軸系結(jié)構(gòu)的分析

1、8.1 設(shè)計(jì)概要軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。軸系結(jié)構(gòu)主要取決于：軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；軸上安裝的零件的類型、尺寸、數(shù)量，以及和軸聯(lián)結(jié)的方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝等。由于影響軸的結(jié)構(gòu)因素較多，且結(jié)構(gòu)又是隨具體條件的不同而不同，所以軸沒有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式。設(shè)計(jì)時(shí)，必須針對(duì)不同的具體情況加以分析。進(jìn)行軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)已知：裝置簡(jiǎn)圖，軸上主要零件的相互位置關(guān)系，軸所傳遞的功率和軸的轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)零件的主要參數(shù)和尺寸等。軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通常按以下方式進(jìn)行：1) 擬定軸上零件的裝配方案不同的裝配方案可得出不同的軸的結(jié)構(gòu)形式，應(yīng)擬定幾種不同的裝配方案，以進(jìn)行分

2、析、比較選擇。2）確定軸的基本直徑和各段長(zhǎng)度初定軸的直徑時(shí)，其支反力作用點(diǎn)未知，不能決定彎矩的大小和分布情況，因而不能按彎矩來確定軸的直徑，只能按扭矩初步估算軸徑的大小，作為軸上僅受扭矩段的最小直徑dmin，也可憑經(jīng)驗(yàn)或參考同類機(jī)器取定。dmin確定后，按擬定的裝配方案，從dmin處逐一確定各段長(zhǎng)度及直徑。各段長(zhǎng)度取決于零件與軸配合部分的軸向尺寸，并考慮安裝零件的位移和留有適當(dāng)?shù)恼{(diào)整間隙等。3）軸上各零件的軸向定位軸上各零件以軸肩、軸套、軸承端蓋和軸端擋圈等進(jìn)行軸向定位。軸肩定位是最方便可靠的方法。但采用軸肩使軸徑加大，且因剖面突變引起應(yīng)力集中，軸肩過多也不利于加工。故定位軸肩多用在軸向力較大

3、，且不致過多增加軸的階梯數(shù)的情況下采用。軸套定位既能避免因用軸肩使軸徑增大，又可減少應(yīng)力集中源。但軸套過長(zhǎng)，又將增加材料及重量。軸套與軸的配合較松，不宜用于高速旋轉(zhuǎn)。軸承端蓋用螺釘或榫槽與箱體聯(lián)結(jié)而使?jié)L動(dòng)軸承的外圈得到軸向固定。整個(gè)軸的軸向定位也可用軸承端蓋實(shí)現(xiàn)。常用的軸向定位還有：圓螺母、緊定螺釘、彈性擋圈以及整體式或剖分式螺釘鎖緊擋圈等4）軸上各零件的周向定位可靠的周向定位保證了的扭矩傳遞。常用的周向定位方法有鍵、花鍵、緊配合和緊定螺釘?shù)?。緊定螺釘僅用傳力于不大的場(chǎng)合。5）軸的結(jié)構(gòu)工藝性增大過渡圓角半徑可改善軸的結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度和減小應(yīng)力集中，但為保證零件的可靠定位，過渡圓角半徑必須小于與之相

4、配的零件圓角半徑或倒角尺寸。當(dāng)零件必須采用很小的圓角半徑而又要減小軸肩處的應(yīng)力集中時(shí)，可采用內(nèi)凹圓角或加裝隔離環(huán)的結(jié)構(gòu)形式。軸端應(yīng)有45的倒角以便于裝配零件。軸段必須磨削加工或有螺紋時(shí)，應(yīng)留有砂輪越程槽或退刀槽。軸上有兩個(gè)以上的鍵槽時(shí)，槽寬應(yīng)盡可能統(tǒng)一，并置于同一直線上，以利加工。8.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜ず驼莆蛰S的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軸承組合設(shè)計(jì)的基本要求和設(shè)計(jì)方法。8.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 1模塊化軸段（可組裝成不同結(jié)構(gòu)形狀的階梯軸）； 2軸上零件：齒輪、蝸桿、帶輪、聯(lián)軸器、軸承、軸承座、端蓋、套杯、套筒、圓螺母、軸端擋板、止動(dòng)墊圈、軸用彈性擋圈、孔用彈性擋圈、螺釘、螺母等。3工具：活搬手、游標(biāo)卡尺、脹鉗8.4

5、實(shí)驗(yàn)要求 1從軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案表中選擇設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案號(hào)； 2根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案規(guī)定的設(shè)計(jì)條件確定需要哪些軸上零件；3繪出軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配草圖；軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：1）軸和軸上的零件要有確定的軸向工作位置和可靠的軸向、周向固定；2）軸應(yīng)便于加工，軸上的零件易于拆裝；3）軸的受力合理，并盡量減少應(yīng)力集中； 4）軸承固定方式應(yīng)符合給定的設(shè)計(jì)條件，軸承間隙調(diào)整方便； 5）錐齒輪軸系的位置應(yīng)能作軸向調(diào)整。軸承組合設(shè)計(jì)方法：1）兩端單向固定； 2）一端雙向固定；一端游動(dòng)； 3）兩端游動(dòng)；8.5 實(shí)驗(yàn)步驟 1利用模塊化軸段組裝階梯軸，該軸應(yīng)與裝配草圖中軸的結(jié)構(gòu)尺寸一致或盡可能相近； 2根據(jù)軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝

6、配草圖，選擇相應(yīng)的零件實(shí)物，按裝配工藝要求順序裝到軸上，完成軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 3檢查軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，并對(duì)不合理的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改； 4測(cè)繪各零件的實(shí)際結(jié)構(gòu)尺寸（底板不測(cè)繪，軸承座只測(cè)量軸向?qū)挾龋?5將實(shí)驗(yàn)零件放回箱內(nèi)，排列整齊，工具放回原處；6在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上按1：1比例完成軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配圖（只標(biāo)出各段軸的直徑和長(zhǎng)度即可，公差配合及其余尺寸不注，零件序號(hào)、標(biāo)題欄可省略）；8.6 思考題1. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮那些問題？2. 為什么大多數(shù)轉(zhuǎn)軸要做成階梯軸？3. 軸上零件的周向固定有那些方法？4. 軸上零件的軸向固定有那些方法？5. 從軸的結(jié)構(gòu)上分析，有那些減小應(yīng)力集中的措施？6. 軸的大小是否僅僅決定與它的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則？軸上零件（