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轴及轴毂联接§1 概述机器上所安装的旋转零件，例如带轮、齿轮、联轴器和离合器等都必须用轴来支承，才能正常工作，因此轴是机械中不可缺少的重要零件。
本章将讨论轴的类型、轴的材料和轮毂联接，重点是轴的设计问题，其包括轴的结构设计和强度计算。
结构设计是合理确定轴的形状和尺寸，它除应考虑轴的强度和刚度外，还要考虑使用、加工和装配等方面的许多因素。
一、轴的分类按轴受的载荷和功用可分为：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。
如.车辆轴和滑轮轴。
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。
二、轴的材料主要承受弯矩和扭矩。
轴的失效形式是疲劳断裂，应具有足够的强度、韧性和耐磨性。
轴的材料从以下中选取：1. 碳素钢优质碳素钢具有较好的机械性能，对应力集中敏感性较低，价格便宜，应用广泛。
例如：35、45、50等优质碳素钢。
一般轴采用45钢，经过调质或正火处理；有耐磨性要求的轴段，应进行表面淬火及低温回火处理。
轻载或不重要的轴，使用普通碳素钢Q235、Q275等。
2. 合金钢合金钢具有较高的机械性能，对应力集中比较敏感，淬火性较好，热处理变形小，价格较贵。
多使用于要求重量轻和轴颈耐磨性的轴。
例如：汽轮发电机轴要求，在高速、高温重载下工作，采用27Cr2Mo1V、38CrMoAlA等。
滑动轴承的高速轴，采用20Cr、20CrMnTi等。
3. 球墨铸铁球墨铸铁吸振性和耐磨性好，对应力集中敏感低，价格低廉，使用铸造制成外形复杂的轴。
例如：内燃机中的曲轴。
三、设计轴的要求轴的设计一般应解决轴的结构和承载能力两方面的问题。
具体的说，轴的设计步骤有：（1）选择轴的材料；（2）初步估算轴的直径；（3）进行轴的结构设计；（4）精确校核（强度、刚度、振动等）；（5）绘制零件的工作图§10—2 轴的结构设计如教材图10-6所示为一齿轮减速器中的的高速轴。
第十四章轴和轴毂连接【教学目的要求】1、熟悉轴的类型、材料2、掌握轴的结构设计3、熟悉轴的强度计算，了解刚度计算5、掌握轴毂连接方法【教学重点难点】1、轴的结构设计2、轴毂连接【授课时数】８学时【教学方法】讲授、课件教学、课堂练习【教学内容】１４﹒１概述轴是组成机器的重要零件之一，各种作回转（或摆动）运动的零件（如齿轮、带轮等）都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。
因此，轴的主要功用是支撑回转零件及传递运动和动力。
一、轴的分类和用途轴有不同的分类方法，也有不同类型的轴。
常用的分类方法有两类：1）根据轴线的形状不同分类；2）根据承受载荷不同分类。
１、（1）、直轴直轴按外形可以分为光轴和阶梯轴，如图14--5所示。
阶梯轴便于轴上零件的拆装和定位。
（２）、曲轴常用于往复式机械中，例如内燃机、空气压缩机等。
可以实现直线运动与旋转运动的转换。
如图14--6所示它不受任何空间的限制，可以将扭转或旋转运动灵活地传到任何所需的位置，常用于医疗设备、操纵机构、仪表等机械如图14--7所示２、（1）、转轴同时承受扭矩和弯曲载荷的作用，例如齿轮减速器中的轴。
（2）、心轴心轴只需承受弯矩而不传递转距，例如铁路车辆的轴、自行车的前轴等。
按轴旋转与否分为转动心轴和固定心轴两种，如图14—2、3所示。
（3）、传动轴只承受扭矩而不承受弯矩或承受弯矩较小的轴。
例如图14--4所示的汽车中连接变速箱与后桥之间的传动轴。
二、轴的材料及选择轴的材料主要采用碳素钢和合金钢。
碳钢：价格低廉，对应力集中的敏感性较低，可以利用热处理提高其耐磨性和抗疲劳强度。
常用的有35、40、45、50钢，其中以45钢使用最广。
对于受力较小的或不太重要的轴，可以使用Q235、Q275等普通碳素钢。
合金钢：对于要求强度较高、尺寸较小或有其它特殊要求的轴，可以采用合金钢材料。
耐磨性要求较高的可以采用20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢；要求较高的轴可以使用40Cr（或用35SiMn、40MnB代替）、40CrNi(或用38SiMnMo代替)等进行热处理。
****职业技术学院教案所示。
阶梯轴便于轴上零件的拆装和定位。
则可以做成空心轴。
所以按轴的结构可以分为实心轴和空心轴，如图所示。
图14－1图14-2 图14-3图14－4图14－5图14－6图14－7图14－8 与其它零件一样，轴的设计包括两个方面的内容：图14－9由于轴工作时产生的应力多为变应力，所以轴的失效多为疲劳损坏，因此轴的材料应具有足够的疲劳强度、较小的应力集中敏感性和良好的加工性能等。
14.3.2 轴上零件的定位一、轴上零件的轴向定位轴上零件的定位和固定是两个不同的概念。
定位是针对装配而言的，为了保证准确的安装位置；固定是针对工作而言的，为了使运转中保持原位不变。
但二者之间又有联系，通常作为结构措施，既起固定作用尤其定位作用。
为了传递运动和动力，保证机械的工作精度和使用可靠，零件必须可靠地安装在轴上，不允许零件沿轴向发生相对运动。
因此，轴上零件都必须有可靠的轴向定位措施。
轴上零件的轴向定位方法取决于零件所承受的轴向载荷大小。
常用的轴向定位方法有以下几种。
1）轴肩与轴环定位方便可靠、不需要附加零件，能承受的轴向力大；该方法会使轴径增大，阶梯处形成应图14－10图14－11图14－12但由于套筒与轴之间存在间隙，所以在高速情图14－13工作可靠，能够承受较大的轴向力，应用广泛。
只用于轴端零件轴向定位。
需要图14－14图14－15固定可靠，可以承受较大的轴向力，能实现轴上图14－16图14－17图14-18图14－20适用于传递转矩较大，对中性要求较高或零件在轴上移动时要求导向性良好的场合。
图14－19图14－21 用于固定不太重要、受力不大，但同时需要周向或轴向固定的零件。
****职业技术学院教案图14－22图14－23的轴段，应留有退刀槽，以保证螺纹牙均能达到与其期的高度（如图）。
为了便于加工和检验，轴的直径应取为圆整值；与滚动轴承相配合的轴颈直径应符合滚图6－24图14－25该小于螺纹小径；轴上零件（如齿轮、带轮、联轴器）的轮毂宽度大于与其配合的轴段长度；轴的基本形状确定之后，换需要按照工艺的要求，对轴的结构细节进行合理设计，从而可以采用凹切圆角或肩环结构等。
机械设计课件第六章轴毂连接---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 机械设计课件第六章轴毂连接第六章轴毂连接轴毂连接的功能，主要是实现轴与轴上零件（如齿轮、带轮等）的轴向固定并传递转矩，有些还能实现轴上零件的轴向固定或轴向移动。
轴毂连接形式很多，如键连接、花键连接、过盈连接、销钉连接等。
本章主要讨论键连结和花键连接的类型，选择和计算，对其他形式的轴毂连接只作简单介绍。
6-1 键连接一、类型及特点：1 、键的作用键是种标准零件，通常用来实现轴与轴毂之间的轴向固定以传递转矩，有时也作导向零件用。
2 、分类及结构、特征：键连接的主要类型有：切向键联结。
楔键联结；半圆键联结；平键联结；（（1 ）、平键连接：平键是应用最广的键。
其横截面是正方形或矩形，键的两侧面是工作面，其顶面与轮毂上键槽的底面留有间隙。
工作时，靠键与键槽侧面的挤压来传递转矩。
见 P100 图 6-1 a)所示。
按用途。
1 / 19平键分为：滑键。
薄型平键；导向平键；普通平键；①、普通平键：用于静连接，特点是：对中性好，安装方便。
按端部形状，普通平键有三种。
型）单圆头（型）平头（型）圆头（见图 6-1 b) ,c) ,d) 所示。
采用圆头或单圆头平键，轴上的键槽用端铣刀铣出，轴上键槽端部的应立集中较大；圆头平键在键槽中轴向固定良好，但键的头部侧面与轮毂上的键槽不接触，故键的圆头部分不能充分利用。
采用平头键时，轴上键槽用盘铣刀铣出，轴的应力集中较小。
对于尺寸大的键，用紧钉螺钉把键固定在轴上键槽中。
轮毂上的键槽一般用插刀或拉刀加工。
单圆头平键常用于轴端与轮毂的连接。
②、薄型平键薄型平键也有圆头、平头和半圆头之分。
标准薄型平键的高度约为普通平键的60%～70%，所以传递转矩能力较低，适用空心轴、薄壁轮毂或只传递运动的轴毂连接。
