清华机械设计 轴系结构明细表
轴系结构明细表
45
小计
端盖
外圆直径
102
小计
小外径mm
35
35
配合直径
62
内径mm
30
30
30
34
30
30
轴孔直径
0
长度mm
9
13
13
7
13
17
个数
2
2
个数
1
2
2
1
2
1
9
其他非标准件
轴承座（宽度、孔径、槽、凸肩）
62宽30
2
标准件
名称
规格
件数
圆柱齿轮（顶圆直径。旋向。宽度）
左右旋小齿轮B=45、右旋大齿轮B=42
注：键、密封毡圈未计入，带螺纹的轴段长度指光轴段长度。
轴系结构设计实验装置零件明细表（方案号4—1）总件数：47
直径mm
30
小计
直径mm
34
45
小计
长度mm
26
32
38
长度mm
7
40
43
46
7
轴端轴模块
键
中间轴模块
键
√
√
√
螺纹
螺纹
止动舌槽
止动舌槽
挡圈槽
挡圈槽
锥度
个数
1
2
2
5
个数
1
1
2
1
1
6
套筒
大外径mm
轴系结构设计实验装置零件明细表（方案号2—2）总件数：57
直径mm
28
30
小计
直径mm
28
30
34
35
39
轴系结构
实验四轴系结构创意组合一、概述任何回转机械都具有轴系结构，因而轴系结构设计是机器设计中最丰富、最需具有创新意识的内容之一，轴系性能的优劣直接决定了机器的性能与使用寿命。
由于轴承的类型很多，轴上零件的定位与固定方式多样，具体轴系的种类很多。
概括起来主要有：(1)两端单向固定结构；(2)一端双向固定、一端游动结构；(3)两端游动结构(一般用于人字齿轮传动中的一根轴系结构设计)。
如何根据轴的回转转速、轴上零件的受力情况，决定轴承的类型；再根据机器的工作环境决定轴系的总体结构；轴上零件的轴向定位与固定、周向的固定来设计机器的轴系，是机器设计的重要环节。
为了设计出适合于机器的轴系，有必要熟悉常见的轴系结构，在此基础上才能设计出正确的轴系结构，为机器的正确设计提供核心的技术支持。
二、实验目的1．熟悉和掌握轴的结构与其设计，弄懂轴及轴上零件的结构形状及功能、工艺要求和装配关系。
2．熟悉并掌握轴及轴上零件的定位与固定方法。
3．熟悉和掌握轴系结构设计的要求与常用轴系结构。
4．了解轴承的类型、布置、安装及调整方法，以及润滑和密封方式。
三、实验设备和工具1．模块化轴段，用其可组装成不同结构形状的阶梯轴。
2．轴上零件：齿轮、蜗杆、带轮、联轴器、轴承、轴承座、端盖、套杯、套筒、圆螺母、轴端挡圈、止动垫圈、轴用弹性挡圈、孔用弹性挡圈、螺钉、螺母等。
3．工具：扳手、游标卡尺、内外卡钳、300mm钢板尺、铅笔、三角板等。
四、实验内容与要求1．从轴系结构设计实验方案表中选择设计实验方案号。
2．进行轴的结构设计与滚动轴承组合设计。
每组学生根据实验方案规定的设计条件和要求，确定需要哪些轴上零件，进行轴系结构设计。
解决轴承类型选择，轴上零件的固定、装拆、轴承游隙的调整、轴承的润滑、密封、轴的结构工艺性等问题。
3．绘出轴系结构设计装配草图，并应使设计结构满足轴承组合设计的基本要求，即采用何种轴系基本结构。
4．考虑滚动轴承与轴、滚动轴承与轴承座的配合选择问题。
《机械设计》实验四（轴系结构实验）
综合性实验指导书实验名称：轴系结构实验实验简介：轴系主要包括轴、轴承和轴上零件，它是机器的重要组成部分。
轴的主要功用是支持旋转零件和传递扭矩。
轴的设计一方面要保证具有足够的工作能力，即满足强度、刚度和振动稳定性等要求。
另一方面，要根据制造、装拆使用等要求定出轴的合理外形和全都结构尺寸，即进行轴的结构设计。
轴承是轴的支承，分为滚动轴承和滑动轴承两大类。
滚动轴承已标准化，设计时只需根据工作条件选择合适的类型和尺寸，并进行轴承装置的设计。
通过本实验学生将进一步定性地对轴系设计结构理论进行深入了解。
适用课程：机械设计实验目的：了解并正确处理轴、轴承和轴上零件间的相关关系，如轴与铀承及轴上零件的定位、固定、装拆及调整方式等，以建立对抽系结构的感性认识并加深对轴系结构设计理论的理解。
面向专业：机械类实验项目性质：综合性（课内必做）计划学时： 2学时实验要求：A预习《机械设计》等课程的相关知识点内容；B预习《机械设计实验指导书》中实验目的、原理、设备、操作步骤或说明，并写出预习报告；实验前没有预习报告者不能够进行实验；C 进行实验时衣着整齐，遵守实验室管理规定、学生实验守则、仪器设备操作规定等相关规定，服从实验技术人员或实验教师的指导与管理。
知识点：A《机械设计》课程传动轴内容；B 《机械设计》课程键、螺纹连接内容；C《机械设计》课程滚动轴承内容；D 《机械设计》课程齿轮传动内容； E 《机械设计》课程蜗轮蜗杆传动内容；F《机械设计》课程润滑、密封内容；G《机械制图》课程相关知识内容。
实验分组：1人/组《机械设计》课程实验实验四轴系结构实验一、概述轴系主要包括轴、轴承和轴上零件，它是机器的重要组成部分。
轴的主要功用是支持旋转零件和传递扭矩。
它与轴承孔配合的轴段称为轴颈，安装传动件轮毂的轴段称为轴头，联接轴颈和轴头的轴段称为轴身。
轴颈和轴头表面都是配合表面，须有相应的加工精度和表面粗糙度。
轴的设计一方面要保证具有足够的工作能力，即满足强度、刚度和振动稳定性等要求。
机械设计基础项目十四 轴系零部件
• 轴是机械设备中的重要零件之一，它的主 要功能是直接支承回转零件，如齿轮、车 轮和带轮等，以实现回转运动并传递动力。 轴由轴承支承以承受作用在轴上的载荷， 这种起支持作用的零部件称为支承零部件。 而且有很多的轴上零件需要彼此联接，它 们的性能互相影响，所以将轴及轴上零部 件统称为轴系零部件。如图14-1所示减速 器的输出轴由轴1、轴承2、齿轮3、联轴器 4、键5等组成。
• 2、半圆键联接 • 如图14-16所示，键的底面为半圆形。 • 3、楔键联接 • 如图14-17所示，楔键的上下面为工作面，分别与
轮毂和轴上键槽底面紧贴。
• 楔键分为普通楔键(图14-17a )和钩头楔键(图1417b )，前者又分为圆头(A型)和平头(B型)两种。
• 当轴径d＞100mm且传递较大转矩时，可采用由 一对楔键组成的切向键联接(图14-18a)。若要传 递双向转矩，则需用两对相隔120°～130°的切 向键(图14-18b)。
三、花键联接
• 花键联接是由在轴上加工出的外花键齿和 在轮毂孔加工出的内花键齿所构成的联接， 如图14-19所示。
• 其优点是：齿数多，承载能力强；且槽较 浅，应力集中小，对轴和毂的强度削弱较 小，对中性和导向性好，广泛应用于定心 精度要求高和载荷较大的场合。
• 花键已标准化，按齿形不同，常用的花键 分为矩形花键和渐开线花键。
挠性钢丝轴。
• 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：
• 1)碳素钢
• 2)合金钢
• 3)球墨铸铁
二、轴的结构与设计
• 1、轴的结构 • 2、轴的结构设计 • 轴的结构设计应满足：①轴上零件定位准确，固定可靠；
②轴上零件便于装拆和调整；③具有良好的制造工艺性； ④尽量减少应力集中。
清华机械设计 轴系结构设计与搭接实验指导书
轴系结构设计与搭接实验一、实验目的1．了解机械传动装置中滚动轴承支撑轴系结构的基本类型和应用场合。
2．根据各种不同的工作条件，初步掌握滚动轴承支撑轴系结构设计的基本方法。
3．通过模块化轴系搭接实践，进一步掌握滚动轴承支撑轴系结构中工艺性、标准化、轴系的润滑和密封等知识。
二、主要的实验设备1．模块化轴系搭接系统：提供可实现多方案组合的基本轴段，以及轴系常用的零件如轴套、轴承、端盖、密封件、机架等。
2．测量与装拆工具三、实验题目1．单级齿轮减速器输入轴轴系结构2．二级齿轮减速器输入轴轴系结构3. 二级齿轮减速器中间轴轴系结构4．锥齿轮减速器输入轴轴系结构5．蜗杆减速器输入轴轴系结构详见“轴系机构明细表”四、实验要求1．每位同学选择设计题目中一个轴系结构，根据该结构简图和搭接零件明细表初步设计轴系结构装配图（建议采用M=1：1比例，3#坐标纸，手绘）。
2．分析轴的各部分结构，形状，尺寸与轴的强度，刚度，加工，装配的关系。
3．分析轴上的零件的用途，定位及固定方式。
4．分析轴承类型，布置和轴承的固定，调整方式。
5．了解润滑及密封装置的类型，结构和特点。
6．根据所绘制的装配图在实验室实际操作完成轴系搭接实验。
7．按照轴系结构模块的可行方案修改原设计，最终完成一个轴系结构的设计与搭接。
8．课后根据实验修改方案画出正确装配图。
（注：装配图采用1：1比例，符合制图标准，标注主要零件的配合尺寸。
）五、思考题1．为什么轴通常要做成中间大两头小的阶梯形状？如何区分轴上的轴的轴颈，轴头和轴身各轴段，它们的尺寸是如何确定的？对轴各段的过渡部分和轴肩结构有何要求？2．轴承采用什么类型？选择的根据是什么？它们的布置和安装方式有何特点？3．轴系固定方式是用“两端固定”还是“一端固定，一端游动”，为什么？如何考虑轴的受热伸长问题？4．传动零件和轴承采用何种润滑方式？轴承采用何种密封装置，有何特点？六、时间安排1．学生选择题目进行轴系的初步设计课下进行，2小时。
轴系结构设计PPT.
疲劳强度校核 刚度验算（如机床主轴）
机械设计 第七章 轴系结构设计
12
3. 振动折断 4. 塑性变形
高速轴，自振频率与轴转速接近
短期尖峰载荷
验算屈服强度
设计的主要问题： 今天我们学习了止血的方法请同学们要牢记。但是，我们要避免日常生活中的出现流血事情的发生，课间活动要有秩序，使用锋利的
工具要小心，遇到危险的场面要避开。一旦发生流血事件要冷静，采取正确的方法止血，千万不要忘记上医院治疗。 小提示70：对定期使用的测试要不断更新。
机械设计 第七章 轴系结构设计
16
机械设计 第七章 轴系结构设计
17
装配方案的比较：
机械设计 第七章 轴系结构设计
18
2. 零件在轴上的固定 （1）轴向固定
滚动轴承
齿轮
套筒
轴承端盖
半联轴器
轴端挡圈
Ⅰ Ⅰ
R r
h h
Ⅱ
Ⅲ
Ⅱ
b
r
C
Ⅲ
2-3mm
机械设计 第七章 轴系结构设计
19
机械设计 第七章 轴系结构设计
机械设计 第七章 轴系结构设计
11
注意：钢材
种类 热处理
对钢材弹性模量E影响很小
∴用
热处理 合金钢
不能提高轴的刚度。
问：当轴的刚度不足时，如何提高轴的刚度？
3. 合金铸铁、QT：铸造成形，吸振，可靠性低，品质难控制。 常用于凸轮轴、曲轴。
四. 轴设计的主要问题 失效形式：1. 疲劳破坏 2. 变形过大
8
2. 按轴线形状分
直轴
光轴 阶梯轴
又可分为实心、空心（加工困难）
曲轴：发动机专用零件
机械设计 第七章 轴系结构设计
机械设计轴
1）有配合段：应选用标准直径。 2）安装标准件段：应取相对应的标准直径。 3）定位轴肩或轴环高度：h≈(0.07-0.1)d。 4）非定位轴肩高度：为方便拆装和减小配合面擦伤，通常为1～2mm。 5）滚动轴承定位轴肩高度：查阅《机械设计手册》的轴承安装尺寸章节 。 6）轴头段轴长：为保证定位准确，应短于轮毂2-3mm。
图1.2 按所受载荷轴的分类
1.1 概述
1.1.2 轴的材料及选择
1.1 概述
1.2 轴的结构设计
1.2.1 轴上各部分的名称
如图6.4所示，轴上安装轴承的部位称为轴颈，安装传动零件的部位称为轴 头，连接轴颈与轴头的部分称为轴身，用作轴上零件轴向定位的台阶部分称 为轴肩，轴上轴向尺寸较小直径最大的环形部分称为轴环，仅为了方便零件 的安装而设置的阶梯称为非定位轴肩。
1.2 轴的结构设计
图6.5 轴的结构工艺
1.2 轴的结构设计
1.2.5 减小应力集中，改善受力状况
轴的结构形状和轴上零件的固定，会使轴的某些部位引起应力集中，从而 降低轴的强度，因此，设计时应注意以下几点： 1.改善轴的受力状况，减小轴所受的弯矩或转矩
为了减小轴所受的弯矩，轴上受力较大的零件应尽可能装在靠近轴承处， 并应尽量不采用悬臂支承方式，且力求缩短支承跨度和悬臂长度。 2.合理布置轴上零件，以减小最大转矩
1.2 轴的结构设计
1.2.4 轴的结构工艺性
1）形状力求简单，便于加工和检验。 2）为减小应力集中，轴肩处应有过渡圆角，r应小于零件孔的圆角r1。 3）为便于零件的安装，轴端应有倒角，多用45°（或30°、60°）。 4）需磨削处，应设越程槽。 5）若有螺纹处，应设退刀槽。 6）键槽应在同一母线上。 7）与零件过盈配合时，装入端需加工出导向圆锥面。 8）轴两端应设中心孔。 9）轴肩高度不能妨碍零件的拆卸。 10）应能保证各零件装配时不损伤其他零件的配合表面。 上述的4）、5）、6）、7）见图6.5。
机械设计 第12章 轴系零部件
169第十二章 轴系零部件案例导入：通过观察实物或减速器输出轴，说明轴是组成机器的重要零件之一，各种作回转或摆动的零件（如齿轮、带轮等），都必须安装在用轴承正确支撑的轴上才能正常运动及传递动力，本章主要介绍轴、轴承、键和销的结构特点及设计计算。
轴是机械设备中的重要零件之一，它的主要功能是直接支承回转零件，如齿轮、车轮和带轮等，以实现回转运动并传递动力,轴要由轴承支承以承受作用在轴上的载荷。
这种起支持作用的零部件称为支承零部件。
而且有很多的轴上零件需要彼此联接，它们的性能互相影响，所以将轴及轴上零部件统称为轴系零部件。
如图12-1所示减速器的输出轴由轴1、轴承2、齿轮3、联轴器4、键5等组成。
第一节 滑动轴承一、概述轴承是支承轴的部件，根据轴承工作的摩擦性质，可分为滑动轴承和滚动轴承两大类。
一般情况下，滚动摩擦小于滑动摩擦，因此滚动轴承应用很广泛，但滑动轴承具有工作平稳、无噪声、耐冲击、回转精度高和承载能力大等优点，所以在汽轮机、精密机床和重型机械中被广泛地应用。
滑动轴承按摩擦状态可分为：(1)液体摩擦滑动轴承。
轴承工作时在轴颈和轴承的工作表面之间被一层润滑油膜完全隔开，因而金属工作表面之间无摩擦和磨损。
(2)非液体摩擦滑动轴承。
轴颈和轴承的工作表面之间未形成足够厚的油膜，局部金属直接接触，因而存在着摩擦和磨损。
二、滑动轴承的主要类型和结构按受载荷方向不同，滑动轴承可分为径向轴承和止推轴承。
(1)径向滑动轴承。
用于承受径向载荷，常用滑动轴承的结构形式及其尺寸已经标准化，应尽量选用标准形式。
图12-2所示为整体式滑动轴承。
还可在机架或箱体上直接制图12-1减速器的输出轴图12-2整体式滑动轴承170出轴承孔，如图12-2a)，再装上轴套成为无轴承座的整体式滑动轴承。
整体式滑动轴承结构简单，制造方便，但轴套磨损后轴承间隙无法调整；装拆时轴或轴承需轴向移动，故只适用于低速、轻载和间歇工作的场合。
如小型齿轮油泵、减速箱等。
机械设计常用机构的示意
只要极位夹角θ ≠ 0 ， 就有 K>1 ；
θ越大，K值越大，机构的急回性质越明显。
平面机构具有急回特性的条件: (1)原动件等角速整周转动； (2)输出件具有正、反行程的往复运动； (3)极位夹角Ө>0。
应用：节省回程时间，提高生产率
平面连杆机构的死点 对于曲柄摇杆机构，当摇杆为主动件时，在
连杆与曲柄两次共线的位置，机构均不能运动。 机构的这种位置称为“死点”（机构的死点位置 ） 在“死点”位置，机构的传动角 γ＝0。 “死点”位置应用：
平面连杆机构的压力角与传动角 压力角：作用在从动件上的驱动力F与力作用点
绝对速度之间所夹锐角α。 传动角（ γ ）：压力角的余角
切向分力 Ft= Fcosα = Fsinγ 法向分力 Fn=Fcosγ
γ↑ Ft↑ 对传 动有利，常用γ的大小 来表示机构传力性能的 好坏（越大越好）
平面连杆机构的急回特性 从动件作往复运动的平面连杆机构中，若从动
其它常用连杆机构应用
更多 动画
2-1-3.连杆机构设计 连杆机构设计的基本问题:
(1) 实现预定的运动规律； (2) 实现预定的连杆位置（刚体导引问题） ； (3)实现预定的轨迹。 连杆机构设计的基本方法： (1) 图解法，直观、概念清楚、简单易行，精度低； (2) 解析法，精度高、计算量大； (3) 实验法，用于运动要求较复杂的设计或初步
④作△F C1C2的外接圆，
A点必在此圆上。
b
⑤选定A，连接AC1和AC2 有a（曲柄），b(连杆）： a
AC2 AB2 B2C2
AC1 B2C2 AB2
a
AB2
AC2
2
AC1
b
B2C2
AC2
清华大学机械制图教程制图的基本知识
2
A
3 B
4
5
6
N
⑷ 由A和B分别与奇数（或偶数）分点连线并与外 接圆相交，依次连接各交点。
二、斜度与锥度
⒈ 斜度
斜度是指直线或平面对另一直线或平面的倾斜程度。
a
斜度=tga=H:L=1:H/L
L
例：画下面的图形
1:5
10
H
h
1单位
80
斜度符号画法：
5单位
30°
h=字高
20
1单位
D 1.4h
d
⒉ 锥度
⒍ 断面为正方形结构的标注
16
16×16
18
18×18
⒎ 均匀厚度板状零件的标注 t2
不必另画视图表示厚度
1.2 尺规几何作图
一、正多边形
⒈ 正六边形
⒉ 正N边形（以正7边形为例）
⑴ 画外接圆 ⑵ 将外接圆直径等分为N等份 ⑶ 以N点为圆心，以外接圆直径为半径作圆与水
平中心线交于点A,B。
1
尺寸线
尺寸界线超出箭头约2毫米
⑴ 尺寸线为细实线，一端或两端带有终端（箭头
或斜线）符号。
≈4d
d
尺寸线
字高
d=图中粗实线宽度
45°
16 10
89
⑵ 尺寸线不能用其它图线代替，也不得与其它图 线重合或画在其延长线上。
⑶ 标注线性尺寸时尺寸线必须与所标注线段平行。
⒊ 尺寸数字 C1.5
尺寸数字
C1.5
⒉ 直径尺寸
⑴ 标注直径尺寸时，应在尺寸数字前加注
符号“”。
10
10
5 5 20
注：直径尺寸可以标注在非圆视图上。
⑵ 标注球面直径时，应在符
机械设计基础 第13章 轴
图13-3 转动心轴
图13-4 固定心轴
13.1.1 轴的分类
（2）传动轴 主要承受扭矩的轴 称为传动轴。上图所示为汽车上从 变速箱到后桥的传动轴。下图为挖 树坑机上的传动轴。
图13-5 传动轴
挖树坑机上的传动轴
13.1.1 轴的分类
（3）转轴 图示为单级圆柱齿轮减速器中的转轴，该轴上两个轴承之间的轴 段承受弯矩，联轴器与齿轮之间的轴段承受扭矩，这种既承受弯矩又承受转矩 的轴称为转轴。
球墨铸铁有成本低廉、吸振性较好、对应力集中的敏感较低、强度较好等优点。
13.1.2 轴的材料与毛坯
2 轴的毛坯
轴的毛坯可用轧制圆钢材、锻造、焊接、铸造等方法获得。 对要求不高的轴或较长的轴，毛坯直径小于150mm 时，可用 轧制圆钢材;对受力大、生产批量大的重要轴的毛坯，可由锻 造提供;对直径特大而件数很少的轴，可用焊件毛坯;对生产 批量大、外形复杂、尺寸较大的轴，可用铸造毛坯。轴的常 用材料及其主要力学性能见表13-1。
机械设计基础
目录 CONTENTS
01 概述 02 轴的结构设计 03 轴的强度计算 04 轴的设计方法
01 概述
13.1.1 轴的分类
我们日常生活和工业生产实践的设备中用到很多轴，可以说有转动的部位就有 轴。日常生活中的自行车就有前轮轴、后轮轴、中轴和脚蹬子轴等。图13-1所 示为单级斜齿圆柱齿轮减速器的外形图，减速器就主要是靠工作轴（阶梯轴） 来传递运动和转矩。
图13-6 转轴
13.1.1 轴的分类
2.按轴线的几何形状分类
按轴线的几何形状，可分为直轴、曲轴和挠性轴三类。 下图为曲轴，常用于往复式机械（如曲柄压力机、内燃机）中， 以实现运动的转换和动力的传递。
图13-7 曲轴
清华大学机械原理课件第1章 机构的组成和结构
精密仪器与机械学系 设计工程研究所
1. 低副—面接触
（1）回转副：铰联接，轴和轴承； 问题：自由度如何变化？
消去两个自由度，剩下一 个相对回转
精密仪器与机械学系 设计工程研究所
（2）移动副：滑块与导轨，活塞与气缸
同样，消去两个自由度， 剩下一个相对移动
精密仪器与机械学系 设计工程研究所
不同级别的杆组组成机构，通常以机构中包含 的基本杆组的最高级别命名
II级机构 I级机构
III级机构
一个原动件 和机架组成
1个II级杆组 4个II级杆组 1个III级杆组
精密仪器与机械学系 设计工程研究所
区别
思考：原动件更换后对机构级别的影响
精密仪器与机械学系 设计工程研究所
本章参考书
1. 孟宪源等编著. 机构构型与应用(上册).
精密仪器与机械学系 设计工程研究所
2. 机构运动简图的绘制
例：小型压力机
精密仪器与机械学系 设计工程研究所
精密仪器与机械学系 设计工程研究所
方法：
（1）分析机构的组成情况，动作原理和运动情况； （2）分析各构件之间相对运动的性质，确定各运动 副的类型； （3）选择视图投影面及比例尺，绘制出机构运动简
精密仪器与机械学系 设计工程研究所
例3 ：
F 3 2 2 3 0 F 3 3 2 5 1
F≤0，运动链约束过多，已成为桁架，不能 成为机构
精密仪器与机械学系 设计工程研究所
2. 运动链成为机构的条件
（1）运动链 F > 0；
（2）F=原动件数目； （3）满足(1)、(2)的运动链即为机构，机构 自由度的计算可用运动链自由度的计算 公式。
机械设计 轴PPT课件
T
T WT
9.55 10 6 0.2d 3n
P
[ T ]
MPa
9.55106 P
P
d 3 0.2[ ] 3 n A0 3 n
mm
T—扭矩 ，WT—抗扭截面系数， P—功率，n—转速，
[τ ]—许用应力， 青岛科技大学专用
潘存云教授研制
T
d—计第1算8页直/共5径1页，A0—材料系数。
表15-2 常用材料的[τT]值和A0值
用途：碳素结构钢因具有较好的综合力学性能，应用较 多，尤其是45钢应用最广。合金钢具有较高的力学性能， 但价格较贵，多用于有特殊要求的轴。
轴的毛坯:一般用圆钢或锻件，有时也用铸钢或球墨铸铁。
如用球墨铸铁制造曲轴和凸轮轴，具有成本低廉、吸振性较好、对应力集中的敏感较低、强度较好等优点。
表15-1 轴的常用材料及其主要力学性能
型
本章只研究直轴
直轴
光轴
按轴的形状分有： 曲轴 阶梯轴
挠性钢丝轴
青岛科技大学专用 潘存云教授研制
第6页/共51页
二、轴设计的主要内容
设计任务：选材、结构设计、工作能力计算。 轴的结构设计：
根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等 方面的要求，合理地确定轴的结构形式和尺寸。
工作能力计算： 轴的承载能力验算指的
长度 长系列
82
L
短系列
60
青岛科技大学专用 潘存云教授研制
112 84
第20页/共51页
142 107
便于零件的装配，减少配合表面的擦伤的措施： 1) 在配合段轴段前应采用较小的直径；
2) 配合段前端制成锥度； 3) 配合段前后采用不同的尺寸公差。
为了便于轴上零件的拆卸，轴肩 高度不能过大。
清华机械设计轴系结构明细表
O
2
O
2
O
3
m m径 直
5
2
O
3
33
5
3
9
45
m m度 长
6
2
O
3
8
5
2
33
m m度 长
8
3
6
1
8
3
2
33
33
72
46
48
51
3
6
7
7
4
1
轴端轴模块
键
中间轴模块
键
止动
舌槽
□
□
□
□
□
□
舌
动槽
止
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
g槽
□
□
□
□
□
□
曹 挡
□
□
□
□
□
□
□
□
□
n
□
□
□
□
度 隹
1
1
1
1
1
5
20
22
小计
直径mm
22
25
30
小计
长度mm
39
42
36
72
长度mm
55
15
18
20
20
25
56
56
65
轴端轴模块
键
V
V
V
V
中间轴模块
键
螺纹
螺纹
止动
舌槽
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1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
16
套筒
大外径mm
35
39
45
小计
端盖
外圆直径
102
小计
小外径mm
35
配合直径
62
内径mm
30
30
34
30
轴孔直径
0
26
31
长度mm
7
15
15
15
个数
1
1
1
3
个数
2
2
1
1
6
其他非标准件
轴承座（宽度。孔径。槽。凸肩）
62宽30
2
标准件
名称
规格
件数
圆柱齿轮（顶圆直径。旋向。宽度）
键
√
√
√
√
中间轴模块
键
螺纹
螺纹
止动舌槽
止动舌槽
挡圈槽
挡圈槽
锥度
个数
1
1
1
1
4
个数
1
2
1
2
1
1
8
套筒
大外径mm
28
30
52
小计
端盖
外圆直径
104
小计
小外径mm
配合直径
52
内径mm
22
25
45
轴孔直径
23
26
29
长度mm
44
65
8
个数
1
1
1
3
个数
1
1
1
3
其他非标准件
轴承座（宽度、孔径、槽、凸肩）
68
1
标准件
20
24
长度mm
30
39
43
32
32
34
38
5
5
轴端轴模块
键
√
√
中间轴模块
键
螺纹
螺纹
√
√
止动舌槽
止动舌槽
√
√
挡圈槽
√
挡圈槽
√
锥度
个数
1
1
1
1
4
个数
1
1
1
1
1
1
1
2
2
11
套筒
大外径mm
27
35
62
小计
端盖
外圆直径
112
小计
小外径mm
配合直径
62
72
内径mm
22
30
56
轴孔直径
22
27
0
长度mm
30
2.5
M12，2套
4
底板（长度）
L=200（大支点距）
1
小计
9
小计
16
注：键、密封毡圈未计入
轴系结构设计实验装置零件明细表（方案号4—2）总件数：47
直径mm
30
小计
直径mm
34
45
小计
长度mm
26
32
38
长度mm
7
40
43
46
7
轴端轴模块
键
中间轴模块
键
√
√
√
螺纹
螺纹
止动舌槽
止动舌槽
挡圈槽
挡圈槽
锥度
个数
1
2
2
5
个数
1
1
2
1
1
6
套筒
大外径mm
36
45
小计
端盖
外圆直径
102
小计
小外径mm
35
36
配合直径
62
内径mm
30
30
30
34
30
30
轴孔直径
0
长度mm
8
12
12
7
12
15
个数
2
2
个数
1
2
2
1
2
1
9
其他非标准件
轴承座（宽度、孔径、槽、凸肩）
62宽30
2
标准件
名称
规格
件数
圆柱齿轮（顶圆直径。旋向。宽度）
30
小计
直径mm
20
25
30
36
小计
长度mm
38
14
14
17
18
22
长度mm
40
40
14
22
27
40
5
轴端轴模块
键
√
中间轴模块
键
螺纹
√
√
√
螺纹
√
止动舌槽
√
√
止动舌槽
√
挡圈槽
√
挡圈槽
√
锥度
个数
1
1
1
1
1
1
6
个数
1
1
1
1
1
1
2
8
套筒
大外径mm
62
小计
端盖
外圆直径
112
小计
小外径mm
配合直径
62
内径mm
56
90×20
1
孔用弹性挡圈
62
1
带轮（圆柱轴孔、圆锥轴孔）
T型槽螺钉、螺母
M12，2套
4
轴端压板（外径、孔径）
螺钉
M8×20
6
调整垫片（孔径）
112×62
2组
圆螺母、止动垫圈
M30×1.5一套
2
轴模块联接螺栓（长度）
L=220
1
弹簧垫圈
底板（长度）
L=230
1
双头螺柱、螺母
M12，2套
4
小计
10
小计
20
右旋小齿轮B=50
1
轴承
6206
2
圆锥齿轮（轴孔）
轴用弹性挡圈
带轮（圆柱轴孔、圆锥轴孔）
圆柱轴孔
1
孔用弹性挡圈
联轴器（圆柱轴孔孔径、圆锥轴孔）
T型槽螺钉、螺母
M12，2套
4
套杯（外径、内径、挡边）
螺钉
M8×20，6个；M8×16，1个
7
轴端压板（外径、孔径）
28×4
1
圆螺母、止动垫圈
调整垫片（孔径）
M12，2套
4
带轮（圆柱轴孔、圆锥轴孔）
螺钉
M8×30，M8×20个3个。
6
轴端压板（外径、孔径）
圆螺母、止动垫圈
M30×1.5一套
2
调整垫片（孔径）
112×72,2组;112×62,1组
3组
弹簧垫圈
轴模块联接螺栓（长度）
L=237
1
双头螺柱、螺母
M12，2套
4
底板（长度）
L=230
1
小计
11
小计
21
轴系结构设计实验装置零件明细表（方案号1—1）总件数：57
直径mm
20
20
30
小计
直径mm
25
30
34
35
39
45
小计
长度mm
26
30
18
25
34
长度mm
38
16
18
23
31
34
72
46
48
51
63
7
7
14
轴端轴模块
键
√
√
中间轴模块
键
√
√
√
√
螺纹
螺纹
止动舌槽
止动舌槽
挡圈槽
挡圈槽
锥度
个数
1
1
1
1
1
5Байду номын сангаас
个数
2.5
个数
1
1
1
3
个数
1
1
1
3
其他非标准件
轴承座（宽度。孔径。槽。凸肩）
72
2
标准件
名称
规格
件数
蜗杆
1
轴承
6306,1个；7206，2个
3
套杯（外径、内径、挡边）
112×72×62（带内凸肩、无内凸肩各一个）
2
轴用弹性挡圈
30
2
孔用弹性挡圈
联轴器（圆柱轴孔孔径、圆锥轴孔）
90×22
1
T型槽螺钉、螺母
锥度
个数
1
1
1
1
4
个数
1
1
1
1
1
1
1
2
2
11
套筒
大外径mm
27
小计
端盖
外圆直径
112
小计
小外径mm
配合直径
62
72
内径mm
22
轴孔直径
22
27
0
长度mm
30
个数
1
1
1
3
个数
1
1
其他非标准件
轴承座（宽度。孔径。槽。凸肩）
72
2
标准件
名称
规格
件数
蜗杆
1
轴承
6306,1个；30206，2个
3
套杯（外径、内径、挡边）
102×62
2组
弹簧垫圈
8
1
轴模块联接螺栓（长度）
L=154