轴系及轮类零件结构设计

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第14章常用机械零件的结构设计

H7 r6
图14.17 轴的装配锥度
H7 H7 d11 r6
图14.18 采用不同的尺寸公差
14.3 机架类零件的结构设计
机架类零件包括机器的底座、机架、箱体、底板等。机架类零件主要用于容纳、约束、支承机器和各种零件。机架类零件由于体积较大而且形状复杂，常采用铸造或焊接结构。
机架类零件按其构造形式大体上归纳成四类：机座类，机架类、基板类、箱壳类。
P功率 n转速 A轮幅数
a1 = 0.4 h1
a2 = 0.8 a1
f1≥0.2 h1 f2≥ 0源自2 h2带轮的结构设计，主要是根据带轮的
基准直径选择结构形式；根据带的型号确定轮槽尺寸（表14.1），带轮的其它结构尺寸可参照图14.6的经验公式计算。
da d
ha
B f
φ 6.3
b0 bd
h1 H
d da
dh
S22
斜度1：25
dh = (1.8～2)ds d0=( dh +dr) /2 dr = de -2(H+σ) H σ s= (0.2 ～0.3) B s1≥1.5s s2≥0.5s
当D>300mm时，可采用轮辐式结构 :
dh d da h1 h2
斜度1：25
h1
=290
3
P nA
h2 =0.8 h1
14.1.2 蜗杆、蜗轮的结构设计
1．蜗杆的结构设计蜗杆传动效率较低、发热较高、由于发热的影响，
其轴向尺寸变化较大，因此在结构设计中必须充分考虑，并在散热、材料的抗胶合性能、润滑条件等方面采取必要的措施。
蜗杆绝大多数和轴制成一体，称为蜗杆轴。 1)无退刀槽结构：加工螺旋部分时只能用铣制的办法。

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

轴系零件与结构设计

（1）向心轴承向心轴承是主要用于承受径向负荷的滚动轴承，其公称接触角为00～450。向心轴承按公称接触角的不同又可分为
径向接触轴承：公称接触角为00的向心轴承。向心角接触轴承：公称接触角为00<α≤450的向心轴承。（2）推力轴承推力轴承是主要用于承受轴向负荷的滚动轴承，其公称接触角为450～900 。推力轴承按公称接触角的不同，又可分为轴向接触轴承：公称接触角为900的推力轴承。推力角接触轴承：公称接触角为450<α<900的推力轴承。
F O
O'
有油槽油槽
无油槽
为了使润滑油能够很好地分布到轴瓦的整个工作表面，在轴瓦的非承载区要开设油沟和油孔。
常见的油沟形式有轴向的、周向的和斜向的三种。为了使油在整个接触表面上均匀分布，油沟沿轴向应有足够的长度，通常取为轴瓦宽度的80%左右，但不能开通，以免油从轴瓦端部漏掉，起不到应有的润滑作用。
剖分式径向滑动轴承
特点：
1）安装方便 2）间隙可调
调心式滑动轴承
调隙式径向滑动轴承
4 3
5 2
1
1
1-轴瓦 2-轴 3、5-螺母 4-轴承座
2.推力滑动轴承
普通推力滑动轴承由轴承座和轴颈组成。轴颈结构形式有实心式、空心式、单环式和多环式等几种，因而推力轴承的工作表面可以是轴的端面或轴的环形平面。
保持架多用低碳钢冲压制成，也可以采用铜合金、铝材或塑料等制造。
四、滚动轴承的基本类型
按国家标准，滚动轴承有十三种类型，每种类型的轴承都各自具有不同的结构和性能，适用于不同负荷、转速或其他工作要求。常用的滚动轴承有0、1、2、3、5、6、7、 N等八类，它们的结构特点和性能应很好地掌握，以便能正确选用。同时还要了解它们的结构图及简图的画法，以便能正确表达。

轴的分类与结构设计及其应用

结构不合理！
②保证零件所需的装配空间、调整空间。应考虑轴上零件之间的距离及轴上零件与机架之间的距离
4 轴的结构工艺性
主要考虑以下因素：（1）为了便于装配零件并去掉毛刺，轴端应制出45的倒角。
（2）需要磨削加工的轴段，应留有砂轮越程槽。（3）需要切制螺纹的轴段，应留有退刀槽。
（4）为了减少装夹工件的时间，同一轴上不同轴段的键槽应布置在轴的同一母线上。
双圆螺母
④轴端挡圈只适用于定位轴端零件。
⑤弹性挡圈、紧钉螺钉、锁紧挡圈作轴向定位
特点：承受轴向力能力较差，适用于轴向力不大的场合。
弹性挡圈
紧钉螺定
锁紧挡圈
6圆锥面定位特点： ⑥多用于承受冲击
载荷和同心度要求较高的轴端零件。
⑦ 轴承盖特点：可承受较大的轴
向力，通常通过螺钉或榫槽与箱体联接，通过轴承可对整个轴起轴向定位作用
按纯扭T确定dmin
从dmin (处于轴端)开始
轴中间(d )
在确定各轴段直径时应注意的问题；
（1）安装标准件的部位的轴径，应取为相应的标准值。
（2）为了使齿轮、轴承等零件装拆方便，可设置非定位轴肩。
⑵各轴段长度的确定
轴的各段长度主要是根据轴上零件的宽度及它们的相对位置来确定。
在确定轴长时注意： ① 为了保证轴向定位可靠，与齿轮和联轴器等零件相配合部分的轴段长度一般应比轮毂长度短2 ~ 3mm。
no 验算合格?
yes
结束
3 轴的材料
轴的材料：主要是碳钢和合金钢轴的毛坯：轧制圆钢：d<100mm，锻件d>100mm ①②..一传般递应大用动力:4，5钢要(求35减、少50尺代寸用及)，重调量质，正提火高

轴系部件结构设计

轴系部件结构设计本文介绍了轴系部件结构设计的重要性，以及本文的目的和结构安排。

轴系部件结构设计是机械工程领域中重要的设计任务之一。

轴系部件是指连接和传递动力的轴、轴承、联轴器等部件。

它们的结构设计直接影响到机械设备的性能、寿命和可靠性。

良好的轴系部件结构设计能够保证机械设备的正常运转。

首先，合理设计的轴可以实现传递动力和承载负荷的功能；其次，优化设计的轴承能够减少能量损失和机械设备的故障率；还有，恰当选择的联轴器可以实现动力传递的可靠性和高效性。

本文的目的在于深入探讨轴系部件结构设计的关键要素和原则，并提供相关的设计指导。

首先，我们将介绍轴系部件结构设计的基本原则和考虑因素；然后，我们将详细讨论轴的设计要点和注意事项；接着，我们将重点介绍轴承的选择和安装方法；最后，我们将讨论联轴器的选型和安装步骤。

通过阅读本文，读者将了解到轴系部件结构设计的重要性，并可以获得实用的设计指导，以提升机械设备的性能和可靠性。

参考文献请注意，本文引言部分未引用任何内容，其信息为创造性生成）本部分将介绍轴系部件的不同分类和各自的功能。

轴系部件包括轴承、齿轮、连接件等，它们在机械系统中起着重要的作用。

1.轴承轴承是轴系部件中的重要组成部分，它用于支撑轴的旋转运动并减少摩擦。

根据结构和用途的不同，轴承可以分为滚动轴承和滑动轴承。

滚动轴承采用滚动体（如球、柱体、圆锥体）和轴承座的结构，适用于高速转动、小摩擦、高精度要求的场景。

滑动轴承则采用润滑剂在轴和轴承之间形成薄膜，减少摩擦力，适用于低速大负荷的场景。

2.齿轮齿轮是一种通过齿的啮合传递力和运动的机构，常用于机械传动系统中。

齿轮根据齿的形状和用途可以分为直齿轮、斜齿轮、蜗杆齿轮等。

直齿轮是最常见的齿轮形式，它的齿面与轴线平行，适用于传递旋转运动和转矩的工况。

斜齿轮的齿面与轴线倾斜，可以传递更大的力和转矩。

蜗杆齿轮用于角度传动，具有较高的传动比和安全性。

3.连接件连接件用于连接轴系部件和其他机械部件，保证它们协同工作。

轴系零件结构设计实验

轴系零件结构设计实验
轴系零件结构设计是机械工程学中的重要实验之一，其目的是通过对不同的零件结构
进行设计、制造和测试，以从理论上和实践上理解和掌握轴系的基本原理和性能。

本实验分为以下几个步骤：
1、材料准备：为了保证实验结果的准确性和可靠性，需要选用高质量的材料，如高
强度钢、铜、铝等。

2、设计：根据轴系的要求，进行结构设计。

在设计中，需要考虑轴的应力、变形、
强度、硬度和耐热性等因素，同时还需要考虑生产工艺和运作环境等因素。

3、制造：根据设计方案，进行加工、装配和调试。

在制造过程中，需要保证加工精
度和表面质量，避免出现裂纹、划痕等不良情况。

4、测试：采用拉伸、弯曲、扭转、抗疲劳等实验方法进行测试，以验证轴系零件结
构设计的性能。

通过数据实验，得出性能和强度曲线等，可以对轴系进行进一步分析和改进。

通过轴系零件结构设计实验的学习，可以让学生深入理解轴系的工作原理和结构特点，提高工程设计和制造的能力，培养工程实践操作技能，为日后从事相关工作培养专业素养
和能力。

(完整版)减速器的轴及轴上零件的结构设计

减速器的轴及轴上零件的结构设计一、轴的结构设计轴结构设计包括确定钢的结构形状和尺寸。

轴的结构是由多方面的因素决定的，其中主要考虑轴的强度、刚度、轴上零件的安装、定位、轴的支承结构以及轴的工艺性等，其设计方法和结构要素的确定，可参照教科书有关章节进行。

单级圆柱齿轮减速器的轴一般均为阶梯轴，确定阶梯轴各段的直径和长度是阶梯轴设计的主要内容。

下面通过图1-2-17和表1-2-2、表1-2-3来说明。

1、阶梯轴各段直径的确定图1-2-17中阶梯轴各段的直径可由表1-2-2确定。

符号确定方法及说明d1按许用扭转应力进行估算。

尽可能圆整为标准直径，如果选用标准联轴器，d1应符合联轴器标准的孔径。

d2d2= d1+2a，a为定位轴肩高度。

通常取a=3-10mmd2尽可能符合密封件标准孔径的要求，以便采用标准密封圈。

d3此段安装轴承，故d3必须符合滚动轴承的内径系列。

为便于轴承安装，此段轴径与d2段形成自由轴肩，因此，d3= d2+1~5mm，然后圆整到轴承的内径系列。

当此轴段较长时，可改设计为两个阶梯段，一段与轴承配合，精度较高，一段与套筒配d4d4= d3+1~5mm（自由轴肩），d4与齿轮孔相配，应圆整为标准直径。

d5d5= d4+2a，a为定位轴环高度，通常可取a=3~10mmd6d6= d3，因为同一轴上的滚动轴承最好选取同一型号。

图1-2-17中各阶梯长度可由表1-2-3确定。

符号确定方法及说明L1按轴上零件的轮毂宽度决定，一般比毂宽短2~3mm。

也可按（1.2~1.5）d1取定。

L2L2=l3+l4(l3为轴承端盖及联接螺栓头的高度)L3L3=B+l2+⊿2+(2~3) B轴承宽度L4L4按齿轮宽度b决定，L4=b-(2~3)mmL5 无挡油环时，L5=B 有挡油环时，L5=B+挡油环的毂宽注：表中l2、l3、l4、⊿2参见表1-2-4。

由表中计算式可知，各段长度的确定与箱外的旋转零件至固定零件的距离l4；轴承端盖及联接螺栓头高度的总尺寸l3；轴承端面至箱体内壁的距离l2；转动零件端面至箱体内壁的距离⊿2以及档油环的结构尺寸有关，这些尺寸又取决于轴承盖的类型、密封型式以及各零件在装配图中的相关位置。

典型商船的轴系布置与结构设计

典型商船的軸系佈置與結構設計摘要：文中主要介紹了商船軸系結構設計與佈置，安裝時應注意的問題目錄：1 軸系的任務,組成，與設計要求2 軸系的種類3 軸系工作條件及故障4 軸系佈置設計流程5 軸線的確定及數目6軸線及軸線長度的確定7 軸承的設置，間距和位置8 軸承負荷及負荷計算中支點位置的確定9 軸承的比壓許用範圍引言：船舶軸系的佈置與設計在船舶建造過程中是一個非常重要的環節，此設計的任務是使讀者獲得必要的專業入門知識，增加對商船軸系佈置與結構設計的瞭解和興趣。

開拓視野，拓展相關專業知識，以有利於學好本專業的其他課程和將來的工作。

本設計系統的介紹了商船軸系的工作原理，性能特點，典型結構，裝調要修要點等。

全文共分為10章，重點詳細介紹了軸系的佈置與結構設計。

由於本人水準有限，加之時間倉促，文中謬誤和不足之處懇請老師及讀者批評指正，以期日後改正。

1軸系的任務，組成與設計要求：軸系的任務：船舶軸系是船舶動力裝置中的重要組成部分，承擔著將主機發出的功率傳遞給螺旋槳。

在講螺旋槳產生的軸向推力傳遞給船體實現推船航行的目的。

船舶軸系的結構較為簡單。

但作用十分重大，維護管理好軸系，對保證船舶的安全航行至關重要。

軸系的組成：船舶軸系是主機輸出端法蘭起至艉軸為止，連接主機和螺旋槳。

對於直接傳動的推進系統，包括傳遞功率的傳動軸等零部件，主要有：推力軸和推力軸承，中間軸和中間軸承，尾軸承以及其他附件等；對於間接傳動的推進系統，除有上述傳動軸和軸承外，還有離合器，彈性聯軸器和減速齒輪箱等部件。

2軸系的種類單軸系：單軸系軸線佈置於船體的中縱剖面上，並平行於船體基線。

單軸系的長度主要由中間軸數目來定，而中間軸的數目則取決於機艙的位置。

中機艙的中間軸數量多軸系長。

凡具有兩節或兩節以上中間軸的軸系稱為長軸系；尾機艙的中間軸數量少，甚至沒有中間軸，軸系較短。

凡具有一節中間軸或無中間軸的軸系稱為短軸系。

軸系短不僅便於船艙佈置，節省船舶建造費用，而且便於維護管理。

概述轴系的结构方案设计

概述轴系的结构方案设计轴系的结构方案设计和机器的整体质量息息相关，一旦发生轴失效，将导致严重后果。

轴系的结构方案设计和一般零部件的设计存在很大的差异，不仅包括强度设计，还包括结构设计。

1 基于功能元的结构方案设计分析机械产品概念设计内容主要包括下列三个部分：功能抽象化、功能分解、功能结构图设计。

机器可被视作一个大系统，在这个系统中，各种零件按照某种关系组合在一起，以满足客户的特定需求，其基本功能要素如下：（1）轴承集——支撑功能的功能元；（2）齿轮副集——传递运动的功能元；（3）螺栓集——紧固功能元。

在每一类功能元中，又可根据功能特性的差异而做进一步的细分。

以图1所示的单级减速器为例，扭矩通过轴、键、齿轮、轴承、轴承座进行传递，力的传递过程可以用图2表示。

2 轴系主要功能元的特征属性分析2.1 轴的属性轴发挥着支撑以及传递转矩的功能，其决定性能的因素主要有两个：一是刚度，二是强度。

在轴的设计过程中，不仅要以工作能力准则为基础，而且要兼顾如下要求：（1）轴向定位方法的运用；（2）周向固定轴上的各类零件，使其符合转矩传递的要求；（3）轴和其他部分存在相对滑动的表面要具有良好的耐磨性；（4）符合实际工艺生产要求。

2.2 传动类结构功能元两轴间的运动通常依靠齿轮传动来完成。

齿轮传动不仅效率高，而且持续稳定，因而具有很强的适应性。

齿轮副有以下分类：（1）平面齿轮——直齿/斜齿圆柱齿轮传动；（2）空间齿轮——传递相交轴/交错轴运动。

结合齿轮的特点及使用条件，采用功能元划分的方法将齿轮副的十大特征总结如下：（1）传动比；（2）传动平稳性；（3）传动效率；（4）耐磨性；（5）结构紧凑性；（6）轴向力；（7）承载能力；（8）转速要求；（9）两轴线方向；（10）制造成本。

2.3 支撑类结构功能元在机器中，轴承装置是一种应用广泛且相当关键的部件，其设计质量关系着机器是否能够正常运转。

轴承装置的设计涉及多种知识与技术，表现出了一定的复杂性和灵活性。

轴系零件设计（下）

轴系零件设计（下）01轴的结构组成总结不易，希望老铁们多多支持！轴头：轴上与旋转零件配合的轴段轴颈：轴上与轴承配合的轴段轴身：轴上连接轴头与轴颈的非配合部分轴肩（或轴环）：为了轴向固定零件所加工的阶梯02轴上结构的功能03轴向定位方式04周向定位方式05各轴段直径的确定1，各轴段所需的直径与轴上载荷大小有关。

初步求出的直径作为承受扭矩的轴段的最小直径，然后再按轴上零件的装配方案和定位要求，从最小直径处逐一确定各段轴的直径。

2，轴的各段配合直径d应符合标准尺寸（GB/T 2822—2005），而与滚动轴承、联轴器、油封等标准件配合的轴径应符合标准件的直径系列。

06各轴段长度的确定1，为保证和传动件轴向固定，轴与传动件轮毂相配部分的长度一般比轮毂长度短1—3mm。

2，考虑转动零件与静止零件之间必须有一定的间隙。

07轴的结构工艺性1，为了便于轴上零件的装拆，一般轴都做成从轴端逐渐向中间增大的阶梯状。

2，装零件的轴端应有倒角，需要磨削的轴端有砂轮越程槽，车螺纹的轴端应有退刀槽；为便于加工，应使轴上直径相近处的圆角、倒角、键槽、退刀槽和越程槽等尺寸一致。

3，同一轴上不同轴段的键槽应设置在轴的同一母线上，减少加工装夹次数。

4，为了便于轴上零件的装配和去除毛刺，轴及轴肩端部一般均制出45°的倒角。

过盈配配合轴段的装入端常加工出半锥角为30°的导向锥面。

5，若各轴段具有较高同轴度，在轴两端开设中心孔。

6，若滚动轴承的轴向定位采用定位轴肩，则在定位轴肩处应设置砂轮越程槽；非定位轴肩是为了加工和装配方便而设置，一般取为1~2mm。

7，滚动轴承内圈的定位轴肩或定位套筒的定位高度必须低于轴承内圈端面的高度。

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XX整理的机械设计中轴系的结构方案设计，欢迎阅读。

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。

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。

一般为了防止轴上零部件受力时发生沿轴向或者周向的相对运动，轴上零部件除了要有空转或游动的要求外，都需要进行轴向以及周向定位，用以保证工作位置的准确性。

1.零件在轴上的轴向定位轴上零部件的轴向定位一般是以套筒、轴肩、圆螺母、轴端挡圈以及轴承端盖等来确保的。

零部件在轴上的轴向定位方法，主要是取决于它所到的受轴向力大小。

此外，还应该考虑轴的制造以及轴上零件拆装的难易程度以及对轴强度的影响与工作可靠性等因素。

滚动轴承轴系的组合结构设计说明书

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设计说明书设计课题：滚动轴承.轴系的组合结构设计课程名称：机械学基础姓名：潘瑞学号： 6090410429班级： 0936104院系：英才学院自动化一钢制圆轴.装有两胶带轮A和B.两轮有相同的直径D=360mm.重量为P=1kN.A轮上胶带的张力是水平方向的.B轮胶带的张力是垂直方向的.它们的大小如下图所示。

设圆轴的许用应力[σ]=80MPa.轴的转速n=960r/min.带轮宽b=60mm.寿命为50000小时。

1). 按强度条件求轴所需的最小直径2). 选择轴承型号（按受力条件及寿命要求）3). 按双支点单向固定的方法.设计轴承与轴的组合装配结构.画出装配图（3号图纸）4). 从装配图中拆出轴.并画出轴的零件图（3号图纸）一、根据强度条件计算轴所需的最小直径1、先计算C 、D 支点处的受力0C M =水平 ()0A B B Dy P AC P F CB F AD ⨯-+⨯+⨯=(1 2.5)1318012Dy F kN kN +⨯90-1⨯120==0C M =竖直 0A Dx F AC F CD -⨯+⨯=2.512051803Dx F kN kN ⨯== 从而可得D 点所受轴向力21987.8r F N ==0xF=∑ 0A Cx Dx F F F -+-=5252.536Cx F kN =+= 0yF=∑ 0A Cy B B Dy P F F P F -+--+=134111 2.51212Cy F kN =++-= 从而可得D 点所受轴向力15388.4r F N ==2、计算弯矩.求得最小直径水平方向上：0120x ≤≤时 10A M F x -⋅= 1 2.5M x =120300x <≤时 2(120)0A Cy M F x F x -⋅+⋅-= 255003M x =-+竖直方向上：0120x ≤≤时 10A M P x +⋅= 1M x =-120210x <≤时 2(120)A Cy M P x F x +⋅-⋅- 22941012M x =- 210300x <≤时 3(120)()(120)0A Cy B B M P x F x F P x +⋅-⋅-++⋅-=31332512M x =-+Fdx水平方向：竖直方向:120 Nm97.5 Nm由弯矩图判断可得：C 点为危险点.故可得： 323.11C M N m ==⋅33360(20.5)10102702T N m -=-⨯⨯⨯=⋅[]σ==≤σ解得 37.7d mm ≥所以.最小直径为37.7mm 。

轴系及轮系零件的结构设计

实心式
3. 轮毂的设计（1）在轴向有适当的宽度（2）在径向有一定的厚度（3）轮毂的位置（4）轮毂端面的设计三、常用轮类零件的通用尺寸
§26-2 轴的结构设计一、轴上零件的布置方案
轴身
轴环轴头
轴颈
二、轴上零件的固定和轴的外形设计 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
三、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
四、轴承组合例题五、轴系结构改错例题(1、2) 六、大作业
齿轮轴
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
§26-3 滚动轴承的组合结构设计一、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
第26章轴系及轮类零件的结构设计
§26-1 轮类零件的结构设计 §26-2 轴的结构设计 §26-3 滚动轴承的组合结构设计
§26-1 轮类零件的结构设计
一、轮类零件的结构
轮毂腹板轮缘
轮缘轮辐轮毂
轮毂轮缘
腹板式
Hale Waihona Puke 轮辐式二、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

齿轮及轴系零件结构设计

机械设计大作业题目齿轮及轴系零件设计机械工程及自动化学院机械设计制造及其自动化专业 08 年级 1 班设计者苏志强指导教师陈亮完成日期 2010年11月24日一．目的1、掌握齿轮及轴系零件结构设计的方法2、培养独立设计能力3、学会查阅有关手册及设计资料二．题目及方案1、题目：齿轮及轴系零件设计2、设计方案：项目输出轴转速（r/min）输出轴功率（kW）大齿轮齿数Z2大齿轮模数m n大齿轮螺旋角β（左旋）大齿轮宽度B小齿轮齿数Z1设计方案155 4.5 107 3 9°22 80 23 三．结构简图：22')= mm（五）初步设计轴的结构1）为了满足半联轴器的轴向定位要求，I-II 轴段右端需制出一轴肩，由密封圈处轴径标准值系列：25,28,30,32,35,38,40,42,45,48,50,55,60⋅⋅⋅⋅⋅⋅可得：取 d 45mm II III -=2）II-III 轴段右端的轴肩为非定位轴肩，由轴承标准系列综合考虑，取50mm III IV d -=由于两个轴承成对，故尺寸相同，所以d 50III IV VII VIII d mm --== 因为轴承宽度B=20mm, 所以，VII-VIII L =20mm3）半联轴器与轴配合的毂孔长度1L 112mm =，为保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故I-II L 长度应比1L 略短一些，取I-II L 110mm =各轴段长度和半径：d 45mm II III -=50mm III IV d -=d 50III IV VII VIII d mm--==VII-VIII L =20mmI-II L 110mm =r tan 1704.43tan 20F 628.74cos cos(922')tn F N αβ⋅⨯=== t F F tan 1704.43tan(922')281.15N αβ=⨯=⨯= t N F 1704.43F =1838.33cos cos cos 20cos(922')n N αβ==⋅⋅3）求弯矩M①求水平支反力和弯矩H M t 3H123F 1704.4350.7F =852.21550.750.7L N L L ⋅⨯==++所以H2F =852.215Nr F 628.74N =F 281.15N α=N F =1838.33NH1F =852.215NH2F =852.215N。