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軸的結構設計:
軸的結構設計是確定軸的合理外形和全部結構尺寸,為軸設計的重要步驟。它由軸上安裝零件類型、尺寸及其位置、零件的固定方式,載荷的性質、方向、大小及分布情況,軸承的類型與尺寸,軸的毛坯、制造和裝配工藝、安裝及運輸,對軸的變形等因素有關。設計者可根據軸的具體要求進行設計,必要時可做幾個方案進行比較,以便選出設計方案,以下是一般軸結構設計原則:1、節約材料,減輕重量,盡量采用等強度外形尺寸或大的截面系數的截面形狀;2、易于軸上零件精確定位、穩固、裝配、拆卸和調整;3、采用各種減少應力集中和提高強度的結構措施;4、便于加工制造和保證精度。
軸的分類:
常見的軸根據軸的結構形狀可分為曲軸、直軸、軟軸、實心軸、空心軸、剛性軸、撓性軸(軟軸)。直軸又可分為:①轉軸,工作時既承受彎矩又承受扭矩,是機械中較常見的軸,如各種減速器中的軸等。②心軸,用來支承轉動零件只承受彎矩而不傳遞扭矩,有些心軸轉動,如鐵路車輛的軸等,有些心軸則不轉動,如支承滑輪的軸等。③傳動軸,主要用來傳遞扭矩而不承受彎矩,如起重機移動機構中的長光軸、汽車的驅動軸等。軸的材料主要采用碳素鋼或合金鋼,也可采用球墨鑄鐵或合金鑄鐵等。軸的工作能力一般取決于強度和剛度,轉速高時還取決于振動穩定性。

軸是穿在軸承中間或車輪中間或齒輪中間的圓柱形物件,但也有少部分是方型的。軸是支承轉動零件并與之一起回轉以傳遞運動、扭矩或彎矩的機械零件。一般為金屬圓桿狀,各段可以有不同的直徑。機器中作回轉運動的零件就裝在軸上。
軸類零件的材料:
1、碳素鋼35、45、50等優質碳素結構鋼因具有較高的綜合力學性能,應用較多,其中以45鋼用得較為廣泛。為了改善其力學性能,應進行正火或調質處理。不重要或受力較小的軸,則可采用Q235、Q275等碳素結構鋼。
2、合金鋼合金鋼具有較高的力學性能,但價格較貴,多用于有特殊要求的軸。例如采用滑動軸承的高速軸,常用20Cr、20CrMnTi等低碳合金結構鋼,經滲碳淬火后可提高軸頸耐磨性;機轉子軸在高溫、高速和重載條件下工作,必須具有良好的高溫力學性能,常采用40CrNi、38CrMoAlA等合金結構鋼。軸的毛坯以鍛件優先、其次是鋼;尺寸較大或結構復雜者可考慮鑄鋼或球墨鑄鐵。
例如,用球墨鑄鐵制造曲軸、凸輪軸,具有成本低廉、吸振性較好,對應力集中的敏感性較低、強度較好等優點。軸的力學模型是梁、多數要轉動,因此其應力通常是對稱循環。其可能的失效形式有:疲勞斷裂、過載斷裂、彈性變形過大等。軸上通常要安裝一些
于車床主軸含有臺階,內孔,能夠充分的反映出軸類零件的特點,所以現使用主軸來進行舉例.
1,首先鍛件毛坯兩端鉆中心孔,粗車外圓幾大檔臺階;2,進行調質;3,半精車各檔臺階,外圓和長度放余量,然后搭中心架車對總長;4,中心架上鉆軸內通孔;5,搪兩端錐孔,兩端鑲悶頭,鉆中心孔,為磨削做準備;6,精車各檔外圓及臺階平面,放磨削余量,并且車外圓上各槽,倒角;7,磨削各檔外圓及臺階平面到尺寸;8,裝配后在本車床上加工各螺紋.
軸類零件是機器中經常遇到的典型零件之一。它主要用來支承傳動零部件,傳遞扭矩和承受載荷。軸類零件是旋轉體零件,其長度大于直徑,一般由同心軸的外圓柱面、圓錐面、內孔和螺紋及相應的端面所組成。根據結構形狀的不同,軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。
軸的長徑比小于5的稱為短軸,大于20的稱為細長軸,大多數軸介于兩者之間。
軸用軸承支承,與軸承配合的軸段稱為軸頸。軸頸是軸的裝配基準,它們的精度和表面質量一般要求較高,其技術要求一般根據軸的主要功用和工作條件制定,通常有以下幾項:
(一)尺寸精度
起支承作用的軸頸為了確定軸的位置,通常對其尺寸精度要求較高(IT5~IT7)。裝配傳動件的軸頸尺寸精度一般要求較低(IT6~IT9)。
(二)幾何形狀精度
軸類零件的幾何形狀精度主要是指軸頸、外錐面、莫氏錐孔等的圓度、圓柱度等,一般應將其公差限制在尺寸公差范圍內。對精度要求較高的內外圓表面,應在圖紙上標注其允許偏差。
(三)相互位置精度
軸類零件的位置精度要求主要是由軸在機械中的位置和功用決定的。通常應保證裝配傳動件的軸頸對支承軸頸的同軸度要求,否則會影響傳動件(齒輪等)的傳動精度,并產生噪聲。普通精度的軸,其配合軸段對支承軸頸的徑向跳動一般為0.01~0.03mm,高精度軸(如主軸)通常為0.001~0.005mm。
四)表面粗糙度
一般與傳動件相配合的軸徑表面粗糙度為Ra2.5~0.63μm,與軸承相配合的支承軸徑的表面粗糙度為Ra0.63~0.16μm。
改進工件的裝夾方法
粗加工時,由于切削余量大,工件受的切削力也大,一般采用卡頂法,尾座頂尖采用彈性頂尖,可以使工件在軸向自由伸長。但是,由于頂尖彈性的限制,軸向伸長量也受到限制,因而頂緊力不是很大。在高速、大用量切削時,有使工件脫離頂尖的危險。采用卡拉法可避免這種現象的產生。
精車時,采用雙頂尖法(此時尾座應采用彈性頂尖)有利于提高精度,其關鍵是提高中心孔精度。
采用跟刀架
跟刀架是車削細長軸極其重要的附件。采用跟刀架能抵消加工時徑向切削分力的影響,從而減少切削振動和工件變形,但必須注意仔細調整,使跟刀架的中心與機床頂尖中心保持一致。
采用反向進給
車削細長軸時,常使車刀向尾座方向作進給運動(此時應安裝卡拉工具),這樣刀具施加于工件上的進給力方向朝向尾座,因而有使工件產生軸向伸長的趨勢,而卡拉工具大大減少了由于工件伸長造成的彎曲變形。

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