轴的结构设计

在轴截面变化处(如台阶、横孔、键槽等)，会产生应力集中、引起轴的疲劳破坏，所以设计轴的结构时，应考虑降低应力集中的措施。下表提供的主要措施可供参考。由于轴的表面工作应力最大，所以提高轴的表面质量也是提高轴的疲劳强度的重要措施。提高轴的表面质量包括降低轴表面粗糙度值、对轴进行表面处理(如表面热处理、化学处理、机械处理等)，均能提高轴的疲劳强度。

降低轴应力集中的主要措施举例

结构

名称

措     施

圆角

加大圆角半径 r/d＞0.1，

减小直径差 D/d＜1.15~1.2

加内凹圆角

加大圆角半径，设中间环

加退刀圆角

横孔

                           K_σ减小约30%

盲孔改成通孔

孔上倒角或滚珠辗压

压入弹性小的衬套

键槽

花键

底部加圆角

用圆盘铣刀

d₁＝(1.1~1.3)d

增大花键直径

花键加退刀槽

过盈

配合

K_σ减小约30~40%

K_σ减小约40%

K_σ减小约15%~25%

K_σ减小约15%~25%

r≥(0.1~0.2)d

增大配合处直径

d＝(0.92~0.95)d₁

轴上开卸载槽并滚压

轮毂上开卸载槽

减小轮毂端部厚度

注：K_σ系有效应力集中系数，其减小值系概略值，仅供参考。