轴系结构设计与分析

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轴系设计与分析实验报告

轴系设计与分析实验报告1. 引言轴系设计与分析是机械工程中的重要内容之一。

通过对轴系的设计与分析，可以确保机械系统的运行稳定性和效率。

本实验旨在通过实际操作和分析来学习轴系设计与分析的基本原理和方法。

2. 实验目的本实验的主要目的是掌握轴系设计与分析的基本步骤和方法，包括轴的选择、轴的尺寸设计、轴的强度校核等。

3. 实验步骤本实验的具体步骤如下：3.1 确定传动系统参数根据所给的传动要求和实际情况，确定传动系统的参数，包括输入功率、输出转速、传动比等。

3.2 选择轴材料根据所需承受的载荷和工作环境条件，选择合适的轴材料。

考虑诸如强度、刚度、耐磨性等因素，选择最优的轴材料。

3.3 选择轴的类型和形状根据传动系统的需求和工作条件，选择合适的轴类型和形状。

常见的轴类型有实心轴、空心轴、中空轴等，而轴的形状可以是圆柱形、锥形、多边形等。

3.4 设计轴的尺寸根据轴的类型、轴材料和传动系统参数，进行轴的尺寸设计。

首先确定轴的直径或截面尺寸，然后考虑轴的长度和轴上的零件布置。

3.5 进行强度校核根据轴的尺寸和所受载荷，进行强度校核。

使用适当的强度校核方法，如受弯强度校核、疲劳强度校核等，确保轴的强度满足设计要求。

3.6 进行轴的稳定性分析根据轴的尺寸和受力情况，进行轴的稳定性分析。

通过计算轴的弯曲刚度、扭转刚度等参数，评估轴在工作过程中的稳定性。

3.7 优化设计根据实际分析结果，对轴的尺寸和材料进行优化设计。

通过改变轴的尺寸或材料，达到更好的性能和效果。

4. 实验结果与分析根据实际操作和计算分析，得出了轴的最佳尺寸和材料。

经过强度校核和稳定性分析，确认轴的设计满足要求，并具备良好的性能和可靠性。

5. 结论通过本实验，我们掌握了轴系设计与分析的基本步骤和方法。

我们了解了轴的选择、轴的尺寸设计、轴的强度校核等关键内容，并通过实际操作提升了我们的实际能力。

6. 参考文献•张三等，《机械设计与制造》•李四，《轴系设计与分析基础》以上是本次轴系设计与分析实验报告的内容，通过本次实验，我们深入了解了轴系设计与分析的基本原理和方法，并将其运用到实践中。

实验四轴系结构设计与分析实验

实验四轴系结构设计与分析实验实验１轴系结构设计实验指导书一、实验目的熟悉并掌握轴系结构设计中有关轴的结构设计、滚动轴承组合设计的基本方法。

二、实验设备1、创意组合式轴系结构设计与分析实验箱。

实验箱由8类40种168件零件组成，能方便的组合出数十种轴系结构方案。

具有开设轴系结构设计和轴系结构分析两大项实验功能，对培养和提高学生的机械设计能力、机械结构能力及机构创新能力的具有明显的效果。

2、绘图工具铅笔、三角板等。

三、实验内容与要求1、指导教师根据下表可以选择性安排每组的实验内容( 实验题号)或学生自行确定实验方案。

2、进行轴的结构设计与滚动轴承组合设计。

每组学生根据实验题号的要求，进行轴系结构设计，解决轴承类型选择,轴上零件定位固定轴承安装与调节、润滑及密封等问题。

3、绘制轴系结构装配图。

4、每人编写实验报告一份。

四、实验步骤1、明确实验内容，理解设计要求。

2、复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法(参看教材有关章节)。

3、构思轴系结构方案(1)根据齿轮类型选择滚动轴承型号。

(2)确定支承轴向固定方式(两端固定；一端固定、一端游动)。

(3)根据齿轮圆周速度(高、中、低)确定轴承润滑方式(脂润滑、油润滑)。

(4)选择轴承端盖形式(凸缘式、嵌入式)并考虑透盖处密封方式(毡圈、皮碗、油沟等)。

(5)考虑轴上零件的定位与固定，轴承间隙调整等问题。

(6)绘制轴系结构方案示意图。

4、组装轴系部件根据轴系结构方案，从实验箱中选取合适零件并组装成轴系部件、检查所设计组装的轴系结构是否正确。

5、绘制轴系结构草图。

6、将所有零件放入实验箱内的规定位置。

7、写出实验报告。

班级：日期：实验目的实验内容实验题号已知条件实验结果轴系结构装配图（附3号图）轴系结构设计说明（说明轴上零件的定位固定，滚动轴承的安装、调整、润滑与密封方法）实验２轴系结构分析实验指导书实验目的熟悉并掌握轴、轴上零件的结构形状及功用、工艺要求和装配关系；熟悉并掌握轴及轴上零件的定位与固定方法；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。

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。

五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了轴系的设计原理和方法，掌握了轴系设计的基本要点和步骤。

实验结果表明，轴系的设计对机械系统的性能和寿命有着重要影响，合理的轴系设计可以提高机械系统的工作效率和可靠性。

因此，在实际工程应用中，我们应该重视轴系的设计与分析，确保机械系统的正常运行和长期稳定性。

轴系组装实验报告

实验者： [姓名]同组者： [姓名]班级： [班级]日期： [日期]一、实验目的1. 熟悉轴系结构设计的基本原理和方法。

2. 掌握轴、轴承、齿轮等轴上零件的结构形状、功能及装配关系。

3. 理解轴系组装过程中的注意事项，提高实际操作能力。

4. 通过实验，验证轴系结构设计的合理性和可靠性。

二、实验原理轴系是机械设备中重要的传动部件，其主要由轴、轴承、齿轮等零件组成。

轴系组装实验旨在通过实际操作，使学生掌握轴系结构设计的基本原理和装配方法，提高学生的实际操作能力。

三、实验内容1. 轴的结构设计：轴是轴系中的主要零件，其结构设计主要包括轴的直径、长度、键槽、轴肩等。

轴的结构设计应满足以下要求：- 轴的直径应满足强度、刚度和耐磨性要求。

- 轴的长度应满足轴上零件的装配和拆卸要求。

- 轴肩的设计应保证轴上零件的定位和固定。

2. 轴承组合设计：轴承是轴系中的支撑零件，其组合设计主要包括轴承的类型、尺寸、安装方式、润滑和密封等。

轴承组合设计应满足以下要求：- 轴承类型的选择应满足轴系的工作条件。

- 轴承尺寸的选择应满足轴系的工作载荷和转速。

- 轴承的安装方式应保证轴承的可靠性和拆卸方便。

- 轴承的润滑和密封应保证轴承的长期稳定工作。

3. 轴系组装：轴系组装是将轴、轴承、齿轮等轴上零件按照设计要求进行装配的过程。

轴系组装应满足以下要求：- 轴系组装应符合设计图纸的要求。

- 轴系组装应保证轴上零件的定位和固定。

- 轴系组装应保证轴系的可靠性和稳定性。

四、实验步骤1. 轴的结构设计：根据轴系的工作条件，设计轴的直径、长度、键槽、轴肩等结构参数。

2. 轴承组合设计：根据轴系的工作条件，选择轴承的类型、尺寸、安装方式、润滑和密封等。

3. 轴系组装：- 将轴插入轴承座，调整轴承的位置，使其符合设计要求。

- 将齿轮等轴上零件安装在轴上，调整其位置和固定方式。

- 检查轴系组装的间隙和紧固情况，确保轴系组装的可靠性和稳定性。

4. 实验数据记录：记录轴的直径、长度、键槽、轴肩等结构参数，轴承的类型、尺寸、安装方式、润滑和密封等，以及轴系组装的间隙和紧固情况。

轴系部件结构分析

轴系部件结构分析知识要点一、轴结构应满足的要求(1)要装在轴上的零件，要能牢固而可靠地相对固定(轴向或周向固定)(2)便于加工和减少应力集中(3)轴上零件要便于装拆二、分析结构的几个方面其结构是否合理，主要考虑：(1)轴上零件的轴向、周向固定；(2)轴上零件的装拆；(3)轴的加工工艺性和减少应力集中等。

(4)轴承和轴的外伸端；三、分析结构的大致步骤：(1)从整体上看懂图中轴系结构的组成，了解传动件、轴承、端盖、箱体等件的分布情况；(2)按图从左到右(或从右到左)据轴结构的三个要求详细分析轴的各部分结构。

四、轴系结构常见错误(1)与轴支撑的转动件相关的问题：①轴上零件无双向轴向定位、固定。

②轴上零件无周向固定。

(2)与轴承相关的问题：①轴承要有双向轴向固定，并要能调整轴承游隙。

②定位轴承内圈的定位件（如轴肩轴环、轴套等）高度超过轴承内圈高度，不利于轴承装拆。

(3)与定位件相关的问题：①用轴套定位时，装零件的轴段长度超过零件轮毂长。

②用轴端挡圈定位时，装零件的轴段长度超过零件轮毂长；少防松装置；③用圆螺母定位时，螺纹大径超过零件的孔径；少退刀槽，少防松装置；④键过长。

有多处键联接时，键槽没有安排在同一直线上。

(4)与轴外伸端相关的问题：①端盖与轴间无间隙，引起动、静件相碰。

②外伸端无密封。

(5)与工艺有关的问题：①箱体、端盖、轴精加工面过大。

②轴直径不按中间大，两端小的结构安排，零件无法装拆；③轴承用脂润滑时无挡油环；④用6、7号轴承时，安装方向没相对应。

练习1.下图为一输出轴的结构草图，要求轴上斜齿轮与轴向采用H7/r6配合，齿轮内孔径为￠65，宽度为80mm, 选用轴承内孔口圆角r1.5，内孔径为∮69mm，试回答下列问题；(1)轴段L1的直径为_______mm ，长度为________ mm (75，78，80)。

(2)为保证该轴能传递大载荷，承受冲击，齿轮和轴间应采用_________和______作周向固定。

轴系结构设计与分析实验报告

轴系结构设计与分析实验报告
一、实验目的
1)深入了解轴系部件的结构形式、轴上零件的结构形状、工业要求装配关系及其
作用；
2)熟悉掌握轴、轴上零件的固定（周向固定、轴向固定）及定位方法；
3)了解轴承的类型、布置安装及密封方式调整方法。

二、实验结果
1）绘制直齿圆柱齿轮轴系结构装配简图（轴系7）
a)该轴系所选择的轴承类型是调心球轴承轴承的润滑方式为油润滑，采用
皮碗密封；适用于重（冲击载荷）（重、中等、轻）载荷高速度的场合。

b)说明齿轮如何实现轴向固定、周向固定；
齿轮9：由于齿轮与轴的径向尺寸相差不大，故采用一体化固接方式。

轴承8：外圈与轴端密封压盖2、内圈与轴肩实现轴向固定；内圈与轴的配合、外圈与轴承座的配合实现周向固定。

轴承8：外圈与端盖13、内圈与轴肩实现轴向固定；内圈与轴的配合、外圈与轴承座的配合实现周向固定。

结构15:紧定螺钉11联接同时实现轴向固定与周向固定。

c)该轴系能否承受轴向载荷？如果能在图中标出该轴系能承受的轴向载荷的方向；如果有轴向载荷，该轴向载荷能否很大？
调心球轴承主要承受径向载荷，也可承受不大的、任意方向的轴向载荷。

轴向载荷会使滚子变成单列，影响轴承寿命，因此轴向载荷不能过大，或应尽量避免轴向载荷。

d)该轴系结构如何对轴上零件进行轴向调整？
旋转螺旋结构15使轴移动从而产生轴向运动，从而对轴上零件进行轴向调整。

第4章轴系的结构设计

第4章轴系的结构设计一、引言轴系是机械传动中最为常见的一种形式，它将动力源的转动运动传递给工作机构，并起到支撑、定位和传递扭矩的作用。

轴系的结构设计是保证传动系统正常运行和提高传动效率的重要环节。

本章将着重介绍轴系结构设计的要点和方法。

二、轴系结构设计的基本原则1.合理选择轴的材料和形状：轴的材料要具有足够的强度、硬度和耐磨性，一般选择优质合金钢。

轴的形状要尽量简单，以减小结构应力集中的程度。

2.合理选择轴的直径：轴的直径要根据传动扭矩和转速选择。

直径过小会导致轴变形和破坏，直径过大则会增加轴的重量和制造成本。

3.合理设计轴的轴向尺寸：轴的轴向尺寸要满足承载力和刚度的要求。

一般情况下，轴的轴向尺寸要宽于直径的1.5-2倍，以提高刚度。

4.合理设计轴的键槽和连接方式：轴与零件之间的连接方式有键连接、花键连接、伸缩套连接等。

要根据实际情况选择合适的连接方式，并合理设计键槽的尺寸和位置。

5.合理设计轴的支撑方式：轴系的支撑方式有轴承支撑、轴承端支撑、轴心支承等。

要根据轴系的具体情况选择合适的支撑方式，并合理设计轴承的型号、安装间隙和润滑方式。

三、轴系结构设计的方法1.确定传动需求：要确定传动的功率、转速和转矩等参数，以便选择合适的轴材料和直径。

2.计算轴的载荷和应力：根据传动功率和转速，计算轴的载荷和应力，以确定轴的直径和轴向尺寸。

3.选择合适的轴材料：根据轴的载荷和应力，选择合适的轴材料，考虑材料的强度、硬度和耐磨性等因素。

4.设计轴的形状和结构：根据轴的载荷和支撑方式，设计轴的形状和结构，使其具有足够的刚度和稳定性。

5.设计轴的连接方式：根据轴与零件之间的连接要求，选择合适的连接方式，并设计合适的键槽和位置。

6.设计轴的支撑方式：根据轴系的支撑方式和轴承的工作要求，选择合适的支撑方式，并设计合适的轴承型号、安装间隙和润滑方式。

四、轴系结构设计的实例分析以汽车发动机的曲轴轴系为例，进行轴系结构设计的实例分析。

轴系结构设计及分析

2
题15-4，轴系结构改错题
Байду номын сангаас
4 2 3
4
1
5 6
7
3
轴和轴上零件结构错误辨析
注：参考《机械设计课程设计》P43~P45的错误示例
4
轴系零件结构错误分析
一。转动件与静止件接触 1。轴与右端盖接触，应留间隙 2。套筒与右轴承外圈接触，应减少套筒的外径尺寸二。轴上零件的定位与固定 3。齿轮轴向固定不可靠，套筒顶不紧齿轮 8，4。联轴器的轴向缺少定位与固定 5。联轴器周向无固定 6。弹性挡圈为多余定位（已采用两端固定方式）三。制造，安装，调整等工艺不合理 7。右轴段精加工面过长，装坼轴承不方便 9，12。缺少垫片，无法调整轴承间隙 10。轴间过高，无法坼卸轴承 11。键槽过长，套筒无法装入 13。齿轮用油润滑，轴承用脂润滑，缺少挡油环 14。轴的伸出端无密封注：参考《机械设计课程设计》P43~P45的错误示例
轴系结构设计及分析
一。轴系结构设计步骤：齿轮、带轮设计轴的结构设计选轴承键校核选键轴强度校核滚动轴承寿命校核
1
△'
问题 ? 1.去掉：轴端挡板，轴承盖，套筒，垫片，平键，螺栓，行吗？ 2.轴设计为光轴? 3.第段轴d能够随意定? 为什么? 4.第段轴的长度L4= b齿轮吗? 为什么? 5.△2=0 ? 6. △’=0 ? 7. 图中两个支点的轴承若为3000或7000类，为什么要成对使用?
5

轴系结构设计实验报告

轴系结构设计实验报告轴系结构设计实验报告引言轴系结构是机械工程中的一个重要概念，它涉及到机械装置中的轴、轴承和传动装置等元件。

轴系结构的设计对于机械装置的稳定性和性能有着重要的影响。

本实验旨在通过设计和测试不同轴系结构的性能，探索轴系结构的设计原则和优化方法。

实验目的本实验的目的是研究不同轴系结构的设计对于机械装置性能的影响，具体包括以下几个方面：1. 了解不同轴系结构的基本原理和特点；2. 掌握轴系结构的设计方法和步骤；3. 测试和分析不同轴系结构的性能差异；4. 探索轴系结构的优化方法。

实验装置和方法本实验使用了一台模拟机械装置，包括轴、轴承和传动装置等元件。

实验过程如下：1. 选择不同类型的轴承，包括滚动轴承和滑动轴承，并安装在不同的轴上；2. 设计和制造不同类型的轴系结构，包括单支撑轴系、双支撑轴系和悬臂轴系等；3. 测试不同轴系结构的转动摩擦力、刚度和振动等性能指标；4. 分析和比较不同轴系结构的性能差异；5. 根据实验结果，进行轴系结构的优化设计。

实验结果和讨论通过实验测试和数据分析，我们得到了以下结果和讨论：1. 不同类型的轴承对轴系结构的性能有着显著的影响。

滚动轴承具有较小的摩擦力和较高的刚度，适用于高速和高负荷的工况；而滑动轴承具有较大的摩擦力和较低的刚度，适用于低速和低负荷的工况。

2. 不同类型的轴系结构对机械装置的性能也有着显著的影响。

单支撑轴系具有较大的刚度和较小的振动，适用于要求较高精度和稳定性的工况；双支撑轴系具有较小的刚度和较大的振动，适用于要求较高速度和动态响应的工况；悬臂轴系则适用于较小负荷和较简单的工况。

3. 轴系结构的优化设计需要综合考虑不同性能指标之间的矛盾和平衡。

例如，在追求较大刚度的同时，需要注意振动的控制和减小摩擦力的影响。

结论通过本实验，我们深入了解了轴系结构的设计原理和方法，并通过实验测试和数据分析，探索了不同轴系结构的性能差异和优化设计。

我们发现不同类型的轴承和轴系结构对机械装置的性能有着重要的影响，需要根据具体工况和要求进行选择和设计。

轴系结构的分析

轴系结构的分析8.1 设计概要轴系结构设计要求定出轴的合理外形和全部结构尺寸。

轴系结构主要取决于：轴在机器中的安装位置及形式；轴上安装的零件的类型、尺寸、数量，以及和轴联结的方法；载荷的性质、大小、方向及分布情况；轴的加工工艺等。

由于影响轴的结构因素较多，且结构又是随具体条件的不同而不同，所以轴没有标准的结构形式。

设计时，必须针对不同的具体情况加以分析。

进行轴系结构设计时，一般应已知：装置简图，轴上主要零件的相互位置关系，轴所传递的功率和轴的转速，传动零件的主要参数和尺寸等。

轴系结构设计通常按以下方式进行：1) 拟定轴上零件的装配方案不同的装配方案可得出不同的轴的结构形式，应拟定几种不同的装配方案，以进行分析、比较选择。

2）确定轴的基本直径和各段长度初定轴的直径时，其支反力作用点未知，不能决定弯矩的大小和分布情况，因而不能按弯矩来确定轴的直径，只能按扭矩初步估算轴径的大小，作为轴上仅受扭矩段的最小直径d min，也可凭经验或参考同类机器取定。

d min确定后，按拟定的装配方案，从d min处逐一确定各段长度及直径。

各段长度取决于零件与轴配合部分的轴向尺寸，并考虑安装零件的位移和留有适当的调整间隙等。

3）轴上各零件的轴向定位轴上各零件以轴肩、轴套、轴承端盖和轴端挡圈等进行轴向定位。

轴肩定位是最方便可靠的方法。

但采用轴肩使轴径加大，且因剖面突变引起应力集中，轴肩过多也不利于加工。

故定位轴肩多用在轴向力较大，且不致过多增加轴的阶梯数的情况下采用。

轴套定位既能避免因用轴肩使轴径增大，又可减少应力集中源。

但轴套过长，又将增加材料及重量。

轴套与轴的配合较松，不宜用于高速旋转。

轴承端盖用螺钉或榫槽与箱体联结而使滚动轴承的外圈得到轴向固定。

整个轴的轴向定位也可用轴承端盖实现。

常用的轴向定位还有：圆螺母、紧定螺钉、弹性挡圈以及整体式或剖分式螺钉锁紧挡圈等4）轴上各零件的周向定位可靠的周向定位保证了的扭矩传递。

常用的周向定位方法有键、花键、紧配合和紧定螺钉等。

轴系实验报告

实验报告实验名称：轴系结构设计与搭接一、实验目的1．了解机械传动装置中滚动轴承支承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承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承轴系结构中工艺性、标准化、轴系的润滑和密封等知识。

二、实验内容轴系类型:蜗杆减速器输入轴轴系结构方案编号:3-6三、实验结果1．轴系结构分析1)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。

蜗杆和轴一体，且蜗杆位于两轴承（支点）之间，因此蜗杆处弯矩最大。

而轴呈中间大两头小的阶梯状，中间部分即蜗杆处的承载能力最强，因而有利于提高轴的强度。

同时中间大两头小便于轴上零件的拆装；另外也能起到定位安装的作用。

2)分析轴上的零件的定位及固定方式。

●固定端轴承：轴承座凸肩和轴环定位；套筒、端盖固定外圈，圆螺母（止动垫圈）固定内圈；●游动端轴承：轴环定位，弹性挡圈固定内圈，外圈由孔用弹性挡圈定位，由套筒和端盖固定。

●联轴器：轴肩轴向定位，键切向定位。

3)分析轴承类型，布置和轴承的固定，调整方式。

●轴承类型：固定端轴承为深沟球轴承6026，游动端轴承为圆柱滚子轴承，内径均为30mm，外径均为62mm，宽度均为16mm；●布置：一端固定，一端游动。

游动端和固定端分别位于蜗杆两端，联轴器置于固定端外；●固定：见上文；●调整方式：调整固定端调整垫片。

4)分析轴系的装配与拆卸过程。

●装配过程：a)安装游动端孔用弹性挡圈，再装入圆柱滚子轴承外圈至其与弹性挡圈接触；b)套入游动端轴承内圈，至其与轴环接触，安装孔用弹性挡圈；c)从游动端将轴装进轴承座。

从固定端套入轴承至内圈和轴环接触，拧紧圆螺母，并用止动垫圈卡紧；d)调整轴的位置，使轴承外圈与轴承座凸肩接触；e)从固定端装入套筒；f)固定端套上调整垫片和带孔端盖，拧上螺钉；g)转动蜗杆，根据松紧程度调整调整垫片的厚度，调整完成后拧紧螺钉；h)游动端依次安装上套筒、调整垫片、端盖，并拧紧螺钉；i)安装平键和半联轴器。

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一、前言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，其设计方法不同于普通零件的设计，它包含了强度设计与结构设计。

为了确保安装在轴上的零部件能够正确地定位与固定并且符合轴的加工与装配要求，需要合理地确定轴各部分的形状与结构尺寸，即进行正当的结构设计。

二、基于功能元结构方案的设计分析（一）基本功能的要素机械产品概念设计内容包含以下三部分：一是功能的抽象化;二是功能的分解;三是功能的结构图设计。

机器是许多零部件按照特定的关系组合而形成用以实现某些客户需求的系统，客户需求一般转化成设计功能，通过找寻满足功能的特定结构元件来完成方案的设计过程。

基本功能的要素如：用来实现传递运动的齿轮副集;用来实现支撑功能的滚动轴承集;用作实现紧固功能的螺栓集这些都是各类型的功能元，每一类的功能元又因其功能特性的不同可以细分成很多类型。

通过系统工程的观点，以变速箱的结构设计为特例，通过先对这个大的产品实行分解，而后对分解形成的最基本单元再按特征的观点实行分类处理。

（二）结构方案的设计流程轴系结构方案的设计首先是对特征属性分析，这不仅是后续设计的基本，而且是对设计功能元要素的关键管理，并且可以解决设计中不明确、难于找到适用的数学语言与方式维护问题。

在方便有效的运行前提下，一旦滚动轴承作为国际标准件，则可以通过事先的设计手册与相关的设计资料总结出其相对应特征，由于滑动轴承的设计要素比较复杂而且其特征信息不好提取，其应用场合能够并用现有的系统描述，所以将滑动轴承分开列出，并没有纳入到特征系统统一管理中，接下来便是齿轮副的一些特征属性，以及轴系可能的一些支撑方案的计算公式，相应地把轴系中可能用到的零部件键等也做相同的总结以取得有关的数据库。

基础数据的成功建立为后续设计打下了基础。

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。

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。

轴系组成结构设计与分析实验指导书报告

轴系结构设计与分析实验指导书徐双满洪建平编机电学院机械基础实验室2011，9轴系结构设计与分析实验指导书一、工程应用与问题的提出轴系结构是机械系统的重要组成部份，也是机械设计课程教学的重点内容。

由于轴系结构设计涉及的加工工艺、装配工艺方面的问题较多，实践性较强。

为提高教学质量，强化轴系结构设计能力的训练，开展轴系结构设计实验是很有必要的。

任何回转机械大多都有轴系结构，轴系结构设计在机械设计中很重要，如何依照轴的回转要求、决定轴系组成及支撑解决方案;依照功能要求决定轴系的整体组成结构；轴上零件的轴向定位、周向定位设计，是机械设计的重要环节。

为了设计出合理的的轴系，有必要熟悉常见的轴系结构。

图1轴的结构设计示意图通过实验能够熟悉和把握轴的结构和轴承组合结构设计的大体要求，不仅加深对课堂上所学知识的明白得与经历，还能够对同窗进行技法训练，培育工程实践技术，为后面的综合课程设计训练打好基础，还能够培育同窗的创新意识。

上图1所示为一典型的轴系组成结构示用意例。

二．实验目的1．深切了解及熟悉轴系部件的结构形式，熟悉零件的结构形状、工艺、作用；2．熟悉和把握轴的结构设计和轴承组合设计的大体要求和设计方式；3．对所设计的组成方案，进行组装与测绘等操作的动手技术的训练。

三．实验设备与工具1．组合式轴系结构设计分析实验箱实验箱所提供的零件，能进行圆柱齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计，实验箱内有齿轮类、轴类、套筒类、端盖类、支座类、轴承类及连接件等8类100多个零件，见表一、表2。

零件名称件数零件编号零件名称件数零件编号1 直齿抡轴用支座（油用）2件2 直齿抡轴用支座（脂用）2件3 蜗杆轴用支座1件4 锥轮轴用支座1件5 锥齿轮轴用套环2件6 蜗杆用套环1件7 组装底座2件8 大直齿轮1件9 大斜齿轮1件10 小直齿轮1件表1：轴系轴上要紧国标件2.测量及工具：300mm钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板、活扳手、小橡胶锤等。

实验二轴系结构设计实验

实验二轴系结构设计实验一、实验目的1.通过实验学习并掌握轴系结构设计的基本原理和方法。

2.利用MATLAB软件进行轴系的结构设计，并掌握MATLAB软件的基本操作方法。

3.实践培养学生的工程实际应用能力和问题解决能力。

二、实验原理轴系是由不同的轴件组成的一种机械传动装置，用于传递功率和动力。

轴系结构设计是指为满足特定工况和设计要求，选择适当的轴材料、直径和长度，以及确定轴上的连接方式和支撑方式的过程。

轴系结构设计需要考虑一系列因素，包括承载能力、刚度要求、传动扭矩等。

实验流程：1.根据给定的传动方式（联轴器、齿轮、皮带等），确定轴系的输入和输出位置。

2.确定轴系的输入功率、传递扭矩等参数。

3.使用MATLAB软件进行轴系结构设计。

4.根据设计结果，选择合适的轴材料、直径和长度，确定轴上的连接方式和支撑方式。

5.绘制轴系结构的图纸。

三、实验设备与材料1.计算机2.MATLAB软件3.原理图纸4.轴材料：钢材四、实验步骤1.在MATLAB软件中创建一个新的工程文件，命名为“轴系结构设计实验”。

2.根据实际情况，确定轴系的输入和输出位置，并在MATLAB中绘制轴系的原理图。

3.根据实验条件，确定轴系的输入功率、传递扭矩等参数，并在MATLAB中输入这些参数。

4.使用MATLAB的计算工具，计算轴系的承载能力和刚度要求。

5.根据计算结果，选择合适的轴材料、直径和长度，并在MATLAB中进行相应的计算。

6.根据设计结果，确定轴上的连接方式和支撑方式，并在MATLAB中进行相应的计算。

7.将设计结果导出为图纸，保存为DWG或DXF格式。

8.检查设计结果，确认无误后打印出轴系结构的图纸。

五、实验注意事项1.进行实验前，需要熟悉MATLAB软件的基本操作方法。

2.实验时，应准确输入轴系的输入功率、传递扭矩等参数。

3.设计结果应符合实际情况和实验要求。

4.实验结束后，应将结果进行检查和确认。

六、实验结果分析实验中获得的轴系结构设计结果应符合实际条件和设计要求。

轴系结构分析

轴系经典构造例题
轴构造设计问题专题
(1)各段配合直径直应符合原则尺寸(GB2822—81)，而与滚动轴承、联轴器、油封等原则件配合旳轴径(如1图中轴旳①② ③ ⑦段)，应符合原则件旳内径系列。
(2)注意两种不同台阶旳设计：一种台阶是定位用旳(如1图中轴旳①~②段、 ④~⑤段、⑥~⑦段)，这种台阶过低，定位作用差；过高，径向尺寸和应力集中增大，一般高度A＝(2~3)C或R(C、R分别为零件倒角和圆角半径尺寸)。另一种台阶是为了装配轻易经过(如l图中轴旳②~③、 ③ ~④)．这种台阶高度很小，一般在直径方向上只差l~3mm即可。Βιβλιοθήκη 14）轴肩过高, 无法拆卸轴承。
例3 试分析如图所示小锥齿轮套杯轴系构造中旳错误，并加以改善。
解题注意要点悬臂锥齿轮支承常用套杯加圆锥滚子轴承构造。轴承采用正装和反装其构造不同。
存在问题分析
(1)左端齿轮无轴向定位 (2)套杯和机座间没有调整垫片，不能调整轴系旳轴向位置． (3)轴承端盖与套杯间没有调整垫片，不能调整轴承游隙． (4)轴与轴承端盖间接触，应有间隙， (5)左轴承旳外圈装拆路线长，装拆困难．
(6)从降低应力集中角度考虑，轴上平键键槽用盘铣刀加工比用端铣刀加工旳应力集中小些(见2图)。轴上应尽量防止开横孔，若无法防止时应将孔端倒角，或用滚珠辗压棱边，并要尽量提升孔旳表面粗糙度等级(见3图)。
轴设计中常见错误
需要轴向定
位旳零件没
1．轴上零件旳定位和固定方面
2
有轴向定位
措施．
4
1
轴头没有比与之配合旳轮毂短
1．轴上零件旳固定和定位可靠性方面
(1)轴头应比与之配合旳轮毂短 (2)需要轴向定位旳轴上零件没有定位措施． (3)轴头处没有链联接或其他轴毂联接措施 (4)键旳长度超出了轮毂长度或键旳位置不合理，使其他零件无法安装到位 (5)轴系旳轴向位置没有固定，轴受到轴向力时发生窜动，不能将轴向力传到机座

山东大学轴系结构的分析、拼装与测绘

实验九轴系结构的分析、拼装与测绘一、概述轴、轴承和轴上零件的组合构成了轴系，它是机器的重要组成部分，对机器的运转正常与否有着重大的影响。

1.轴及轴的设计轴的主要功能是支承旋转零件和传递转矩。

它主要由3部分组成：安装传动零件轮毂的轴段称为轴头、与轴承配合的轴段称为轴颈、联接轴头和轴颈的部分称为轴身。

轴颈和轴头表面都是配合表面，其余则是自由表面。

配合表面的轴段直径通常应取标准值，并须确定相应的加工精度和表面粗糙度。

轴的设计，一方面要根据使用条件，合理地选择材料，确定主要尺寸，保证其具有足够的工作能力，满足强度、刚度和振动稳定性等要求。

另一方面要综合考虑自身及轴上零件的装拆、定位、固定以及加工工艺、维修保养等要求。

合理地确定轴的结构形状和尺寸，即从轴系结构的设计角度出发进行轴的结构设计，也称为轴的结构化。

通常轴的结构设计，应使轴系受力合理，有利于提高轴的强度、刚度和振动稳定性，有利于节约材料和减轻重量。

轴及轴上零件应定位准确、固定可靠、便于装拆和调整。

还应具有良好的加工和装配工艺性，并尽量避免应力集中。

2.轴承及其设计轴承是支承轴等回转零件旋转、并降低支承摩擦的零部件。

按相对运动表面的摩擦形式，轴承分为滚动轴承和滑动轴承两大类。

常用的滚动轴承已标准化，由专门的工厂大批量生产，在机械设备中得到了广泛应用。

设计时只需根据工作条件选择合适的类型，依据寿命计算确定规格尺寸，并进行滚动轴承的组合结构设计。

在分析和设计滚动轴承的组合结构时，主要应考虑：轴系的固定；轴承与轴、轴承座的配合；轴承的润滑和密封；提高轴系的刚度等方面问题。

显然，此时考虑的也应是整个轴系，而不仅仅是轴承本身。

3.轴系结构的分析与设计要求轴系结构的设计要求，主要应从以下5个方面来考虑。

（1）轴系的固定为保证轴系能承受轴向力而不发生轴向窜动，需要合理地设计轴系的轴向支承、固定结构，常用的轴系支承、固定形式有：①两端固定（又称双支点单向固定）轴系两端由两个轴承支承，每个轴承分别承受一个方向的轴向力。