轴的结构设计要考虑以下几个问题。 (1)加工工艺性 1)轴的直径变化应尽可能小,并尽量限制轴的最大直径与各轴段的直径差,这样既能改善轴的力学性能,减小应力集中,又能节省材料,减少切削量。 2)轴上有需磨削和切制螺纹处,要留有砂轮越程槽和螺纹退刀槽,以保证加工完整。 3)当轴上有多个键槽时,应将它们开在同一母线上,以便一次装夹后全部加工完成。 4)如有可能,应使轴上各过渡圆角、倒角、键槽、砂轮越程槽、退刀槽及中心孔等尺寸分别相同,并符合标准和规定,以利于加工和检验。 5)与标准件相配合的轴段直径应满足标准件的要求,取标准值。例如,与滚动轴承配合的轴径应按滚动轴承内径尺寸选取;轴上的螺纹部分直径应符合螺纹标准等。 (2)装配工艺性 1)为便于轴上零件的装配,使其能顺利通过相邻轴段而到达确定位置,常采用直径从两端向中间逐渐增大的阶梯轴。轴上的各阶梯轴肩高度,除用作轴上零件轴向固定的可按表11-2确定外,其余仅为便于安装而设置的自由轴肩,其轴肩高度常可取0.5~3mm[4]。 2)轴端应倒角,以去掉毛刺、便于导向和装配。 3)固定滚动轴承的轴肩高度应小于轴承内圈厚度,以便拆卸。该高度要满足轴承标准中的安装尺寸要求。 3、提高轴的疲劳强度 轴一般在变应力下工作,多数会因疲劳而发生失效,因此设计轴时,应设法提高其疲劳强度。常采取的措施有: (1)改进轴的结构形状 1)尽量使轴径变化处过渡平缓,宜采用较大的过渡圆角。如相配合零件内孔倒角或圆角很小时,可采用凹切圆角 2)过盈配合处的应力集中会随过盈量的增大而增大。当过盈量较大时,可采用增大配合处轴径、轴上开设卸载槽及轮毂上开设卸载槽等结构,改善应力状况。 3)键槽端部与阶梯处距离不宜过小,太小会损伤过度圆角,引起更大的应力集中。 4)尽量选用应力集中小的定位方法。比如采用套筒代替圆螺母,可以避免在 轴上切制螺纹,可以有效降低应力集中。 (2)改善轴的表面状态 实践证明,表面越粗糙,轴的疲劳强度越低。因此,可以采用精车或磨削的加工方法,减小轴的表面粗糙度值。此外采用滚压、喷丸或渗碳、液体碳氮共渗、渗氮、高频感应加热淬火等表面强化处理方法,可以大大提高轴的疲劳强度。 3.4.3轴的参数计算 1、蜗轮上的功率 P2转速n2和转距T2 (1)由前面计算已知 n2=10 r/min T2=98000 N/mm 由公式 T=9.55×106可