实验一 轴系结构组合设计实验

实验一轴系结构组合设计实验

一、实验目的

1. 熟悉并掌握轴、轴上零件的结构形状及功用、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，为轴系结构设计提供感性认识；

3. 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；

4. 掌握轴承组合设计的基本方法，综合创新轴系结构设计方案。

二、实验设备

1. 组合式轴系结构设计与分析实验箱。箱内提供可组成圆柱齿轮轴系、小圆锥齿轮轴系和蜗杆轴系三类轴系结构模型的成套零件，并进行模块化轴段设计，可组装不同结构的轴系部件。

2. 实验箱按照组合设计法，采用较少的零部件，可以组合出尽可能多的轴系部件，以满足实验的要求。实验箱内有齿轮类、轴类、套筒类、端盖类、支座类、轴承类及联接件类等8类40种168个零件。

3. 测量及绘图工具:直尺、游标卡尺、铅笔、三角板、稿纸等（除游标卡尺外，其余需自带）。

三、实验原理

1. 轴系的基本组成

轴系是由轴、轴承、传动件、机座及其它辅助零件组成的，以轴为中心的相互关联的结构系统。传动件是指带轮、链轮、齿轮和其它做回转运动的零件。辅助零件是指键、轴承端盖、调整垫片和密封圈等一类零件。

2. 轴系零件的功用

轴用于支承传动件并传递运动和转矩，轴承用于支承轴，机座用于支承轴承，辅助零件起联接、定位、调整和密封等作用。

3. 轴系结构应满足的要求

（1）定位和固定要求：轴和轴上零件要有准确、可靠的工作位置；

（2）强度要求：轴系零件应具有较高的承载能力；

（3）热胀冷缩要求：轴的支承应能适应轴系的温度变化；

（4）工艺性要求：轴系零件要便于制造、装拆、调整和维护。

四、实验内容

1. 根据教学要求每组学生可自行选择实验内容（圆柱齿轮轴系、小圆锥齿轮轴系或蜗杆轴系等）；

2. 熟悉实验箱内的全套零部件，根据提供的轴系装配方案（可参考图1-图6），选择相应的零部件进行轴系结构模型的组装；

3. 分析轴系结构模型的装拆顺序，传动件的周向和轴向定位方法，轴的类型、支承形式、间隙调整、润滑和密封方式；

4. 通过分析并测绘轴系部件，根据装配关系和结构特点画出轴系结构装配图。

五、实验步骤

1. 明确实验内容及要求，复习轴的结构设计及轴承组合设计等内容；

2. 每组学生使用一个实验箱，根据给出的轴系结构装配示意图之一，构思轴系结构装配方案；

3. 在实验箱内选取所需要的零部件，进行轴系结构模型的组装；

4. 分析总结轴系结构模型的装拆顺序，传动件的周向和轴向定位方法，轴承的类型、支承形式、间隙调整、润滑和密封方式；

5. 使装配轴系部件恢复原状，整理所用的零部件和工具，放入实验箱内规定位置，经指导教师检查后可以结束实验；

6. 根据实验过程及要求，每个学生写出一份实验报告(含回答思考题)，并绘制一份轴系结构装配图。

图1 小圆锥齿轮轴系装配方案（正装）

图2 小圆柱齿轮轴系装配方案之一图3 小圆柱齿轮轴系装配方案之二

图4 大圆柱齿轮轴系装配方案

图5 小圆锥齿轮轴系装配方案（反装）

图6 蜗杆轴系装配方案

六、注意事项

1.注意人身安全，严防在装配过程中出现砸伤、挤伤、撞伤等意外。

2.每箱零件只能单独装箱存放在原位置，不得与其它箱内零件混杂在一起，以免影响下次实验。

七、问题思考

1、轴为什么做成阶梯形状，哪些部位叫做轴颈、轴头、轴身或轴肩，它们的尺寸是怎样确定的，轴各段的过渡部位结构应注意什么？

2、轴系中是否采用了卡圈、档圈、紧定螺钉、压板、定位套筒等零件，它们的作用是什么，结构形状有何特点？

3、轴承采用什么类型，它们的布置和安装方式有什么特点，轴承的锁紧和固定是什么结构，如何调整轴承间隙及轴承轴向位置？

4、轴系采用什么密封装置，为什么？

5、轴上传动件及轴承采用什么润滑方式，是否在轴承内侧采用了挡油环，它的作用是什么？

6、轴系各零件的材料是什么？