毕业设计（论文）-单自由度越障机器人的设计与研究（全套图纸三维）.pdf

毕业设计毕业设计(论文论文) 单自由度越障机器人的设计与研究 学学 号：号： 姓姓 名：名： 专专 业：业： 机械设计制造及其自动 化 系系 别：别： 机械工程系 指导教师：指导教师： XXX 讲师 XXX 副教授 二一五年五月二一五年五月 i 摘摘 要要 机械工业是一个国家的重要产业，机械工业的发展无时不刻都在影响着国家 经济的发展，人类的进步离不开机械工业的发展。在全球经济发展的大环境下， 中国各个行业被其他国家的先进技术影响的同时，越来越多的外国企业和品牌传 播到中国已经成为现实。在新的市场需求的推动下，对单自由度越障机器人进行 改良和优化是当务之急，单自由度越障机器人的发展与人类社会的进步和科学技 术的水平密切相关。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 国内单自由度越障机器人的研发及制造要与全球号召的高效经济、灵活、多 样等主题保持一致。近期对机器人行业中单自由度越障机器人的使用情况进行了 调查，发现在机械行业中，单自由度越障机器人的使用非常普遍。自然而然在机 械设备中它们的设计也非常频繁。传统的单自由度越障机器人结构单一，实现的 功能有限，所以设计一个专用的单自由度越障机器人势在必行。 本文运用大学所学的知识，提出了单自由度越障机器人的结构组成、工作原 理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，构建了单自由度 越障机器人总的指导思想，从而得出了该单自由度越障机器人的优点是高效，经 济，并且变化灵活，多样，运行平稳的结论。 关键词：发展；单自由度越障机器人；结构；高效 ii ABSTRACT The environment of global economic development, China industries affected by other countries advanced technology at the same time, foreign enterprises and brand spread to more and more Chinese has become an opportunity. Cap pressing machine in industry through a variety of ways have been working with the relevant technology, and constantly improve their own strength and core competitiveness, and narrow the gap with developed countries. In the new market demand, update the sleeve pressing machine is a pressing matter of the moment. The production of pipe pressing machine equipment manufacturing enterprises to fully tap the potential of the market, vigorously develop the sleeves of large low cost pressing special machinery and equipment, plays a positive role in the evolution of automatic assembly, the assembly of mechanical equipment. With the development of science and technology, interdisciplinary mutual infiltration, mutual exchanges between the various industry, extensive use of new structure, new materials, new technology, the sleeve pressing machine is large, efficient, Recently, the use of machinery industry, bearing and shaft sleeve shaft were investigated, found that the shaft, bearings and bushings in the machinery industry is one of the key parts. Come very naturally in the assembly of the installation is also very simple. In the installation if the use of artificial pressure with not only the labor intensity is too large and the size of each other is not easy to ensure the shaft, bearing and shaft sleeve, so the design of a special press be imperative. Graduation project this time is a tube axial compressive loading machine. This paper introduces the theoretical calculation to design sleeve pressing machine structure, working principle and main parts of the strength check and the advantages of the sleeve, pressing machine is efficient, economical, and high safety, stable operation. The overall plan is: the relative position of two axle sleeve on the plane, the motor reducer to provide power through belt drives the screw rod to rotate, and drives the head movement, a nut, a rotary motion of the linear motion of press. Block type safety clutch overload protection with teeth, pressure distribution in the corresponding position of the pipe after drilling through the drilling template. Key word: pneumatic manipulator； cylinder； pneumatic loop； Four degrees of freedom iii 目目 录录 摘摘 要要 . i ABSTRACT . ii 目目 录录 . iii 1 绪论 . 1 1.1 课题的来源与研究的目的和意义 . 1 1.2 单自由度越障机器人的发展现状 . 2 1.3 本课题研究的内容 . 4 1.4.1 草图绘制 . 5 1.4.2 基准特征，参考几何体的创建 . 6 1.4.3 拉伸、旋转、扫描和放样特征建 . 7 1.4.4 工程图的设计 . 10 1.4.5 装配设计 . 11 2 单自由度越障机器人总体结构的设计 . 12 2.1 单自由度越障机器人的总体方案图 . 12 3 机械传动部分的设计计算 . 17 3.1 电机的选型计算 . 18 3.2 齿轮传动的设计计算 . 19 3.3 齿轮齿条的选型计算 . 19 4 各主要零部件强度的校核 . 24 4.1 转动轴强度的校核与计算 . 25 4.2 齿轮强度的校核计算 . 26 结结 论论 . 26 致致 谢谢 . 27 参考文献参考文献 . 28 附录附录 一一 . 32 附录附录 二二 . 40 4 1 绪论绪论 1.1 课题的来源与研究的目的和意义课题的来源与研究的目的和意义 由于机械工程的知识总量已经远远超越个人掌握所有，一些专业知识 是必不可少的。但是过度的专业知识分割，使视野狭隘，可以多多参加技术 交流，和参加科研项目，缩小范围，提升新技术的进步和整个块的技术，提 高外部条件变化的适应能力。 封闭的专业知识的太狭隘， 考虑的问题太特殊， 在工作中协调困难，不利于自我提高。因此，自上世纪第二十年代末，出现 了一体化的趋势。 人们越来越重视基础理论， 拓宽领域，对专业合并的分化。 机械工程可以增加产量，提高劳动生产率，提高生产的经济效益为目标，并 研制和发展新的机械产品。在未来，新产品的开发，降低资源消耗，清洁的 可再生能源，成本的控制，减少或消除环境污染作为一个超级经济目标和任 务。 机器能完成人的手和脚， 耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任务。 现代机械工程机械和机械设备创造出更多、更精美的越来越复杂，很多幻想 成为过去的现实。人类现在能成为天空的上游和宇宙，潜入海洋，数十亿光 年的密切观察，细胞和分子。电子计算机硬件和软件，人类的新兴科学已经 开始加强，并部分代替人脑科学，这是人工智能。这一新的发展已经显示出 巨大的作用，但在未来几年还将继续创造出不可思议的奇迹。人类智慧的增 长并没有减少手的效果，而是要求越来越精致，手工制作，更复杂的工作， 从而促进手功能。又一方面实践促进人脑智力。在人类的进化过程中，以及 在每个人的成长过程中，大脑和手是互相促进和平行进化。 大脑和手之间的人工智能和机械工程的近似关系，唯一不同的是，智 能硬件还需要使用机械制造。在过去，各种机械离不开人类的操作和控制， 反应速度和运算精度的进化是非常缓慢的大脑和神经系统， 人工智能将消除 这种限制。相互促进，计算机科学和机械工程进展之间的平行，将在更高层 次的新一轮发展的开始使机械工程。在第十九世纪，机械工程的知识总量仍 然是有限的，大学在欧洲，它与一般的土木工程是一门综合性的学科，称为 土木工程，下半场的第十九个世纪成为一门独立的学科。在第二十世纪，随 5 着机械工程和知识增长的发展开始分解，机械工程专业，有分支机构。在第 二十世纪中期趋势分解， 在时间之前和之后的第二次世界大战结束时达到的 峰值。由于机械工程的知识总量已经远远从个人掌握所有，一些专业是必不 可少的。但是过度的专业知识使分割，视野狭隘，可以查看和统筹大局和全 球工程和技术交流，缩小范围，新技术的进步和整个块的技术，外部条件变 化的适应能力差。封闭的专业知识的专家太狭，考虑的问题太特殊，在工作 协调困难，不利于自我提高。因此，自上世纪第二十年代末，出现了一体化 的趋势。人们越来越重视基础理论，拓宽领域，对专业合并的分化。综合职 业分化和发展知识循环过程的合成，是合理和必要的。从不同的专业和专业 知识的专家， 也有综合的知识了解不够， 看看其他学科和项目作为一个整体， 从而形成一种相互强烈的集体工作。综合和专业水平。有机械工程全面而专 业的冲突；在综合性工程技术也有综合和专业问题。在人类所有的知识，包 括社会科学，自然科学和工程技术，有一个更高的水平，更广泛的综合性和 专业性的问题。 1.2 单自由度越障机器人的发展现状单自由度越障机器人的发展现状 20 世纪 60 年代，单自由度越障机器人人的研究工作开始起步。随着计 算机技术和机器人控制技术的研究和应用， 到了 20 世纪 80 年代， 现 代单自由度越障机器人人的研制工作进入了 广泛开展阶段。 世界上第一台 真正意义的四组步行机器人是由 Frank 和 McGhee 于 1977 年制作的。 该机器人具有较好的步态运动稳定性， 但缺点是， 该机器人的关节是由逻 辑电路组成的 状态机控制的，因此机器人的运动受限制，只能呈现固定的 运动形式。 20 世纪 80， 90 年代最具代表性的单自由度越障机器人人是 日本 Shigeo Hirose 实验室研制 的 TITAN 系列。19811984 年 Hirose 教授研制成功脚步装有传感和信号处理系统的 TITAN-III。 它的脚底步由形 状记忆合金组成，可自动检测与地面接触的状态。姿态传 感器和姿态控制 系统根据传感信息做出的控制决策，实现在不平整地面的自适应步行。 TITAN-VI 机器人采用新型的直动性腿机构，避免了上楼梯过程中两腿的干 涉，并采用 两级变速驱动机构，对腿的支撑相和摆动相分别进行驱动。 6 2000-2003 年， 日本电气通信大学的木村浩等人研制成功了具有宠物狗外形 的机器 人 Tekken-IV,它的每个关节安装了一个光电码盘，陀螺仪，倾角计 和触觉传感器。系统 控制是由基于 CPG 的控制器通过反射机制来完成的。 Tekken-IV 能够实线不规则地面 的自适应动态步行， 显示了生物激励控制 对未知的不规则地面有自适应能力的优点。 它 的另一特点是利用了激光和 CCD 摄像机导航，可以辨别和避让前方存在的障碍，能够 在封闭回廊中实 现无碰撞快速行走。 目前最具代表性的四组步行机器人是美国 Boston dynamics 实验室研制的 BigDog,它能以不同的步态在恶劣的地形上攀爬， 可以 负载高达 52KG 的重量，爬升斜坡可达 35。其腿关节类似动物腿关节，安装有 吸收震动部件和能量循环部件。同时，腿部连 有很多传感器，其运动通过伺服电 机控制。该机器人机动性和反应能力都很强，平衡能 力极佳。但由于汽油发电机 需携带油箱，故工作时受环境影响大，可靠性差。另外，当 机器人行走时引擎会 发出怪异的噪音。 国内四足机器人研制工作从 20 世纪 80 年代起步，取得一定 成果的有上海交通大 学、清华大学、哈尔滨工业大学等。 上海交通大学机器人 研究所于 1991 年开展了 JTUWM 系列单自由度越障机器人人的研究。 1996 年 该研究所研制成功了 JTUWM- III， 该机器人采用开式链腿机构， 每个腿有 3 个 自 由度，具有结构简单，外形轻巧，体积小，质量轻等特点。它采用力和位置混 合控制， 脚底装有 PVDF 测力传感器，利用人工神经网络和模糊算法相结合， 实线了对角动态行 走。 但行走速度极慢， 极限步速仅为 1.7KM/h,另外其负重能力 有限，故在实际作业时 实用性较差。 清华大学所研制的一款单自由度越障机器 人人，它采用开环关节连杆机构作为步进机构， 通过模拟动物的运动机理，实现 比较稳定的节律运动，可以自主应付复杂的地形条件， 完成上下坡行走，越障等 功能。不足之处是腿运动时的协调控制比较复杂，而且承载能 力较小。 综上所 述，美国，日本的研究最具代表性，其技术水平已经较为先进，实用化程度 也在 不断提高。国内单自由度越障机器人的研究起步比较晚，在上个世纪 90 年代以 后才逐渐 有了成果，但研究水平距世界先进水平还有差距。 1.3 本课题研究的内容本课题研究的内容 本论文主要研究运用 SolidWorks 对单自由度越障机器人进行设计。 7 1.3.1 草图绘制草图绘制 掌握点、直线、矩形、弧度圆等基本图形的绘制方法；掌握样条、文字等高 级几何图形的绘制方法；理解集合约束的概念并在草图绘制中熟练应用几何约束； 熟练应用阵列、实体转换等草图绘制工具；能综合应用各种草图绘制实体和利用 草图绘制工具完成草图绘。 1.3.2 基准特征基准特征-参考几何体的创建参考几何体的创建 清楚明白基于特征的建模方式、参数化思想等概念；灵活运用各种建立基准 点的方法；灵活运用各种建立基准轴方法；灵活运用各种建立基准面的方法；灵 活运用坐标系的建立方法；能根据建模需要综合应用各种参考几何体。 1.3.3 拉伸、旋转、扫描和放样特征建模拉伸、旋转、扫描和放样特征建模 灵活运用拉伸特征的概念与建立方法；灵活运用旋转特征的概念与建立方 法；掌握扫描特征的概念与建立方法；灵活运用放样特征的概念与建立方法；通 过实践能够准确分析零件的特征，灵活运用拉伸和旋转也正建立三维模型。综合 应用扫描、放样、弯曲、镜向、阵列等特征建立各种实体。 1.3.4 工程图设计工程图设计 灵活运用用户自定义工程图格式文件的方法；灵活运用建立标准三视图，剖 视图，断面图，局部图，辅助视图等方法；灵活运用各种注释的方法。 1.3.5 装配设计装配设计 灵活运用自底向上的装配方法；灵活运用生成装配体爆炸图的方法；灵活运 用 SolidWorks 智能装配技术；灵活运用装配体零部件的状态和属性控制，并能够 在装配体中设计子装配体；灵活运用干涉检查；灵活运用自上向下的装配方法； 灵活运用在装配模型工程图中添加零件序号；灵活运用生成装配体材料明细表的 方法。 8 2 单自由度越障机器人总体结构的设计单自由度越障机器人总体结构的设计 2.1 单自由度越障机器人的总体方案图单自由度越障机器人的总体方案图 本次设计的单自由度越障机器人采取的方案图如下图所示; 9 3 机械传动的设计计算机械传动的设计计算 3.1 电机的选型计算电机的选型计算 已知整个单自由度越障机器人中零件的重量，我们取总重量为 10Kg，电机额 定转速为 1440r/m。即： smmXXDnV NXmgG /75 . 1 4001 . 0 14 . 3 1001010 = = 具体的电机设计计算如下: N= WG 0.18(KW) G电机的负载 传动效率，取 0.75 所以根据 N0.5kw，n1500r/min，查 B1 表 10-4-1 选用 Y112M-4，再查 B1 表 10-4-2 得 Y112M-4 电机的结构。 3.2 齿轮传动的设计计算齿轮传动的设计计算 1）选择齿轮材料为 45（调质），硬度为 280HBS. 2） 精度等级选用 7 级精度； 3）小齿轮齿数 z130，大齿轮齿数 z231 的； 4） 齿轮模数都为 2 的直齿轮 因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算 1） 确定公式内的各计算数值 （1） 试选 Kt1.6 （2）选取区域系数 ZH2.433 （3）选取尺宽系数d1 （4）查得10.75，20.87，则121.62 （5）查得材料的弹性影响系数 ZE189.8Mpa （6）按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1600MPa；大齿轮的 解除疲劳强度极限Hlim2550MPa； 10 （7）计算应力循环次数 N160n1jLh601921（283005）3.3210e8 N2N1/56.64 107； （8） 查得接触疲劳寿命系数 KHN10.95； KHN20.98 ； （9） 计算接触疲劳许用应力 ； 取失效概率为 1，安全系数 S1，由得： H10.95600MPa570MPa H20.98550MPa539MPa HH1H2/2554.5MPa； 3.3 齿轮齿条的选型计算齿轮齿条的选型计算 2.3.1 齿轮的设计 （1）选择材料及确定需用应力 小齿轮选用 45 号钢，调质处理，HB236 由机械零件设计手册查得 lim1lim2 580,370SHlim 1.0 HaHa MPMP=， 25. 1,320,450 lim2lim1lim = FaFaF SMPMP （2） 确定各种参数 齿轮按 8 等级精度制造 由于原动机为电动机，载荷平稳，一般按照中等冲击载荷计算。查 机械设计基础得： 取 K=1.3 查机械设计基础114 取： 区域系数 ZH=2.5 弹性系数 ZE=188.0 查机械设计基础教取：齿宽系数错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 由 a H H H MP S 580 1 580 lim 1lim 1 = 11 a H H H MP S 370 1 370 lim 2lim 2 = a F F F MP S 360 5.21 450 lim 1lim 1 = （3）按齿面接触强度设计计算 )(43.296/37.597. 02 . 19550/9550 111 mNnPT= 3 3 2 2 1.0 296.43 101 1188.0 2.5 0.42370 44.56mm （） + = = 齿数取 Z1=24 故实际传动比由于是齿轮齿条传动则 i=1 模数 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 我们取 m=1.5 宽 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 8 .1756.444 . 01=db d ， 取 b=18mm （4）验算齿轮弯曲强度 齿形系数 YFa1=2.56，YSa1=1.63 YFa2=2.24，YSa2=1.76 由式 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。，安全。 （5）计算齿轮圆周转速 v 并选择齿轮精度 () 1 1 3.14 36 293.42 2.3/ 60 100060 1000 = d n vm s 12 此速度合适 其他计算从略。 所得小齿轮的基本参数如下： (1)分度圆直径 d1 d1=m*z1=1.5*24=36mm (2)齿顶高 ha1 ha1=ha*m=1*1.5=1.5mm (3)齿根高 hf1 hf1=(ha+c)*m=(1+0.2)*1.5=1.8mm (4)齿高 h1 h1=ha1+hf1=1.5+1.8=3.3mm (5)齿顶圆直径 da1 da1=d1+2*ha1=36+2*1.5=39mm (6)齿根圆直径 df1 df1=d1-2*hf1=36-2*1.8=32.4mm (7)基圆直径 db1 db1=d1*cos()=36*0.939693=33.83mm (8)齿顶圆压力角 a1=arcos(db1/da1)=arcos(33.8289/39)=29.84 (9)端面重合度 =1/2/*(z1*(tan(a1)-tan()+z2*(tan(a2)-tan() =1/2/ *(24*(0.573659-0.36397)+60*(0.457418-0.36397)=1.69 (10)纵向重合度=0 (11)总重合度 =1.69 2.3.2 齿条的设计 齿轮作回转运动，齿条作直线运动，齿条可以看作一个齿数无穷多的齿轮的 一部分，这时齿轮的各圆均变为直线，作为齿廓曲线的渐开线也变为直线。齿条 13 直线的速度v与齿轮分度圆直径d、转速n之间的关系为 v=(/ ) 60 dn mm s 本次设计中 V=50mm/s 式中 d齿轮分度圆直径，mm；小齿轮分度圆直径为 36mm n齿轮转速， minr 。齿轮转速为 37.5r/min 其啮合线 12 N N 与齿轮的基圆相切 1 N ，由于齿条的基圆为无穷大，所以啮合线 与齿条基圆的切点 2 N 在无穷远处。 齿轮与齿条啮合时，不论是否标准安装（齿轮与齿条标准安装即为齿轮的分 度圆与齿条的分度圆相切），其啮合角 恒等于齿轮分度圆压力角，也等于齿 条的齿形角；齿轮的节圆也恒与分度圆重合。只是在非标准安装时，齿条的节线 与分度线不再重合。 齿轮与齿条正确啮合条件是基圆齿距相等，齿条的基圆齿距是其两相邻齿廓 同侧直线的垂直距离，即 coscos b PPm= 。 齿轮与齿条的实际啮合线为 12 B B ，即齿条顶线及齿轮齿顶圆与啮合线 12 N N 的 交点 2 B 及 1 B 之间的长度。 14 齿轮齿条传动的几何尺寸计算 齿轮与齿条传动的尺寸计算见表 表 齿轮齿条传动的几何尺寸计算 项目名称 计算公式及代号 转90 齿轮齿条数值 齿轮齿数 1 z 24 模数 m 1.5mm 螺旋角 0 基本 齿廓 压力 角 20 齿顶 高系数 * a h 1 顶隙 系数 * C 0.25 齿轮变位系数 1 x 0 尺宽 齿轮 1 b 18mm 齿条 2 b 20mm 齿条长度 L 450mm 项目名称 计算公式及代号 转齿轮齿条数值 齿轮分度圆直径 11 cosdmz= 36mm 齿顶 高 齿轮 () * 111aa hhx m=+ 1.5mm 齿条 * 21aa hhm= 1.5mm 齿根 高 齿轮 * 112 () fa hhcx m=+ 1.88 齿条 * 21 () fa hhc m=+ 1.88mm 齿高 齿轮 af hhh=+ 3.38mm 齿条 齿轮中心到齿条中 心距 1 1 2 Hx m=+ 18mm 齿距 n pm= 4.71mm 齿条齿数 2 0.5 n z p =+ 96 15 4 各主要零部件强度的校核各主要零部件强度的校核 4.1 转动轴强度的校核与计算转动轴强度的校核与计算 1、 轴的特点: 轴是组成机械的主要零件之二。 一切作回转运动的传动零件， 都必须装在轴上刁能进行运动及.力的传递，同时它又通过轴承和机架 联接，由此形成个以轴为基准的组合体一轴系部件。 2、轴的种类 1、根据承受载荷的不同分为: 1)转轴:定义既能承受弯矩又承受扭矩的轴 2)心轴:定义:只承受弯矩而不承受扭矩的轴 3)传送轴:定义:只承受扭矩而不承受弯矩的轴 z、根据轴的外形，可以将直轴 分为光轴和阶梯轴 3、根据轴内部状况，又可以将直轴分为实心轴和空。 4、轴的设计重点 1、轴的设计 W 轴的工作能力设计。 主要进行轴的强度设计、刚度设计，对于转速较高的轴还要进行振动稳定性 的计算。 轴的结构设计。 根据轴的功能，轴必须保证轴上零件的安装固定和保证轴系在机 器中的支撑要求，同时应具有良好的工艺性。 一般的设计步骤为: 选择材料，初估轴径，结构设计，强度校核，必要时要进行刚度校核和稳定 性计算。 2、轴的材料 轴是主要的支承件，常采用机械性能较好的材料。常用材料包括: 碳素钢: 该类材料对应力集中的敏感性较小，价格较低，是轴类零件最常用的材料常用牌 号有:30、35、40、45、50。采用优质碳钢时，一般应进行热处理以改善其性能。. 力较小或不重要的轴，也可以选用 X235,Q255 等普通碳钢。合金钢:对于要求重 载、高温、结构尺寸小、重量轻等使用场合的轴，可以选用合金纲合金钢具有史 16 好的机械性能和热处理性能，但对应力集中较敏感，价格也较高。设计中尤其要 汁意从结构上减小应力集中，并提高其表面质量。 铸铁:对于形状比较复杂的轴，可以选用球铸铁和高强度。 铸铁。它们具有较好的加工性和吸振性，经济性好且.力集中不敏感，但铸 造质量不易保证。 3、轴的结构设计 根据轴在工作中的作用，轴的结构取决于:轴在机器中的安装位置和形式， 轴上零件的类型和尺寸，载荷的性质、大小、方向和分布状况，轴的加工工艺等 多个因素。合理的结构设计应满足:轴上零件布置合理，从而轴受力合理有利于提 高强度和刚度;轴和轴上零件必须有准确的工作位置;轴上零件装拆调整方便;轴 具有良好的加工工。 艺性;节省材料等。 1).轴的组成 轴的毛坯一般采用圆钢、锻造或焊接获得，由于铸造品质不易保证，较少 选用铸造毛坯。轴主要由三部分组成。轴上被支承，安装轴承的部分称为轴 颈; 支承轴上零件，安装轮毅的部分称为轴头;联结轴头和轴颈的部分称为轴 身。轴颈上安装滚动轴承时，直径尺寸必须按滚动轴承的国标尺寸选择，尺寸公 差和表面粗糙度须按规定选择;轴头的尺寸要参考轮毅的尺寸进行选择，轴身尺寸 确定时应尽量使轴颈与轴头的过渡合理，避免截面尺寸变化过大，同时具有较好 的工艺性。 .结构一设计步骤设计中常采用以下的设计步骤: 1、分析所设计轴的工作状况，拟定轴上零件的装配方案和轴在机器中的安装 情况。 2、 根据已知的轴上近似载荷， 初估轴的直径或根据经验确定轴的某径向尺寸。 3、根据轴上零件受力情况、安装、固定及装配时对轴的表面要求等确定轴的 径向(直径)尺寸。 4、根据轴上零件的位置、配合长度、支承结构和形式确定轴的轴向尺寸。 5、考虑加工和装配的工艺性，使轴的结构更合理。 3)零件在轴上的安保证轴上零件可靠工作，需要在工作过程中有准确的位置， 17 即零件在轴上必须有准确的定位和固定。零件在轴上的准确位置包括轴向和周向 两个方面 W 零件在轴上的轴向定位和固定常见的轴向定位和固定的方法采用轴肩、 各种挡圈、套筒、圆螺母、锥端轴头等的多种组合结构。 轴肩分为定位轴肩和非定位轴肩两种。利用轴肩定位结构简单、可靠，但轴 的直径加大，轴肩处出现应力集中;轴肩过多也不利于加工。因此，定位轴肩多在 不致过多地增加轴的阶梯数和轴向力较大的清况下使用，定位轴肩的高度一般取 3-6mm,滚动轴承定位轴肩的高度需按照滚动轴承的安装尺寸确定。非定位轴肩多 是为了装配合理方便和径向尺寸过度时采用，轴肩高度无严格限制，一般取为 1-2r 套筒定位可以避免轴肩定位引起的轴径增大和应力集中，但受到套筒长 度和与轴的配合因素的影响，不宜用在使套筒过长和高速旋转的场合。 挡圈的种类较多，且多为标准件，设计中需按照各种挡圈的用途和 l 国标来 选用。 4.轴的结构工艺性 (1)从装配来考虑:应合理的设计非定位轴肩，使轴上不同零件在安装过程中 尽量减少不必要的配合;为了装配方便，轴端应设计 45。的倒角;在装键的轴段， 应使键槽靠近轴与轮毅先接触的直径变化处，便于在安装时零件上的键槽与轴上 的键