轴系结构组合设计.docx
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轴系结构组合设计
轴系结构组合设计
Ⅰ.简要说明
Ⅱ.实验指导书
Ⅲ.实验报告
Ⅰ.简要说明
技能楼9509实验室在2010年10月间购进了两箱组合轴系结构设计实验箱，该实验箱可开设轴系结构设计和轴系结构分析两大实验功能。
实验箱由8类40种120件零件组成，内有齿轮轴、蜗杆轴和不同结构形状的阶梯轴等轴类零件，齿轮、带轮、联轴器、轴承座、端盖、套杯、套筒等轴上零件，轴承、圆螺母、轴端挡圈、止动垫圈、轴用弹性挡圈、螺钉、螺母等标准件，连接件、支承座类等零件，零件材料为全铝合金，加工精密。
实验零件能方便地组合出数十种轴系结构方案，具有内容多样的特点，每一实验箱可供4-6人使用。
实验箱与实验指导书和折装工具可开设轴系机构创意设计实验，轴系机构模拟设计实验，轴系机构分析实验，轴系零件测绘实验等实验课程，对培养学生的机械设计能力将有明显的提高。
以下是使用实验零件组合成的轴系结构示例：
轴系结构示例1
轴系结构示例2
轴系结构示例3
轴系结构示例4
轴系结构示例5
轴系结构示例6
轴系结构示例7
Ⅱ.实验指导书
【机械设计基础实验】
实验四：
轴系结构组合设计
一．实验目的
1．熟悉和掌握轴的结构与其设计，弄懂轴及轴上零件的结构形状及功能、工艺要求和装配关系。
2．熟悉并掌握轴及轴上零件的定位与固定方法。
3．熟悉和掌握轴系结构设计的要求与常用轴系结构。
4．了解轴承的类型、布置、安装及调整方法，以及润滑和密封方式。
二．实验原理
任何回转机械都具有轴系结构，因而轴系结构设计是机器设计中最丰富、最需具有创新意识的内容之一，轴系性能的优劣直接决定了机器的性能与使用寿命。
由于轴承的类型很多，轴上零件的定位与固定方式多样，具体轴系的种类很多。
概括起来主要有：
（1）两端单向固定结构；
（2）一端双向固定、一端游动结构；（3）两端游动结构（一般用于人字齿轮传动中的一根轴系结构设计）。
如何根据轴的回转转速、轴上零件的受力情况，决定轴承的类型；再根据机器的工作环境决定轴系的总体结构；轴上零件的轴向定位与固定、周向的固定来设计机器的轴系，是机器设计的重要环节。
为了设计出适合于机器的轴系，有必要熟悉常见的轴系结构，在此基础上才能设计出正确的轴系结构，为机器的正确设计提供核心的技术支持。
三．实验设备和工具
1．组合式轴系结构设计实验箱：
阶梯轴、齿轮、蜗杆、带轮、联轴器、轴承、轴承座、端盖、套杯、套筒、圆螺母、轴端挡圈、止动垫圈、轴用弹性挡圈、孔用弹性挡圈、螺钉、螺母等。
2．测量及绘图工具：
扳手、30Omm钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板等。
四．实验步骤
1．从轴系结构设计实验方案表中选择设计实验方案号；
2．构思轴系结构设计：
1）根据齿轮类型和载荷情况选择滚动轴承类型及型号；
2）确定轴的支承的轴向固定方式（如：
两端单向固定；一端固定，一端游动；两端游动等）；
3）根据齿轮轴的转速确定轴承的润滑方式（脂润滑或油润滑）；
4）选择轴承端盖形式（凸缘式、嵌入式），并考虑透盖处密封方式（毡圈、橡胶圈、皮碗、油沟等）；
5）考虑轴上零件的定位与固定；轴承的固定、装拆、间隙调整等问题；
6）绘制轴系结构设计方案示意图。
3．根据轴系结构设计方案，从实验箱中选取合适的零件组装轴系部件。
4．根据所组装的轴系部件绘制轴系结构草图。
5．测量轴系各零部件及结构尺寸，并作好记录。
6．将所有零件放入实验箱内（要求能够盖好箱盖），交还所借工具。
7．根据结构草图及测量数据，在3号图纸上按1:
1比例绘制轴系结构装配图，标注主要的结构尺寸和配合尺寸，填写标题栏和零件明细表。
五．思考题
1．轴的结构设计要考虑那些问题？
2．为什么大多数转轴要做成阶梯轴？
3．轴上零件的周向固定有那些方法？
4．轴上零件的轴向固定有那些方法？
5．从轴的结构上分析，有那些减小应力集中的措施？
6．轴的大小是否仅仅决定与它的设计准则？
轴上零件（如：
轴承、联轴器等）对轴径的影响怎样考虑？
7．齿轮减速器中，为什么低速轴直径要比高速轴的直径大的多？
8．对于最常见的两支点轴系，轴承的组合设计有那几种型式？
各有何特点？
各适用于何种情况？
附1：
轴系结构组合设计方案
方案号
已知条件
轴系结构布置示意图举例
齿轮类型
载荷
转速
1
小直齿轮
轻
低
2
中
高
3
大直齿轮
中
低
4
重
中
5
人字齿轮
轻
中
6
中
高
7
小锥齿轮
中
高
8
重
低
9
蜗杆
轻
低
10
蜗杆
重
中
附2：
轴系结构示例
轴系结构示例1
轴系结构示例2
轴系结构示例3
轴系结构示例4
轴系结构示例5
轴系结构示例6
轴系结构示例7
Ⅲ.实验报告
轴系结构组合设计实验报告
实验者姓名班级学号指导老师
实验日期年月日
一．实验名称：
二．实验目的：
三．实验原理：
四．实验工具与设备：
五．轴系结构设计说明：
六．轴系结构装配图（附3#图纸）
七．实验结果分析
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