《机械设计》实验四(轴系结构实验)

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1、综合性实验指导书实验名称：轴系结构实验实验简介：轴系主要包括轴、轴承和轴上零件，它是机器的重要组成部分。轴的主要功用是支持旋转零件和传递扭矩。轴的设计一方面要保证具有足够的工作能力，即满足强度、刚度和振动稳定性等要求。另一方面，要根据制造、装拆使用等要求定出轴的合理外形和全都结构尺寸，即进行轴的结构设计。轴承是轴的支承，分为滚动轴承和滑动轴承两大类。滚动轴承已标准化，设计时只需根据工作条件选择合适的类型和尺寸，并进行轴承装置的设计。通过本实验学生将进一步定性地对轴系设计结构理论进行深入了解。适用课

2、程：机械设计实验目的：了解并正确处理轴、轴承和轴上零件间的相关关系，如轴与铀承及轴上零件的定位、固定、装拆及调整方式等，以建立对抽系结构的感性认识并加深对轴系结构设计理论的理解。面向专业：机械类实验项目性质：综合性（课内必做）计划学时：2学时实验要求：A预习《机械设计》等课程的相关知识点内容；B预习《机械设计实验指导书》中实验目的、原理、设备、操作步骤或说明，并写出预习报告；实验前没有预习报告者不能够进行实验；C进行实验时衣着整齐，遵守实验室管理规定、学生实验守则、仪器设备操作规定等相关规定，服从

3、实验技术人员或实验教师的指导与管理。知识点：A《机械设计》课程传动轴内容；B《机械设计》课程键、螺纹连接内容；C《机械设计》课程滚动轴承内容；D《机械设计》课程齿轮传动内容；E《机械设计》课程蜗轮蜗杆传动内容；F《机械设计》课程润滑、密封内容；G《机械制图》课程相关知识内容。实验分组：1人/组1《机械设计》课程实验实验四轴系结构实验一、概述轴系主要包括轴、轴承和轴上零件，它是机器的重要组成部分。轴的主要功用是支持旋转零件和传递扭矩。它与轴承孔配合的轴段称为轴颈，安装传动件轮毂的轴段称为轴头，联接轴

4、颈和轴头的轴段称为轴身。轴颈和轴头表面都是配合表面，须有相应的加工精度和表面粗糙度。轴的设计一方面要保证具有足够的工作能力，即满足强度、刚度和振动稳定性等要求。另一方面，要根据制造、装拆使用等要求定出轴的合理外形和全都结构尺寸，即进行轴的结构设计。通常轴的结构设计，应使轴的受力合理，有利于提高轴的强度和刚度;有利于节约材料和减轻重量；应使轴上零件定位准确、固定可靠，并便于装拆、调整；应具有良好的加工和装配工艺性等。轴承是轴的支承，分为滚动轴承和滑动轴承两大类。滚动轴承已标准化，设计时只需根据工作条

5、件选择合适的类型和尺寸，并进行轴承装置的设计。在分析和设计滚动轴承装置时，主要应考虑：保证支承部分的刚性和同心度；便于调整轴承间隙及轴上零件的位置；便于轴承的安装和拆卸；定位和紧固要可靠；满足润滑、密封可靠和必要的冷却条件；配合选择合理和合适的预紧措施等。二、实验原理1．滚动轴承式支承的结构型式为保证滚动轴承和轴系能正常传递轴向力而不发生轴向窜动，需合理地设计轴系轴向固定结构。常用的形式有:（1）两端固定式支承如图4-1所示，用左右两个轴承端盖各限制轴在一个方向的移动，合起来就限制了轴的双向移动，

6、这种型式适用于工作温度不大的短轴。考虑到工作时，轴总是会因受热而伸长，为补偿轴的受热伸长，在安装轴承时，轴承外圈端面和端盖之间应留出0.2~0.3mm的补偿间隙（此间隙很小，图中一般不画出）。（2）一端固定，一端游动支承这种形式应用于轴较长或轴温升较高的情况。如图4-2所示，采用这种结构形式一定要注意：游动端轴承的外圈与轴承孔的配合一定要采用松一些的配合，以保证轴能够游动。2（3）二端游动支承这种支承形式常用在人字齿轮轴上，由于主动和从动人字齿轮的左右螺旋角很难做成完全一致，若两轴都做成轴向固定式

7、，则齿轮极可能卡死或两侧受力不均，所以，一般是将比较轻便的高速轴做成能够左右游动的形式，如图4-3所示。在双向轴向力的作用下自行定位，达到平衡位置。2．滚动轴承的定位及紧固滚动轴承在轴上通常采用轴肩或套筒轴向定位，定位端面应与轴线保持良好的垂直度。滚动轴承的径向定位靠外圈与轴承座孔的配合来达到。轴向定位和紧固的方法很多，需要恰当选择。选择的依据是：轴承的类型、转速的大小、是否传递轴向力及轴向力的大小、是固定端还是游动端等。（1）内圈轴向定位常用的方法有：轴肩定位、圆锥面定位和紧定衬套定位等。紧固的

8、方法很多、参看《机械设计》教材。（2）滚动轴承外圈在箱体孔内的定位方法有：孔内凸肩定位、螺纹环或轴承端盖定位兼作紧固、孔用弹性挡圈定位兼作紧固等。滚动轴承的内、外圈的定位面必须精细加工，应有形位精度要求，以保证轴承的正常3工作。3．轴承的润滑和密封（1）轴承的润滑润滑的目的在于减少轴承的摩擦和磨损，还有吸振、冷却、防锈、密封等作用。一般根据dn值的大小选用油润滑或脂润滑。（d--轴承内径mm；n--轴的转速r/min）。（2）轴承的密封密封的目的在于防止灰尘或水分浸入轴承和防止润滑