轴系结构设计指导书
轴系设计 说明书
机械设计大作业计算说明书轴系设计说明书专业：班级：设计者：（部分内容有错，仅供参考）设计题目：已知数据：转速1/480/min m n n i r == P=3.65kwT=72610.24 N ·mm轴上小齿轮：齿数Z1=17，模数5m =，齿宽b=17mm ，分度圆直径d=85mm ，压力角 20=α 圆周力1510/2t a TF N d == 径向力×tan 550r t F F N α== 法向力F n =F t ÷cos20=1607N 轴上大带轮：压轴力：F Q =1481.68N=1490N一、选择轴的材料因传递功率不大，且对质量及结构尺寸无特殊要求，故选用常用材料45号钢，调质处理。
二、初算轴径对于转轴，按扭转强度初算轴径，由机械设计教材得C=106～118，考虑轴端弯矩比转矩小，故取C=106，则考虑键槽的影响，取 ＝ ，取轴径为d=40mm 。
三、结构设计1．确定轴承部件机体的结构形式及主要尺寸为方便轴承部件的装拆，铸造机体采用剖分式结构，取机体的铸造壁厚δ=8mm ，机体上轴承旁连接螺栓直径 =12mm ，装拆螺栓所需要的扳手空间 =18mm ， =16mm ，故轴承座内壁到座孔外壁面距离L=δ+ + +5～8mm=47～50mm ，取L=50mm 。
2．确定轴的轴向固定方式因为一级齿轮减速器输出轴的跨距不大，且工作温度变化不大，故轴的轴向固定采用两端固定方式。
3．选择滚动轴承类型，并确定其润滑与密封方式因为没有轴向力作用，故选用深沟球支承。
因为齿轮的线速度，齿轮为开式，故滚动轴承采用脂润滑。
因为该减速器采用脂润滑，密封处轴颈的线速度较低，故滚动轴承采用毡圈密封。
4．轴的结构设计在本题中有7个轴段的阶梯轴，轴的径向尺寸确定，以外伸轴径d1为基础，考虑轴上零件的受力情况、轴上零件的装拆与定位固定、与标准件孔径的配合、轴的表面结构及加式精度等要求，逐一确定其余各轴段的直径；而轴的轴向尺寸确定，则要考虑轴上零件的位置、配合长度、支承结构情况、动静件间的距离要求等因素，通常从与传动件相配的轴段开始，然后向两边展开。
第十二章轴系结构设计(1)
思考：轴系的刚度.
Ⅰ
Fr
Ⅱ
Ⅰ
L
(一)
Ⅰ
Ⅱ Fr
Ⅰ
L (二)
Fr
Ⅱ
L
Ⅱ
Fr
L
平键
导键和滑键 --- 磨损 压溃
斜键---压溃 、磨损
(二）平键连接的尺寸选择
?尺寸选择原则： 轴毂等强度。按照轴 径d选择键的结构尺寸。 ?尺寸： b×h×L L=（1.5～1.8）d（不可过长或过短） L=B毂-（5～10） 标记：键b×L GB1096--1979
?(三）平键连接的强度计算 ?键连接----为标准件连接方式。设计时，键不需画 零件图，只要会选择。 ? 键选择的内容：
1）键的强度只与T有关（键只传递扭距）
2）键的尺寸b×h由轴径d确定，而轴的直径 与T和M有关…。
例： 有一9级精度的铸铁齿轮，轮毂宽度 B=90mm，轴孔直径d=55mm，传递扭距 T=600N.m，载荷平稳，试选择此键连接。
解： 9级精度，∴选平键，试选A型平键 查手册，d=55mm的轴径，b=16mm；h=10mm （k≈0.5h）；L=90-（5～10）=80～85；查手册 取L=80mm；l=L-b=80-16=64mm 查表12-1得： [σ p]= 75MPa
1）选键的类型 2）定键的尺寸 3）强度校核
工作原理及特点 ---- （工作面为侧面,对中性好）
例：有一轮毂宽B=80mm，轴径d=30mm，齿 轮为8级精度，试选择此键连接。 解：∵8级精度，∴试选A型平键 查手册，d=30mm的轴径，b=8mm；h=7mm L=80-（5～10）=75～70；查手册取标准系列 L=70mm ∴键8×70 GB1096-1979
轴承，防止润滑剂流失。 密封装置可分为：接触式密封和非接触式密封
轴系结构组合设计
轴系结构组合设计Ⅰ. 简要说明Ⅱ. 实验指导书Ⅲ. 实验报告Ⅰ. 简要说明技能楼9509实验室在2010年10月间购进了两箱组合轴系结构设计实验箱，该实验箱可开设轴系结构设计和轴系结构分析两大实验功能。
实验箱由8类40种120件零件组成，内有齿轮轴、蜗杆轴和不同结构形状的阶梯轴等轴类零件，齿轮、带轮、联轴器、轴承座、端盖、套杯、套筒等轴上零件，轴承、圆螺母、轴端挡圈、止动垫圈、轴用弹性挡圈、螺钉、螺母等标准件，连接件、支承座类等零件，零件材料为全铝合金，加工精密。
实验零件能方便地组合出数十种轴系结构方案，具有内容多样的特点，每一实验箱可供4-6人使用。
实验箱与实验指导书和折装工具可开设轴系机构创意设计实验，轴系机构模拟设计实验，轴系机构分析实验，轴系零件测绘实验等实验课程，对培养学生的机械设计能力将有明显的提高。
以下是使用实验零件组合成的轴系结构示例：Ⅱ. 实验指导书【机械设计基础实验】实验四：轴系结构组合设计一．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。
二．实验原理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。
轴系结构创新设计实验指导书
轴系结构创新设计实验一、实验目的：通过本实验熟悉和掌握轴的结构设计及轴承组合设计的基本要求、原理及设计方法。
培养学生综合利用所学知识，创新设计各种不同轴系结构的能力，增强学生的动手能力和工程意识。
二、实验设备：由不同的轴系零件及不同尺寸的轴段所组成的结构设计实验装备，共计15套（附15份轴系零件布置简图）。
各套所包括的主要零部件如下：1、模块化轴段（可组装成不同结构形状的阶梯轴）；2、轴上零件：齿轮、带轮、联轴器、蜗杆、蜗轮、轴承、轴承端盖、套杯、套筒、圆螺母、轴端挡板、止动垫圈、轴用及孔用弹性挡圈、螺钉、螺母、机座等；3、工具：活扳手、游标卡尺、弹簧卡钳、铜棒、橡胶（木）锤等。
三、实验准备内容：1、在指导教师组织下，随机抽取实验题卡。
2、认真阅读题卡上的内容，根据题卡上的结构方案简图及已知条件和要求，确定需要使用哪些轴上零件。
3、绘制轴系结构装配草图（可参考教材及零件设计手册中的相关图），设计时注意以下几点：（1）、所设计的结构应满足轴系结构设计的基本原则及要求，如轴上零件应可靠地固定和定位；轴上零件（包括轴承）的装配工艺性（应装、拆方便）；轴承的密封及间隙调整；对于锥齿轮轴系及蜗轮轴系应能够进行轴向调整；轴零件结构的工艺性等（暂不考虑润滑问题）。
（2）、标出每一轴段的直径和长度，其余零件尺寸可不标注。
上述各项准备工作应在进入实验室之前完成。
四、实验步骤：1、将所绘制的结构装配草图交由指导教师检查，经认可后进行下一步实验，否则，需进行修改设计方案直至认可为止。
2、按题卡上的编号领取相应编号的实验设备；并按照箱子上的零件清单核对零件数目，如有差错，应及时报告指导教师。
3、根据装配草图选择模块化轴段，按照预定的设计方案，组装阶梯轴零件；该轴应与草图中的轴一致或尽可能相近。
4、装配好轴承支座。
5、根据装配草图，选用相应的轴上零部件，按照装配工艺要求顺序装到轴上，并安装在轴承支座上。
6、装上调整垫片及轴承端盖，锁紧端盖上的螺栓。
机械设计大作业-轴系设计-说明书
机械设计基础大作业计算说明书题目轴系部件设计学院材料学院班号1429201学号1142920102姓名胡佳伟日期2016年12月13日哈尔滨工业大学机械设计基础大作业任务书1.1设计题目直齿圆柱齿轮减速器轴系部件设计1.2设计原始数据1.3设计要求1.轴系部件装配图一张。
2.计算说明书一份，包括输出轴，输出轴上的轴承及键的校核计算。
2．设计过程（1）估算轴的基本直径。
选用45号钢，正火处理，σb=600MPa，估计直径<100mm。
查表可得C = 118，由公式得所求的d为受扭部分的最细处，即装联轴器处的轴径处。
但因为该处有一个键槽，故轴径应该增大3%，d=37.46 x 1.03=38.58mm取d=40mm。
（2）轴的结构设计（齿轮圆周速度<2m/s,采用脂润滑）○1.初定各个轴段直径位置轴径/mm 说明联轴器处40 按传递转矩估算的基本直径油封处42 该段轴径应满足油封标准轴承处45 选用6209深沟球轴承，为便于轴承从右端装拆，轴承内径应稍大于油封处轴径，并符合滚动轴承内径标准，故取轴径为45mm，初定轴承型号为6209，两端相同齿轮处48 考虑齿轮从右端装入，故齿轮孔径应大于轴承处轴径，并为标准直径。
轴环处56 齿轮左端用轴环定位，按齿轮处轴径d=48mm，查表知轴环高度a=（0.07-0.1）d=3.36-4.8mm，取a=4mm○2.确定各轴段长度位置轴段长度/mm说明齿轮处78 已知齿轮轮毂宽度为80mm，为保证齿轮能被压紧，此轴段长度应略小于齿轮轮毂宽度，故取78mm右端轴承处39 此轴段包括4部分，轴承内圈宽度19mm；考虑到箱体的铸造误差，装配时留有余地，轴承左端面与箱体内壁的间距取10mm，箱体内壁与齿轮右侧端面间距取8mm，齿轮轮毂宽度与齿轮处轴段长度之差为2mm。
最后该轴段长度为19+10+8+2=39mm油封处30 此段长度由轴承盖的总宽度加上轴承盖外端面与联轴器左端面的间距构成，为20+10=30mm。
轴系零件结构设计大作业任务书和指导书
轴系零件结构设计大作业任务书和指导书一．目的1． 掌握轴系零件结构设计方法； 2． 培养独立设计能力；3． 熟悉有关设计资料，学会查手册。
二．题目单级圆柱齿轮减速器输出轴部件结构设计 原始数据如下：设计方案 项目1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 输出轴转速n （r/min ） 130 130135140145150155160 165 170输出轴功率P （kW ）2 2.22.5 2.83.2 3.5 3.8 44.2 4.5大齿轮齿数Z 2 95 97 101103105107109111 113 115小齿轮齿数Z 118 18 19 20 21 22 23 24 25 26齿轮螺旋角β 9 022'35″齿轮模数m n （mm ）3 大齿轮宽度B （mm ） 80 工作年限（班/年）1/10 工作情况 平稳传动简图：三．设计工作量1． 总装配图一张（A2图纸计算机1：1绘图，图只要求画出下图所示部分）； 2． 计算说明书一份（要求用论文纸手写，格式要求同前，可用涂改液少量涂改）。
减速器四．计算内容1．选择轴的材料及热处理方法2．按扭转强度初算轴的直径3．轴的结构设计(1) 选择联轴器（HL或TL型，要求写出标记）(2) 选择轴承（要求列出轴承各主要参数）(3) 画出轴系结构图（含轴上零件，用铅笔、直尺作图）(4) 简要说明各轴段直径的推导过程并在图上标出各直径(5) 计算跨距（要求图与文字结合写出推导过程）4．按弯扭合成强度条件校核轴的强度（要求受力简图、弯矩图及扭矩图对齐）5．滚动轴承寿命计算及轴承装置设计（寿命计算要求画出必要的示意图）6．键的选择和强度计算（要求写出标记）7．大齿轮结构设计（参考《图册》74页图2(1),要求用铅笔、直尺画出齿轮结构并注明主要尺寸）参考文献：1.吴宗泽罗圣国.机械设计课程设计手册.高等教育出版社2.濮良贵纪名刚.机械设计(第七版). 高等教育出版社.3.龚桂义潘沛霖等. 机械设计课程设计图册. 高等教育出版社。
机械设计实验指导书---轴系结构设计实验
轴系结构设计与分析实验指导书徐双满洪建平编王青温审机械工程实验教学中心2011年2月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分，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，如何根据轴的回转要求、决定轴系组成及支撑解决方案;根据功能要求决定轴系的总体组成结构；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。
通过实验可以熟悉和掌握轴的结构和轴承组合结构设计的基本要求，不仅加深对课堂上所学知识的理解与记忆，还可以对同学进行技法训练，培养工程实践技能，为后面的综合课程设计训练打好基础，还可以培养同学的创新意识。
上图1所示为一典型的轴系组成结构示意图例。
二．实验目的1．深入了解及认识轴系部件的结构形式，熟悉零件的结构形状、工艺、作用；2．熟悉和掌握轴的结构设计和轴承组合设计的基本要求和设计方法；3．对所设计的组成方案，进行组装与测绘等操作的动手技能的训练。
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1、表2。
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。
四．实验要求及方法1．了解轴系系统的组成熟悉轴向、周向定位的常见方法，对照实物研究零件的各部位名称与功能特点。
2．设计方案及操作每名同学从所给出的4项轴系功能题目中选择不少于2项，并完成零件的选择、组成方案的初步设计、修改与优化、组装、必要的测绘等操作。
根据所给硬件及设计方案，现场作出设计草案；提出轴系组成方案，组合出合理的轴系部件。
《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。
机械设计课程设计轴系部件设计说明书
机械 设计 大作 业课程名称： 设计题目： 机械设计 轴系部件设计机械设计大作业 轴系部件设计说明书题目：行车驱动装置的传动方案如下图所示。
室内工作、工作平稳、机器成批生产，其他数据见下表。
电动机工作 功率 2.2 电动机满载转速 工作机得转速 第一级传动比 轴承座中心 高 H/mm 200方 案 5.4.1最短工作年限 10 年 1 班940603.2一选择轴的材料因为传递功率不大，轴所承受的扭矩不大，故选择 45 号钢，调质处理。
二初算轴径对于转轴，按扭转强度初算直径式中P——轴传递的功率； C——由许用扭转剪应力确定的系数； n——轴的转速，r/min。
由参考文献[1] 表 10.2 查得 输出轴所传递的功率：，考虑轴端弯矩比转矩小，故取带 轴承 齿轮。
输出轴的转速：代入数据，得考虑键的影响，将轴径扩大 5%，。
三结构设计为了方便轴承部件的装拆， 减速器的机体采用剖分式结构。
取机体的铸造壁厚 δ=8mm，1. 轴承部件机体结构形式及主要尺寸机体上的轴承旁连接螺栓直径 ， 所需要的扳手空间，轴承座内壁至坐孔外端面距离 ， ，为保证装拆螺栓 取 L=48 mm。
2．轴的结构设计本设计方案是有 8 个轴段的阶梯轴，轴的径向尺寸（直径）确定，以外伸轴径 、 为 基础，考虑轴上零件的受力情况、轴上零件的装拆与定位固定、与标准件孔的配合、轴的 表面结构及加工精度等要求，逐一确定其余各轴段的直径；而轴的轴向尺寸（长度）确定， 则考虑轴上零件的位置、配合长度、支承结构情况、动静件间的距离要求等因素，通常从 与传动件的轴段开始，向两边展开。
（1） 联轴器及轴段①和轴段⑧ 本设计中，轴段①和轴段⑧为轴的最小尺寸 。
因此，轴段①和轴段⑧与联轴器 的设计同时进行。
为了补偿联轴器所连接的两轴的安装误差，隔离振动，选用弹性柱销联轴器。
由参考文献[1] 表 13.1 查得 ，则计算转矩带 轴承 齿轮由参考文献[2] 表 13.1 可以查得 GB/T 5014-2003 中的 LX3 型弹性柱销联轴器符合要求。
轴系结构设计实验指导与参考问题详解图
轴系结构的分析与测绘一、实验目的1.通过拼装和测绘，熟悉并掌握轴的结构设计以及轴承组合设计的基本要求和方法。
2.了解并掌握轴系结构的基本形式，熟悉轴、轴承和轴上零件的结构、功能和工艺要求。
掌握轴系零、部件的定位和固定、装配与调整、润滑与密封等方面的原理和方法。
二、实验内容1. 根据选定的轴系结构设计实验方案，按照预先画出的装配草图进行轴系结构拼装。
检查原设计是否合理，并对不合理的结构进行修改。
2.测量一种轴系各零、部件的结构尺寸，并绘出轴系结构的装配图，标注必要的尺寸及配合，并列出标题栏及明细表。
三、实验设备和用具1.模块化轴段(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、轴端挡板、止动垫圈、轴用弹性挡圈、孔用弹性挡圈、螺钉、螺母等。
3. 工具：活搬手、胀钳、内、外卡钳、钢板尺、游标卡尺等。
四、实验步骤1. 利用模块化轴段组装阶梯轴，该轴应与装配草图中轴的结构尺寸一致或尽可能相近。
2. 根据轴系结构设计装配草图，选择相应的零件实物，按装配工艺要求顺序装到轴上，完成轴系结构设计。
3. 检查轴系结构设计是否合理，并对不合理的结构进行修改。
合理的轴系结构应满足下述要求：1）轴上零件装拆方便，轴的加工工艺性良好。
2）轴上零件固定(轴向周向)可靠。
4.轴系测绘1）测绘各轴段的直径、长度及轴上零件的相关尺寸。
2）查手册确定滚动轴承、螺纹联接件、键、密封件等有关标准件的尺寸。
5. 绘制轴系结构装配图1) 测量出的各主要零件的尺寸，对照轴系实物绘出轴系结构装配图。
2)图幅和比例要求适当(一般按1:1)，要求结构清楚合理，装配关系正确，符合机械制图的规定。
3)在图上标注必要的尺寸，主要有：两支承间的跨距，主要零件的配合尺寸等。
4)对各零件进行编号。
并填写标题栏及明细表(标题栏及明细表可参阅配套教材《机械设计课程设计》)。
轴系结构的装拆、测绘与分析实验报告专业班级姓名实验时间一、实验目的二、实验内容三、实验设备和用具四、进入实验室之前应完成的作业1. 从轴系结构设计实验方案表（表12-2）中选择设计实验方案号。
第12章 轴系结构设计
(12.3)
(4)计算扭矩呱，并画出扭矩图如图12-2(e)所示。 (5)根据第四强度理论按下式计算当量弯矩，并画出当量弯矩图，
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§12.1 轴的结构设计
如图12-2中(f)所示。
(12.4) (6)校核强度，针对某些危险截面(即当量弯矩大而直径小的截面)，
其强度条件为当量弯曲应力不大于许用弯曲应力6-1b，即强度校核公
有一个键槽时，轴径加大5%左右;有两个键槽时，轴径加大10%左 右，然后再按表12-3圆整为标准直径。
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§12.1 轴的结构设计
2.按弯扭组合进行强度校核 在估算出轴的最小直径，并进行轴系结构设计后，即可确定轴上 所受载荷大小、方向、作用点及支承跨距等，再按弯扭组合进行校核。 按弯扭组合进行强度校核的具体步骤如下。 (1)作出轴的计算简图(即力学模型)。 轴所受的载荷是从轴上零件传来的。计算时，常将轴上的分布载
12.1.2轴的设计、计算
通常对于一般轴的设计方法有类比法和设计计算法两种。
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§12.1 轴的结构设计
类比法是根据轴的工作条件，选择与其相似的轴进行类比及结构设计， 画出轴的零件图。这种方法简单、省时，但具有一定的盲目性。设计计 算法是以满足强度(刚度)要求为依据进行轴的结构设计，这种设计方法 可靠、稳妥。本节主要介绍轴的设计计算法。 用设计计算法设计轴的步骤如图12-1所示。 需要指出的是，一般情况下设计轴时不必进行轴的刚度、振动、稳 定性校核，如需进行刚度校核，也只做弯曲刚度校核，对于重要的轴、 高速转动的轴应采用疲劳强度校核计算方法进行轴的强度校核。 1.估算轴的最小直径 开始设计轴时，通常还不知道轴上零件的位置及支承点位置，无法
式为: (12.5)
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。
轴系的结构设计
四、轴上零件的周向定位
运转时，为了传递转矩或避免与轴发生相对转动， 零件在轴上必须周向固定。
轴上零件的周向定位方法主要有键联接（平键、 半圆键、楔键等）、花键联接、弹性环联接、过 盈配合联接、销联接、成型联接等等。
a)平键
制造简单、装拆方便。用 于传递转矩较大，对中性 要求一般的场合
b)花键
锥顶重合于轴承回转 轴线
七、轴的结构工艺性
1、关于轴的形状：阶梯轴
• 由于阶梯轴接近于等强度，而且便于加工和轴 上零件的定位和拆装，所以实际上的轴多为阶 梯形.
2、关于轴的有关尺寸
➢ 为了能选用合适的圆钢和减少切削用量，阶梯轴 各轴段的直径不宜相差过大，一般取为5~10MM。
➢ 为了便于切削加工，一根轴上的圆角应尽可能取 相同的半径；
轴系结构的设计
第一节 轴 一、轴的功用和分类
1、功用：支承其他回转件，承受转矩与弯矩， 并传递运动和动力。
2.轴的分类
1）按所受载荷特点分三种： 心轴： 只承受弯矩;如 传动轴：只承受转矩;如 转轴：同时承受弯矩和转矩;如
2）按轴的结构形状分：
直轴，曲轴； 光轴，阶梯轴； 空心轴，实心轴； 刚性轴，挠性轴。
3、用带螺纹的端盖调整；
4、用圆螺母调整轴承内圈调整游隙。
预紧的定义：
对某些可调游隙的轴承，为提高旋转精度和 刚度，常在安装时施加一定的轴向作用力（预紧 力）消除轴承游隙，并使内、外圈和滚动体接触 处产生微小弹性变形。
预紧的方法有：
一般采用移动轴承套圈的方法；对一些支承 的轴承组合，还可用金属垫片或磨窄外圈等方法 获得预紧。
内圈滚道、滚子和外圈滚道这三个圆锥面的锥顶必须重合于轴承回 转轴线上——说着玩的！
轴系结构分析与测绘实验指导书与分析实验报告
轴系结构分析与测绘实验指导书一、实验预习:阅读《机械设计》教材中有关轴与滚动轴承设计的内容。
二、实验目的：1、熟悉轴的结构和滚动轴承组合设计的典型结构；2、了解轴及轴上零件的结构形状及作用、工艺要求和装配关系；3、了解轴及轴上零件的定位与固定方法；4、培养分析与测绘能力。
三、实验设备：1、分析、测绘对象：1/4剖开的轴系典型结构部件模型14种；（见所附照片）2、测绘工具：300mm钢尺、游标卡尺、内、外卡尺；3、学生自备：铅笔、三角板、绘图仪器、A3白纸若干。
四、实验原理：为了保证滚动轴承工作可靠并达到预期寿命以及整个轴系的正常工作，除了应正确选择轴承的类型和尺寸外，还应正确设计轴承组合。
轴承组合设计的主要内容是正确解决轴承的布置、安装、拆卸、配合、定位、紧固、调整、润滑和密封等问题。
通过拆装，了解传动装置中各轴承部件的组合设计特点、固定方法与调整过程，进一步掌握轴的结构设计的一般原理及轴上零件的定位、固定、合理拆装方法与顺序。
培养分析、判断和正确设计轴系部件的能力。
根据教具，仔细观察、分析轴上零、部件结构特点，按合理的拆装顺序逐一拆卸和安装，并绘出草图。
五、实验步骤：1、仔细观察轴上的零件的结构形状，尺寸大小，装配关系；2、用手转动轴，通过分析，确定轴承组合设计中轴承轴向固定方式；3、判断所测绘的轴系部件模型中滚动轴承的类型；4、在了解所测绘的轴系部件的结构特点后，进行测量，对照实物，先画出装配草图，再绘出轴系结构的正式装配图（可以CAD图）；5、装配轴系部件，使其恢复原状；6、针对所测绘轴系结构进行分析。
六、实验要求：1、一人一组；2、先绘出装配草图，然后绘制正式装配图一张（大约按1:1绘图）。
草图和正式装配图均要交；3、正式装配图要求：图样画法应符合机械制图国家标准；可不标尺寸，但相互有配合的零件表面之间注上配合尺寸线；给出个零件序号，写出标题栏和明细表；4、对于难以测量的有关尺寸，允许根据实物相对大小和结构关系估算出来，或利用标准查出来；5、分析报告：不少于150字，书写在A4打印纸上从以下几方面进行分析（参考）：a)你所测绘的轴系部件中，轴上有哪几个零件，作用各是什么；b)轴上零件的定位与固定方式；c)轴承的选择与配置情况（轴承的类型、型号、支承方式等）；d)轴承润滑方式；e)轴系的密封方法；f)你所测绘的轴系部件，原设计在结构上有无错误或不足之处，若有应如何改进。
轴系结构分析与测绘实验指导书与分析实验报告
轴系结构分析与测绘实验指导书一、实验预习:阅读《机械设计》教材中有关轴与滚动轴承设计的内容。
二、实验目的：1、熟悉轴的结构和滚动轴承组合设计的典型结构；2、了解轴及轴上零件的结构形状及作用、工艺要求和装配关系；3、了解轴及轴上零件的定位与固定方法；4、培养分析与测绘能力。
三、实验设备：1、分析、测绘对象：1/4剖开的轴系典型结构部件模型14种；（见所附照片）2、测绘工具：300mm钢尺、游标卡尺、内、外卡尺；3、学生自备：铅笔、三角板、绘图仪器、A3白纸若干。
四、实验原理：为了保证滚动轴承工作可靠并达到预期寿命以及整个轴系的正常工作，除了应正确选择轴承的类型和尺寸外，还应正确设计轴承组合。
轴承组合设计的主要内容是正确解决轴承的布置、安装、拆卸、配合、定位、紧固、调整、润滑和密封等问题。
通过拆装，了解传动装置中各轴承部件的组合设计特点、固定方法与调整过程，进一步掌握轴的结构设计的一般原理及轴上零件的定位、固定、合理拆装方法与顺序。
培养分析、判断和正确设计轴系部件的能力。
根据教具，仔细观察、分析轴上零、部件结构特点，按合理的拆装顺序逐一拆卸和安装，并绘出草图。
五、实验步骤：1、仔细观察轴上的零件的结构形状，尺寸大小，装配关系；2、用手转动轴，通过分析，确定轴承组合设计中轴承轴向固定方式；3、判断所测绘的轴系部件模型中滚动轴承的类型；4、在了解所测绘的轴系部件的结构特点后，进行测量，对照实物，先画出装配草图，再绘出轴系结构的正式装配图（可以CAD图）；5、装配轴系部件，使其恢复原状；6、针对所测绘轴系结构进行分析。
六、实验要求：1、一人一组；2、先绘出装配草图，然后绘制正式装配图一张（大约按1:1绘图）。
草图和正式装配图均要交；3、正式装配图要求：图样画法应符合机械制图国家标准；可不标尺寸，但相互有配合的零件表面之间注上配合尺寸线；给出个零件序号，写出标题栏和明细表；4、对于难以测量的有关尺寸，允许根据实物相对大小和结构关系估算出来，或利用标准查出来；5、分析报告：不少于150字，书写在A4打印纸上从以下几方面进行分析（参考）：a)你所测绘的轴系部件中，轴上有哪几个零件，作用各是什么；b)轴上零件的定位与固定方式；c)轴承的选择与配置情况（轴承的类型、型号、支承方式等）；d)轴承润滑方式；e)轴系的密封方法；f)你所测绘的轴系部件，原设计在结构上有无错误或不足之处，若有应如何改进。
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 。
机械设计实验指导书
机械设计实验指导书目录实验一轴系结构设计实验................................................................... ..................................................1实验二减速器拆装实验................................................................... ....................................................5实验三带传动设计与性能参数测试分析................................................................... ..........................9实验四链传动设计与性能参数测试23实验五齿轮传动设计与性能参数测试26实验六蜗杆传动设计与性能参数测试分析.29实验七综合传动系统设计与性能参数测试分析32实验一轴系结构设计实验一、实验目的1．熟悉各种轴、齿轮、轴承等机械零件和部件；2．熟悉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；3．了解传动零件的润滑和密封方式；4．掌握轴上零件的定位和固定方法。
二、实验设备1．轴系结构组合设计实验装置2．实验工具：扳手、直尺、铅笔等。
三、实验原理本实验装置提供各类零件共计57种，有各种光轴、直齿轮轴、锥齿轮轴、滚动轴承、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、透盖、闷盖、直齿轮、斜齿轮、锥齿轮、蜗杆、各种底座等零件。
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及塔建。
1.传动件类型选择（1）直齿圆柱齿轮传动传动速度和功率范围很大；传动效率高（精度愈高，效率愈高）；对中心距的敏感性小，装配和维修比较简便；传动适应性好；易于进行精确加工，应用非常广泛。
轴系部件设计与分析试验指导书
轴系部件设计与分析实验指导书黑龙江科技学院机械基础实验室轴系部件设计与分析实验指导书一、预习内容及准备1、轴的结构设计要求及轴毂联接方式；2、滚动轴承的类型及其选择；3、轴承部件组合设计；4、准备白纸、铅笔、橡皮、三角板等。
二、实验目的1、熟悉并掌握轴及轴上零件的结构、功用、工艺要求和装配关系；2、熟悉轴的结构设计和轴承部件组合设计的基本要求，掌握轴及轴上零件的定位与固定方法，轴承的调整、润滑和密封方法。
3、通过轴系部件的组装与测绘，学会对现有机械部件进行结构分析，培养结构设计能力。
三、实验设备1、轴系部件实验箱：内装轴、齿轮、蜗杆、轴承、轴承座、端盖、套杯、套筒、圆螺母、密封件、螺栓、螺母等；2、工具：游标卡尺、钢板尺、活搬手等。
四、轴系部件设计实验方案及轴系部件装配图示例1、轴系部件结构设计实验方案见表1；2、为引导学生学会绘制轴系部件装配图，特给出了满足不同设计条件的三张示例（图1、2、3），并给出了不同密封装置示例图（图4）。
五、实验内容与要求1、每组二至四人根据教师给出的轴系部件结构设计实验方案进行认真分析，充分理解设计要求；2、根据轴系部件结构设计实验方案从实验箱中选择相应的零件实物，按装配工艺要求顺序装到轴上，完成轴系部件结构设计。
要注意：（1）合理选择滚动轴承类型；（2）根据支承方式（两端固定或一端固守、一端游动）确定轴承内外圈的固定方法；（3）根据润滑方式选择相应的轴承座及端盖并考虑透盖处密封方式（毛毡圈、橡胶圈）；（4）考虑轴上零件拆装、固定、轴承间隙的调整等问题。
3、安装完成后检查轴承结构是否合理，并对不合理结构提出修改方案。
合理的轴系结构应满足下述要求：（1）轴上零件定位准确、固定（轴向、周向）可靠；（2）轴上零件装拆方便，轴的加工工艺性良好；（3）轴承的固定、润滑及密封方式应符合给定的设计条件，轴承间隙调整方便；（4）轴受力合理，尽量减少应力集中。
€图1图21:1比例画出轴系部件4、轴系部件拆卸后，测绘各零件的实际结构尺寸，按的结构简图。
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实验六、轴系结构设计
一、实验目的
1、综合应用课程有关章节的知识即传动零件、轴承、轴、键、联轴器、润滑与密封等。
2、认知各种轴系零件及其结构。
3、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、实验设备与工具
1、组合式轴系结构设计实验箱。
2、扳手、榔头、挡圈钳等工具。
三、实验内容与要求
组合式轴系结构设计与分析实验箱遵循组合设计法，将各类常用轴系结构零、部件设计成可组合的模块，实现以较少的零、部件模块组合出多样化的轴系结构类型。
实验模式灵活、多样、生动，有利于激发学生对机械专业的兴趣，提高学生综合的机械结构设计能力。
实验箱提供能进行减速器圆柱齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计实验的全套零件。
1、学生自定实验方案，或自选实验题号。
2、根据各实验题号要求，进行轴的结构设计与组装。
3、绘制轴系结构装配图。
4、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。
4、构思轴系结构方案：
（1）根据齿轮类型选择滚动轴承型号；
（2）确定轴系轴向固定方式（两端固定、一端固定）；
（3）根据齿轮转速高低确定轴承润滑方式（脂润滑、油润滑）；
（4）选择端盖形式（凸缘式、嵌入式），并考虑透盖处密封方式和结
构（毡圈、油封、油沟等）；
（5）确定轴上零件的定位与固定以及轴承游隙调整的方案；
（6）绘制轴系结构方案示意图。
5、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。
五、参考结构图。