機械零部件的設計（1）——軸

面壁深功

今天分享的是怎樣開展軸的設計
軸是機械設備中的關鍵零件之一，按工作原理可分轉軸、芯軸和傳動軸3種。
軸的設計是一個綜合性的過程，涉及多個方面的考慮和計算。在實際設計過程中，需根據具體的工作要求和性能要求進行全面分析和計算，以確保軸系的設計質量和可靠性。以下是軸的設計程序及設計注意點：
一、設計程序
1. 確定軸的裝配方案和軸上零件的整體布置
根據機器的總體布局和工作要求，確定軸的裝配方案和軸上零件的整體布置。這包括軸上各零件的位置、間距和相互連接方式。
2. 選擇軸的材料
根據軸的受力情況、工作環境和性能要求，選擇合適的材料。常用的軸材料有碳鋼、合金鋼等，具體選擇需考慮材料的強度、硬度、韌性、耐磨性和耐腐蝕性等因素。
3. 計算軸的直徑
在支點間距離以及力的作用點不確定的情形下，先按純扭工況計算軸的直徑。軸的直徑需滿足強度要求，并能承受預期的扭矩和彎矩。
4. 進行軸的結構設計
包括軸肩、鍵槽、圓角等結構的設計。這些結構的設計需滿足零件的定位、固定和裝配要求，同時考慮軸的制造工藝性和應力分布。
5. 進行軸的剛強度計算
根據軸的受力情況和材料性能，進行軸的剛強度計算。這包括扭轉強度、彎曲強度和剛度等方面的計算，確保軸在工作過程中不發生失效。
6. 特殊條件下的強度精確計算
在特殊條件下（如高溫、高壓、高速等），需進行軸的強度精確計算。這包括考慮材料的熱膨脹、蠕變、疲勞等因素對軸的影響。
7. 進行軸的臨界轉速計算
在轉速較高、跨度較大或外伸端較長的情況下，需進行軸的臨界轉速計算。這有助于避免軸在工作過程中發生共振和失效。
8. 進行軸的修改設計
如果剛強度校核不滿足條件，需進行軸的修改設計。這包括調整軸的直徑、截面尺寸、材料選擇或結構設計等方面，以滿足性能要求。
二、軸的設計中容易出錯的地方
1. 軸上零件的準確定位與固定
軸上零件需通過合理的軸向和周向定位方法實現準確定位與固定。這有助于確保軸系在工作過程中的穩定性和可靠性。
2. 軸系結構的工藝性
軸系結構需具有良好的工藝性，便于加工、裝配和維修。這包括避免軸截面尺寸發生急劇變化、直徑突變處平滑過渡制圓角等措施，以減少應力集中和提高軸的質量。
3. 軸的剛度和支承剛度
軸的剛度主要取決于軸的剛度和支承剛度。需合理設計各軸段截面尺寸、采用空心軸等措施提高軸的剛度；同時選用剛性較大的軸承、支承處的箱座采用加強肋等措施提高支承剛度。
4. 軸承的適當固定與調整
軸承需有適當的軸向固定措施，以防止軸向竄動并確保軸承工作受熱膨脹時的影響。同時，需對軸承游隙進行適當調整，以維持良好的潤滑條件。
5. 考慮軸的熱膨脹和變形
在設計過程中，需考慮軸的熱膨脹和變形對軸系性能的影響。這包括選擇合適的材料、合理設計軸的結構和尺寸、采取適當的熱補償措施等方面。

機械貓yy

進來學習，感謝分享

Bycdgking

謝謝大佬分享

cangzhoumj

感謝分享

TakiLee

學習

gemiusunyi

講解的非常清楚

馬自達VIP

學習學習

學習進步

謝謝分享

xhszck

我在機械加工企業，對軸的具體尺寸公差及位置公差、粗糙度等比較關心，要便于加工和成本控制

fiyu1314

感覺是機械設計 上的原話呢，懂的時候就能看懂，不懂的時候看了也沒啥用