提升轴强度的有效方法

1）改善轴的受载情况

通过改进轴上零件的结构可减小轴上的载荷，从而提高轴的强度。图8.9所示的两种结构中，图8.9（b）的方案（双联）优于图8.9（a）的方案（分装），因为图8.9（b）的方案是大齿轮和卷筒做成一体，扭矩经大齿轮直接传给卷筒，卷筒轴只受弯矩而不受扭矩；图8.9（a）的方案是大齿轮将扭矩通过轴传到卷筒，因而卷筒轴既受弯矩又受扭矩，在同样的起重载荷作用下，图8.9（b）中轴Ⅰ的直径比图8.9（a）中轴Ⅰ的直径小。

图8.9　轴的结构工艺性

2）改进轴上零件的结构，减少轴承受的弯矩

图8.10（a）中卷筒的轮毂结构使轴承受的弯矩较大，改进卷筒的轮毂结构后，不仅可以减小轴的弯矩，提高轴的强度和刚度，而且使轴与轮毂的配合良好，如图8.10（b）所示。

图8.10　卷筒的轮毂结构

3）改进轴的结构，减少应力集中

为了减少直径突变处的应力集中，改善轴的疲劳强度，轴各段直径变化应尽可能减少，轴径变化处应加工成圆角，适当增加轴肩处的圆角半径r。但要保证零件在轴肩处定位可靠，加大圆角半径r常受到限制，这时可以采用凹切圆角或中间环的方式来解决，如图8.11所示。

图8.11　减少轴肩处应力集中的结构

（a）凹切圆角；（b）中间环

4）改善表面质量，提高轴的疲劳强度

轴的表面由于加工、装配及其他原因，容易产生刀痕、划伤等微细裂纹，从而引起应力集中；另一方面，轴表面总是处于弯曲和扭转的最大应力区。因此，消除或减小这种应力集中能明显提高轴的疲劳强度。提高疲劳强度的方法有：减小轴表面的粗糙度值，对轴的表面进行辊压处理、喷丸处理等。