几种消除间隙的机械结构设计

一 、消 除 轴 向 间 隙 的 结 构 设 计 大多数情况下，轴承在轴上的轴向定位是靠轴用弹性挡圈 或轴肩来实现，一般的《机械设计手册》介绍的也都是这种方 式，但是，实践证明，按这种方式安装的轴承总是会产生微小的 轴向窜动。而对于那些不允许有轴向窜动的场合，直接采用这 种定位方式显然不合适。当然，我们可以采用加装调整垫的办 法来解决这个问题，但需要反复调整垫片的厚度尺寸，有时还 需要配磨垫片的厚度尺寸，费时费力，不太可取。 在卷烟机牌子箱（即印刷系统）和纸盘架（用来装卷烟纸） 中的引纸辊、导纸辊，烟支成形系统中的布带导正辊等，这些辊 轮在工作时都不允许有轴向窜动，否则，会导致卷烟商标印刷 位置不准确、烟条在烟枪中跑条、运行的烟纸晃动严重，进而导 致无法正常开车或者降低烟支的外观质量。为此，我们设计了 一种能消除轴承轴向窜动的弹性结构，具体结构形式见图一和 图二。
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几种消除间隙的机械结构设计
■ 覃仕辉
在机械设计过程中我们常常会遇到一些要求间隙尽可能 小的，甚至是零间隙的结构设计要求，比如装配精度高的传动 轴要求轴向窜动尽可能小，螺旋传动中要求螺旋副间的间隙尽 可能小，我们往往选用通用的方法— ——调整垫片或者配磨垫片 等手段来减少间隙、消除间隙。这样给装配和调试人员带来很 大的不便，费力费时。为寻求设计简洁、装配方便，我们有必要 寻找能直接消除间隙的设计结构，减少工作量，节约成本，提高 装配精度。
图六所示结构，适合承受较大载荷而轴上又不允许加工键 槽的场合。内锥套 １ 加工出外锥螺纹，且沿径向方向切割出一 条宽约 ２ｍｍ 的缝 （缝口的尺寸由于不同材料的弹性变形不同
当你只有一个想法时， 这个想法是再危险不过了。 — — — 查 提 尔
ＩＮＶＥＮＴＩＯＮ ＆ ＩＮＮＯＶＡＴＩＯＮ
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图三 轴 １ 平面图
径 Ф５．５ 深 ６．５ 的孔，且开了 ４ 个宽 １ 深 ６．５ 的直槽，因而轴端就 具备了弹性变形的条件。这样
２． 轴的材料选用。选用具备较好弹性的材料，如：６５Ｍｎ、 ６０Ｓｉ２Ｍｎ、１Ｃｒ１３、２Ｃｒ１３ 等。
图一 三维模型示意图
１．轴 ２．垫圈 ３．轴承 ４．压缩弹簧 ５．辊轮 ６．防尘盖
图二 结构示意图
该结构彻底削除了轴承的轴向窜动，满足了工作要求。这 种结构的设计要点如下：
１． 轴 １ 的轴端结构是保证设计成功的关键， 其轴端部 位 要 做成弹性结构。以本设计为例，轴 １ 的轴端结构及尺寸如图三 所示。轴端部位的尺寸略大于与轴承配合部位的尺寸，这样保 证轴承在工作过程中不会脱出。轴端部位的配合尺寸是 Ф８ｍ６， 而与轴承配合部位的尺寸是 Ф８ｇ６。由于轴端部位打了一个直
图四 组合螺母
图五 对开螺母
图四滑动螺旋传动结构中采用的是组合螺母，松脱螺钉 １， 通过转动调整螺钉 ２ 使楔块 ３ 上下运动，同样可消除轴向间隙 和补偿旋合螺纹的磨损。图五为对开螺母，转动槽形凸轮，则螺 母的上下部分分别上下移动而与螺杆分离，当反转凸轮合紧螺 母时，螺纹轴向间隙也能消除（除矩形螺纹外）。
二、ＬａｂＶＩ ＥＷ在测试技术与仪器教学中的具体应用 用 ＬａｂＶＩＥＷ 作为测试技术与仪器理论和实践教学工具，可 进行信号的产生、数据采集、测试信号的分析和处理等。 １． 利用ＬａｂＶＩ ＥＷ建立简易函数信号发生器 函数信号发生器能输出正弦波、方波、三角波及锯齿波等 多种波形。利用 ＬａｂＶＩＥＷ 中的基本函数发生器子 ＶＩ、多谐信号 附加噪声的波形发生器子 ＶＩ、公式节点波形子 ＶＩ 可设计出简 易函数信号发生器如图 １ 所示。在课堂理论教学中，运用这一
啮合间隙一致性，从而导致啮合间隙过紧过松，紧松不均。
图七 双联齿轮
图八
图七所示结构是两个齿轮通过螺钉 １ 连接，组成双联齿 轮。齿轮 ２ 上有腰圆孔。在调整齿轮 ２ 和 ３ 与其啮合齿轮之间 的间隙时，只需松开螺钉 １，转动齿轮 ２，就能同步改变齿轮 ２、３ 与邻近齿轮啮合的间隙，并能尽可能地缩小间隙，直到消除间 隙，达到减小间隙的要求。
３ 将内、外锥套联结为一体。这样，可以通过内锥套的弹性变形
来消除螺纹间隙，并起到锁紧的作用。
二 、消 除 径 向 间 隙 的 结 构 设 计
在齿轮传动过程中，经常会遇到因齿轮间间隙过大而出现
传递误差偏大，噪音偏大的现象。在设计齿轮传动时，往往采用
过桥齿轮的结构，装配时调节过桥齿轮与两侧齿轮之间的间
隙。对于这种结构，装配人员很难保证过桥齿轮与前后齿轮的
另外，在转速不高，传动功率不大的情况下，也可采用弹 簧，如图八所示结构，来消除齿轮之间的间隙，达到传递精度 要求。该机构中采用弹簧 ７ 拉紧扇形齿轮 ８ 与偏心齿轮盘 ９ 的啮合，保证在传递动力过程中，两齿面始终啮合，处于零间 隙状态。
作者单位： 常德烟草机械有限责任公司研究所
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２００７
一、图形化编程语言— ——ＬａｂＶＩ ＥＷ简介 ＬａｂＶＩＥＷ （Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ） 是由 ＮＩ 公司在 １９８６ 年推出的主要面向计算机测
控领域的虚拟仪器软件开发平台。它是一种面向仪器的图形化 的编程语言，功能包括数值函数运算、数据采集、信号处理、输 入输出控制、信号生成、图像的获取、处理和传输等等。用户可 以 通 过 ＬａｂＶＩＥＷ 中 的 人 机 交 互 界 面 — ——前 面 板（Ｆｒｏｎｔ Ｐａｎｎｅｌ）中的控制量和显示量，如旋钮、开关、模拟表头、数字显 示器、波形图显示屏等任意构造用户自己的仪器面板；通过背 面板（也称代码窗口和流程图）中的功能图标或子 ＶＩ 以及完善 的控制仿真调试工具，按照自己的要求轻松组建一个虚拟仪器 和测试系统。
３． 选取合适的弹簧。本例采用压缩弹簧，根据结构的需要 可采用碟形弹簧或其它类型的弹簧，关于弹力的大小，如采用 计算的办法来选取过于复杂，建议按试验的办法估算来选取。
这样，工作过程中，在弹簧的弹力作用下就消除了轴承的 轴向窜动，从而保证了工作要求。
４． 消除螺纹轴向间隙。在螺旋传动的结构设计中，螺母的 结构除要求满足强度外，还要考虑其他的一些需要。最常用的 是整体螺母，这种螺母结构简单，但由于磨损产生的轴向间隙 不能补偿，只能用于精度较低的传动螺旋。
而改变）。外锥套 ２ 加工出内
锥螺纹。其工作原理为：①将
内锥套 １ 装在轴上。②将外锥
套 ２ 装在内锥套 １ 上并拧紧。
由于内、外锥套采用锥螺纹联
结，在拧紧过程中产生径向力
迫使内锥套 １ 的开口缝产生
图六 组合锁紧套
较大的径向变形，从而将轴抱
死，这样就将锁紧套与轴联结
成为一体了。③为防止锁紧套在工作过程中松动，用锁紧螺钉
基于ＬａｂＶＩＥＷ的测量技术与仪器教学
■ 徐淑英
虚拟仪器软件应用于课堂教学演示和实验是测试技术与 仪器教学的发展方向。测试技术与仪器是工程科学领域中应用 非常广泛的专业知识，是高等院校中机械、自动化或信息技术 专业必学的一门重要课程。它是一门既需要具有较深的基础理 论，又具有较强实践性的学科。由于仅仅通过传统的板书教学 方法，学生难以透彻理解所学内容，而采用 ｆｌａｓｈ、ａｕｔｏｗａｒｅ 等 应用软件，高级语言 ＶＣ、Ｄｅｌｐｈｉ 很难编制出测试技术与仪器这 类专业课的课件；专业实验室实验设备昂贵，建设投入不足而 导致设施匮乏或老化，所有这些严重地影响了理论与实践教学 的质量。运用用虚拟仪器配合教学，作为理论与实践教学的补 充，教师可以在课堂结合教学内容演示测试技术与仪器的原 理、使用方法并进行仿真运行。学生可以不受实验条件的限制 任意使用仪器软件进行仿真实验。不仅提高了教学效率和教学 质量，而且可实现设备资源共享，节约实验设备投资。