第十五章轴 §15-1概述 ■（一)轴的用途及分类 轴是组成机器的主要零件之一。一切作回转运动的传 动零件（例如齿轮、蜗轮等），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承回转零件及 传递运动和动力
第十五章 轴 ◼ §15—1 概 述 ◼ (一)轴的用途及分类 ◼ 轴是组成机器的主要零件之一。一切作回转运动的传 动零件(例如齿轮、蜗轮等)，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承回转零件及 传递运动和动力
§5一1概述（续） 按照承受载荷的不同，轴可分为转轴、心轴和传动 轴三类。工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴 (图15-1中的轴)。这类轴在各种机器中最为常见。只 承受弯矩而不承受扭矩的轴称为心轴。心轴又分为转 动心轴（图15-2a)和固定心轴（图15-2b)两种。只承受 扭矩而不承受弯矩（或弯矩很小）的轴称为传动轴（图 15-3)
◼ 按照承受载荷的不同，轴可分为转轴、心轴和传动 轴三类。工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴 (图15—1中的轴)。这类轴在各种机器中最为常见。只 承受弯矩而不承受扭矩的轴称为心轴。心轴又分为转 动心轴(图15—2a)和固定心轴(图15—2b)两种。只承受 扭矩而不承受弯矩(或弯矩很小)的轴称为传动轴(图 15—3)。 §15—1 概 述（续）
§5一1概述（续） a)转动心轴 b)固定心轴 图15~1支承齿轮的转轴 图15-2支承滑轮的心轴
§15—1 概 述（续）
§15一1概述（续） 国国 图15-3传动轴
§15—1 概 述（续）
§151概述（续） 轴还可按照轴线形状的不同，分为曲轴（图15一4）和 直轴两大类。曲轴通过连杆可以将旋转运动改变为往复 直线运动，或作相反的运动变换。 aA再 图15*4曲轴
◼ 轴还可按照轴线形状的不同，分为曲轴(图15—4)和 直轴两大类。曲轴通过连杆可以将旋转运动改变为往复 直线运动，或作相反的运动变换。 §15—1 概 述（续）
§5一1概述（续） 直轴根据外形的不同，可分为光轴（图15一2中的 轴)和阶梯轴（图15一1中的轴）两种。光轴形状简单，加 工容易，应力集中源少，但轴上的零件不易装配及定 位；阶梯轴则正好与光轴相反。因此光轴主要用于心 轴和传动轴，阶梯轴则常用于转轴。 a)转动心轴 b)固定心轴 图15-1支承齿轮的转轴 图15-2支承滑轮的心轴
◼ 直轴根据外形的不同，可分为光轴(图15—2中的 轴)和阶梯轴(图15—1中的轴)两种。光轴形状简单，加 工容易，应力集中源少，但轴上的零件不易装配及定 位；阶梯轴则正好与光轴相反。因此光轴主要用于心 轴和传动轴，阶梯轴则常用于转轴。 §15—1 概 述（续）
§151概述（续） 直轴一般都制成实心的。在那些由于机器结构的要 求而需在轴中装设其它零件或者减小轴的质量具有特别 重大作用的场合，则将轴制成空心的（图15一5）。空心轴 内径与外径的比值通常为0.5-0.6，以保证轴的刚度及扭 转稳定性。 图15-5空心轴
◼ 直轴一般都制成实心的。在那些由于机器结构的要 求而需在轴中装设其它零件或者减小轴的质量具有特别 重大作用的场合，则将轴制成空心的(图15—5)。空心轴 内径与外径的比值通常为0.5-0.6，以保证轴的刚度及扭 转稳定性。 §15—1 概 述（续）
§15一1概述（续） 钢丝软轴，又称钢丝挠性轴。它是由多组钢丝分 层卷绕而成的（图15一6），具有良好的挠性，可以把回 转运动灵活地传到不开敞的空间位置（图15一7）。 设备 彼驱动装量 接出 钢丝软轴 (外层为护套) 设备 接头 动力源 图15-6钢丝软轴的绕制 图15-7钢丝软轴的应用
◼ 钢丝软轴，又称钢丝挠性轴。它是由多组钢丝分 层卷绕而成的(图15—6)，具有良好的挠性，可以把回 转运动灵活地传到不开敞的空间位置(图15—7)。 §15—1 概 述（续）
§15一1概述（续） (二)轴设计的主要内容 轴的设计包括结构设计和工作能力计算两方面的内容。 轴的结构设计：根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造 工艺等方面的要求，合理地确定轴的结构形式和尺寸。若不 合理，会影响轴的工作能力和轴上零件的工作可靠性，还会 增加轴的制造成本和轴上零件装配的困难等。轴的结构设计 是轴设计中的重要内容。 轴的工作能力计算：指的是轴的强度、刚度和振动稳定 性等方面的计算。多数情况下，轴的工作能力主要取决于轴 的强度。这时只需对轴进行强度计算，以防止断裂或塑性变 形。而对刚度要求高的轴（如车床主轴）和受力大的细长轴， 还应进行刚度计算，以防止工作时产生过大的弹性变形。对 高速运转的轴，还应进行振动稳定性计算，以防止发生共振 而破坏
(二)轴设计的主要内容 ◼ 轴的设计包括结构设计和工作能力计算两方面的内容。 ◼ 轴的结构设计：根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造 工艺等方面的要求，合理地确定轴的结构形式和尺寸。若不 合理，会影响轴的工作能力和轴上零件的工作可靠性，还会 增加轴的制造成本和轴上零件装配的困难等。轴的结构设计 是轴设计中的重要内容。 ◼ 轴的工作能力计算：指的是轴的强度、刚度和振动稳定 性等方面的计算。多数情况下，轴的工作能力主要取决于轴 的强度。这时只需对轴进行强度计算，以防止断裂或塑性变 形。而对刚度要求高的轴(如车床主轴)和受力大的细长轴， 还应进行刚度计算，以防止工作时产生过大的弹性变形。对 高速运转的轴，还应进行振动稳定性计算，以防止发生共振 而破坏。 §15—1 概 述（续）
§15一1概述（续） (三)轴的材料 轴的材料主要是碳钢和合金钢。钢轴的毛坯多数用轧 制圆钢和锻件，有的则直接用圆钢。 由于碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性较低， 同时也可以用热处理或化学热处理的办法提高其耐磨性和 抗疲劳强度，故采用碳钢制造轴尤为广泛，其中最常用的 是45钢。 合金钢比碳钢具有更高的力学性能和更好的淬火性能。 因此，在传递大动力，并要求减小尺寸与质量，提高轴径 的耐磨性，以及处于高温或低温条件下工作的轴，常采用 合金钢
(三)轴的材料 ◼ 轴的材料主要是碳钢和合金钢。钢轴的毛坯多数用轧 制圆钢和锻件，有的则直接用圆钢。 ◼ 由于碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性较低， 同时也可以用热处理或化学热处理的办法提高其耐磨性和 抗疲劳强度，故采用碳钢制造轴尤为广泛，其中最常用的 是45钢。 ◼ 合金钢比碳钢具有更高的力学性能和更好的淬火性能。 因此，在传递大动力，并要求减小尺寸与质量，提高轴径 的耐磨性，以及处于高温或低温条件下工作的轴，常采用 合金钢。 §15—1 概 述（续）