轴系零件结构建模论文

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1、机械工程学院机械电子工程2005级(高职脱产)轴系零件结构建模(二)1概述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)[14]。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

2、结构；轴上零件的轴向定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。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.。轴系结构如图1-1所示。图1-1轴系零件结构1.1轴系结构设计概要[9]轴系结构设计要求定出轴的合理外形和全部结构尺寸。轴系结构主要取决于：轴在机器中的安装位置及形式；轴上安装的零件的类型、尺寸、数量，以及和轴联结的方法；载荷的性质、大小、方向及分布情况；轴的加工工艺等。由于影响轴的结构因素较多，且结构又是随具体

3、条件的不同而不同，所以轴没有标准的结构形式。设计时，必须针对不同的具体情况加以分析。进行轴系结构设计时，一般应已知：装置简图，轴上主要零件的相互位置关系，轴所传递的功率和轴的转速，传动零件的主要参数和尺寸等。轴系结构设计通常按以下方式进行：52机械工程学院机械电子工程2005级(高职脱产)轴系零件结构建模(二)1)拟定轴上零件的装配方案不同的装配方案可得出不同的轴的结构形式，应拟定几种不同的装配方案，以进行分析、比较选择。2）确定轴的基本直径和各段长度初定轴的直径时，其支反力作用点未知，不能决定弯矩的大小和分布情况

4、，因而不能按弯矩来确定轴的直径，只能按扭矩初步估算轴径的大小，作为轴上仅受扭矩段的最小直径dmin，也可凭经验或参考同类机器取定。dmin确定后，按拟定的装配方案，从dmin处逐一确定各段长度及直径。各段长度取决于零件与轴配合部分的轴向尺寸，并考虑安装零件的位移和留有适当的调整间隙等。3）轴上各零件的轴向定位轴上各零件以轴肩、轴套、轴承端盖和轴端挡圈等进行轴向定位。轴肩定位是最方便可靠的方法。但采用轴肩使轴径加大，且因剖面突变引起应力集中，轴肩过多也不利于加工。故定位轴肩多用在轴向力较大，且不致过多增加轴的阶梯数的

5、情况下采用。轴套定位既能避免因用轴肩使轴径增大，又可减少应力集中源。但轴套过长，又将增加材料及重量。轴套与轴的配合较松，不宜用于高速旋转。轴承端盖用螺钉或榫槽与箱体联结而使滚动轴承的外圈得到轴向固定。整个轴的轴向定位也可用轴承端盖实现。常用的轴向定位还有：圆螺母、紧定螺钉、弹性挡圈以及整体式或剖分式螺钉锁紧挡圈等。4）轴上各零件的周向定位可靠的周向定位保证了的扭矩传递。常用的周向定位方法有键、花键、紧配合和紧定螺钉等。紧定螺钉仅用传力于不大的场合。5）轴的结构工艺性增大过渡圆角半径可改善轴的结构疲劳强度和减小应力集

6、中，但为保证零件的可靠定位，过渡圆角半径必须小于与之相配的零件圆角半径或倒角尺寸。当零件必须采用很小的圆角半径而又要减小轴肩处的应力集中时，可采用内凹圆角或加装隔离环的结构形式。轴端应有45°的倒角以便于装配零件。轴段必须磨削加工或有螺纹时，应留有砂轮越程槽或退刀槽。轴上有两个以上的键槽时，槽宽应尽可能统一，并置于同一直线上，以利加工。轴系结构设计应满足以下要求[12]：1）轴和轴上的零件要有确定的轴向工作位置和可靠的轴向、周向固定；2）轴应便于加工，轴上的零件易于拆装；3）轴的受力合理，并尽量减少应力集中；4）轴

7、承固定方式应符合给定的设计条件，轴承间隙调整方便；5）锥齿轮轴系的位置应能作轴向调整。1.2轴系零件介绍轴、轴承、联轴器和离合器以及轴上的旋转零件组合起来形成一个整体，即轴系部件。轴系部件常常是机器的重要组成部分，很多机器，尤其是机器的转动部分，往往是由一个或几个轴系部件组成。因此，掌握轴系部件的设计，对于认识机械，分析机械的结构以及设计机械都有重要的意义。（以下根据减速箱的轴系零件，介绍了轴、轴承、联轴器和齿轮传动）[1]。52机械工程学院机械电子工程2005级(高职脱产)轴系零件结构建模(二)1.2.1轴类零件

8、轴是组成机械的一个重要零件，它支承其他回转件并传递转矩，同时它又通过轴承和机架连接，所有轴上零件都围绕轴心线作回转运动，形成一个以轴为基准的组合体—轴系部件。所以，在轴的设计中，不能只考虑轴本身，还必须和轴系零件的整个结构密切联系起来[13]。轴的设计特点是：在轴系零部件的具体结构未确定之前，轴上力的作用点和支点间的跨距无法精确确定，故弯距大小和分布情况不能