軸結構的設計步驟

軸的結構設計須在經(jīng)過初步強度計算，已知軸的直徑以及軸上零件尺寸（主要是轂孔直徑及寬度）后才進行。其主要步驟為：

1．確定軸上零件裝配方案：軸的結構與軸上零件的位置及從軸的哪一端裝配有關。如圖所示，

2．確定軸上零件定位方式：根據(jù)具體工作情況，對軸上零件的軸向和周向的定位方式進行選擇。軸向定位通常是軸肩或軸環(huán)與套筒、螺母、擋圈等組合使用，周向定位多采用平鍵、花鍵或過盈配合聯(lián)結。

3．確定各軸段直徑：軸的結構設計是在初步估算軸徑的基礎上進行的，為了零件在軸上定位的需要，通常軸設計為階梯軸。根據(jù)作用的不同，軸的軸肩可分為定位軸肩和工藝軸肩（為裝配方便而設），定位軸肩的高度值有一定的要求；工藝軸肩的高度值則較小，無特別要求。所以直徑的確定是在強度計算基礎上，根據(jù)軸向定位的要求，定出各軸段的終直徑。此外，還應考慮軸的制造及軸上零件裝拆的難易程度、對軸強度的影響及工作可靠性等因素。

4．確定各軸段長度：主要根據(jù)軸上配合零件轂孔長度、位置、軸承寬度、軸承端蓋的厚度等因素確定。

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在花鍵磨床上磨小徑時，砂輪修整器回轉(zhuǎn)中心與工件中心線因操作誤差往往不能完全重合，即花鍵軸小徑理論圓心與砂輪圓弧中心不重合產(chǎn)生偏移。另外，磨床砂輪主軸軸向竄動超出經(jīng)常范圍，也會引起花鍵軸小徑與圓弧中心不相重合。這樣在檢測時，其測量值小于實際較大值，使花鍵軸裝不進花鍵孔，這種情況在生產(chǎn)實踐中時有發(fā)生。磨削法：用成形砂輪在花鍵軸磨床上磨削花鍵齒側(cè)和底徑，適用于加工淬硬的花鍵軸或精度要求更高的、特別是以內(nèi)徑定心的花鍵軸。在實際操作中，如果想調(diào)整砂輪休整器回轉(zhuǎn)中心與工件中心線完全重合是非常困難的，但通過生產(chǎn)實踐，發(fā)現(xiàn)采用減小砂輪圓弧半徑的方法比較實用，使用本方法加工，再通過簡易的檢測手段，基本上不會出現(xiàn)花鍵軸裝不進花鍵孔的情況。具體檢測方法，把花鍵軸二端中心孔頂在專用的檢查儀上，再用千分表觸頭頂在小徑上，用手工轉(zhuǎn)動工件，記錄各花鍵間小徑中心較高點的具體數(shù)據(jù)后，本檢測即告結束。

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花鍵軸都取決于其具有以下幾個方面的優(yōu)良特性：傳動、定位精度高、傳動可逆性、使用壽命長、同步性能好、價格優(yōu)、交貨期快。精密花鍵軸副是一種直線運動系統(tǒng)?；ㄦI套與花鍵軸進行相對直線運動 。當花鍵套利用其中的鋼球在經(jīng)過精密磨削的花鍵軸上作直線運動的同時，又可以傳遞扭矩。矩形花鍵的定心方式為小徑定心，即外花鍵和內(nèi)花鍵的小徑為配合面。當扭矩由花鍵軸施加到花鍵套上或由花鍵套施 加到花鍵軸上，扭矩方向上的滾珠同時平穩(wěn)，均勻傳遞載荷。滾珠花鍵副可以將旋轉(zhuǎn)方向的間隙控制在零間隙或過盈，可以進行高速直線運動，高速旋轉(zhuǎn)運動。力驁?zhí)淳芑ㄦI副，廣泛地應用在各種自動化設備上如：機器人生產(chǎn)線等等。

軸的表面粗糙度對疲勞強度有很大的影響。疲勞裂紋常常發(fā)生在表面粗糙的地方。為提高軸的疲勞強度，可采用表面強化處理。如碾壓、噴丸、氮化、滲碳、淬火等方法，可顯著提高軸的承載能力。

軸的設計步驟為：

（1）根據(jù)機械傳動方案和整體布局，擬訂軸上零件的布置方案和裝配方案；

（2）選擇軸的材料；

（3）初步估算軸的直徑；

（4）軸的結構設計；

（5）軸的強度（必要時進行剛度）計算，并結合有關影響因素修改設計；

（6）完成軸的零件工作圖；

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