轴的强度计算
轴的三种强度计算方法
轴的三种强度计算方法
轴是一种机械零件，用于传递转矩和转速，而轴的强度对于机器的有效运行非常重要。
在工程设计中，有三种主要的轴强度计算方法，分别是静力学法、弹性力学法和塑性力学法。
静力学法是一种最简单和最常用的轴强度计算方法。
它基于平衡原理和力的分析，使用各种力学公式来计算轴的扭转、弯曲和剪切强度。
这种方法通常适用于小型和低速机器，因为它没有考虑材料的弹性和塑性变形。
弹性力学法是一种更准确和精细的轴强度计算方法，它考虑轴材料的弹性模量和截面形状的影响。
这种方法使用梁理论和材料力学原理来计算轴的应力、应变和变形，从而确定轴的强度和变形极限。
这种方法适用于大型和高速机器，因为它考虑了材料的弹性变形。
塑性力学法是一种针对高应力和高变形机器的轴强度计算方法，它考虑了材料的塑性变形和材料失效的可能性。
这种方法使用塑性流动理论和材料失效准则来计算轴的应力、应变和塑性变形，从而确定轴的强度和失效极限。
这种方法适用于高应力和高变形机器，因为它考虑了材料的塑性变形和失效可能性。
综上所述，轴的强度计算方法是一个重要的工程问题，需要根据具体
的机器要求和材料特性来进行选择。
静力学法、弹性力学法和塑性力学法都有其优点和限制，需要根据实际情况进行综合考虑。
轴的强度和刚度计算
轴的强度和刚度计算一、轴的强度计算轴的强度是指在受到外界载荷作用下，轴能够抵抗破坏的能力。
轴的强度计算通常分为以下几个步骤：1.确定轴的应力状态首先需要确定轴在受载过程中的应力状态。
一般情况下，轴受力状态可以分为以下几种情况：拉伸、压缩、弯曲、剪切和扭转。
根据轴的几何形状、受载方式和材料性质，可以确定轴的应力状态。
2.计算轴的受力根据轴所受到的外界载荷，可以计算轴的受力。
在拉伸和压缩情况下，轴的受力可以通过受力公式F=σA来计算，其中F是轴所受到的载荷，σ是轴的应力，A是轴的截面积。
在弯曲情况下，轴的受力可以通过受力公式M=σS来计算，其中M是轴的弯矩，S是轴的截面模数。
在剪切和扭转情况下，轴的受力可以通过受力公式τ=T/(2A)来计算，其中τ是轴所受的剪应力，T是轴的剪矩，A是轴的等效截面面积。
3.计算轴的抗力轴的抗力是指轴抵抗外界载荷作用下破坏的能力。
轴的抗力通常由材料的强度指标来表示，如抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度和抗扭强度等。
根据轴的应力状态和材料的强度指标，可以计算轴的抗力。
4.比较轴的受力和抗力最后，需要比较轴的受力和抗力。
如果轴的受力小于轴的抗力，则表明轴具有足够的强度；如果轴的受力大于轴的抗力，则表明轴的强度不足，需要采取相应的加强措施。
二、轴的刚度计算轴的刚度是指轴在受力过程中不发生明显变形的能力。
轴的刚度计算通常分为以下几个步骤：1.确定轴的变形状态首先需要确定轴在受载过程中的变形状态。
轴的变形状态可以分为弹性变形和塑性变形两种情况。
在弹性变形情况下，轴在受载后可以恢复到原始形状；在塑性变形情况下，轴在受载后无法恢复到原始形状。
2.计算轴的变形根据轴所受到的外界载荷和轴的受力分布情况，可以计算轴的变形。
在拉伸和压缩情况下，轴的变形可以通过变形公式δ=FL/(EA)来计算，其中δ是轴的变形，F是轴所受到的载荷，L是轴的长度，E是轴材料的弹性模量，A是轴的截面积。
在弯曲情况下，轴的变形可以通过变形公式δ=ML/(EI)来计算，其中δ是轴的变形，M是轴的弯矩，L是轴的长度，E是轴材料的弹性模量，I是轴的截面二阶矩。
轴的强度计算
(3)改變零件的結構可以改變軸的類 型
a)T由捲筒傳遞，軸僅受M(心軸) b)T由軸傳遞，軸受M、T(轉軸)
M max M max
軸的結構設計
2.軸在軸上零件定位、固定可靠、裝拆方便
3.良好的工藝性 （1）退刀槽
需磨削處 需車螺紋處 (2）倒角 易對中安裝（緊配合處），安全 倒角、圓角一致。 (3) 鍵槽：在同一母線上
軸
功用：軸的主要功用是支承回轉零件及傳遞運動和動力。
軸的分類
按照承受載荷的不同，軸可分為：
1. 轉軸─同時承受彎矩和轉矩的軸，如減速器的軸。
如：齒輪軸
Ft
Fr
T
2. 心軸─只承受彎矩的軸，如火車車輪軸。
b
轉動心軸 t
固定心軸
火車輪軸
概述
3. 傳動軸─主要承受轉矩的軸，不受彎矩或彎矩很小， 如汽車的傳動軸。
(16.1) (16.2)
軸的強度計算
按許用彎曲應力計算（彎扭組合計算） 1.應用 (1)（初步結構化）已知跨度的轉軸（支點確定） (2)一般為重要的轉軸 2.算式
彎曲應力 b 一般計算順序如下：
(1)畫空間受力簡圖；
(2)作水準、垂直平面受力圖；
(3)作M H (M xy ) 作 MV (M xz )；
bmax b
t bmin
max
t min 0
和－影响弯曲应力和切应 力的尺寸系数（附录表 6）； 和－应力幅等效系数（见 式3.9和式3.10）；
16.3 軸的強度計算
M、T综合作用，综合安全系数为： S S S [S] S2 S2
式中，[S] 许用安全系数，取值见 P316。
1、1 材料对称循环下弯曲、 扭转疲劳极限；
轴的强度计算
轴的强度计算一、按扭转强度初步设计阶梯轴外伸端直径由实心圆轴扭转强度条件τ＝33102.09550⨯=nd P W T ρ≤［τ］式中，τ为轴的剪应力，MPa ；T 为扭矩，N ·mm ；ρW 为抗扭截面系数，mm 3；对圆截面，ρW ＝π3d /16≈0.23d ；P 为轴传递的功率，KW ；n 为轴的转速，r/min ；d 为轴的直径，mm ；［τ］为许用切应力，MPa 。
对于转轴，初始设计时考虑弯矩对轴强度的影响，可将［τ］适当降低。
将上式改写为设计公式d ≥[]33332.0109550nPA n P =⨯τ (16.1)式中，A 是由轴的材料和承载情况确定的常数。
见表16.7；P 为轴传递的功率，KW ；n 为轴的转速，r/min ；d 为轴径，mm 。
表16.7常用材料的［τ］和A 值轴的材料 Q235，20 35 45 40Cr ，35SiMn ，42SiMn ，38SiMnMo ，20CrMnTi［τ］/MPa12～20 20～30 30～40 40～52 A160～135135～118118～107107～98注：1.轴上所受弯矩较小或只受转矩时，A 取较小值；否则取较大值。
2.用Q235、3SiMn 时，取较大的A 值。
3.轴上有一个键槽时，A 值增大4%～5%；有两个键槽时，A 值增大7%～10%。
可结合整体设计将由式(16.1)所得直径圆整为按优先数系制定的标准尺寸或与相配合零件(如联轴器、带轮等)的孔径相吻合，作为转轴的最小直径。
二、按弯扭组合强度计算轴系结构拟定以后，外载荷和轴的支点位置就可确定，此时可用弯扭组合强度校核。
如图16.39(a)，装有齿轮的传动轴，切向力P 作用在齿轮的节圆上，通过齿轮的受力分析(图16.39(b))，可知齿轮作用于轴上的是一个通过轴线并与之轴线垂直的力P 和一个作用面垂直于轴线的力偶PR m = (图16.39(c))。
力P 使轴产生弯曲变形(图16.39(d))，力偶PR m =则产生扭转变形(图16.39(e))，所以此轴是弯扭组合变形。
轴的强度计算
对于只传递扭转的圆截9.55 10 6 P 0.2d 3n
[ T ]
设计公式为：d 3 9.55106 3 P C 3 P
0.2[ ] n
n
MPa
mm
计算结果为：最小直径！ 考虑键槽对轴有削弱，可按以下方式修正轴径：
轴径d＞100mm 轴径d≤100mm
有一个键槽 d 增大3% d 增大5%～7%
有两个键槽 d 增大7% d 增大10%～15%
二、按弯扭合成强度计算
一般转轴强度用这 种方法计算，其步 骤如下：
减速器中齿轮轴的受力为典型的弯扭合成。
A
B CD
潘存云教授研制
L1
L2
L3
在完成单级减速器草图设计后，外载荷与支撑 反力的位置即可确定，从而可进行受力分析。
T A
1)轴的弯矩和扭矩分析 水平面受力及弯矩图→
铅垂面受力及弯矩图→ 水平铅垂弯矩合成图→
L1
L2
Fr
L3
Ft
Fa
F’NV1B
C
D
潘存云教授研制
FNV1 FNH1
ω
FNV2 FNH2
FNH1
F’NV1 FNV1
MH
FNH2
MH
Fr
Ma=Fa Fa
r
MV1
FNV2
MV2 M1 M2
扭矩图→
T
2)轴的强度校核
300
140
80
1000
330
150
90
铸钢
400
500
100
50
30
120
70
40
轴的设计实例
a
举例：计算某减速器输出轴危 d
轴的三种强度计算方法
轴的三种强度计算方法
轴是一种常见的机械零件，它经常用于承受旋转或者转移动力。
轴的强度是保证机械正常运转的关键因素之一。
通常，轴的强度由三个方面决定，包括材料强度、几何形状和外部载荷。
第一种计算轴强度的方法是通过材料强度。
轴的材料决定了它的承载能力和强度。
常见的轴材料包括钢、铝、铜等。
对于每种材料，都有一些标准的强度值，例如屈服强度和抗拉强度等。
根据轴的形状和尺寸，可以计算出它的截面面积和材料的应力。
这样就可以确定轴的材料强度。
第二种计算轴强度的方法是通过几何形状。
轴的几何形状对其强度有很大的影响。
通常，轴的截面形状可以是圆形、方形、六角形等。
不同形状的轴截面面积不同，这也会影响其承载能力。
此外，轴的长度和直径也是影响其强度的重要因素。
为了确定轴的强度，可以利用几何公式和截面积计算出轴的几何参数。
第三种计算轴强度的方法是考虑外部载荷。
轴通常用于承受旋转动力或者传递动力。
外部载荷可能包括转矩、弯曲力和剪切力等。
这些载荷会产生内部应力，从而影响轴的强度和稳定性。
为了计算轴的强度，需要考虑外部载荷和内部应力之间的关系，以及轴的材料强度和几何形状。
利用这些信息，可以计算出轴的最大应力和安全系数等参数，
从而确定轴的强度是否满足要求。
综上所述，计算轴强度的三种方法包括材料强度、几何形状和外部载荷。
这些方法都是非常重要的，可以帮助机械设计师确定轴的强度和稳定性，保证机械设备的正常运转。
机械设计(8.4.1)--轴的强度计算
已知：作用在轴上的转矩T 适用： 1. 传动轴的设计； 2. 弯矩较小的转轴；3. 粗(初)估轴的直8-4 轴的强度计算一、按扭转强度条件轴的强度计算通常是在初步完成轴的结构设计后进行校核计算。
8-4轴的强度计算 一、按扭转强度条件[]23N/mm 2.01095503T T T dn PW T ττ≤⨯==τT ——轴的扭转应力，N/mm ，T ——轴传递的扭矩，N.mmW T ——轴的抗扭截面模量，mm 3；P ——轴传递的功率，kW ；n ——轴的转速，r/min ；[τT ]——许用扭转应力，N/mm ；8-4 轴的强度计算一、按扭转强度条件[]mm2.0109550 3.03.3nP A n P d T =⨯≥τ轴的最小直径设计公式：A 0——由轴材料及承载情况确定的系数，A 0=110~160, 材质好、弯矩较小、无冲击和过载时取小值；反之取大值。
β——空心轴内外径的比值，常取0.5～0.6。
当轴上有键槽时，应适当增大轴径：单键增大3%-5%8-4 轴的强度计算 一、按扭转强度条件实心圆轴[]mm )1( )1(2.0109550 3.403.43nPA n P d T βτβ-=-⨯≥空心圆轴已知：各段轴径，轴所受各力、轴承跨距计算：轴的强度步骤：可先画出轴的弯矩扭矩合成图，然后计算危险截面的最大弯曲应力。
二、按弯扭合成强度计算主要用于计算一般重要，受弯扭复合的轴。
计算精度中等。
[]222N/mm 4b T b ca στσσ≤+=第三强度理论[]b T caT T b WT M W T W M WT d T W T dM W M σστσ≤+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫⎝⎛==≈=≈=222332422.01.0122][)(-≤+==b caca WT M W M σασ弯曲应力 对称循环弯曲应力与扭转切应力的循环特征不同所以引入的应力校正系数α扭转应力不变化的转矩脉动变化的转矩频繁正反变化的转矩[][],3.011≈=+-b b σσα[][],6.001≈=-b b σσα[][],111≈=--b b σσα[σ]-1对称循环应力下轴的许用应力[σ]0脉动循环应力下轴的许用应力[σ]+1静应力下轴的许用应力轴的许用弯曲应力，表8-3[]311.0-≥b caM d σ122][)(-≤+==b cacaWT M W M σασ计算弯矩或校核轴径已知：轴的结构和尺寸、轴所受各力、轴承跨距、过渡圆角、表面粗糙度、轴毂配合计算：轴的强度用于重要的轴，计算精度高且复杂三、按疲劳强度计算安全系数8-4 轴的强度计算三、按疲劳强度计算安全系数轴的疲劳强度许用安全系数[S]＝1.3-1.5,用于材料均匀；[S]=1.5-1.8,用于材料不够均匀；[S]=1.8-2.5,用于材料均匀性及计算精确度很低,或轴径 d>200mm 。
轴的强度计算
例：试设计图示斜齿圆柱齿轮轮减速器的低速袖。已知轴的转速n＝ 140r/min．传递功率P＝5kw。轴上齿轮的参数为：齿数Z＝58，法面模 数mn＝3mm，分度圆螺旋角β＝11°17′ 3 ″齿宽及轮毂宽b＝70mm。
解：1)选择轴的材料
减速器功率不大．又无特殊要求， 改选最常用的45号钢，并作正火处
对于受重载，尺寸受限制和重要场合工作的轴，应采用安全系 数法校核。并进行刚度、稳定性等方面的校核计算。
一、按扭转强度计算
已知条件： 传递功率P（KW），转速n（r/min）
由于跨距不知——M不知T
T WT
9.55 106 0.2d 3
p n
[ ]T
二、按弯扭合成强度计算
对于一般钢制轴，第三强度理论
e b2 4 2 [b ]
b
M W
,
T
WT
T 2W
e
( M )2 4( T )2 1
W
2W W
M 2 T 2 [ b ]
对于一般转轴，弯曲应力为对称循环变应力，而切应力的循环特性 往往与弯曲应力不同，所以应对上式中的转矩T乘以一个系数α，以 考虑两者循环特性不同的影响，
三、提高轴的强度及刚度一些措施
减小应力集中 内凹圆角
适当加大截面变化处的过渡圆角半径。或采用：
过渡肩环（隔离环）
减载槽
a)端铣刀加工的键槽
b)盘铣刀加工的键槽
改善轴的受力状况
a. 改变轴上零件的结构，使受载减小。
b.合理安排轴上载荷的传递路线
输入
T1
T2
T1 +T2
输入
T1 T1 +T2
T2
T1 扭矩图
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第一讲一、教学目标（一）能力目标1.了解轴的功用、分类、常用材料及热处理。
2.能合理地进行轴的结构设计。
（二）知识目标1.了解轴的分类，掌握轴结构设计。
2.掌握轴的强度计算方法。
3.了解轴的疲劳强度计算和振动。
二、教学内容1.轴的分类、材料及热处理2.轴的结构设计3.轴的设计计算三、教学的重点与难点重点：轴的结构设计难点：弯扭合成法计算轴的强度四、教学方法与手段采用多媒体教学（加动画演示），结合教具，提高学生的学习兴趣。
13.1 概述13.1.1 轴的分类根据承受载荷的情况，轴可分为三类1、心轴工作时只受弯矩的轴，称为心轴。
心轴又分为转动心轴（a）和固定心轴(b)。
2、传动轴工作时主要承受转矩，不承受或承受很小弯矩的轴，称为传动轴。
3、转轴工作时既承受弯矩又承受转矩的轴，称为转轴。
按轴线形状分：1、直轴（1）光轴作传动轴（应力集中小）（2）阶梯轴优点：1）便于轴上零件定位；2）便于实现等强度2、曲轴另外还有空心轴（机床主轴）和钢丝软轴（挠性轴）——它可将运动灵活地传到狭窄的空间位置。
如牙铝的传动轴。
13.2 轴的结构设计轴的结构设计就是确定轴的外形和全部结构尺寸。
但轴的结构设计原则上应满足如下要求：1)轴上零件有准确的位置和可靠的相对固定；2)良好的制造和安装工艺性；3)形状、尺寸应有利于减少应力集中；4）尺寸要求。
13.2.1 轴上零件的定位和固定轴上零件的定位是为了保证传动件在轴上有准确的安装位置；固定则是为了保证轴上零件在运转中保持原位不变。
作为轴的具体结构，既起定位作用又起固定作用。
1、轴上零件的轴向定位和固定：轴肩、轴环、套筒、圆螺母和止退垫圈、弹性挡圈、螺钉锁紧挡圈、轴端挡圈以及圆锥面和轴端挡圈等。
2、轴上零件的周向固定：销、键、花键、过盈配合和成形联接等，其中以键和花键联接应用最广。
13.2.1 轴的结构工艺性轴的结构形状和尺寸应尽量满足加工、装配和维修的要求。
为此，常采用以下措施：1、当某一轴段需车制螺纹或磨削加工时，应留有退刀槽或砂轮越程槽。
2、轴上所有键槽应沿轴的同一母线布置。
3、为了便于轴上零件的装配和去除毛刺，轴及轴肩端部一般均应制出45º的倒角。
过盈配合轴段的装入端常加工出带锥角为30º的导向锥面。
4、为便于加工，应使轴上直径相近处的圆角、倒角、键槽、退刀槽和越程槽等尺寸一致。
13.2.3 提高轴的疲劳强度轴大多在变应力下工作，结构设计时应尽量减少应力集中，以提高其疲劳强度。
1、结构设计方面 轴截面尺寸突变处会造成应力集中，所以对阶梯轴相邻轴段直径不宜相差太大，在轴径变化处的过渡圆角半径不宜过小。
尽量避免在轴上开横孔、凹槽和加工螺纹。
在重要结构中可采用凹切圆角、过渡肩环，以增加轴肩处过渡圆角半径和减小应力集中。
为减小轮毂的轴压配合引起的应力集中，可开减载槽。
2、制造工艺方面 提高轴的表面质量，降低表面粗糙度，对轴表面采用碾压、喷丸和表面热处理等强化方法，均可显著提高轴的疲劳强度。
13.2.4 各轴段的直径和长度的确定1、各轴段直径确定a) 按扭矩估算所需的轴段直径d min ； b) 按轴上零件安装、定位要求确定各段轴径。
注意：①与标准零件相配合轴径应取标准植；②同一轴径轴段上不能安装三个以上零件。
2、各轴段长度① 与各轴段上相配合零件宽度相对应；②考虑零件间的适当间距——（特别）是转动零件与静止零件之间必须有一定的间隙。
13.3 轴的强度计算13.3.1 轴的扭转强度计算圆轴扭转的强度条件为][..ττ≤⨯==362010559d n P W T p由上式可得轴的直径计算公式：3362010559nP A n P d =⨯≥][..τ式中 A —计算常数，与轴的材料和承载情况有关上式计算求得的轴颈，对有一个键槽的轴段应增大3％，对有两个键槽的轴段应增大7％。
13.3.2 按弯扭合成强度计算在轴的结构设计初步完成后，通常要对转轴进行弯扭合成强度校核。
对于钢制轴可按第三强度理论计算，强度条件为：b e e d aT M W M ][.)(132210-≤+==σσ由上式可推得轴设计公式为：)(][.mm M d be 3110-≥σ e σ—当量应力（N/㎜2）；M e —当量弯矩（N ·㎜），22)(aT M M e +=；M 为危险截面上的合成弯矩，)(mm N M M M V H •+=22，其中M H 、M V 分别为水平面上、垂直面上的弯矩。
W －轴危险截面弯曲截面系数，对圆截面W ≈0.1d 3。
α－折合系数。
对于不变的扭矩，3011.][][≈=+-bb a σσ；对于脉动循环扭矩，59001.][][≈=-b b a σσ；对于频繁正反转的轴，τ可视为对称循环交变应力，取α=1。
若扭矩变化规律不清，一般也按脉动循环处理；b ][1-σ、b ][0σ、b ][1+σ—分别为对称循环、脉动循环及静应力状态下材料的许用弯曲应力当危险截面有键槽时，应将计算得轴径增大4%～7%。
13.3.3 轴的刚度计算防止轴过大的弹性变莆而影响轴上零件的正常工作，要求控制其受载后的变形量不超过最大允许变形量。
1、弯曲刚度按材料力学公式计算出轴的挠度y 和偏转角θ挠曲线方程：EI X M dxy d )(22= 挠度：][y y ≤ 积分二次偏转角：][θθ≤积分一次[y]——轴的允许挠度，mm[θ]——轴的允许偏转角mm ，rad2、扭转刚度——每米长的扭转角度扭转角][ϕϕ≤ °/m P GI TL =ϕ一般传动轴，许用扭转角m /1~5.0][︒︒=ϕ，精密传动轴：m /5.0~25.0][︒︒=ϕ 13.3.4 轴的振动稳定性及临界转速轴由于组织不均匀，加工误差等原因，质心会偏离轴线产生离心力，随着轴的旋转离心力（方向）会产生周期性变化→周期性的干扰力→弯曲振动（横向）→当振动频率与轴本身的弯曲自振频一致时→产生弯曲共振现象。
——较常见另外，当轴传递的功率有周期性变化时→扭转振动→扭转共振。
临界转速c n ——轴引起共振时的转速称为临界转速，在临界转速附近，轴将产生显著变形。
同型振动有多个临界转速，其中最低的叫一阶临界转速，其余的叫二、三阶临界转速。
工作转速n 低于一介临界转速n c1称为刚性轴工作转速n 高于一介临界转速n c1称为挠性轴一般：刚性轴：185.0c n n < n c1、n c2——分别为一阶和二阶临界转速 挠性轴：2185.015.1c c n n n << ∴高速轴应使其工作转速避开相应的高阶临界转速。
提高轴的强度、刚度和减轻轴的重量的措施（补充）13.4轴的材料及选择轴的材料主要是碳素钢和合金钢。
碳素钢比合金钢价廉，对应力集中敏感性较小，应用较为广泛。
常用的碳素钢有30、40、45和50钢，其中以45钢应用最广。
为改善其机械性能，可进行正火或调质处理。
合金钢具有较好的机械性能，但价格较贵。
当载荷大，要求尺寸小，重量轻或有其它特殊要求的轴，可采用合金钢。
球墨铸铁容易获得复杂的形状，而且吸振性好，对应力集中敏感性低，适用于制造外形复杂的轴，如曲轴和凸轮轴等。
注意：①由于碳素钢与合金钢的弹性模量基本相同，所以采用合金钢并不能提高轴的刚度。
②轴的各种热处理（如高频淬火、渗碳、氮化、氰化等）以及表面强化处理（喷丸、滚压）对提高轴的疲劳强度有显著效果。
轴的常用材料及力学性能见表13.413.5 轴的设计1、选择轴的材料根据轴的工作要求，并考虑工艺性和经济性，选择合适的材料。
2、初步确定轴的直径可按扭转强度条件计算轴最细部分的直径，也可用类比法确定。
3、轴的结构设计根据轴上零件的数量、工作情况及装配方案，画出阶梯结构设计草图。
由轴最细部分的直径递推各段轴直径，相邻两段轴直径之差通常可取为5～10㎜。
各段轴的长度由轴上各零件的宽度及装配空间确定。
4、轴的强度校核首先对轴上传动零件进行受力分析，画出轴弯矩图和扭矩图，判断危险截面，然后对轴危险截面进行强度校核。
当校核不合格时，还要改变危险截面尺寸，进而修改轴的结构，直至校核合格为止。
因此，轴的设计过程是反复、交叉进行的。
小结：1、轴的分类，轴的常用材料及热处理。
2、轴的结构设计3、轴的强度计算。
作业与思考：1、轴按功用与所受载荷的不同分哪几种？常见的轴大多属于哪一种？2、轴的结构设计应从哪几个方面考虑？3、轴上零件的周向固定有哪些方法？采用键固定时应注意什么？第二讲一、教学目标（一）能力目标1.熟悉键的类型、能根据不同场合选择合适的键连接2.能验算键连接的强度（二）知识目标1.了解键的类型、特点及应用2.掌握键的选择与验算二、教学内容1.键联接的类型、特点及应用2.普通平键联接尺寸选择及强度校核3.花键联接三、教学的重点与难点键的选择与验算。
四、教学方法与手段采用多媒体教学（加动画演示），结合教具，提高学生的学习兴趣。
13.6 轴毂联接轴毂联接：轴与轮状零件的毂间的联接。
主要类型：键联接、花键联接、过盈配合联接及销联接。
13.6.1 键联接（一）键联接的类型和应用键可分为平键、半圆键、楔键、切向键等多种类型，且已标准化。
1、平键联接平键的两侧面是工作面，与键槽配合，工作时靠键与键槽侧面互相挤压传递扭矩。
按用途可分为普通平键、导键、滑键。
普通平键用于静联接，即轴与轮毂间无相对轴向移动的联接。
按端部形状可分为A型(圆头)B型(方头)、C型(单圆头)三种。
导键和滑键都用于动联接，即轴与轮毂间有相对轴向移动的联接。
导键适用于轴向移动距离不大的场合，如机床变速箱中的滑移齿轮。
滑键用于轴上零件在轴上移动距离较大的场合，以免使用长导键。
滑键联接2、半圆键联接键的两侧面为工作面。
用于静联接，定心性好，装配方便，但键槽较深，对轴的强度削弱较大。
主要用于轻载荷和锥形轴端。
3、楔键联接和切向键联接楔键的上、下两面是工作面。
仅适用于传动精度要求不高，载荷平稳和低速的场合。
楔键分普通楔键和钩头楔键两种。
切向键是由一对具有斜度1﹕100的楔键组成。
切向键的上下两个相互平行的窄面为工作面。
适用于对中要求不严，载荷很大，大直径轴的联接。
（二）键联接的类型选择和平键的强度验算1、键联接的类型选择选键联接的类型时，应考虑的因素：载荷的类型；所需传递转矩的大小；对于轴毂对中性的要求；键在轴上的位置(在轴的端部还是中部)；联接于轴上的带毂零件是否需要沿轴向滑移及滑移距离的长短；键是否要具有轴向固定零件的作用或承受轴向力等。
2、平键的尺寸选择平键的主要尺寸为键宽b 、键高h 与长度L 。
设计时，键的剖面尺寸可根据轴的直径d 按手册推荐选取。
键的长度一般略短于轮毂长度，但所选定的键长应符合标准中规定的长度系列。
3、平键联接的强度验算按标准选取的平键联接，只需按工作面上的挤压应力（对于动联接常用压强）进行强度计算。