作者：李慧、马正先 著
出版社：化学工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
机械零部件结构设计实例与典型设备装配工艺性试读：
前言
这是一本密切联系工程实际、结合大量设计图例系统地论述机械零部件结构设计与实例的书。
机械零部件结构设计及设备装配工艺是机械制造及自动化技术的重要内容，是一种既要求多学科理论基础，更要求工程知识和实践经验的蕴藏着巨大优化和潜力的工作，但对其系统研究的成果或论著却极少见。长期以来，由于系统地对非标类典型机械及其零部件结构设计实例的分析研究较少，其知识主要靠设计者自己在工作实践中摸索积累，但仅靠个人的力量或感性经验毕竟有限，还会极大地限制设计者的视野和创造力。为此，将设计者个人的感性经验上升为理性知识，从而为设计者提供客观上的方便，以促进更多的人进行深入理论研究是笔者的夙愿，也是出版本书的主要目的。
本书是笔者（联系方式E-mail：lihuishuo@163.com，zhengxianmaⓐ163.com；QQ：1003393381）在从事企业产品设计与开发和学校教研的基础上，结合多年的研究成果以及国内外的研究资料而编写的。
全书主要由两大部分组成：第一部分为“机械零部件结构设计实例”；第二部分为“典型设备装配工艺性”。
书中“改进前”的实例主要来自企业、设计院、科研院校近年来的相关实例。由于“改进前”的实例大多属于初期的原设计，其存在的问题既具有个体性也具有多样性及多面性。为了突出对重点问题的阐述，书中没有对逐个问题从多个方法加以一一修正或阐述。“改进后”的实例，一方面是笔者在工作及研究中对该问题的看法与观点，另一方面是参考或汲取了国内外的资料。
书中“矿用通风机”“专用数控机床”“工业机器人”三章，分别代表了笔者从事科研工作的不同时期或阶段。在相应的工作期间，由于更多的精力主要投入到生产实践，使许多理论性的研究与创新没有及时记录，更忽略了深入总结，这是本书写作过程中时常感到的遗憾，这种遗憾也将督促笔者不断进取，让探索成为进行时。
全书较全面地总结了机械制造过程中包括材料选择、加工制造、操作规范及手段等各种禁忌问题，旨在能尽量做到理论联系实际、有实用价值、能指导生产实践；并为进一步的理论研究起到抛砖引玉的效果。但由于机械及装备问题的复杂性及时间限制，书中仅有针对性地对提出的问题进行研究与表达，没有涉及具体实例以外的结构和问题。
本书得益于诸多同事与学生的帮助和丰富的媒体与资料，得益于马辰硕等的支持，在此表示衷心的感谢。
本书保留了改进前实例的原始图样，没有对“改进前”的原实例图样进行改动。由于实例的软件、版本不同，实例的来源多以及个别图例图面太大且复杂等原因，也会使得实例存在某些图的内容、格式表达不妥之处。并且，书中的诸多论点和观点也只是笔者一家之说。由于笔者水平及时间限制等，书中会出现笔者想不到或考虑不周的诸多问题，恳请并欢迎读者及各界人士予以指正，共同商讨。
笔者对书中引用文献的所有著作权人表示衷心感谢！作 者第1章 导论1.1 本书的主要内容
全书主要由两大部分组成：第一部分为机械零部件结构设计实例；第二部分为典型设备装配工艺性。
本书的主要内容构架如图1-1所示。图1-1 全书内容构架
第一部分首先由“轴结构设计与工艺性”、“轴承结构设计与工艺性”、“齿轮结构设计与工艺性”、“凸轮结构设计与工艺性”、“带轮结构设计与工艺性”、“箱体结构设计与工艺性”及“减速箱（变速箱）结构设计与工艺性”等组成；其次考虑到目前机械制造业的状况，特把“粉末冶金件结构设计与工艺性”及“工程塑料件结构设计与工艺性”加入其中。
某些部件实例图比较复杂，但为了直接描述其中的零件或局部关系，在表达时仅给出了简单图示，例如第8章中。
第二部分由“矿用通风机”、“专用数控机床”及“工业机器人”等组成。第二部分中“实例”涉及设备整体，其结构复杂且内容繁多。限于篇幅所限，仅从整体机械或主要零部件角度进行分析，对实例的结构及装配进行概略性的介绍，更具体的零部件结构未能详细论述，因此其中的某些实例会有欠缺或不当之处。
本书对多种零部件的机械结构设计及其装配结构进行分析与禁忌对比；对多种非标类典型机械进行装配工艺性的剖析。力图使读者深入理解机械结构设计及其工艺性的制造规律，尤其是掌握装配工艺性设计，达到灵活运用制造技术，合理进行机械设计的目的。1.2 本书的内容特点
①充分体现设计与制造、结构与装配一体化的思想。引导设计者在设计的初期便考虑工艺的可行性，如结构设计的合理性与装配工艺的可行性，为设计者避免犯装配工艺方面的错误提供有效的帮助。研究中始终坚持理论联系实际，从生产及设计实践的实例中提出问题，并在进行必要的工艺分析基础上给出适当的改进与防范措施。
②简明扼要的写作风格。针对某一零部件或某一典型机械的具体结构，着重从工艺性或装配工艺性设计的角度考虑，依据实例的具体结构来解决结构设计与工艺相对应的问题。
③采用图形与文字融合的表达方式。书中涉及了数量较多的图形或图样，采用“原设计实例及结构特点”与“改进后结构设计特点”等简明扼要形式进行正误对比、互相对照，力求做到内容翔实并便于借鉴与应用。全书始终以“图形是工程的语言”为导向处理列举的实例，以工程图或图例的方式进行相关问题的阐述。
④不强求实例要素的完整性及完美性。实例图形中仅对具体实例进行分析与研究，把与具体实例有关的形体、尺寸等要素保留。为了使问题的阐述重点突出、图面清晰，去掉了无关的和不重要的要素。
⑤“改进前”的实例大多属于初期的原始资料，其存在的问题既具有个体性也具有多样性及多面性。为了保留研究资料的原始性，书中没有对原实例图样进行改动，这并不影响对问题的论述。
⑥注重基本知识、实用技能与科技创新的紧密结合。不仅让读者全面地了解机器的结构设计问题，同时也考虑到制造业的发展，本书特将矿用通风机、专用数控机床、工业机器人等列为典型设备的内容；为了让读者更清晰地理解装配工艺性设计的内容，本书同时对所述机器进行零部件的结构设计与工艺性问题进行解读或剖析。
⑦装配结构涉及较宽广的知识面，其理论性与实践性结合紧密，如何将理论知识、现场经验与工程技术人员的智慧结合起来，合理地利用现有设备与装备，建立一套适合于本企业的现代化装配工艺方法，还需要在实践中不断地探索与提高。第2章 轴结构设计与工艺性
轴结构设计主要与轴计算与轴工艺性相关。
轴的结构设计包括决定轴的合理结构和全部结构尺寸。轴的结构设计以强度计算为基础，通常按扭转强度初步计算出轴端直径，如果该轴端需要开键槽，应将此轴径加大3%～7%，然后将轴径圆整成标准值并作为轴端最小直径。在此基础上再合理地定出轴的结构形状以及相关配置的结构。轴的合理外形应满足轴和装在轴上的零件定位准确，便于装拆和调整，轴应具有良好的制造工艺性等。2.1 轴结构设计要点及禁忌（1）轴结构设计要点
轴的结构应便于加工、测量、装配及维修，在轴的结构设计时应注意以下几个问题。
①轴的形状要力求简单，阶梯轴的级数应尽可能少，轴上各段的键槽、圆角半径、倒角、中心孔等尺寸应尽可能统一，以利于加工和检验。
②对于阶梯轴常设计成两端小、中间大的形状，以便于零件从两端装拆。
③轴的结构设计应使各零件在装配时尽量不接触其他零件的配合表面，轴肩高度不能妨碍零件的拆卸。
④考虑加工工艺所必需的结构要素——中心孔、螺纹退刀槽、砂轮越程槽等。如轴上需磨削的轴段应设计出砂轮越程槽，需车制螺纹的轴段应有退刀槽。
⑤合理确定轴与轴上零件的配合性质、加工精度和表面粗糙度。
⑥轴的配合直径应按GB/T 2822—2005圆整为标准值。
⑦确定各段轴长度时应尽可能使结构紧凑，同时要保证零件所需的滑动距离和装配或调整所需空间，转动件不得与其他零件相碰撞；为保证轴向定位可靠，与轮毂配装的轴段长度应略小于轮毂宽（长）2～3mm。
⑧轴上所有零件应无过盈地达到配合部位。
⑨为便于导向和避免擦伤配合表面，轴的两端及有过盈配合的台阶处都应制成倒角。（2）轴结构设计禁忌
①对于轴上要素，为了提高加工效率应该避免大的加工量；为了避免轴、孔间配合不紧凑，应尽量避免轴肩、轴环的重复定位；轴环应采用能够承受轴向载荷的宽度，以避免轴向压馈现象；为了方便拆卸与维修，应避免轴径和齿轮顶圆直径相差较大的结构；为了滚动轴承拆卸方便，在滚动轴承配合处，其轴肩高度应避免高于滚动轴承内圈的高度。
②尽量避免轴的结构要素产生应力集中。如轴的倒圆半径避免大于与之配合轴承的倒圆半径；键槽底部倒角应避免过小，以防应力集中；键槽应避开应力集中区一定距离等。
③锥形轴应留有一定的圆柱段以避免夹持不便；同一轴上的锥度应一致以避免对刀次数过多；为了使轴结构简单，应尽量减少锥形轴段。
④退刀槽尺寸应尽量保持一致，避免多次换刀；靠近轴肩的磨削表面处应留出越程槽，以避免磨削精度不足。
⑤与毂孔配合的轴段应有过渡圆角与倒角，以便于装配，并可以避免直角产生的应力集中；同一根轴上的倒角应保持一致，避免换刀次数和装卡次数过多，降低加工效率。
⑥应避免轴上键槽部位壁厚太小，使得键槽部位产生应力集中，影响轴的强度；键槽开口方向应避免在不同的方向上。2.2 轴结构设计与工艺性实例分析2.2.1 轴结构设计常见错误及其改进
实例2-1
①原设计实例及结构特点 如图2-1（a）所示，轴中段的加工量过多。
②改进后轴结构设计特点 改为图2-1（b），制成阶梯轴。图2-1 尽量减少加工量的结构（一）
③工艺性分析对比 制成阶梯轴后不需保证精度的部分不加工、减少了加工量。
实例2-2
①原设计实例及结构特点 如图2-2（a），左右两段轴直径一致但却加工成有轴环的形式，加工工作量大。
②改进后轴结构设计特点 改为图2-2（b），用弹性挡圈代替轴环。图2-2 尽量减少加工量的结构（二）
③工艺性分析对比 当用弹性挡圈代替轴环时，便于加工，减少了加工工作量。
实例2-3
①原设计实例及结构特点 如图2-3（a），轴肩与轴环处重复定位，可能导致轴与孔的配合不紧凑。
②改进后轴结构设计特点 改为图2-3（b），仅用锥轴定位。图2-3 避免重复定位的结构
③工艺性分析对比 单独用锥轴定位时可以避免重复定位，配合紧凑。
实例2-4
①原设计实例及结构特点 如图2-4（a），根据轴的使用情况，即功率输出和轴向力的估算，轴环设计宽度为6mm，不足以承受电动机转子的轴向力，容易出现材料裂纹和断裂，以致发生事故。
②改进后轴结构设计特点 设计轴环宽度改为10mm，如图2-4（b），增加轴环宽度后，轴环的强度能够承受转子在运转中的轴向力。图2-4 轴环应有足够承受轴向载荷的宽度
③工艺性分析对比 轴环应能承受较大的轴向力，定位精确。
轴环是用来在轴上承受轴向载荷的，通常在轴上设置轴环是为了固定齿轮等零件的一端，另一端用螺母或者用弹性挡圈来固定；轴环应有足够承受轴向载荷的宽度。
实例2-5
①原设计实例及结构特点 如图2-5（a），磨削时左右两段圆柱的同轴度不容易保证。
②改进后轴结构设计特点 改为图2-5（b），轴左端留出一段以供磨削时夹持用。图2-5 保证两段轴磨削时同轴度的结构
③工艺性分析对比 轴段设计时应保证各轴段的同轴度。轴的左端留一段供磨削时夹持用，则可保证两段轴磨削时的同轴度。
实例2-6
①原设计实例及结构特点 如图2-6（a），轴上零件固定方式不合理，没有充分发挥出轴肩的定位效果。用螺栓连接轴肩和轴上零件时不但会削弱轴肩的材料力学性能，而且没有发挥阶梯轴在轴向定位中的作用。在轴上零件的运转过程中完全靠螺栓的预紧力来克服轴向力，会很快让螺栓松动并导致轴环的失效。
②改进后轴结构设计特点 改为图2-6（b），则轴上零件固定合理，使轴环和阶梯轴的轴向定位作用充分发挥了出来，同时轴环的直径减小，轴的阶梯尺寸过渡良好，减少了应力集中，提高了轴的使用性能。图2-6 合理固定轴上零件的结构
③工艺性分析对比 轴上零件固定方式，直接影响着轴上零件的工作状况。合理的固定方式能使轴上零件获得良好的工作环境；不好的固定方式会使轴上零件左右晃动，使动力传递不均匀、零件和轴的结合面发生磨损。
实例2-7
①原设计实例及结构特点 如图2-7（a），轴径和齿轮顶圆直径相差较大，整料加工费工、费料，锻件不便于锻造。
②改进后轴结构设计特点 改为图2-7（b），轴与齿轮分别加工后再用键连接的结构形式，方便拆卸与维修。图2-7 轴与齿轮分别加工的结构
③工艺性分析对比 轴与轴的传动连接应综合考虑毛坯选择、加工与装配工艺等问题。
实例2-8
①原设计实例及结构特点 如图2-8（a），曲轴上的孔存在应力，“1”处内孔孔口应有一定角度的倒角，“2”处轴上的通孔应倒角或加滚珠碾压以减少应力集中。
②改进后轴结构设计特点 改为图2-8（b）则较为合理，即“1”处孔口加60°倒角，“2”处加45°倒角再倒圆。图2-8 减少曲轴上应力集中的结构
③工艺性分析对比 要尽量避免轴的结构要素产生应力集中。
实例2-9
①原设计实例及结构特点 如图2-9（a），轴上的通孔没有倒角或加滚珠碾压，易产生应力集中。
②改进后轴结构设计特点 改为图2-9（b），即通孔加倒角或加滚珠碾压。图2-9 减少轴上应力集中的结构
③工艺性分析对比 为了减少应力集中，通孔上应倒角或加滚珠碾压。
实例2-10
①原设计实例及结构特点 如图2-10（a），轴的倒圆半径大于与之配合的轴承的倒圆半径，难以保证轴向定位和配合紧凑。
②改进后轴结构设计特点 改为图2-10（b），即轴的倒圆半径小于轴承的倒圆半径。图2-10 保证轴上定位和配合的结构
③工艺性分析对比 轴的倒圆半径应小于与之配合轴承的倒圆半径，以保证轴向定位和配合紧凑。
实例2-11
①原设计实例及结构特点 如图2-11（a），轴上的盲孔使此处应力较集中，也易造成旋转的不平衡。
②改进后轴结构设计特点 将其改为图2-11（b），即盲孔改为通孔，则应力集中减小，轴强度增大。图2-11 轴上孔的结构
③工艺性分析对比 尽量避免轴上的盲孔。
实例2-12
①原设计实例及结构特点 发电机曲轴的结构如图2-12（a），实心曲轴自身的重量会加大旋转惯性力，造成曲轴在曲柄与曲轴连接的两侧处产生严重的应力集中，对曲轴承受交变载荷极为不利。
②改进后轴结构设计特点 改为图2-12（b），即曲轴做成空心的，减轻了自身重量并减小了旋转惯性力，解除了曲柄与曲轴连接的两侧处的应力集中。这种结构不但可使原应力集中区的应力分布均匀，使圆角过渡部分的应力平坦，而且有利于后续热处理所引发的残余应力的消除。图2-12 发电机曲轴的结构
③工艺性分析对比 曲轴在发动机里高速运转时承受很大的交变载荷，并且由于自身的重量会增加旋转惯性力，所以设计时要尽量降低重量。
实例2-13
①原设计实例及结构特点 图2-13中“错误”处，键槽的底部未倒圆或倒角，应力较集中，轴强度低。
②改进后轴结构设计特点 改为图2-13中“正确”处，键槽底部倒圆，则可以减小此处应力集中，增大强度。图2-13 键槽底部应倒角以减小应力集中
③工艺性分析对比 键槽底部应倒角以减小应力集中。
实例2-14
①原设计实例及结构特点 如图2-14（a），键槽底部位置过于接近轴肩，削弱了轴的整体力学性能，键槽没必要这样长。键连接中的平键有一定的、足够承受扭转力矩的长度就足够了，不必要太长，而且键槽太长会使应力更加集中于键槽底部和轴肩部位，造成轴的早期疲劳断裂。
②改进后轴结构设计特点 改为图2-14（b），即键槽底部与轴肩离开一定的距离，这样在键槽上有足够的长度传递扭矩，也不会在键槽底部和轴肩处产生较大的应力集中，避免了轴的疲劳损坏。图2-14 轴上键槽应避开应力集中区（一）
③工艺性分析对比 键槽应避开应力集中区一定距离。键槽底部与轴肩的距离主要用来保证安装在轴上的零件有足够的空间定位，只要有足够长的键槽就可以，若键槽太长会削弱轴的强度，造成轴的扭转断裂。
实例2-15
①原设计实例及结构特点 图2-15（a）中键槽开在了过渡区，导致此处应力过于集中，轴的强度削弱较大。
②改进后轴结构设计特点 将其改为图2-15（b），即轴上键槽与倒圆处留出一段距离，降低此处的应力集中，增加轴的强度。图2-15 轴上键槽应避开应力集中区（二）
③工艺性分析对比 同实例2-14类似，键槽应避开应力集中区一定距离，即避免键槽与轴肩重合，造成局部应力集中的叠加，从而削弱轴的强度，造成轴的扭转断裂。
实例2-16
①原设计实例及结构特点 如图2-16（a），花键轴与锥度轴的过渡应加退刀圆槽，以降低此处的应力集中。
②改进后轴结构设计特点 改为图2-16（b），即加退刀圆槽后可有效地减小此处的应力集中，增大轴的强度。图2-16 花键轴与锥度轴的过渡结构
③工艺性分析对比 花键轴与锥度轴的过渡应加退刀圆槽。
实例2-17
①原设计实例及结构特点 在不是止推轴的情况下、阶梯轴的轴径应从中向两端递减。如图2-17（a）所示的结构中，轴中部圆圈处直径最小，结构不合理。
②改进后轴结构设计特点 可将其改为图2-17（b），阶梯轴的直径从中间到两端逐渐递减。图2-17 便于装配的阶梯轴结构
③工艺性分析对比 阶梯轴直径应从中间到两端逐渐递减以便于装配。
实例2-18
①原设计实例及结构特点 如图2-18（a），退刀槽尺寸不一致。同一轴上的退刀槽尺寸应尽量一致。
②改进后轴结构设计特点 若将其改为图2-18（b），即退刀槽尺寸一致，便于一次性加工而不用更换刀具。图2-18 退刀槽尺寸应尽量保持一致的结构
③工艺性分析对比 退刀槽尺寸应尽量保持一致。
为了减少换刀次数，提高轴类零件的加工效率，在设计轴结构的时候经常把轴上一些相似的地方设计成相同的尺寸，例如将退刀槽设计成相同的宽度，即同根轴上的退刀槽宽度一致。
实例2-19
①原设计实例及结构特点 如图2-19（a），退刀槽深度不够，在加工螺纹末尾的时候，刀具不能迅速地脱离加工表面，会将退刀槽加工出浅螺纹，使轴在这个部位出现应力集中，降低整个轴的使用性能。
②改进后轴结构设计特点 改为图2-19（b），将退刀槽加深，能让螺纹加工刀具顺利地脱离加工表面，同时也可以减少轴表面的应力集中，提高轴整体性能。图2-19 合理设计退刀槽的结构
③工艺性分析对比 保证退刀槽深度。
退刀槽是在加工螺纹或者键槽时使加工刀具在加工表面加工出合格螺纹或者键槽的保证，因为加工到末尾时刀具不能迅速离开加工表面，因而需设置退刀槽。一般在加工螺纹前，都要先加工出退刀槽。
实例2-20
①原设计实例及结构特点 如图2-20（a），靠近轴肩的磨削表面处未留出越程槽，不易保证磨削精度。
②改进后轴结构设计特点 应将其改为图2-20（b），留出越程槽，这样便于加工，并能保证磨削精度。图2-20 留出越程槽的结构
③工艺性分析对比 靠近轴环处应留出退刀槽。
靠近轴肩的磨削表面或螺纹处应留有砂轮越程槽或螺尾退刀槽，以便于加工。
实例2-21
①原设计实例及结构特点 齿轮轴的一端由V带传动，中间用一对轴承支撑，右端用圆螺母锁紧定位。为了使轴肩便于磨削加工，设计了越程槽，如图2-21（a）。越程槽处易引起应力集中，工作过程中，轴经过反复、对称循环的弯曲应力的作用将形成疲劳裂痕，在A—A断面处轴断裂，并有明显的疲劳裂纹痕迹。
②改进后轴结构设计特点 若将其改为图2-21（b），取消越程槽，增设挡环；加大齿轮轴肩处的圆弧半径，挡环内孔倒角与轴肩圆弧相适应，从而减小了应力集中。图2-21 避免越程槽引起应力集中的结构
③工艺性分析对比 当齿轮越程槽处容易断裂时，应取消越程槽，增设挡环。
实例2-22
①原设计实例及结构特点 如图2-22中的“1处”、“1处放大”，越程槽内两直线相交处，产生尖角。图2-22 合理设置砂轮越程槽的结构
②改进后轴结构设计特点 如图2-22中的“正确”处，越程槽内两直线相交处可倒圆。
③工艺性分析对比 砂轮越程槽的作用和退刀槽的作用类似，砂轮在磨削完加工表面后，不能迅速地离开加工表面，为了不磨削到其他的表面，应设置砂轮越程槽。
砂轮越程槽不允许产生尖角（越程槽内深度h与圆弧半径r之间的关系，一般要满足r小于3h）。
实例2-23
①原设计实例及结构特点 图2-23（a）为挂轮架轴零件图，其中ϕ25的圆柱面需要磨削加工，但无砂轮越程槽；左右两段螺纹尺寸和精度要求不一致，这样不利于用同一把刀具一次加工完成，还需要更换刀具，增加了换刀时间，降低了劳动生产率。图2-23 添加砂轮越程槽/两螺纹尺寸和精度要求一致
②改进后轴结构设计特点 若改为图2-23（b），即添加砂轮越程槽；改变螺纹尺寸和精度要求使两螺纹的尺寸和精度要求一致，则可以使用一把刀具加工两个螺纹，省去换刀时间，提高劳动生产率。
③工艺性分析对比 设置砂轮越程槽，可用于砂轮“避空”。多个螺纹的尺寸和精度要求一致，可以节省换刀时间，提高劳动生产率。
实例2-24
①原设计实例及结构特点 如图2-24（a），加工螺纹的地方没有留有退刀槽，这样不利于刀具的退出。
②改进后轴结构设计特点 可将其改为图2-24（b），即加工螺纹的地方预先切制出退刀槽。图2-24 加工螺纹处设置退刀槽的结构
③工艺性分析对比 为了便于退出刀具，必须预先切制出退刀槽。
实例2-25
①原设计实例及结构特点 如图2-25（a），锥形轴段需要用砂轮打磨，以达到相应的表面粗糙度，但图中没有设计砂轮越程槽，在加工到末尾时会磨削到锥形轴段左边——安装轴承的轴段。
②改进后轴结构设计特点 改进后如图2-25（b），锥形轴段与安装轴承的轴段接合处设计了砂轮越程槽，能很好地保证砂轮在加工末尾离开加工表面时不碰到安装轴承的轴段。图2-25 锥形轴段与安装轴承的轴段接合处设置砂轮越程槽
③工艺性分析对比 锥形轴没有设计砂轮越程槽时会磨削到锥形轴段的左边，即安装轴承的轴段。
实例2-26
①原设计实例及结构特点 如图2-26（a），轴的两端是安装长轴承的配合光滑表面，需要精磨加工，而与之相连的是螺纹段，所以在加工时必须设置合适宽度的砂轮越程槽。
②改进后轴结构设计特点 改进后如图2-26（b），轴的两端设计了砂轮越程槽，使磨削加工更有精度保证，优化了整个轴的结构设计。图2-26 精磨加工处须设置合适宽度的砂轮越程槽
③工艺性分析对比 安装轴承的轴段，需要很光滑的配合表面，为了降低表面粗糙度数值，需要精磨加工工序，所以需要设置砂轮越程槽。
实例2-27
①原设计实例及结构特点 如图2-27（a），大小轴径过渡处没有倒圆（图中1、2处），易产生应力集中；与毂孔配合的轴段没有倒角，不便于装配和拆卸。
②改进后轴结构设计特点 若改为图2-27（b），大小轴径过渡处设置倒圆，则可减少轴上的应力集中，增加轴的强度；与毂孔配合的轴段加工成倒角以便于装配和拆卸。图2-27 过渡圆角的结构
③工艺性分析对比 大小轴径过渡处设置倒圆，减少轴上的应力集中，增加轴的强度。与毂孔配合的轴段应有倒角以便于装配。
实例2-28
①原设计实例及结构特点 如图2-28（a），此处圆角过小，应力过于集中。
②改进后轴结构设计特点 若改为图2-28（b），即倒圆R3改为R5，则可减小应力集中，增大轴的强度。图2-28 合理设置过渡圆角的大小
③工艺性分析对比 一般情况下倒角R与轴径d的比值应大于等于0.1，即R/d≥0.1。
实例2-29
①原设计实例及结构特点 图2-29为滑行车轮轴组件图。图2-29（a）因受轴承内圈圆角的限制，在轴承与轴配合时轴肩处的过渡圆角应小于轴承内圈的过渡圆角，但此轴承受冲击振动较严重，并且过渡圆角过小时会产生很大的应力集中；在频繁的冲击振动下，容易产生疲劳裂纹，最终导致轴的疲劳断裂。
②改进后轴结构设计特点 改为图2-29（b），即为了避免轴肩过渡圆角太小而引起轴肩处的应力集中，在轴肩处加一个环，留出一定的空间，来加大过渡圆角，减少应力集中。图2-29 合理设计过渡结构
③工艺性分析对比 滑行车速在40km/h以上，滑行车轮轴受冲击振动较严重，设计中采用滚动轴承，滚动轴承内圈有圆角，在与轴配合时，轴上应有合适的配合圆角。
过渡圆角是阶梯轴中重要的连接方式，目的是为了使阶梯轴能更好地进行尺寸过渡，减少应力集中，防止轴因应力集中而引起的疲劳裂纹，或因长时间的交变载荷发展成疲劳断裂。
实例2-30
①原设计实例及结构特点 如图2-30（a），倒角一个为1×45°，另外一个是2×45°，尺寸不同。在加工时需要进行换刀，增加了加工工时，降低了加工效率。
②改进后轴结构设计特点 改为图2-30（b），将轴上的倒角都设计成为2×45°，则避免了加工倒角时换刀的麻烦，缩短了加工工时，提高了效率。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]