轴系的结构设计-初级

1、轴系的结构设计初级,请在放映状态下观看(F5),9、透盖与外套筒之间应有调整垫，以便调整轴承的轴向游隙；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,1、轴段过长，锥齿轮轴向定位不好，应比齿轮毂孔长度短13mm；,2、键与键槽顶面不相碰，应画两条线；,3、轴套应做成挡油环；,4、外套筒挡边太高，不便轴承拆卸。,5、轴段精加工面过长，且整个轴没有轴向固定，这可是一个大问题。解决办法是套筒改为轴肩；,6、外套筒内孔精加工面过长，中间应有槽；,7、轴承透盖的孔与轴擦碰；,8、外套筒与箱体之间应有调整垫，以便调整锥齿轮的啮合间隙并防止漏油,找 错,修改后的轴系图,轴系立体图,轴系立体图,轴系主视图,注：这里的

2、圆锥轴承是正装（面对面）的，采用这种安装方式可以使部件的结构变得简单一些，但最好采用背靠背的反装方式。,资料：轴承的正装与反装 支承的方式和跨距对轴的强度和刚度都有很大的影响，如图所示表示了常见的两种轴系结构。方案a的轴系中，轴承采用正安装（面对面）方式，结构简单，安装、调整方便，但是悬臂端较长，使轴的刚度变差，适合于传动零件在两轴承之间的场合。一般机器中多采用正安装；方案b中的采用反安装（背对背）方式使支点位置外移，悬臂端刚度增大，此方式轴系刚度较好，而且可承受倾覆力矩。但结构复杂，装拆、调整不便，在轴受热伸长时，轴承的游隙会增大。适合于传动零件位于轴的外伸端的场合。轴承正安装的轴系刚度不如

3、反安装高。,a、轴承正安装,b、轴承反安装,轴系各零件立体图,圆锥滚子轴承30208 圆锥滚子轴承可承受径向和轴向的联合载荷。 由外圈、内圈、保持架和一组滚子组成。 因其滚子为圆锥形，因此而得名。,这是一种可分离型轴承，可分离为外圈和内组件（由内圈、滚子和保持架组成），内组件不可以再分离。同一型号的外圈和内组件是可以互换的。,外 圈,内组件,说着玩的！,轴承制造精度堪比高档手表，信不信由你！,圆锥滚子轴承内圈的大端挡边称为大挡边。大挡边为锥面，圆锥滚子的大端端面为球面。在载荷作用下，内圈大挡边和滚子大端面接触应力很大，是所有工作表面中最易疲劳、磨损失效之处。一直以来，内圈大挡边和滚子大端面均为

4、等径球面，工作时二者为面接触，无法形成油楔，故润滑状态不佳。我国在1990年代后，将内圈挡边改为锥面，滚子大端端面仍为球面，使二者的接触变为线接触，可形成楔形腔，改善了润滑条件。,说着玩的！,三圆锥的锥顶不重合，转动时会发生“干涉”，如果没有挡边的阻挡，滚子会在滚道上“爬”。,三圆锥的锥顶重合于轴承回转轴线。,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！,有趣的是，设计方面的一些错误反倒会使人们受到启发。比如，这类轴承设计的错误，催生了一种超越离合器，用于洗衣机的甩干等场合。歪打正着，难怪说失败是成功的妈！,找出轴系结构设计上的错误,拉 马,在轴系结构设计时，应

5、注意一个细节轴承的拆卸结构。,轴系结构设计经典范例,毡封油圈 (用半粗羊毛制造),轴承透盖的结构 轴是从透盖的孔中穿过的，当轴旋转时不能与孔擦碰，所以孔的直径要比轴大12mm。,认识几个不起眼的零件,透盖前端有一条梯形槽，毡封油圈就是嵌在这个槽里的，作用是防止齿轮飞溅的润滑油漏出箱体，并阻止外部尘埃进入减速器内部。毡封油圈的内径比轴伸直径小1 2mm 。,轴承端盖的结构,密 封 垫,密封垫是与透盖、端盖一起使用的，它的作用有两个，一是以其弹性变形填补零件结合面的不平整，阻止减速器箱体内的润滑油泄漏；二是用增减密封垫的层数，来调节滚动轴承的轴向间隙（也叫“游隙”）。,认识几个不起眼的零件,轴 的

6、 设 计,前面，我们见到了一些轴系结构设计方面的例子，获得了一些经验。但是，如何完整的设计轴呢？,让我们试试吧！,轴,一、了解轴上零部件，设想轴的结构,毡封油圈,端 盖,齿 轮,挡油环,箱 体,密封垫,透 盖,联轴器,箱 体,挡油环,轴 承,轴 承,密封垫,同一轴上有几个键槽时，它们应设置在同一方位母线上。,各零部件的名称及用途？,各种拆 ！,把拆下的零件归类放好，否则你要花许许多多的时间去找寻它们。 失落的零件总是喜欢跑到隐蔽的角落藏身，这个问题一直困扰着人类。,轴设计的一般步骤： 1、选材及确定热处理方法（一般为45钢或合金钢，调质）； 2、轴的结构设计：确定轴上零件的位置和固定方法，绘轴

7、的结构草图； 3、轴的尺寸设计： 1）确定各轴段直径:按扭转强度估算轴的最小直径，然后确定各轴段 直径； 2）确定各轴段长度：根据轴上零件的轴向尺寸确定； 4、按弯扭组合进行轴的强度校核（略）。,二、轴的结构设计和尺寸确定 1、确定轴上零部件的位置和固定方法，绘轴的结构草图。 周向定位：需要周向定位的零件有2个，即齿轮和联轴器。在此可采用A型平键连接，这是一种最常用的方法，结构简单，便于加工，定位可靠。键槽的尺寸及公差按所其在轴段的直径，查设计手册可得，键槽长度比所在轴段短510mm为宜（键的长度长一些，可减小剪切、挤压应力，且便于装配）。,轴的结构草图,二、轴的结构设计和尺寸确定 1、确定轴

8、上零部件的位置和固定方法，绘轴的结构草图。 轴向定位：需要轴向定位的零件有8个，即两边轴承、两边挡油环、齿轮、联轴器和两端盖。,挡油环的作用？,如图。,前进,挡油环的结构,挡油环的作用 当轴承采用脂润滑时，挡油环作用是防止齿轮飞溅带起的润滑油将润滑脂带走。挡油环的直径比轴承外径小23mm，且圆周上加工出W形的环形沟槽。,返回,返回,标准尺寸（直径、长度、高度） 摘自GB 28222005,注：1. 选择标准尺寸系列及单个尺寸时，应首先在优先数系R系列中选。用并按R10、R20、R40的顺序。 2. 如果必须将数值圆数，可在相应的R系列中选用标准尺寸，其有限顺序为Ra5、Ra10、Ra20、Ra

9、40。 3. 本标准适用于有互换性或系列化要求的主要尺寸（如安装、连接尺寸，有公差要求的配合尺寸，决定产品系列的公称尺 寸等）。其他结构尺寸也应尽量采用。 4. 本标准不适用于主要尺寸导出的因变量尺寸、工艺上工序间的尺寸和已有相应标准规定的尺寸。,机器中的大部分零件尺寸都应按表中的规定选取 ,标准尺寸（直径、长度、高度） 摘自GB 28222005,注：1. 选择标准尺寸系列及单个尺寸时，应首先在优先数系R系列中选。用并按R10、R20、R40的顺序。 2. 如果必须将数值圆数，可在相应的R系列中选用标准尺寸，其有限顺序为Ra5、Ra10、Ra20、Ra40。 3. 本标准适用于有互换性或系列

10、化要求的主要尺寸（如安装、连接尺寸，有公差要求的配合尺寸，决定产品系列的公称尺 寸等）。其他结构尺寸也应尽量采用。 4. 本标准不适用于主要尺寸导出的因变量尺寸、工艺上工序间的尺寸和已有相应标准规定的尺寸。,机器中的大部分零件尺寸都应按表中的规定选取 ,2、各轴段直径的计算与确定方法,3、各轴段长度的确定方法,这个有点难度！,IV,I,VI,III,II,V,按照前面介绍的方法，我们确定了轴的结构和各部尺寸。再次提醒：尺寸应按标准尺寸表选取。,要画出装配图后才能确定,这仅仅是一个例子而已，所注尺寸都是假想的。,装配图完成后，就可量出原先那个“待定”的尺寸。顺便把各轴段的尺寸公差也定下来了。下一

11、步是绘制轴的工作图。,A3,安装V带轮,安装轴承与挡油环,小齿轮,安装轴承与挡油环,轴伸,键槽，为V带轮作周向固定,联轴器的选择 1. 类型的选择 2. 型号的选择 选择时要注意下列几个要求： （1）计算转矩不超过所选型号的规定值：Tc = KT； （2）工作转速不大于所选型号的规定值； （3）两轴的直径在所选型号的孔径范围内。,联 轴 器 根据联轴器补偿两轴相对位移能力的不同可将其分为两大类：刚性联轴器和挠性联轴器。我们选GYS7型有对中榫凸缘联轴器，轴孔长度Y型。,套筒联轴器（刚性）,凸缘联轴器（刚性）,对于我们来说，还有一只半联轴器是装在滚筒轴上的。通常情况下，买来的减速器是不带联轴器的。,凸缘联轴器是一种标准件。一套凸缘联轴器是由两只半联轴器组成的。 （“两只半联轴器”不是指2.5只，是20.5只）,两只半联轴器分别安装在需要连接在一起的两根轴上，再用螺栓把两只半联轴器紧固起来，就可以传递运动和动力了。,凸缘联轴器的型号（共三种）,图1 GY型凸缘联轴器（基本型）,图3 GYH型有对中环凸缘联轴器,图2 GYS型有对中榫凸缘联轴器,凸缘联轴器的基本参数和主要尺寸 （摘自GB/T58432003）,注：半