轴系部件的设计
轴系设计与分析实验报告
轴系设计与分析实验报告
轴系设计与分析实验报告
引言:
轴系设计与分析是机械工程领域中一个重要的研究方向。轴系是机械传动中的关键组成部分,其设计合理与否直接影响到机械系统的性能和寿命。本实验旨在通过对轴系的设计与分析,深入了解轴系的工作原理和设计要点,为机械工程师提供参考和指导。
一、实验目的
本实验的主要目的是通过设计和分析轴系,掌握轴系设计的基本原理和方法,深入理解轴系的工作原理和设计要点。
二、实验原理
1. 轴系的基本概念
轴系是由轴、轴承、传动装置等组成的机械传动系统。轴承是轴系中的重要组成部分,其作用是支撑轴的转动并承受轴上的载荷。
2. 轴系的设计要点
轴系的设计要点包括轴的材料选择、轴的尺寸计算、轴的受力分析等。轴的材料选择应考虑其强度、刚度和耐磨性等因素;轴的尺寸计算应根据轴上的载荷和转速等参数进行;轴的受力分析可以通过有限元分析等方法进行。
三、实验步骤
1. 确定轴系的工作条件和参数,包括载荷、转速等。
2. 根据轴系的工作条件和参数,选择合适的轴材料。
3. 根据轴系的工作条件和参数,计算轴的尺寸。
4. 进行轴的受力分析,包括静态受力分析和动态受力分析。
5. 根据轴的受力分析结果,对轴进行优化设计。
6. 检验轴的设计是否满足要求,包括强度、刚度和耐磨性等方面。
四、实验结果与分析
通过实验,我们设计了一台用于传动的轴系,并对其进行了分析。根据轴系的工作条件和参数,我们选择了合适的轴材料,并计算出了轴的尺寸。通过有限元分析,我们得到了轴的受力分析结果,并对轴进行了优化设计。最后,我们对轴进行了检验,结果表明轴的设计满足了要求。
轴系及轮类零件结构设计
1. 轴上零件的定位和固定
2. 轴的外形设计
三、各轴段直径和长度的确定
1. 各轴段的直径 2. 各轴段的长度
轴系及轮 类零件的 结构设计
四、轴的结构工艺性 五、提高轴的强度和刚度的措施
1. 改进轴上零件的布置方案 2. 改进轴上零件的结构 3. 减小应力集中
4. 改善轴的表面质量
§3 滚动轴承的组合结构设计
轴系及轮类零件结构设计
§1 轮类零件的结构设计
一、轮类零件的结构
二、轮类零件结构设计的基本要求
1. 轮缘的设计 2. 腹板(轮辐)的设计 3. 轮毂的设计
三、常用轮类零件的通用尺寸
§2 轴的结构设计
一、轴上零件的布置方案
轴系及轮 类零件的 结构设计
轴系及轮 类零件的 结构设计
二、轴上零件的固定和轴的外形设计
一、轴系支点轴向固定的结构形式
1. 两端单向固定结构 2. 一端固定,一端游动结构 3. 两端游动结构
轴系及轮 类零件的 结构设计
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二、滚动轴承组合结构的调整
1. 轴系轴向位置的调整
2. 轴承游隙的调整
轴系及轮 类零件的 结构设计
三、滚动轴承与相关零件的配合 四、提高轴系刚度的措施
1. 提高轴承座的刚度和精度 2. 合理安排轴承的组合方式 3. 轴承的预紧
机械设计基础 第6章
图6-1 直轴
图6-2 曲轴
图6-3 软轴
2)
(1)心轴:只承受弯曲作用的轴。它分为固定心轴和转 动心轴两种。图6-4(a)所示的轴为转动心轴,当轮回转时, 轴固定不动。图6-4(b)所示的轴为固定心轴,它能转动。
(2)传动轴:主要承受扭转作用(不承受或只承受很小的 弯曲作用)的轴。图6-5所示的汽车变速箱与后桥间的轴就是
(1)支承回转零件,如齿轮、蜗轮、凸轮、皮带轮等; (2)
2.轴的分类 1)
(1)直轴:广泛应用于各类机械中,如图6-1所示。 (2)曲轴:常用于往复式机械传动中,将回转运动和往 复直线运动相互进行转换(例如冲床、内燃机等),如图6-2所
(3)软轴:常用于电动手持小型机具(例如铰孔机)、医疗 器械和汽车里程表的传动中,它的主要特点是具有良好的挠 性,可以把转矩和回转运动灵活地传递到空间的任何位置, 如图6-3
合金钢具有较高的机械强度和优越的淬火性能,但其价 格较贵,对应力集中比较敏感,常用于要求减轻重量、提高 轴颈耐磨性及在非常高的温度下工作的轴。由于合金钢与碳 素钢的弹性模量相差很少,因此合金钢不宜用于对刚度要求
轴的毛坯一般采用轧制的圆钢或锻件。锻件的强度较高,
形状复杂的曲轴和凸轮轴,也可以采用球墨铸铁制造。 球墨铸铁具有价廉、应力集中不敏感、吸振性好和容易铸成
轴的常用材料及机械性能见表6-1
机械设计—学做一体化课件:轴设计
完成。如图7 9所示,减速器的轴一般为阶梯轴,端部直径最 小,
向中间依次加粗,自然形成阶梯状。阶梯轴的形状也是轴上
零件装卸的必然要求。轴结 构的设计有以下过程。
轴设计
图7 9 减速器轴结构
轴设计
(1)设计前准备。
轴结构设计开始前要先计算出轴的最小直径,它是形成
矩,α=0.3;对脉动的转矩,α=0.6; 对于频繁正反转的轴,转矩可
视为对称循环变化,α=1。若不清楚转矩的变化规律,一般可
按脉动循环处理。
轴设计
(6)校核轴的强度。根据轴的具体情况,选取若干危险截
面,按下式进行强度校核计算。
式中:d 为危险截面处的轴的直径,单位为 mm;[σ-1b]为对称循
环许用应力,单位为 MPa, 可查表7 3;W 为轴的抗弯断面系
圆螺母定位可承受大的轴向力,多用于轴端处。轴中部
用此结构时,可避免采用过长的 套筒,不过在螺纹处有很大的
应力集中,将降低轴的疲劳强度。为了防止松脱,可用双螺母
或圆螺母与止动垫圈配套使用。
轴设计
轴端挡圈固定只适用于轴端零件的轴向固定。轴端挡圈、
圆螺母与轴的相应端面间也应 留有间隙δ,以保证能压住轮毂。
轴的失效多为疲劳破坏,所以轴的材料应满足强度、刚
度、耐磨性等方面的要求,常用 的材料有:
机械设计轴系结构设计思索
机械设计轴系结构设计思索机械设计轴系结构设计思索
在机械设计中,轴系结构设计是一个非常重要的环节。正确的轴系结构设计能够保证整个机械系统的稳定性和精度,避免因为轴系结构设计不当而导致的设备寿命降低、故障频繁等问题。在进行轴系结构设计时,需要经过多方面因素的综合考虑,包括轴系传递力矩的能力、转轴的直线度、轴的扭转刚度等等。
从传递力矩的角度来看,轴系结构设计的第一个问题是如何选择轴承。轴承的选择主要考虑其极限载荷和寿命,以满足系统传递力矩的要求。一般而言,需要根据系统传递力矩的大小来确定所需轴承的承载能力。同时,也需要注意轴承的寿命问题,避免轴承因过早失效而导致整个机械系统发生故障。
除了轴承的选择外,还需要考虑轴的直线度和轴的扭转刚度等因素。轴的直线度是指在轴运转时,轴的轴线是否保持直线,且在一定范围内不存在任何偏差。当轴运转时,如果轴的轴线存在偏离现象,就会引起传递到下游装置的力矩发生变化,从而影响整个机械系统的运转精度和寿命。因此,在轴系结构设计时,需要考虑如何在轴的制造过程中控制轴的直线度,以确保轴的轴线保持直线,偏离范围较小。
另一方面,轴系结构设计还需要考虑轴的扭转刚度。如果轴在运输或安装过程中遭受外力的作用,就会发生弯曲变形,
从而影响轴的扭转刚度。扭转刚度的大小直接影响轴系结构传递力矩的能力。一般而言,轴的扭转刚度越大,则其传递力矩的能力就越强。因此,在轴系结构设计中,需要注意避免轴的扭转变形,采用合适的材质和加工工艺,提高轴的扭转刚度。
轴系结构设计还需要考虑轴的精度。轴的精度通常包括轴的根偏差、圆度偏差、台面偏差、圆锥度和同轴度等。在轴系结构设计中,需要针对这些精度要求,采用合适的加工工艺,以确保轴的精度符合设计要求。
机电一体化系统设计课件——第2章(5):机械系统的部件选择与设计(轴系)
机床主轴传动齿轮空间布置比较
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二、 轴(主轴)系用轴承的类型与选择 • 标准滚动轴承 • 深沟球轴承 • 双列向心短圆柱滚子轴承 • 圆锥滚子轴承 • 推力轴承
平 台
加工面要在一个平面上
机座的结构工艺性
机座必须有可靠的加工工艺基面,若因结构原因没有工艺基 准,必须铸出四个或两个“工艺凸台”A,如下图所示(图 b 的结 构比图 a 的好)。加工时,先把凸台加工平,然后以凸台作基面来 加工B面,加工完毕后把凸台割去。
A为工艺凸台
焊接机架的设计
焊接机架具有许多优点:在刚度相同的情况下可减轻重量30%左右;改型 快,废品极少;生产周期短、成本低。 机架常用普通碳素结构钢材(钢板、角钢、槽钢、钢管等)焊接制造。轻型机 架也可用铝制型材连结制成。 对于轻载焊接机架,由于其承受载荷较小,故常用型材焊成立体框架,再装 上面板、底板及盖板。板料型材制成的框架接头型式如图1所示。槽钢制成的框 架的接头型式见图2所示。角铁构成机架的接头形式如图3所示。图4(a—是用薄 钢板折弯成型后、焊接而成的机箱,顶板的连接可采用图b、c所示的接头形式。
是指在装配之后在无负载低速旋转的条件下机床主轴传动齿轮空间布置比较机床主轴传动齿轮空间布置比较二二轴?标准滚动轴承?深沟球轴承?双列向心短圆柱滚子轴承?圆锥滚子轴承?推力轴承轴主轴主轴系用轴承的类型与选择系用轴承的类型与选择双列向心短圆柱滚子轴承双列向心短圆柱滚子轴承圆锥滚子轴承双列推力球轴承图圆锥滚子轴承双列推力球轴承图配套应用例上图为其配套应用实例双列向心短圆柱滚子轴承的径向间隙调整是先将螺母6松开转动螺母1拉主轴7向左推动轴承内圈利用内圈涨大以消除间隙或预紧
轴系结构设计实验报告答案
轴系结构设计实验报告答案
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引言:
轴系结构设计是工程领域中的重要课题,它涉及到机械工程、土木工程、航空
航天工程等多个领域。本实验旨在通过对轴系结构设计的实验研究,探索轴系
结构的设计原理和优化方法,以提高轴系结构的性能和可靠性。
一、实验目的
本实验的主要目的是通过对轴系结构的设计和测试,掌握轴系结构的设计原理
和优化方法,以及相关实验技术。具体目标包括:
1. 理解轴系结构的基本原理和设计要求;
2. 掌握轴系结构设计的基本步骤和方法;
3. 了解轴系结构的性能测试方法和数据分析技术。
二、实验原理
轴系结构是由轴、轴承、联轴器和传动装置等组成的机械传动系统。它的设计
目标是实现传递扭矩和转速的稳定和可靠。轴系结构的设计原理主要包括以下
几个方面:
1. 轴的选材和尺寸设计:轴的选材要求具有足够的强度和刚度,同时考虑到轴
的重量和成本等因素。轴的尺寸设计要满足承受扭矩和转速的要求。
2. 轴承的选型和布置:轴承的选型要考虑到轴的转速、负荷和工作环境等因素。轴承的布置要保证轴的旋转平稳和轴向移动的自由度。
3. 联轴器的选择和设计:联轴器的选择要考虑到轴的转速、转矩和轴向位移等
因素。联轴器的设计要满足传递扭矩和转速的要求。
4. 传动装置的设计:传动装置的设计要满足轴的转速和扭矩的要求,同时考虑到传动效率和传动比等因素。
三、实验步骤
1. 确定轴的工作条件:根据轴的应用场景和工作要求,确定轴的转速、转矩和工作环境等参数。
2. 选择轴的材料:根据轴的工作条件和要求,选择合适的材料,如钢、铝合金等。
轴系结构设计
轴系结构设计
轴系结构设计是一种机械设计的重要内容,也是机械装配的基础。轴系结构是由轴承、联轴器及其他元件组成的动态结构,主要是将机械设备的运动传递到其他部件,并对机械设备的运动进行合理的传动。在轴系结构中,轴承主要用于支撑轴的转动,联轴器用于将动力传递到轴上,而其他元件则具有固定和定位的作用。
轴系结构设计应考虑轴承、联轴器及其他元件之间的相互关系,以便满足机械设备的运行要求。在设计时,应该考虑轴承、联轴器及其他元件的尺寸、数量、材料等因素,以确保轴系结构能够正常运行,并且能够满足机械设备的负载、振动、噪声等要求。
轴系结构的设计需要考虑机械设备的运动特性、转速及负载特性。在设计过程中,应根据机械设备的运动特性,确定轴承、联轴器及其他元件的尺寸、数量、材料等参数。例如,在高转速情况下,应使用更小尺寸的轴承,以减少摩擦力;在高负载情况下,应使用更大尺寸的轴承,以获得更高的承载能力。
轴系结构的设计还应考虑其结构设计的安全性。这也是轴系结构设计的重要考量因素,包括检查轴承、联轴器
及其他元件的材料是否合格,以及轴系结构的布置是否合理,以避免发生破坏性故障。
此外,轴系结构设计还应考虑机械设备的振动及噪声特性,以及其他质量要求。通常情况下,在轴系结构设计过程中,应采取适当的措施,如选用合适的轴承、联轴器及其他元件,以降低机械设备的振动及噪声,提高其质量。
轴系结构设计是机械设备的重要内容,也是机械装配的基础。轴系结构的设计应考虑轴承、联轴器及其他元件的尺寸、数量、材料等参数,以满足机械设备的运行要求;同时也应考虑轴系结构的安全性、振动及噪声特性及其他质量要求。轴系结构设计是一项技术性工作,需要仔细研究,以确保机械设备的正常运行。
轴系结构设计实验报告
轴系结构设计实验报告
一、实验目的
本实验旨在让学生通过设计轴系结构,掌握轴系结构的设计方法和技巧,了解轴系结构的基本原理,并能够进行轴系结构的计算和分析。
二、实验原理
1. 轴系结构的基本概念
轴系结构是由若干个轴承、联接件、传动件等组成的机械传动系统。它主要用于将旋转运动转化为直线运动或者将直线运动转化为旋转运动。
2. 轴系结构的设计方法
(1)确定传递功率和转速
(2)选择合适的电机和减速器
(3)根据传递功率和转速确定轴承类型和尺寸
(4)设计联接件和传动件,保证其强度和刚度满足要求(5)进行轴系结构的计算和分析,检查其可靠性。
三、实验内容及步骤
1. 实验材料准备:
电机、减速器、联接件、传动件等。
2. 实验步骤:
(1)确定传递功率和转速,选择合适的电机和减速器。(2)根据传递功率和转速确定轴承类型和尺寸。
(3)设计联接件和传动件,保证其强度和刚度满足要求。(4)进行轴系结构的计算和分析,检查其可靠性。(5)制作轴系结构样品,进行实验验证。
四、实验结果及分析
1. 实验结果:
通过实验,我们成功地设计了一台轴系结构,将电机的旋转运动转化为直线运动,并且能够顺利地传递功率和转速。在实验过程中,我们还发现了一些问题,并进行了相应的调整和改进。
2. 结果分析:
通过本次实验,我们深入了解了轴系结构的设计方法和技巧,并掌握了轴系结构的基本原理。同时,在实际操作中,我们也发现了一些问题并进行了相应的调整和改进。这不仅增加了我们对机械传动系统的认识,也提高了我们解决问题的能力。
五、实验总结
通过本次实验,我们不仅学习到了轴系结构的基本原理和设计方法,还掌握了相关工具的使用技巧。同时,在实际操作中遇到问题时,我们也学会了如何快速定位并解决问题。这对于以后从事机械制造行业有着非常重要的意义。
船舶动力装置轴系设计计算
船舶动力装置轴系设计计算
1.轴系布置设计
首先,根据船舶的需求和动力装置的安装空间,设计轴系布置,包括
主轴、辅助轴、传动轴、联轴器、轴承等的位置和相互关系。
2.动力需求计算
根据船舶的设计航速、航行条件和推进方式,计算出所需的功率和转速。功率可通过船舶阻力和运动学公式计算得到,转速可根据动力装置的
输出转速和传动比确定。
3.主轴尺寸计算
主轴是船舶动力装置的核心部件,其设计需要考虑强度、刚度和转子
动力学特性。首先根据所需功率和转速计算出主轴的扭矩,然后根据材料
的强度参数计算出主轴的直径。最后,根据主轴的刚度要求和转子动力学
要求,确定主轴的长度和材料。
4.辅助轴计算
辅助轴一般用于传递不同动力装置之间的功率或转速。根据实际需求,计算出辅助轴的转矩和转速,并根据需求选择适当的辅助轴。
5.传动轴设计
传动轴一般用于将主轴的转动传递给辅助轴或船舶的推进装置。根据
功率、转速和传动方式(直接传动或间接传动)、传动比等参数,设计传
动轴的直径、长度和材料。
6.轴承计算
轴承的设计需要考虑轴的受力和转动特性。根据轴系布置和轴的尺寸,计算出轴承的额定载荷和额定寿命,并根据实际需求选择适当的轴承类型
和数量。
7.联轴器选型
联轴器用于连接不同轴之间,传递转矩和扭矩。根据轴的直径、转速
和扭矩,选择适当的联轴器类型和规格,确保联轴器的刚度和可靠性。
8.尺寸校核
最后,对设计的轴系进行尺寸校核,确保各个部件的强度和刚度满足
要求。校核包括材料的强度计算、轴的转子动力学分析和系统的振动分析等。
以上是船舶动力装置轴系设计计算的一般过程。在实际设计中,还需
机械设计中轴系的结构方案设计
机械设计中轴系的结构方案设计
在机械设备制造过程中,轴是关键的零部件之一,它不仅支撑着轴上零件、传递运动与动力的重要部件,也在非常大的程度上影响着机器设备的工作能力与工作质量。如果轴失效,便有可能产生严重的后果,所以轴的设计至关重要。以下是的机械设计中轴系的结构方案设计,欢迎阅读。
设计过程:
轴系结构的设计没有固定的标准,它根据轴上载荷方向、大小与分布情况,轴上零部件的布置与固定方法,及轴的加工与装配方法等进行灵活决定的,以轴上零部件装拆方便、固定牢靠、定位准确等来衡量轴结构的设计好坏。因此在设计轴的结构时,一般可以先拟定好几种不同方案通过相互比较后再加以取舍。轴的结构设计应包括定出轴的合理外形与全部尺寸。在满足刚度、强度与装配、加工等要求的条件下,轴的结构应该设计的越简单越好。轴的结构取决于:轴在机器中安装的位置以及形式;轴上安装零部件的类型、数量、尺寸以及联接方法;载荷的性质、方向、大小及分布情况;轴加工的工艺等。轴系是没有标准结构形式的,设计时一定要针对不同情况而进行具体的分析。但是,无论何种具体的条件,轴的结构都应该满足:轴及装在轴上的零部件要有精准的工作位置;轴上的零部件应该便于装拆与调整;轴应该具有良好的制造工艺性能等。
(一)拟定轴上零部件的装配方案
所谓的装配方案,就是指预定出轴上的主要零部件的装配方向、顺序以及相互关系。进行轴的结构设计的前提条件便是拟定轴上零部件的装配方案,它确定了轴的基本形式。在拟定装配方案时,原则上应设计几个方案,然后进行分析比较后再进行选择。
(二)轴上零件的定位
轴系结构设计PPT.
20
机械设计 第七章 轴系结构设计
21
a)借助轴本身形状定位:轴肩、圆锥形轴头; b)借助挡圈、圆螺母、套筒等定位;
注意:防止过定位 L轴段长度 = B轮毂宽 - (2~3) mm
保证轴上零件可靠定位:
轴圆角半径r<轴上零件倒角尺寸c<轴肩高度h 或 轴圆角半径r <轴上零件圆角半径R<轴肩高度h
三. 轴的毛坯
d小——圆钢(棒料):车制; d大——锻造毛坯;
结构复杂——铸造毛坯,如曲轴; 空心轴:充分利用材料,↓质量,但加工困难。
机械设计 第七章 轴系结构设计
15
四. 阶梯轴的结构设计
F
1. 拟定轴上零件装配方案
等强度
阶梯轴
轴颈:装轴承处 尺寸 = 轴承内径;
组成
轴头:装轮毂处 直径与轮毂内径相当; 轴身:联接轴颈和轴头部分;
机械设计 第七章 轴系结构设计
1
习题
思考题P113 二-1~4 作业题P114 三-4、四-4
机械设计 第七章 轴系结构设计
2
轴的结构设计
轴的工作能力设计
提高轴的强度、 刚度和减轻重量的措施
机械设计 第七章 轴系结构设计
3
轴的结构设计
§1 轴的结构设计概述 §2 轴的结构设计 §3 轴的最小直径的确定
机械设计 第七章 轴系结构设计
22
机械设计中轴的详解
• 引言 • 轴的种类与功能 • 轴的材料与选择 • 轴的设计与计算 • 轴的支撑与轴承选择 • 轴的维护与保养 • 案例分析
01
引言
主题简介
01
机械设计中的轴是机械传动系统 中的重要组成部分,它承担着传 递扭矩和旋转运动的任务。
02
轴的设计和制造质量直接影响着 机械设备的性能、寿命和可靠性 。
心轴
定义
心轴是机械中用于固定和支撑转 动零件的轴。
功能
心轴的主要功能是固定和支撑旋转 零件,确保其稳定旋转。
应用
在各种机械装置中,如轴承、齿轮 等,心轴都是重要的支撑部件。
03
轴的材料与选择
钢材
钢材强度高,能够承受较大的载荷和 冲击力,是机械设计中常用的轴材料 之一。
钢材成本相对较低,适用于大规模生 产和应用。
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轴承的配合与预紧
轴承的配合
轴承的内圈与轴颈的配合采用基孔制,外圈与轴承座的配合 采用基轴制。根据不同的使用场合和载荷大小,选择合适的 配合等级。
轴承的预紧
通过调整轴承的预紧力,可以增加轴承的刚度和提高其旋转 精度。预紧力可以通过预紧螺栓、调整垫片或加热膨胀等方 法实现。
轴承的润滑与密封
轴承的润滑
功能
转轴的主要功能是支撑旋 转零件,传递扭矩和旋转 运动。
机械设计基础-轴及轴承设计
轴及轴承设计
图10-13 滚动轴承的基本构造及常用滚动体
轴及轴承设计
2.滚动轴承的主要类型和特性 滚动轴承的类型很多,其结构形式也不尽相同,以适应各 种不同的工作要求。 1)常用滚动轴承的类型 (1)按滚动体的形状不同分类。 ① 球轴承。滚动体的形状为球形的轴承称为球轴承。 工作时,球与滚道之间形成高 副,呈点接触状态,摩擦阻力小, 因而其承载能力和耐冲击能力较低;但球的制造工艺较 简单, 极限转速较高,价格低廉。
任务实施 机器上所安装的旋转零件,例如带轮、齿轮、联轴器和
离合器等都必须用轴来支承,才能正常工作,因此轴是机械中 不可缺少的重要零件。本章将讨论轴的类型、轴的材料和 轮毂联接,重点是轴的设计问题,其中包括轴的结构设计和强 度计算。轴的结构设计是要 合理确定轴的形状和尺寸,设计 中除应考虑轴的强度和刚度外,还要考虑使用、加工和装 配 等方面的许多因素。轴的强度使轴具有可靠的工作能力,其 计算方法在工程力学中已经 介绍过。对于初学者,轴的结构 设计较难掌握,因此,轴的结构设计是重点之一。
轴及轴承设计
② 滚子轴承。除了球轴承以外,其他轴承均称为滚子轴 承。滚子与滚道之间亦为高 副,且呈线接触,所以其承载能力 和耐冲击能力均较高;但摩擦阻力较大,制造工艺较球 复杂, 价格较高。
轴及轴承设计
(2)按承受载荷的方向不同分类。 ① 向心轴承。其主要承受径向载荷。向心轴承又可分 为径向接触轴承和向心角接触轴 承两种。径向接触轴承 (α=0°):主要承受径向载荷,也可以承受不大的轴向载荷,如 深沟球轴 承、调心轴承等。 向心角接触轴承(0°<α<45°):能同时承受径向和轴向 两种载荷的联合作用。如角接 触球轴承、圆锥滚子轴承等。 其接触角愈大,承受轴向载荷的能力愈强。圆锥滚子轴承能 同时 承受较大的径向和单向轴向载荷,内、外圈可沿轴向分 离,安装和拆卸较方便,间隙可调。
轴类零件设计
接受系统默认设置,单击
按钮,进入二维草绘界面。
(3)在草绘平面内绘制任意尺寸的四个同心圆,然后将直径改
为da,d,df,db。修改时直接输入da,d,df,db即可。然后选取
图标
,退出草绘模式,如图6.20所示。
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6.3 轴类零件的设计过程
(4)在右工具箱中单击
按钮打开“菜单管理器”菜单,
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6.2 零件设计命令介绍
6.2.2 特征的复制
Pro/ENGINEER提供了以下建立相同特征的方式:“特征阵列” 命令,“特征复制”命令和“特征镜像”命令,本章使用工具栏中 的“复制”→“粘贴”功能建立模型。
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6.3 轴类零件的设计过程
6.3.1 阶梯轴的设计
在机械设计中,轴系是经常见到的一类零件,其造型简单,通 常只需一个旋转实体即可。常见轴系零件的几何结构非常简单,其 建模过程为:由旋转体特征生成轴体,一个或多个切除拉伸实体特 征构成键槽,最后添加倒角。下面通过一个实例来介绍轴的具体建 模步骤。 (1)启动软件,单击新建文件工具按钮 打开“新建”对话 框,新建一个名为“shaft.prt”的实体文件。
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6.3 轴类零件的设计过程
(4)单击“关系”对话框中的校验关系按钮
,对输入的
参数和关系式进行校验,发现参数值已经发生了变化。
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H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y
机械设计大作业
题目:轴系部件设计
院系:能源科学与工程学院
班级:
姓名:
学号:
©哈尔滨工业大学
目录
题目:设计行车驱动装置中的齿轮传动
行车驱动装置的传动方案如图5.4所示。室内工作、工作平稳、机器成批生产,其他数据见表5.4。
图5.4
表5.4 行车驱动装置中齿轮传动的已知数据
方案电动机工作功
率Pd/(KW)
电动机满载转
速/(/min)
m
n r
工作机的转
速
/(/min)
w
n r
第一级
传动比
1
i
轴承座中心高
H(mm)
最短工作年
限
5.4.1 2.2 940 55 2.8 250 10年1班5.4.2 3 960 50 3.3 250 3年3班5.4.3 2.2 710 40 2.8 220 3年3班5.4.4 2.2 940 60 3.2 200 5年2班5.4.5 3 1420 75 3.2 200 5年2班
由先前的设计可知轴的输入功率P1=2.09KW,转矩T=78713.5 N ·mm ,转速n=253.57 r/min ,斜齿轮圆柱齿轮分度圆直径d=52.14mm 齿宽b=50mm ,带轮宽度B=65mm 。
1. 选择轴的材料
因为传递功率不大,且对质量及结构尺寸无特殊要求,故选用常用材料45钢,调质处理。
2.初算轴径dmin ,并根据相配联轴器的尺寸确定轴径d1和长度L1
对于转轴,按扭转强度初算轴径,由文献[1]表10.2得C=106~118,考虑轴端弯矩比转矩小,故取C=106,则
41.2157
.25309.2106n
d 3
3
min =⨯==P C
考虑键槽的影响,取d min/mm=21.41*1.05=22.48mm ,考虑轴端1与带轮连接,按标准GB2822-81 的R10圆整后,取d1=25mm ,L1=65mm
3.结构设计
(1)确定轴承部件机体的结构形式及主要尺寸
为方便轴承部件的装拆,铸造机体采用部分式结构(图1),取机体的铸造壁厚mm 8=δ,机体上轴承旁连接螺栓直径d2=12mm ,装拆螺栓所需要的扳手空间C1=18mm ,C2=16mm ,故轴承旁内壁至座孔外端距离
mm
50~47mm )8~5(21=+++=C C L δ,取L=50mm
(2)确定轴的轴向固定方式
因为行车驱动装置中的齿轮高速传动端的轴的跨距不大,且工作温度
变化不大,故轴的轴向固定端采用两段固定方式(图1) (3)选择滚动轴承类型,并确定其润滑及密封方式
因为轴受轴向力的作用,故选用角接触球轴承。
齿轮的线速度2
69.01000
6057
.25314.521000
60dn
v ≤=⨯⨯⨯=
⨯=
ππ,齿轮转动
时飞溅的润滑油不足于润滑轴承,故滚动轴承采用脂润滑,因为该减速器的工作环境,脂润滑,密封处轴颈的线速度较低,故滚动轴承采用毡圈密封,并在轴上安置挡油板(图1)。 (4)密封圈与轴段2
在确定轴段2直径时,应考虑联轴器的固定及密封圈的尺寸两个方面。当联轴器右端用轴肩固定时,由文献【1】图10.9中公式计算得轴肩
高度mm d 5.2~75.1)1.0~07.0h =≈(,相应轴段2的直径d2的范围为28.5~30mm 。轴段2的直径最终由密封圈确定。由文献【2】表14.4,可
选用毡圈油封F2/T92010-1991中的轴径为30mm 的,则轴段2的直接d2=30mm 。
(5)轴承与轴段3和轴段6
轴段3上安装轴承,其直径应既便于轴承安装,有应该符合轴承内径系列。现暂取轴承型号为7207C ,由文献【2】表12.5,内径d=35mm ,外径D=72mm ,宽度B=17mm ,定位轴肩直径da=42mm ,轴上定位端面
的圆角半径mm r as 1=。故轴段3的直径d3=35mm 。通常一根轴上的两个轴承取相同型号,故轴段6的直径d6=35mm (6)齿轮与轴段4
轴段4上安装齿轮,为便于齿轮的安装,d4应略大于ds ,可取d4=38mm 。齿轮左端用套筒固定,为了使套筒端面顶在齿轮左端面上,即靠紧,轴段4的长度L4应该比齿轮轴毂长略短,已知齿宽b=50mm ,可以取轴段5的长度L4=48mm 。 (7)轴段5
mm
d h 8.3~66.2)1.0~07.0(=≈,取ds=45mm ,
b=1.4h=1.4(ds-d4)/2=1.4*(45-38)/2=4.9mm
(8)机体与轴段2,3,6的长度
轴段2,3,6的长度l2,l3,l6除与轴上零件有关,还与机体及轴承盖等零件有关。通常从齿轮端面开始向两端展开来确定这些尺寸。为避免转动齿轮与不动体之间相碰,应在齿轮端面与机体内壁之间留有一定距离H ,由文献【1】中表10.3,可取H=15mm 。为补偿机体的铸造误差,轴承应深入轴承座孔内适当距离,以保证轴承在任何时候都能坐落在轴承坐孔上,为此取轴承上靠近机体内壁的端面与机体内壁间的距离。为保证拧紧上下轴承座连接螺栓所需扳手空间,轴承座应有足够的宽度C ,可取C=50mm 。根据轴承7207C 的外圈直径,由文献【2】可查得轴承盖凸缘厚度e=10mm 。为避免带轮转动时与不动的轴承盖之间发生碰撞,带轮的左端面与轴承盖间应有一定距离K ,可取K=20mm 。在确定此轮,机体,轴承,轴承盖及带轮的相互位置后,轴段2,3,6的长度就相应确定:
326217
515
2
39
()(50175)102058()15
5
101727
s
l B H l L B e K l H l B =+∆++=+
++==--∆++=--++==+∆-+=+-+=
7207轴承力作用点距外环原边15.7mm ,取改点为支点。取带轮轮毂中
点为力作用点,则可得跨距L1=106.2mm ,L2=47.3mm ,L3=45.3mm (图1)
(9)键连接
带轮及齿轮与轴的周围连接均采用A 型普通平键连接,分别为键10⨯56GB/T 1096-2003及键14⨯56 GB/T 1096-2003
4.轴的受力分析
(1)画轴的受力简图(图3(b ))