台阶轴的各部分作用认知

在机械产品中，台阶轴得到了广泛的应用。本任务要求从台阶轴的装配图入手，对台阶轴的各部分在机器中的作用进行认知。

轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆锥面、内孔和螺纹及相应的端面所组成，是常见的典型零件之一。一般，长径比小于5的轴称为短轴，大于20的轴称为细长轴，大多数轴介于两者之间。按轴类零件结构形式不同，一般可分为光轴、阶梯轴和异形轴三类，或分为实心轴、空心轴等。与轴承配合的轴段称为支承轴颈，支承轴颈是轴的装配基准，其精度和表面质量一般要求较高。轴用来支承齿轮、带轮等转动的传动零件（见图3-2），传递运动和动力、承受载荷，保证装在轴上的零件具有确定的工作位置和一定的回转精度。

图3-2　轴的机构

1—轴承；2—齿轮；3—挡圈；4—轴；5—联轴器

1.零件分析

图3-3　传动轴

台阶轴的加工工艺较为典型，反映了轴类零件加工的大部分内容与基本规律。如图3-3所示零件是减速器中的传动轴，它属于台阶轴类零件，材质为45#钢，调质为HB240-260，由圆柱面、轴肩、螺纹、螺尾退刀槽、砂轮越程槽和键槽等组成。传动轴的结构和其各个部位应具有合理的形状和尺寸，需满足下面四个方面的要求：

（1）轴上零件可靠定位；

（2）尽量避免或减小应力集中；

（3）轴上零件便于装拆和调整；

（4）轴应具有良好的制造工艺性。

2.零件的轴向固定

零件的轴向固定（见表3-2）保证了零件在轴上有确定的轴向位置，防止零件做轴向移动，并能承受轴向力。用于轴向固定的零件有轴肩、轴环、轴端挡圈、圆螺母、圆锥面、弹性挡圈、轴套（套筒）以及圆锥销、紧定螺钉等。

传动轴轴肩用来确定安装在轴上零件的轴向位置，槽的作用是使零件装配时有一个正确的位置，并使加工中磨削外圆或车螺纹时退刀方便；键槽用于安装键，以传递转矩；左端螺纹用于安装螺母和止动垫圈，右端螺母用于安装双螺母。

表3-2　零件的轴向固定

续 表(www.xing528.com)

3.零件的周向固定

周向固定是为了传递转矩，防止零件与轴产生相对的转动。平键连接（见图3-4）是使用最为广泛的周向固定方法，其拆装方便、互换性好，但受力均匀性差，对轴的强度削弱较多。传动轴采用平键连接传递运动和动力。

图3-4　平键连接

轴周向固定除了采用平键连接，还采用花键连接、过盈配合以及圆锥销等，如表3-3所示。

表3-3　轴周向固定

4.轴的工艺结构

轴的结构形式应便于加工、便于轴上零件的装配和便于使用维修，并且能提高生产率，降低成本。传动轴的工艺结构应注意以下问题：

（1）阶梯轴的直径中间大两端小，便于轴上零件的装拆，且接近等强度，同时还能满足不同轴段的不同配合特性，以及加工精度和表面粗糙度的要求，所以阶梯轴为首选。

（2）轴的过渡部分要设置倒角和过渡圆弧，以便于轴上零件装配，并减小应力集中。轴端应加工出45°（或30°、60°）倒角（见图3-5）。

图3-5　轴端加工45°倒角

（3）轴上有螺纹时，应有退刀槽；需要磨削的阶台轴应留有越程槽。轴上有多个槽时，尺寸应尽量相同，以便于加工（见图3-6）。

图3-6　越程槽与退刀槽

（4）轴上有多个键槽时，为方便加工，尽可能用同一规格尺寸，并安排在同一直线上。