軸的結構設計 機械零件VIP

軸的結構設計機械零件軸的常用材料及其主要力學性能注：1．表中所列疲勞極限數(shù)值，均按下式計算σ-1≈0.27(σb+σs)，τ-1≈0.156(σb+σs)。

2．其他性能，一般可取τs≈(0.55～0.62)σs，σo≈1.4σ-1，τo≈1.5τ-1。

3．球墨鑄鐵σ-1≈0.36σb，τ-1≈0.31σb。

4．許用靜應力[σ+1]=σb/[n]b，許用疲勞應力[σ-1]=σ-1/[n]-1。

5．選用[σ-1]值時，重要零件取較小值，一般零件取較大值。材料牌號熱處理毛坯直徑/mmQ235,Q235F--20正火2520正火≤10020正火,回火＞100～30020正火,回火＞300～50020正火,回火＞500～70035正火2535正火,回火≤10035正火,回火＞100～30035正火,回火＞300～50035正火,回火＞500～75035正火,回火＞750～100035調質≤10035調質＞100～30045正火2545正火,回火≤10045正火,回火＞100～30045正火,回火＞300～50045正火,回火＞500～75045調質≤20040Cr調質2540Cr調質≤10040Cr調質＞100～30040Cr調質＞300～50040Cr調質＞500～80035SiMn(42SiMn)調質2535SiMn(42SiMn)調質≤10035SiMn(42SiMn)調質＞100～30035SiMn(42SiMn)調質＞300～40035SiMn(42SiMn)調質＞400～50040MnB調質2540MnB調質≤20040CrNi調質2535CrMo調質2535CrMo調質≤10035CrMo調質＞100～30035CrMo調質＞300～50035CrMo調質＞500～80038SiMnMo調質≤10038SiMnMo調質＞100～30038SiMnMo調質＞300～50038SiMnMo調質＞500～80037SiMn-2MoV調質2537SiMn-2MoV調質≤20037SiMn-2MoV調質＞200～40037SiMn-2MoV調質＞400～60038Cr-MoAIA調質3020Cr滲碳,淬火,回火1520Cr滲碳,淬火,回火3020Cr滲碳,淬火,回火≤6020CrMnTi滲碳,淬火,回火151Crl3調質≤602Crl3調質≤1001Crl8-NigTi淬火≤601Crl8-NigTi淬火＞60～1801Crl8-NigTi淬火＞100～200QT400-15--QT450-10--QT500-7--QT600-3--軸上零件軸向固定方法及特點固定方法簡圖特點軸肩、軸環(huán)、軸伸結構簡單，定位可靠，可承受較大軸向力。常用于齒輪、鏈輪、帶輪、聯(lián)軸器和軸承等定位

為保證零件緊靠定位面，應使r＜c1或r＜R。

軸肩高度a應大于R或c1，通常取a＝（0.07～0.1）d

軸環(huán)寬度b≈1.4a

與滾動軸承相配合處的a與r值應根據(jù)滾動軸承的類型與尺寸確定（見滾動軸承篇）

圓柱軸伸見GB/T1569－1990套筒結構簡單，定位可靠，軸上不需開槽、鉆孔和切制螺紋，因而不影響軸的疲勞強度。一般用于零件間距較小場合，以免增加結構重量。軸的轉速很高時不宜采用鎖緊擋圈結構簡單，不能承受大的軸向力，不宜用于高速。常用于光軸上零件的固定

螺釘鎖緊擋圈的結構尺寸見GB/T884－1986圓錐面能消除軸與輪轂間的徑向間隙，裝拆較方便，可兼作周向固定，能承受沖擊載荷。多用于軸端零件固定，常與軸端壓板或螺母聯(lián)合使用，使零件獲得雙向軸向固定

圓錐形軸伸見GB/T1570－1990圓螺母固定可靠，裝拆方便，可承受較大軸向力。由于軸上切制螺紋，使軸的疲勞強度降低。常用雙圓螺母或圓螺母與止動墊圈固定軸端零件，當零件間距較大時，亦可用圓螺母代替套筒以減小結構重量

圓螺母和止動墊圈的結構尺寸見GB/T810－1988，GB/T812－1988及GB/T858－1988軸端擋圈適用于固定軸端零件，可承受劇烈振動和沖擊載荷

螺栓緊固軸端擋圈的結構尺寸見GB/T892－1986（單孔）及JB/ZQ4349－1986（雙孔）軸端擋板適用于心軸和軸端固定，見JB/ZQ4748－1986彈性擋圈結構簡單緊湊，只能承受很小的軸向力，常用于固定滾動軸承

軸用彈性擋圈的結構尺寸見GB/T894.1－1986緊定螺釘適用于軸向力很小，轉速很低或僅為防止零件偶然沿軸向滑動的場合。為防止螺釘松動，可加鎖圈

緊定螺釘同時亦起周向固定作用

緊定螺釘用孔的結構尺寸見GB/T71－1985軸上零件周向固定方法及特點固定方法簡圖特點平鍵制造簡單，裝拆方便，對中性好。用于較高精度、高轉速及受沖擊或變載荷作用下的固定聯(lián)接中，還可用于一般要求的導向聯(lián)接中

齒輪、蝸輪、帶輪與軸的聯(lián)接常用此形式

平鍵剖面及鍵槽見GB/T1096－1979

導向平鍵見GB/T1097－1979楔鍵能傳遞轉矩，同時能承受單向軸向力。由于裝配后造成軸上零件的偏心或偏斜，故不適于要求嚴格對中、有沖擊載荷及高速傳動聯(lián)接

楔鍵及鍵槽見GB/T1563～1565－1979切向鍵可傳遞較大的轉矩，對中性差，對軸的削弱較大，常用于重型機械中

一個切向鍵只能傳遞一個方向的轉矩，傳遞雙向轉矩時，需用兩個互成120°，見GB/T1974－1980花鍵有矩形、漸開線及三角形花鍵之分

承載能力高、定心性及導向性好，制造困難，成本較高。適于載荷較大，對定心精度要求較高的滑動聯(lián)接或固定聯(lián)接

三角形齒細小，適于軸徑小、輕載或薄壁套筒的聯(lián)接，見GB/T1144－2001滑鍵鍵固定在輪轂上，鍵隨輪轂一同沿軸上鍵槽作軸向移動

常用于軸向移動距離較大的場合半圓鍵鍵在軸上鍵槽中能繞其幾何中心擺動，故便于輪轂往軸上裝配，但軸上鍵槽很深，削弱了軸的強度

用于載荷較小的聯(lián)接或作為輔助性聯(lián)接，也用于錐形軸及輪轂聯(lián)接，見GB/T1098～1099－1979圓柱銷適用于輪轂寬度較小(如l/d＜0.6)，用鍵聯(lián)接難以保證輪轂和軸可靠固定的場合。這種聯(lián)接一般采用過盈配合，并可同時采用幾只圓柱銷。為避免鉆孔時鉆頭偏斜，要求軸和輪轂的硬度差不能太大圓錐銷用于固定不太重要，受力不大但同時需要軸向固定的零件，或作安全裝置用。由于在軸上鉆孔，對強度削弱較大，故對重載的軸不宜采用。有沖擊或振動時可采用開尾圓錐銷過盈配合結構簡單對中性好，承載能力高，可同時起周向和軸向固定作用，但不宜用于常拆卸的場合。對于過盈量在中等以下的配合，常與平鍵聯(lián)接同時采用，以承受較大的交變、振動和沖擊載荷降低軸上應力集中的主要措施舉例結構名稱簡圖措施結構名稱簡圖措施圓角加大圓角半徑r/d＞0.1

減小直徑差D/d＜1.15～1.2圓角加大圓角半徑，設中間環(huán)加內凹圓角加退刀圓角鍵槽底部加圓角花鍵增大花鍵直徑用圓盤銑刀花鍵加退刀槽橫孔盲孔改成通孔橫孔孔上倒角或滾珠輾壓橫孔壓人彈性小的襯套過盈配合輪轂上開卸載槽過盈配合軸上開卸載槽并輥壓減小輪轂端部厚度增大配合處直徑說明Kσ──彎曲時的有效應力集中系數(shù)圓柱形軸伸結構尺寸(摘自GB/T1569-1990)注：1．直徑大于630～1250mm的軸伸直徑和長度系列可參見原標準附錄A，本表未摘錄。

2．本表適用于一般機器之間的聯(lián)接并傳遞轉矩的場合。

3.本表的單位是mm。圓柱形軸伸結構尺寸(摘自GB/T1569-1990)dL基本尺寸極限偏差長系列短系列6j616—7j616—8j620—9j620—10j6232011j6232012j6302514j6302516j6402818j6402819j6402820j6503622j6503624j6503625j6604228j6604230j6805832k6805835k6805838k6805840k61108242k61108245k61108248k61108250k61108255m61108256m61108260m614010563m614010565m614010570m614010571m614010575m614010580m617013085m617013090m617013095m6170130100m6210165110m6210165120m6210165125m6210165130m6250200140m6250200150m6250200160m6300240170m6300240180m6300240190m6350280200m6350280220m6350280240m6410330250m6410330260m6410330280m6470380300m6470380320m6470380340m6550450360m6550450380m6550450400m6650540420m6650540440m6650540450m6650540460m6650540480m6650540500m6650540530m6800680560m6800680600m6800680630m6800680滑動軸承的向心軸頸結構尺寸代號名稱說明d

a

b

r、r1

l軸頸直徑

軸肩（環(huán)）高度

軸環(huán)寬度

圓角半徑

軸頸長度由計算確定，并按GB/T321－1980圓整為標準直徑

a≈（0.07～0.1）d，d+2a最好圓整為整數(shù)值

b≈1.4a

按零件倒角倒圓半徑標準取

l=l0+k+e+c

l0由軸承工作能力的需要定，e和k分別由熱膨脹量和安裝誤差確定，e按標準取，對于固定軸軸頸l=l0滑動軸承的止推軸頸結構尺寸代號名稱說明代號名稱說明D0軸直徑計算確定b軸環(huán)寬度