軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初級課件

1、軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初級請?jiān)诜庞碃顟B(tài)下觀看(F5)9、透蓋與外套筒之間應(yīng)有調(diào)整墊，以便調(diào)整軸承的軸向游隙；1234567891、軸段過長，錐齒輪軸向定位不好，應(yīng)比齒輪轂孔長度短13mm；2、鍵與鍵槽頂面不相碰，應(yīng)畫兩條線；3、軸套應(yīng)做成擋油環(huán)；4、外套筒擋邊太高，不便軸承拆卸。5、軸段精加工面過長，且整個(gè)軸沒有軸向固定，這可是一個(gè)大問題。解決辦法是套筒改為軸肩；6、外套筒內(nèi)孔精加工面過長，中間應(yīng)有槽；7、軸承透蓋的孔與軸擦碰；8、外套筒與箱體之間應(yīng)有調(diào)整墊，以便調(diào)整錐齒輪的嚙合間隙并防止漏油找 錯修改后的軸系圖軸系立體圖軸系立體圖軸系主視圖注：這里的圓錐軸承是正裝（面對面）的，采用這種安裝方式可以使

2、部件的結(jié)構(gòu)變得簡單一些，但最好采用背靠背的反裝方式。資料：軸承的正裝與反裝 支承的方式和跨距對軸的強(qiáng)度和剛度都有很大的影響，如圖所示表示了常見的兩種軸系結(jié)構(gòu)。方案a的軸系中，軸承采用正安裝（面對面）方式，結(jié)構(gòu)簡單，安裝、調(diào)整方便，但是懸臂端較長，使軸的剛度變差，適合于傳動零件在兩軸承之間的場合。一般機(jī)器中多采用正安裝；方案b中的采用反安裝（背對背）方式使支點(diǎn)位置外移，懸臂端剛度增大，此方式軸系剛度較好，而且可承受傾覆力矩。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝拆、調(diào)整不便，在軸受熱伸長時(shí)，軸承的游隙會增大。適合于傳動零件位于軸的外伸端的場合。軸承正安裝的軸系剛度不如反安裝高。a、軸承正安裝b、軸承反安裝軸系各零件立體

3、圖圓錐滾子軸承30208圓錐滾子軸承可承受徑向和軸向的聯(lián)合載荷。由外圈、內(nèi)圈、保持架和一組滾子組成。因其滾子為圓錐形，因此而得名。這是一種可分離型軸承，可分離為外圈和內(nèi)組件（由內(nèi)圈、滾子和保持架組成），內(nèi)組件不可以再分離。同一型號的外圈和內(nèi)組件是可以互換的。外 圈內(nèi)組件說著玩的！軸承制造精度堪比高檔手表，信不信由你！ 圓錐滾子軸承內(nèi)圈的大端擋邊稱為大擋邊。大擋邊為錐面，圓錐滾子的大端端面為球面。在載荷作用下，內(nèi)圈大擋邊和滾子大端面接觸應(yīng)力很大，是所有工作表面中最易疲勞、磨損失效之處。一直以來，內(nèi)圈大擋邊和滾子大端面均為等徑球面，工作時(shí)二者為面接觸，無法形成油楔，故潤滑狀態(tài)不佳。我國在1990年

4、代后，將內(nèi)圈擋邊改為錐面，滾子大端端面仍為球面，使二者的接觸變?yōu)榫€接觸，可形成楔形腔，改善了潤滑條件。說著玩的！三圓錐的錐頂不重合，轉(zhuǎn)動時(shí)會發(fā)生“干涉”，如果沒有擋邊的阻擋，滾子會在滾道上“爬”。三圓錐的錐頂重合于軸承回轉(zhuǎn)軸線。 內(nèi)圈滾道、滾子和外圈滾道這三個(gè)圓錐面的錐頂必須重合于軸承回轉(zhuǎn)軸線上說著玩的！ 有趣的是，設(shè)計(jì)方面的一些錯誤反倒會使人們受到啟發(fā)。比如，這類軸承設(shè)計(jì)的錯誤，催生了一種超越離合器，用于洗衣機(jī)的甩干等場合。歪打正著，難怪說失敗是成功的媽！找出軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的錯誤拉馬 在軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意一個(gè)細(xì)節(jié)軸承的拆卸結(jié)構(gòu)。軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)典范例氈封油圈(用半粗羊毛制造)軸承透蓋的結(jié)構(gòu)

5、 軸是從透蓋的孔中穿過的，當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)不能與孔擦碰，所以孔的直徑要比軸大12mm。認(rèn)識幾個(gè)不起眼的零件 透蓋前端有一條梯形槽，氈封油圈就是嵌在這個(gè)槽里的，作用是防止齒輪飛濺的潤滑油漏出箱體，并阻止外部塵埃進(jìn)入減速器內(nèi)部。氈封油圈的內(nèi)徑比軸伸直徑小1 2mm 。軸承端蓋的結(jié)構(gòu)密 封 墊 密封墊是與透蓋、端蓋一起使用的，它的作用有兩個(gè)，一是以其彈性變形填補(bǔ)零件結(jié)合面的不平整，阻止減速器箱體內(nèi)的潤滑油泄漏；二是用增減密封墊的層數(shù)，來調(diào)節(jié)滾動軸承的軸向間隙（也叫“游隙”）。認(rèn)識幾個(gè)不起眼的零件軸 的 設(shè) 計(jì) 前面，我們見到了一些軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的例子，獲得了一些經(jīng)驗(yàn)。但是，如何完整的設(shè)計(jì)軸呢？讓我們試試

6、吧！軸一、了解軸上零部件，設(shè)想軸的結(jié)構(gòu)氈封油圈端 蓋齒 輪擋油環(huán)箱 體密封墊透 蓋聯(lián)軸器箱 體擋油環(huán)軸 承軸 承密封墊同一軸上有幾個(gè)鍵槽時(shí)，它們應(yīng)設(shè)置在同一方位母線上。各零部件的名稱及用途？各種拆 ！ 把拆下的零件歸類放好，否則你要花許許多多的時(shí)間去找尋它們。 失落的零件總是喜歡跑到隱蔽的角落藏身，這個(gè)問題一直困擾著人類。軸設(shè)計(jì)的一般步驟：1、選材及確定熱處理方法（一般為45鋼或合金鋼，調(diào)質(zhì)）；2、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：確定軸上零件的位置和固定方法，繪軸的結(jié)構(gòu)草圖；3、軸的尺寸設(shè)計(jì)： 1）確定各軸段直徑:按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑，然后確定各軸段 直徑； 2）確定各軸段長度：根據(jù)軸上零件的軸向尺寸確定

7、；4、按彎扭組合進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核（略）。二、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸確定1、確定軸上零部件的位置和固定方法，繪軸的結(jié)構(gòu)草圖。周向定位：需要周向定位的零件有2個(gè)，即齒輪和聯(lián)軸器。在此可采用A型平鍵連接，這是一種最常用的方法，結(jié)構(gòu)簡單，便于加工，定位可靠。鍵槽的尺寸及公差按所其在軸段的直徑，查設(shè)計(jì)手冊可得，鍵槽長度比所在軸段短510mm為宜（鍵的長度長一些，可減小剪切、擠壓應(yīng)力，且便于裝配）。軸的結(jié)構(gòu)草圖二、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸確定1、確定軸上零部件的位置和固定方法，繪軸的結(jié)構(gòu)草圖。軸向定位：需要軸向定位的零件有8個(gè)，即兩邊軸承、兩邊擋油環(huán)、齒輪、聯(lián)軸器和兩端蓋。零件名稱軸向定位方法右軸承右邊由軸承透蓋定

8、位，左邊靠擋油環(huán)定位。右擋油環(huán)右邊靠軸承互相定位，左邊與齒輪互相定位。齒 輪右靠擋油環(huán)定位，軸上應(yīng)設(shè)計(jì)軸肩，使齒輪的左邊依靠軸肩定位。左擋油環(huán)右靠軸肩定位，左靠軸承相互定位。左軸承右靠擋油環(huán)、左靠軸承端蓋定位。左、右端蓋用螺栓固定于箱體上。聯(lián)軸器左邊靠軸肩定位，右邊是靠與另一機(jī)構(gòu)相連接的半聯(lián)軸器，以兩機(jī)構(gòu)相對位置固定不變來定位的。擋油環(huán)的作用？如圖。前進(jìn)擋油環(huán)的結(jié)構(gòu)擋油環(huán)的作用 當(dāng)軸承采用脂潤滑時(shí)，擋油環(huán)作用是防止齒輪飛濺帶起的潤滑油將潤滑脂帶走。擋油環(huán)的直徑比軸承外徑小23mm，且圓周上加工出W形的環(huán)形溝槽。返回返回標(biāo)準(zhǔn)尺寸（直徑、長度、高度） 摘自GB 282220051.0 mm10.0

9、 mm10 mm100 mm100 mm1000 mmRRRRRRR10R20R 10R20R10R20R40R10R20R40R10R20R40R10R20R401.001.251.602.002.503.154.005.006.308.0010.01.001.121.251.401.601.802.002.242.502.803.153.554.004.505.005.606.307.108.009.0010.01.01.21.62.02.53.04.05.06.08.010.01.01.11.21.41.61.82.02.22.52.83.03.54.04.55.05.56.07.08.

10、09.010.010.012.516.020.025.031.540.050.063.080.0100.010.011.212.514.016.018.020.022.425.028.031.535.540.045.050.056.063.071.080.090.0100.012.513.214.015.016.017.018.019.020.021.222.423.625.026.528.030.031.533.535.037.540.0101216202532405063801001011121416182022252832364045505663718090100121314151617

11、181920212224252628303234363840100125160200250315400500630800100010011212514016018020022425028031535540045050056063071080090010001001061121181251321401501601701801902002122242362502652803003151001251602002503204005006308001000100110125140160180200220250280320360400450500560630710800900100010010511012

12、0125130140150160170180090200210220240250260280300320注：1. 選擇標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列及單個(gè)尺寸時(shí)，應(yīng)首先在優(yōu)先數(shù)系R系列中選。用并按R10、R20、R40的順序。 2. 如果必須將數(shù)值圓數(shù)，可在相應(yīng)的R系列中選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，其有限順序?yàn)镽a5、Ra10、Ra20、Ra40。 3. 本標(biāo)準(zhǔn)適用于有互換性或系列化要求的主要尺寸（如安裝、連接尺寸，有公差要求的配合尺寸，決定產(chǎn)品系列的公稱尺 寸等）。其他結(jié)構(gòu)尺寸也應(yīng)盡量采用。 4. 本標(biāo)準(zhǔn)不適用于主要尺寸導(dǎo)出的因變量尺寸、工藝上工序間的尺寸和已有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸。機(jī)器中的大部分零件尺寸都應(yīng)按表中的規(guī)定選取

13、標(biāo)準(zhǔn)尺寸（直徑、長度、高度） 摘自GB 282220051.0 mm10.0 mm10 mm100 mm100 mm1000 mmRRRRRRR10R20R 10R20R10R20R40R10R20R40R10R20R40R10R20R4042.545.047.550.053.056.060.063.067.071.075.080.085.090.095.0100.04245485053566063677175808590951003353553754004254504755005305606006306707107508008509009501000340360380400420450480

14、5005305606006306707107508008509009501000注：1. 選擇標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列及單個(gè)尺寸時(shí)，應(yīng)首先在優(yōu)先數(shù)系R系列中選。用并按R10、R20、R40的順序。 2. 如果必須將數(shù)值圓數(shù)，可在相應(yīng)的R系列中選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，其有限順序?yàn)镽a5、Ra10、Ra20、Ra40。 3. 本標(biāo)準(zhǔn)適用于有互換性或系列化要求的主要尺寸（如安裝、連接尺寸，有公差要求的配合尺寸，決定產(chǎn)品系列的公稱尺 寸等）。其他結(jié)構(gòu)尺寸也應(yīng)盡量采用。 4. 本標(biāo)準(zhǔn)不適用于主要尺寸導(dǎo)出的因變量尺寸、工藝上工序間的尺寸和已有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸。機(jī)器中的大部分零件尺寸都應(yīng)按表中的規(guī)定選取2、各軸段直徑的計(jì)算與確

15、定方法符 號確 定 方 法 及 說 明d1d1按許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力進(jìn)行估算(公式： )，并圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑。如果選用聯(lián)軸器，d1應(yīng)符合聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)的孔徑。d2d2= d1+2a，a為定位軸肩高度，通常取a =310mm，d2 應(yīng)盡可能符合密封件標(biāo)準(zhǔn)孔徑要求，以便采用標(biāo)準(zhǔn)密封圈。d3此軸段安裝軸承，故d3必須符合滾動軸承的內(nèi)徑系列。為便于軸承安裝，此軸段應(yīng)與d2段形成自由軸肩，因此d3= d2 +15mm，然后圓整到軸承的內(nèi)徑系列。d4d4 = d3 +15mm（自由軸肩），d4 與齒輪轂孔配合，應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑。d5d5 = d4 +2a，a為定位軸肩高度，通常取 a =310mm。d6d6 = d5

16、，因?yàn)橥惠S上的滾動軸承最好選取同一型號。符 號確 定 方 法 及 說 明L1按軸上零件的輪轂寬度確定，一般比輪轂寬度短23mm。當(dāng)該軸段上不知安裝何種零部件時(shí)，也可按L1= (1.21.5) d1選取。L2L2 = l3+l4，l3為軸承透蓋+連接螺栓頭部的高度，并圓整為標(biāo)準(zhǔn)尺寸。L3L3=B+ l2 +2 +(23) ，B為軸承的寬度。L4L4 按齒輪寬度 b 確定，L4 =b-(23) mm。L5此處為軸環(huán)，通常L5=(0.1 0.15) d5L6有擋油環(huán)時(shí)，L6= B+擋油環(huán)轂寬；無擋油環(huán)時(shí)，L6= B。BX箱體內(nèi)壁寬度， BX =b+22。通常2=1030mm。3、各軸段長度的確定方

17、法這個(gè)有點(diǎn)難度！IVIVIIIIIIV 按照前面介紹的方法，我們確定了軸的結(jié)構(gòu)和各部尺寸。再次提醒：尺寸應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)尺寸表選取。要畫出裝配圖后才能確定這僅僅是一個(gè)例子而已，所注尺寸都是假想的。 裝配圖完成后，就可量出原先那個(gè)“待定”的尺寸。順便把各軸段的尺寸公差也定下來了。下一步是繪制軸的工作圖。A3安裝V帶輪安裝軸承與擋油環(huán)小齒輪安裝軸承與擋油環(huán)軸伸鍵槽，為V帶輪作周向固定 聯(lián)軸器的選擇 1. 類型的選擇 2. 型號的選擇 選擇時(shí)要注意下列幾個(gè)要求： （1）計(jì)算轉(zhuǎn)矩不超過所選型號的規(guī)定值：Tc = KT； （2）工作轉(zhuǎn)速不大于所選型號的規(guī)定值； （3）兩軸的直徑在所選型號的孔徑范圍內(nèi)。聯(lián) 軸 器

18、 根據(jù)聯(lián)軸器補(bǔ)償兩軸相對位移能力的不同可將其分為兩大類：剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器。我們選GYS7型有對中榫凸緣聯(lián)軸器，軸孔長度Y型。套筒聯(lián)軸器（剛性） 凸緣聯(lián)軸器（剛性） 對于我們來說，還有一只半聯(lián)軸器是裝在滾筒軸上的。通常情況下，買來的減速器是不帶聯(lián)軸器的。凸緣聯(lián)軸器是一種標(biāo)準(zhǔn)件。一套凸緣聯(lián)軸器是由兩只半聯(lián)軸器組成的。（“兩只半聯(lián)軸器”不是指2.5只，是20.5只）兩只半聯(lián)軸器分別安裝在需要連接在一起的兩根軸上，再用螺栓把兩只半聯(lián)軸器緊固起來，就可以傳遞運(yùn)動和動力了。凸緣聯(lián)軸器的型號（共三種）圖1 GY型凸緣聯(lián)軸器（基本型） 圖3 GYH型有對中環(huán)凸緣聯(lián)軸器 圖2 GYS型有對中榫凸緣聯(lián)軸器型號公稱轉(zhuǎn)矩Tn/(Nm)許用轉(zhuǎn)速n/r/min軸孔直徑d1、d2軸孔長度LDD1bb1S轉(zhuǎn)動慣量I /(kg.m2)質(zhì)量m/kgY型J1型GY7GYS7GYH7160060004811284160100405680.03