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軸結構的設計步驟

軸的結構設計須在經過初步強度計算，已知軸的直徑以及軸上零件尺寸（主要是轂孔直徑及寬度）后才進行。其主要步驟為：

1．確定軸上零件裝配方案：軸的結構與軸上零件的位置及從軸的哪一端裝配有關。如圖所示，

2．確定軸上零件定位方式：根據具體工作情況，對軸上零件的軸向和周向的定位方式進行選擇。軸向定位通常是軸肩或軸環與套筒、螺母、擋圈等組合使用，周向定位多采用平鍵、花鍵或過盈配合聯結。

3．確定各軸段直徑：軸的結構設計是在初步估算軸徑的基礎上進行的，為了零件在軸上定位的需要，通常軸設計為階梯軸。根據作用的不同，軸的軸肩可分為定位軸肩和工藝軸肩（為裝配方便而設），定位軸肩的高度值有一定的要求；工藝軸肩的高度值則較小，無特別要求。滾珠花鍵副精密滾珠花鍵副，簡稱滾珠花鍵副、花鍵軸承、花鍵副等。所以直徑的確定是在強度計算基礎上，根據軸向定位的要求，定出各軸段的終直徑。

4．確定各軸段長度：主要根據軸上配合零件轂孔長度、位置、軸承寬度、軸承端蓋的厚度等因素確定。

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在花鍵磨床上磨小徑時，砂輪修整器回轉中心與工件中心線因操作誤差往往不能完全重合，即花鍵軸小徑理論圓心與砂輪圓弧中心不重合產生偏移。另外，磨床砂輪主軸軸向竄動超出經常范圍，也會引起花鍵軸小徑與圓弧中心不相重合。至于那些處于高溫、低溫或腐蝕介質中工作的軸，多數用合金鋼制造。這樣在檢測時，其測量值小于實際較大值，使花鍵軸裝不進花鍵孔，這種情況在生產實踐中時有發生。在實際操作中，如果想調整砂輪休整器回轉中心與工件中心線完全重合是非常困難的，但通過生產實踐，發現采用減小砂輪圓弧半徑的方法比較實用，使用本方法加工，再通過簡易的檢測手段，基本上不會出現花鍵軸裝不進花鍵孔的情況。具體檢測方法，把花鍵軸二端中心孔頂在專用的檢查儀上，再用千分表觸頭頂在小徑上，用手工轉動工件，記錄各花鍵間小徑中心較高點的具體數據后，本檢測即告結束。

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滾動花鍵軸是一種直線運動系統，當花鍵套利用其中的鋼球在經過精密磨削的花鍵軸上直線運動時，可以傳遞扭矩。花鍵軸上直線運動時，可以傳送扭矩。花鍵軸是具有較緊湊的結構，能夠傳遞超額的載荷及動力，并具有較長的壽命。選擇軸的材料應注意：通過進行各種熱處理、化學處理及表面強化處理，可以提高用碳鋼或合金鋼制造的軸的強度及耐磨性。 滾珠絲杠軸是由絲杠、螺母、滾珠等零件組成的機械元件，其作用是將旋轉運動轉變為直線運動或將直線運動轉變為旋轉運動，它是傳統滑動絲杠的進一步延伸發展。這一發展的深刻意義如同滾動軸承對滑動軸承所帶來得改變一樣。滾珠絲杠副因優良的摩擦特性使其廣泛的運用于各種工業設備、精密儀器、精密數控機床。尤其是近年來，滾珠絲杠副作為數控機床直線驅動執行單元，在機床行業得到廣泛運用，極大的推動了機床行業的數控化發展。

選擇軸的材料應注意：

通過進行各種熱處理、化學處理及表面強化處理，可以提高用碳鋼或合金鋼制造的軸的強度及耐磨性。特別是合金鋼，只有進行熱處理后才能充分顯示其優越的機械性能。

 合金鋼對應力集中的敏感性高，所以合金鋼軸的結構形狀必須合理，否則就失去用合金鋼的意義。另外，在一般工作溫度下，合金鋼和碳鋼的彈性模量十分接近，因此依靠選用合金鋼來提高軸的剛度是不行的，此時應通過增大軸徑等方式來解決。（2）根據軸的受力情況、軸上零件的安裝位置、配合尺寸及定位方式、軸的加工方法等具體要求，確定軸的合理結構形狀及尺寸，即進行軸的結構設計。  

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