機(jī)械設(shè)計(jì)-機(jī)械系統(tǒng)的裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

第7.1章軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)肖麗英一.軸的結(jié)構(gòu)二.軸上的零件組成及其結(jié)構(gòu)、尺寸

軸上零件包括：傳動件、支承零件、緊固件、調(diào)整件、潤滑零件、密封零件等三.軸系設(shè)計(jì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)：軸上零件的固定（周向、軸向）軸上支承零件的選型及其與機(jī)架的固定方式軸上零件的潤滑與密封軸向零件的定位與調(diào)整方式傳動系統(tǒng)軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容第7.1章軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1.2輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1.3軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求滿足強(qiáng)度、剛度、耐磨性要求軸和軸上零件有確定的定位，并固定可靠良好的加工工藝軸上零件的位置方便安裝/拆卸和調(diào)整7.1.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2、軸的設(shè)計(jì)步驟按傳遞扭矩，初估最小軸徑按空間和布局要求設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)草圖：選軸承，初定軸上零件的安裝位置及其與軸結(jié)合部分的尺寸，進(jìn)行強(qiáng)度、剛度等校核細(xì)化結(jié)構(gòu)，確定軸系及軸上零件的固定、定位方式、軸承的潤滑、密封等7.1.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3、軸的設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題提高軸強(qiáng)度/剛度的措施改善軸的結(jié)構(gòu)工藝提高軸系的剛度的措施改善滾動軸承軸系結(jié)構(gòu)工藝性7.1.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3、軸的設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題提高軸強(qiáng)度的措施合理安排軸上的載荷傳遞路線改善軸上零件結(jié)構(gòu)減小應(yīng)力集中提高軸表面的品質(zhì)提高軸強(qiáng)度的措施1、合理安排軸上的載荷傳遞路線圖7-1合理安排軸上載荷合理

提高軸強(qiáng)度的措施2、改善軸上零件結(jié)構(gòu)圖7-3滑輪裝置合理

提高軸強(qiáng)度的措施改變零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案圖7-2改變軸上零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案合理

提高軸強(qiáng)度的措施改變動力輸入點(diǎn)的位置圖7-4動力輸入位置改變合理減小應(yīng)力集中

提高軸強(qiáng)度的措施圖7-8減小軸應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)7.1.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3、軸的設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題軸上零件的定位和固定較大軸向載荷軸肩與軸環(huán)、圓螺母、套筒、端蓋、銷釘、軸端擋圈、緊定套較小軸向載荷軸用彈性擋圈、孔用彈性擋圈緊定螺釘、螺紋環(huán)、止動環(huán)P239表7-1軸肩與軸環(huán)h=0.07d+(1~2)mmb≈1.4hr<R<h圓螺母軸肩-圓螺母圓螺母和止動墊圈止動墊圈套筒軸肩-套筒定位端蓋銷釘圖7-12銷釘定位軸端檔圈軸端檔圈固定緊定套緊定套固定軸用彈性檔圈軸肩-彈性檔圈定位孔用彈性檔圈緊定螺釘緊定螺釘固定螺紋環(huán)、止動環(huán)7.1.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3、軸的設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題軸結(jié)構(gòu)的工藝性階梯軸：方便軸上零件的固定和定位，區(qū)分不同的加工面，方便軸上零件的拆卸倒角、圓角、砂輪越程槽、鍵槽等改善軸的結(jié)構(gòu)工藝軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證走上零件的正確固定和定位，同時軸的結(jié)構(gòu)工藝合理1、軸的裝卡：頂尖孔2、軸上的鍵槽應(yīng)在同一母線上3、軸的圓角盡量統(tǒng)一4、有配合的軸段不要太長5、與輪轂配合的軸段應(yīng)比輪轂稍短6、軸端有倒角7、精度和粗糙度7.1.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1.2輪體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1概述2輪（帶輪、鏈輪、齒輪）的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3輪轂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7.1.2輪體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輪的功能

在軸與軸之間傳遞運(yùn)動和動力輪結(jié)構(gòu)的基本組成

輪緣、輪輻、輪轂輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求1）相對位置關(guān)系；2）強(qiáng)度和壽命3）輪具有合理的剛度和精度；4）具有良好的制造、安裝、調(diào)整及運(yùn)輸?shù)炔僮鞯墓に囆裕?）經(jīng)濟(jì)性。輪緣輪輻輪轂輪輻的典型結(jié)構(gòu)輪軸一體圓柱齒輪：圓錐齒輪（小端）：實(shí)心結(jié)構(gòu)腹板式結(jié)構(gòu)組裝式：大尺寸輪輻，可節(jié)省貴金屬輪輻式結(jié)構(gòu)7.1.2輪體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)蝸桿：分度圓直徑較小時7.1.2輪體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖7-10帶輪結(jié)構(gòu)盤式腹板式孔板式輪輻式7.1.2輪體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖7-11鏈輪結(jié)構(gòu)腹板式焊接式裝配式7.1.2輪體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖7-12鍛造齒輪結(jié)構(gòu)7.1.2輪體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖7-12鍛造齒輪結(jié)構(gòu)7.1.2輪體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖7-13鑄造齒輪結(jié)構(gòu)7.1.2輪體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖7-13鑄造齒輪結(jié)構(gòu)7.1.2輪體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖7-14組合齒輪結(jié)構(gòu)7.1.2輪體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖7-15焊接齒輪結(jié)構(gòu)7.1.2輪體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)a銑制蝸桿b銑制或車制蝸桿圖7-16蝸桿結(jié)構(gòu)7.1.2輪體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖7-17蝸輪結(jié)構(gòu)7.1.2輪體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輪轂的作用

輪通過輪轂與軸的接觸實(shí)現(xiàn)軸與輪的軸向、周向、徑向定位并傳遞載荷輪轂寬度的確定

L=(0.8~1.2)d

保證徑向定位精度、側(cè)向穩(wěn)定性和承載能力。輪轂厚度的確定

dw=(1.6~1.8)d保證聯(lián)接的強(qiáng)度。輪轂孔與軸的配合一般選用較緊的配合，具體公差可查閱手冊輪轂的端面設(shè)計(jì)

為保證軸向定位精度，要求與軸線的垂直度和較小的粗糙度。7.1.2輪體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要考慮輪子的大小選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)7.1.3軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：軸上零件保持相對位置關(guān)系軸上零件實(shí)現(xiàn)正確的運(yùn)動良好的潤滑滾動軸承支撐形式滾動軸承軸系結(jié)構(gòu)裝配示意圖滾動軸承軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、滾動軸承軸系的軸向固定2、滾動軸承及軸上零件的軸向固定和定位3、軸承間隙及軸系的軸向位置的調(diào)整4、滾動軸承的配合1、滾動軸承軸系的軸向固定軸向定位、周向固定固定：針對工作而言，保持工作中軸上零件與軸作為一個構(gòu)件運(yùn)轉(zhuǎn)。定位:針對裝配而言，無需任何測量便可使軸上的零件準(zhǔn)確地安裝到位。軸系軸向定位的方法兩端單向固定(<300~500mm,溫升不大的軸)一端固定、一端游動（長軸，溫升大的軸）兩端游動兩端單向固定（雙支點(diǎn)單向固定）要求：軸的伸長量小特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便兩端單向固定（雙支點(diǎn)單向固定）a)角接觸軸承正安裝

b)角接觸軸承反安裝兩端單向固定角接觸軸承正、反裝的對比一端固定、一端游動（單支點(diǎn)雙向固定）當(dāng)軸的伸長量大時：細(xì)長軸；跨距大；溫升大特點(diǎn)：防止軸承被卡死一端固定、一端游動一端固定、一端游動兩端游動人字齒輪的軸滾動軸承軸系固定注意：支承的同心度同心度：兩孔一次鏜出；采用調(diào)心軸承支承的剛度

剛性：跨距盡量小，懸臂短；支承座加筋、加厚；軸承的安裝形式滾動軸承的預(yù)緊軸承間隙的調(diào)整及軸系的軸向位置的調(diào)整調(diào)整內(nèi)容：軸承間隙、軸系的軸向位置調(diào)整目的：保證軸系正確工作調(diào)整的方法：墊片、螺紋等軸承間隙調(diào)整圖7-25調(diào)整墊片調(diào)整軸承間隙軸承間隙調(diào)整圖7-26調(diào)整環(huán)調(diào)整軸承間隙軸承間隙調(diào)整圖7-27可調(diào)壓蓋調(diào)整軸承間隙目的：提高旋轉(zhuǎn)精度、剛度，減小振動。即安裝時消除游隙，使軸承中保持一定軸向力。軸承的預(yù)緊圖7-28軸向預(yù)緊方法滾動軸承的預(yù)緊滾動軸承的預(yù)緊滾動軸承的預(yù)緊圖7-29滾動軸承的預(yù)緊7-37改善圓錐齒輪支承剛度的結(jié)構(gòu)軸系軸向位置的調(diào)整滾動軸承的配合和拆卸工作間隙：工作間隙的大小對軸承受力、旋轉(zhuǎn)精度、軸承壽命及溫升有影響滾動軸承配合的特點(diǎn)軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制，滾動軸承外圈與孔的配合采用基軸制比一般基孔制的基準(zhǔn)孔所形成的配合更緊裝