轴的结构设计改错要点

轴系结构设计改错要点,轴的结构设计就是按照轴上零件的定位和固定（周向、轴向）之需要，来具体确定各个轴段的径向和轴向的尺寸及其形状。解答轴系结构设计题目（特别是常见的轴系结构改错）时，应从轴上零件的固定和定位方面、转动件与静止件的关系方面、零件的结构工艺性方面、装拆与调整方面、润滑与密封等几方面考虑。轴与轴上零件如齿轮、带轮、联轴器等是否用键（或销、紧定螺钉等）作周向固定联接，若有多个轴上零件时其键槽是否在同一母线上；,轮毂长度是否略大于安装轴段的长度；轴上零件的（两端）轴向定位如何；轴上零件（特别是安装于轴中段的齿轮以及轴颈处的轴承等）是如何装上去的，有无该零件两端的轴段径向尺寸均大于轮毂孔（或轴承内径）而无法装拆问题；轴承的类型选择和组合是否合理，特别是采用向心推力轴承（角接触球轴承、圆锥滚子轴承）时应检查是否为成对使用，其内外圈传力点处是否设置有传力件，若两个向心推力轴承在轴的一端安装时，另一端游动支点处的轴承类型是否恰当等；,轴承内圈、外圈的厚度是否高出与之相接触的定位元素的高度；若两支点的滚动轴承为同型号（如一对向心推力轴承在两端支承），且二者是由轴的一端依次装入时，座孔及轴颈的中段是否设有凹槽部分以利于轴承的装拆（同时可减少精加工长度）；轴伸出透盖处的密封、间隙；轴承的游隙如何调节；整个轴系相对于箱体（或机架）轴向位置是否可调（例如使齿轮对在全宽度上啮合，特别是对于圆锥齿轮、蜗轮蜗杆装置）；,在配合表面与非配合表面（非加工面，如轴承盖与箱体接触处、轴承盖外侧等）之间应有明显的界线，以减少精加工面积；外圆、端面是否有倒角；轴在零件装入端应制出倒角；直径过渡处应制成圆角；需磨削的轴段应留有砂轮越程槽；车制螺纹的轴段应有退刀槽。,用轴肩和轴环进行轴上零件的轴向定位时应注意以下几点。轴肩的圆角半径r、零件毂孔的倒角高度C和轴肩高度h间应满足下列关系：rC（否则无法保证零件紧靠定位面）；r+Ch,两者之间的差值应保证在轴向力作用下实际接触高度具有足够的强度；为保证滚动轴承的拆卸，轴肩高度应根据轴承型号从手册中查取；试图用两个轴肩（或轴环）实现轴上零件两个方向的轴向固定是不可能的，这将使轴上零件无法装入。,套筒定位常见的结构错误有：轴头长度设计成与相配轮毂的宽度相等。由于加工误差的存在，套筒可能无法顶紧轴上零件从而不能可靠定位（图a），应使相配轴头长度小于轴上零件的轮毅宽度（图b）。,套筒和零件的接触高度太小（图a），可将套筒制成阶梯形式（图b）。,套筒同时接触动面和静面。这将引起过度的磨损，甚至使机器不能运转。这种错误的一个常见例子是定位件同时接触滚动轴承的内圈和外圈，如图(a)，可改为图(b)。,为使弹性挡圈顶紧需固定零件，应使弹性挡圈槽宽大于弹性挡圈宽度，且向轮毂内部方向加宽。如图(a)的结构应改为图(b)所示结构。,圆螺母的轴向定位常见错误除未设防松装置以及不能顶紧轴上零件外，还有螺母无法装入的严重结构设计错误（图a），应注意要使螺母顺利装入，轴上螺纹的小径应大于装入处的直径，可改为图(b)。,圆锥面将同时起到径向和轴向定位，如图(a)左端轴肩的存在以及右端套筒同时接触轴肩和轴上零件将使得圆锥面定位不能实现，应改为图(b)的结构形式。,轴上零件的周向定位最常用的方法是采用键联接，也可以采用紧定螺钉、定位销定位等。如采用键作为周向联接件，在结构设计时应注意：键的长度应小于轮毂长度；采用平键联接时，如键处于轴中部常采用双半圆头平键，只有当键处于轴端时才采用方头键；如用盘铣刀加工键槽，由于铣刀加工半径的存在，所选键的长度应与键槽的有效长度一致；当轴上有多个键存在时，应将各键的中心线放在轴的同一母线上；,键离装入端太远，不便于相配轮毂孔的安装。键在轴上的位置应如图b所示，为使装配时轮毂槽易对准轴上的键，值不应太大，槽的另一边不应伸到过渡圆角处见图a，以防过大的应力集中。,为减少应力集中，提高轴的疲劳强度，在轴肩根部应有圆角或倒角。对定位轴肩，其圆角和倒角的尺寸应小于轴上相配零件内孔的圆角或倒角尺寸，以确保可靠、准确的定位；非定位轴肩的圆角可大一些。,指出图上的结构错误并提出改正意见。,两个轴承端盖外圆外侧应倒角；,两个轴承端盖与箱体接触面间应有调整垫片；,箱体上与端盖的接触面之外的外表面应低一些；,轴端太长，可与轴承左端面平齐或略长；,没有必要设置套筒，可改为外径不超过内圈厚2/3的轴颈，靠轴肩给轴承定位；,齿轮和轴之间应有键联接；,与齿轮配合的轴颈长度应比齿轮宽度小12mm;,透盖与轴之间应有间隙，且应有密封毡圈；,联轴器与透盖不能接触，联轴器应右移；,联轴器与轴间应有轴肩定位，与其配合段轴径应减少；,联轴器与轴间应有键联接，且应与齿轮处键在一条线上；,右端面不应超出联轴器端面，应缩进去12mm;,联轴器上外圆及左端面内、外圆均应倒角；,某些类型联轴器应画联接孔的中心线,两个轴承端盖外圆外侧应倒角；两个轴承端盖与箱体接触面间应有调整垫片；箱体上与端盖的接触面之外的外表面应低一些；轴端太长，可与轴承左端面平齐或略长；没有必要设置套筒，可改为外径不超过内圈厚2/3的轴颈，靠轴肩给轴承定位；齿轮和轴之间应有键联接；与齿轮配合的轴颈长度应比齿轮宽度小12mm;透盖与轴之间应有间隙，且应有密封毡圈；,联轴器与透盖不能接触，联轴器应右移；联轴器与轴间应有轴肩定位，与其配合轴径应减少；联轴器与轴间应有键联接，且应与处键在一条线上；轴右端面不应超出联轴器端面，应缩进去段12mm;联轴器上外圆及左端面内、外圆均应倒角；某些类型联轴器应画联接孔的中心线；套筒应做成阶梯；轴承端盖外端面应凹进去12mm。,按示例所示，指出图中轴系结构的另外8个错误。（注：轴承支承型式为两端固定，其润滑方式不考虑，倒角和圆角忽略不计）示例轴承外圈无轴向固定。,右轴承外圈无轴向固定；套筒应作成阶梯形，低于轴承内圈的一端抵紧轴承；轴头应小于齿轮轴毂宽度；键长应短于轴头长度；轴肩应低于轴承内圈；左轴承外圈无轴向固定；套筒抵紧左轴承盖，严重错误，应取消套筒，轴伸出处作小段阶梯使左面齿轮轴肩定位；键太长，应在左齿轮轮毂内；箱体应有凸台减少与右轴承盖接触的加工面；轴上弹性挡圈无作用应取消。,下图所示为需要安装在轴上的带轮、齿轮及滚动轴承，为保证这些零件在轴上能得到正确的周向固定及轴向固定，请在图上作出轴的结构设计并画上所需的附加零件。（齿轮用油润滑，轴承用脂润滑）,图示为小锥齿轮轴系部件结构图（小锥齿轮与轴一体，成为齿轮轴）。试改正图中不合理或错误的结构，并简述原因。（注：1）直接在原图上改或另绘结构图均可；2）不得改成锥齿轮与轴分离的结构。）,右轴承内圈右端面是固定面，可用圆螺母加止动垫片，螺纹外径略小于轴承内径；,轴上所加螺纹段右边一段轴颈穿过透盖，该段轴径应小于螺纹内径；,透盖与轴之间应留有间隙，且应有密封毡圈；,两轴承内圈之间的轴径应小于轴承内径；,两轴承外圈之间的套筒内径应小于轴承外径，形成轴承外圈定位凸肩；,左轴承内圈左侧轴肩过高，应减至内圈高的2/3左右；,套杯凸缘不应在左边，应在右边；,箱体孔的中部直径应加大，以减少精加工面；,透盖与套杯配合段过长，透盖与右轴承外圈之间应有大的间隙；,套杯凸缘与箱体间应有调整垫片、套杯凸缘与透盖间应有密封垫片；,轴的右端及透盖外圆外侧应有倒角。,右轴承内圈右端面是固定面，可用圆螺母加止动垫片，螺纹外径略小于轴承内径；轴上所加螺纹段右边一段轴颈穿过透盖，该段轴径应小于螺纹内径；透盖与轴之间应留有间隙，且应有密封毡圈；两轴承内圈之间的轴径应小于轴承内径；两轴承