零件定位和固定于轴上的技巧

为保证轴上零件能正常工作，零件在轴上必须有准确的工作位置。一般情况下，为了防止轴上零件受力时发生沿轴向或周向的相对运动，应在轴向和周向上对零件加以固定。

（1）零件的轴向定位与固定

零件在轴上应沿轴向准确地定位和可靠地固定，以使其具有确定的安装位置，并能承受轴向力而不产生轴向位移。

零件的轴向定位与固定常用轴肩、轴环、套筒、圆螺母轴端挡圈（又称压板）等来实现的。

1）轴肩和轴环

这是一种最常用的轴向固定方法，常作为对齿轮、带轮、轴承和联轴器等传动零件的轴向固定来选用，具有结构简单、定位可靠和可承受较大轴向力等优点。

为了使轴向定位可靠牢固，轴肩或轴环的尺寸应选择适当。轴肩或轴环的高度或宽度尺寸应按相关规定选取，如与滚动轴承相配合处的尺寸，应参照滚动轴承装配的标准尺寸来确定。

轴肩分为定位轴肩和非定位轴肩两类。利用轴肩定位是最方便而可靠的方法。但采用轴肩就必然会使轴的直径加大，并且轴肩处将因剖面的突变而引起应力集中。同时，轴肩过多也将不利于加工。因此，定位轴肩多在轴向力较大，并且不致过多地增加轴的阶梯数的情况下采用。轴肩与轴环由定位面和过渡圆角组成（见图10.10），二者功能基本相同。为了保证轴上零件的端面能紧靠定位面，轴肩（轴环）的过渡圆角半径应小于零件的圆角半径或倒角，一般情况下轴肩定位高度取为h=（0.07～0.1）d ，轴环宽度b=1.4h。

2）套筒套筒定位（见图10.11）

结构简单，定位可靠，轴上不需开槽、钻孔和切制螺纹，因而不影响轴的疲劳强度，一般用于轴上两个零件之间的定位。如两零件的间距较大时，不宜采用套筒定位，以免增大套筒的质量及材料用量。因套筒与轴的配合较松，如轴的转速很高时，也不宜采用套筒定位。

图10.10　轴肩和轴环

图10.11　套筒

3）圆螺母圆螺母定位（见图10.12）

可承受大的轴向力，但轴上螺纹处有较大的应力集中，会降低轴的疲劳强度，故一般用于固定轴端的零件，圆螺母常与止动垫圈配合使用（见图10.12（a）），也可采用双圆螺母（见图10.12（b）），当轴上两零件间距离较大不宜使用套筒定位时，也常采用圆螺母定位。

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图10.12　圆螺母定位

4）弹性挡圈

弹性挡圈结构简单，但装配时需要在轴上加工出环形槽，会引起应力集中，因此，对轴的强度削弱较大，一般用于受轴向力不大的零件，对其轴向固定，如图10.13 所示。

5）紧定螺钉、轴端挡圈和圆锥面用紧定螺钉

固定的轴结构简单，可同时兼作周向定位（仪器、仪表中较常用），但承载能力低，不适合高速重载场合，如图10.14 所示。用螺钉将轴端挡圈固定在轴的端面（见图10.15），常与轴肩或锥面配合，固定轴端零件，能承受较大的轴向力，且固定可靠。而圆锥面装拆方便，可用于高速、冲击载荷及零件对中性要求高的场合，如图10.16 所示。

图10.13　弹性挡圈定位

图10.14　紧定螺钉

图10.15　轴端挡圈固定

图10.16　圆锥面固定

为了确保套筒、螺母或轴端挡圈能靠紧零件端面，采用套筒、螺母、轴端挡圈作轴向固定时，应把装零件的轴段长度l 做得比零件轮毂宽度B 短2～3 mm，即一般取l=B-（2～3）mm。

（2）零件的周向定位

周向定位的目的是使零件能同轴一起转动并传递转矩，限制轴上零件与轴发生相对转动。常用的周向定位零件有键（如齿轮等）、花键、销、紧定螺钉以及过盈配合（如滚动轴承）等。其中，紧定螺钉只用在传力不大之处。