销轴的设计与探讨

摘要摘要销轴是一类起连接作用的紧固件， 可构成静态固定连接也可与 连接件做相对运动，主要用于两零件的连接处，构成铰链连接。

铰链 连接形式被广泛用于工程机械中，SRS 项目中所有动臂与动臂、动臂 与油缸之间的连接都是通过销轴的铰链连接来实现的。

由与 SRS 项目 是通过反求工程方法来设计的，本文主要结合现有的资料、车间师傅 的反馈以及本部门工程师的经验建议来对现车销轴结构进行合理性 验证， 同时还进行了表面参数和与轴套之间的配合公差的设计和销轴 的强度设计。

对于存有疑问的地方，本文进行了相关的探讨并且给出 了相应的解决措施和建议。

关键字： 销轴 关键字 结构设计 性能参数设计 强度设计I目录目录摘要 .......................................................................................................... I 目录 .......................................................................................................... i 引言 ......................................................................................................... 1 第一章 项目总体介绍 ...................................................................... 31.1 SRS 公铁两用高空作业车的功能用途 ..................................... 3 1.2 SRS 公铁两用高空作业车的系统划分 ..................................... 5 第二章 销轴的结构设计 .................................................................... 72.1 高空作业部分销轴的分类 ....................................................... 7 2.2 销轴防转和轴向定位结构的设计 ........................................... 8 2.2.1 使用防转和轴向定位结构的原因..................................... 8 2.2.2 工程应用中常用的防转和轴向定位结构 ........................ 10 2.2.3 防转和轴向定位结构的确定 .......................................... 13 2.3 销轴端部倒角及密封形式的设计 ............................................ 14 2.3.1 销轴端部倒角的设计 ....................................................... 14 2.3.2 销轴密封形式的设计 ...................................................... 16 2.4 关于结构更改的几个探讨 ........................................................ 18 2.4.1 将板件与杆件的连接处改成阶梯轴结构的探讨 ........... 18 2.4.2 将过盈连接的销轴改成阶梯轴结构的探讨 ................... 20 第三章 材料的确定.......................................................................... 233.1 杆件材料的选择....................................................................... 23i目录3.1.1 轴类零件常用材料 .......................................................... 23 3.1.2 45 钢和 40Cr 的性能对比................................................. 23 3.1.3 确定杆件材料 .................................................................. 24 3.2 板件材料的选择........................................................................ 25 3.3 关于更改杆件材料的探讨 ........................................................ 25 第四章 销轴性能参数及与轴套配合公差的确定 ............................. 27 4.1 销轴表面粗糙度的确定 ........................................................... 28 4.2 销轴硬度的确定....................................................................... 29 4.3 销轴与轴套及自润滑轴承配合公差的确定 ............................ 30 4.4 关于改变原车几个设计的探讨 ............................................... 31 4.4.1 关于改变销轴粗糙度分布的探讨................................... 31 4.4.2 关于改变销轴表面硬度的探讨 ...................................... 32 4.4.3 关于更改销轴配合间隙的探讨 ...................................... 33 第五章 销轴的强度设计 .................................................................. 365.1 剪切强度的计算....................................................................... 36 5.1.1 计算剪切力...................................................................... 36 5.1.2 计算剪切应力 ................................................................ 37 5.2 挤压强度的计算....................................................................... 38 5.3 弯曲强度的计算....................................................................... 38 第六章 结论和建议........................................................................ 40参考文献 ............................................................................................... 41 致谢 ....................................................................................................... 42ii引言引言SRS 公铁两用高空作业车高空作业部分主要由回转台、动臂、 工作斗附件和工作斗组成， 它们之间的连接全部都是通过销轴连接来 实现的，销轴传递的载荷很大，在工作过程中承受的挤压应力和弯曲 应力也很大。

在动臂转动过程中较大的挤压力会带动销轴相对于轴套 转动，这将加剧销轴的磨损；另外由于 SRS 公铁两用车主要用于野外 作业，长期承受风吹雨淋和外部灰尘的影响，其工作环境恶劣，也会 加剧销轴的磨损锈蚀，使销轴快速失效。

更重要的是在工作过程中销 轴往往是动臂或油缸的回转中心， 销轴的失效将会直接影响到车辆功 能的实现，产生工作斗较大幅度的摆动、阻力增大、达不到设计时确 定的最大工作高度等问题，甚至还有可能产生“自锁”想象。

因此， 对销轴进行精心的设计，选择合适的结构对销轴进行轴向和周向定 位，确定合适的表面粗糙度、硬度和销轴与轴套之间的配合是相当必 要，也是相当重要的。

目前，关于销轴结构设计的最新国家标准是 GB/T 882-2008，但 由于该标准中规定的结构形式过于单一，公称直径也太少，远远不能 满足工程应用的要求，因此现在工程机械制造商对销轴进行自行设 计，其所使用的销轴结构也各不相同。

不同结构的销轴对销轴功能的 实现、装配性和工艺性都有很大影响，本文将讨论几种常用的结构， 并选择合适于 SRS 公铁两用高空作业车的结构。

对于销轴的表面硬度、粗糙度等性能参数，目前也没有统一的标1引言准， 但是这些参数的确定对销轴的磨损和销轴的疲劳强度及其使用寿 命的影响都是非常大的。

本文将参照前人研究的成果结合本车的实际 情况，确定销轴的相关参数，并对销轴进行强度校核，争取设计出符 合本车要求的销轴。

2第一部分项目总体介绍第一章1.1项目总体介绍SRS 公铁两用高空作业车的功能用途 公铁两用高空作业车的功能用途 SRS 高空作业车主要用于铁路网上各种电线系统的及其相关固定设备的检查、维修和安装，同时也用于铁路沿线的植被的控制，还 可用于隧道内和隧道口及其他难以触及的地方的作业。

车辆的最大特 点是提供了公路和铁路两种运行模式， 铁路运行模式使本车可以像火 车一样轻松的在铁路上行驶、停靠，方便车辆在铁路作业；公路模式 具有较快的速度，可以使车辆快速的到达作业地点，减少在路上停留 的时间。