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2.1 轴类零件的特点及结构设计概述
轴类零件主要用来支承回转零件及传递运动和动力的一类重要零件,它被广泛应用在机器设备中。按照承受载荷的不同,轴类零件可以分为转轴、心轴和传动轴三类。其中,在工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴;在工作中只承受弯矩而不承受扭矩的轴称为心轴,心轴又可以分为转动心轴和固定心轴;在工作中只承受扭矩而不承受弯矩(或者弯矩很小)的轴称为传动轴。
按照轴线形状的不同,还可以将轴类零件分为直轴和曲轴两大类。
根据外形的不同,直轴又可以分为光轴和阶梯轴两种。其中光轴形状最为简单,其加工容易,应力集中源少,但轴上的零件不容易装配及定位,故光轴主要用于心轴和传动轴;而阶梯轴相对复杂一些,对轴上的零件提供了很好的装配及定位条件,常用于转轴。
轴类零件的结构设计需要重点考虑如下4点因素:
(1)轴在机器中的安装位置和形式。
(2)轴上安装的零件的类型、尺寸、数量以及轴连接的方法。
(3)载荷的性质、大小、方向及分布情况。
(4)轴的加工工艺等。
在进行轴类零件的设计时,应该根据不同的应用情况进行具体的结构分析,使得轴和安装在轴上的零件均有准确的工作位置,并且轴上的零件应满足一定的装卸和调整要求等。
对于一般的轴类零件,其结构可以看作由实心圆柱体(或空心圆柱体)、键槽、退刀槽、安装连接用的螺孔、定位用的销孔、防止应力集中的圆角等若干结构组成。
下面通过实例介绍轴类零件的三维建模方法及过程。