.转轴：同时承受弯矩和扭矩的轴，既支承零件又传递转矩。如减速器轴。
F
d
F
Me
扭转
T
T
弯 曲
14.2 轴的结构设计
一、轴的结构
观看切向键的安装
14.3.2 花键联接
由轴和轮毂孔沿四周方向均部的多个键齿构成的联接称谓 花键联接。
花键的标记为：N（键数）×d（小径）×D（大径）×B（键槽宽） 优点： ① 轴上零件与轴的对中性好； ② 轴的削弱程度较轻； ③ 承载能力强； ④ 导向性好。 缺点: 制造比较复杂、需专用设备，成本高。 花键联接多用于载荷较大，定心精度要求较高的联接中，如汽车，机床， 飞机等机器中。
A型
B型 A型 C型 B型 C型
14.3.1 键连接
普通平键
A型平键
B型平键
C型平键
Ø采用A、C型平键时，轴上键槽一般用指状铣刀铣出，采用B 型键时，键槽用盘状铣刀加工，轮毂上的键槽可用插削或拉削。 A型键应用最广，C型键一般用于轴端。
14.3.1 键连接
导向平键和滑键（用于动联接） 导向平键和滑键用于动联接。当轮毂需要在轴上沿轴向移 动时可采用这种键联接。 当被联接零件滑移距离较大时，宜采用滑键。
14.3.1 键连接
三、楔键联接 楔键的上、下表面为工作面， 两侧面为非工作面。键的上表面与 键槽底面均有1:100 的斜度。工作 时，键的上下两工作面分别与轮毂 和轴的键槽工作面压紧，靠其摩擦 力和挤压传递扭矩。
普通楔键
勾头楔键
观看楔键的安装
14.3.1 键连接
四、切向键 由两个斜度为1:100的楔键组成。一个切向键只能传递一个方向 的转矩，传递双向转矩时，须用互成120°～135°角的两个键。
14.2 轴的结构设计
轴上需磨削的轴段应设计出砂轮越程槽，需车制螺纹的轴段应有退刀槽
为使轴便于装配，轴端应有倒角(一般450）；过盈配合零件的装入端应加工出导向锥面；
14.2 轴的结构设计
【结构示例1】 结构改错
无非定位轴肩 套筒太高 ④ ① 无键连接 ③ ⑤ 轴向定位不确定 轴环太高 ② 无定位轴肩 ⑥ ⑦ 无键连接 ⑧ 无调整垫片 ⑨
Ø 轴头：轴和旋转零件的配合部分 Ø 轴颈：轴和轴承配合的部分 Ø 轴身：连接轴颈与轴头部分 Ø 轴肩(轴环)：轴的直径变化所形 成的阶梯处，起轴向定位作用
14.2 轴的结构设计
二、 轴结构设计的基本要求
n轴设计时所要解决的主要问题： 1、结构问题—确定轴的形状和尺寸； 2、强度问题—防止轴发生疲劳断裂； 3、刚度问题—防止轴发生过大的弹性变形； 4、振动稳定性问题—防止轴发生共振。 n对轴的结构基本要求： （1）轴和装在轴上的零件要有准确而可靠的 工作位置（定位和固定要求）； （2）轴要便于加工，有良好的加工和装配工 艺性，轴上的零件应便于装拆和调整（工艺性 要求） （3）轴上零件布置合理，受力合理，利于提 高强度和刚度（强度和刚度要求）。
一、平键连接 平键的两侧面是工作面。工作时靠键与键槽侧面的挤压来传 递扭矩，两侧面为工作面。结构简单，制造容易、装拆方便，对 中性较好，用于传动精度要求较高的场合。。 根据用途，平键又可分为 Ø普通平键 Ø导向平键和滑键 普通平键应用极为广泛。
14.3.1 键连接
普通平键 普通键按端部形状的不同可分为圆头（A型）、方头 （B型）、半圆头（C型）三种，具体结构如下图：
ü阶梯轴－便于轴上零件的拆装，在机器中的应用最为广泛 。 2.曲轴 ：轴的轴线为平面直线或空间直线，通常利用这些折 线形成曲柄。这类轴加工较为复杂，在汽车等行业应用较多。 3.挠性轴：轴的轴线为平面曲线或空间曲线，通常用在较为 复杂环境，以传递扭矩。例如管道清理机、医疗器械以及摩 托车等。
14.1 概述
第14章 轴和轴毂连接
§14.1 概述 §14.2 轴的结构设计 §14.3 轴毂联接
14.1 概述
一、轴的功用
v轴：轴是机器中的重要零件之一。它的主要功用是支承旋转的机械零件
（如齿轮、带轮等），并传递运动和动力。轴本身要用轴承支承。
14.1 概述
二、轴的分类 一）按轴的轴线形状不同分类
1.直轴 ：轴的轴线为直线，这类轴加工方便，最为常用。 根据需要可制成空心轴(质量轻，中空部分可用作供料或润 滑油等通道，但制造成本高) ü光轴－形状简单，应力集中少，但轴上零件不易装配和定位。
导向平键
滑 键
14.3.1 键联接
平键的尺寸
标记示例：键 16×100 GB1096-79（圆头普通平键A型, b=16, h=10, L=100）
14.3.1 键连接
二、半圆键联接 半圆键的两个侧面为半圆形，放置在半圆形的轴槽内。工作 时靠两侧面受挤压传递转矩，键在轴槽内绕其几何中心摆动， 以适应轮毂槽底部的斜度，装拆方便，但对轴的强度削弱较大， 主要用于轻载场合。
装配方案比较
14.2 轴的结构设计
1、轴上零件的布置
是否具有合理性（外形、结构、尺寸、受力状况、选材、轴的强度等）
14.2 轴的结构设计
2.轴上零件的轴向定位与固定
1）轴肩与轴环定位
（1）定位轴肩：高度h=（0.07-0.1）d （2）轴上零件为滚动轴承时:轴肩高度<轴承内圈高度; （3）非定位轴肩:高度h=(1-2)mm。 （4）轴肩处的圆角半径r—应小于R或倒角尺寸C，以免零件端面无法与轴肩端面相接触。 5）轴头长度L比轮毂长度长1-2mm。
无轴端挡圈
14.3 常用轴的结构
【结构示例2】 结构设计
轴上零件装拆方案不同，轴的结构形式也不一样。
方案一
方案二
【结构示例3】
结构设计
轴的零件图
14.3 轴毂连接
n常用的轴毂连接有键联接、花键连接等。 n轴毂连接主要是用来实现轴和轮毂之间的周向固定并用来传 递运动和扭矩
14.3.1 键连接