机械原理与机械零件 教学课件 作者 张景学15章轴系的结构设计及计算.ppt

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1、第十五章轴系的结构设计及强度计算案例引入轴为45钢调质深沟球轴承输入轴功率输入轴转速输入轴转矩带轮轮缘宽带的压轴力分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径齿宽圆周速度圆周力径向力轴向力轴承座孔长度两班制，载荷较平稳，环境温度35℃，使用期限10年，四年一次大修。模数带式运输机传动装置设计（续）输入轴系设计初步分析设计内容：确定轴系结构形状、尺寸计算轴、轴承、键强度第十五章轴系的结构设计及强度计算已知：带轮、齿轮尺寸轴上外力、转速输入轴系设计第一节轴系的结构方案设计第二节轴的结构尺寸设计第三节轴的强度计算第四节滚动轴承的寿命计算第十五章轴系的结构设计及强度计算相关知识◆设计目标：

2、确定轴的结构形状确定轴承类型及支承方式确定轴上零件的装配方案确定轴上零件与轴的固定方法等第一节轴系的结构方案设计◆设计要求：轴及轴上零件要有准确的工作位置；轴系零件应便于装拆和调整；轴应具有良好的制造工艺性；有利于提高轴的强度和刚度。第一节轴系的结构方案设计一、轴上零件在轴上的固定第一节轴系的结构方案设计一般：凡是转动的零件均应与轴固定。凡是不转动的零件均应与机座固定。1.周向固定键、花键、胀套、销、过盈配合等。第一节轴系的结构方案设计2.轴向固定轴肩、轴环、套筒固定第一节轴系的结构方案设计圆螺母固定第一节轴系的结构方案设计圆锥形轴端与压板固定轴端挡圈固定第一节轴系的

3、结构方案设计弹性挡圈固定第一节轴系的结构方案设计紧定螺钉固定第一节轴系的结构方案设计径向固定：限制轴径跳、摆动。靠轴承外圈与座孔配合。轴向固定：限制轴窜动。靠固定轴承外圈。周向不固定：自由转动，靠轴承。二、轴在机座上的轴向固定第一节轴系的结构方案设计轴在机座上的固定是通过轴承实现的。轴承内圈与轴固定；轴承外圈与机座固定。最常用，适于高速、轴向力较大时。凸缘式轴承端盖固定嵌入式第一节轴系的结构方案设计1.轴承外圈的固定方法简单、方便、可靠。孔肩固定手册P64第一节轴系的结构方案设计简单、方便、紧凑，但能承受的轴向力小。弹簧挡圈固定第一节轴系的结构方案设计与带有止动槽的轴

4、承配套。止动环固定第一节轴系的结构方案设计用于高速、轴向力较大而不便采用轴承盖时。螺纹环固定第一节轴系的结构方案设计2.轴的支承形式◆使轴具有确定的轴向位置，避免受力窜动。◆能适应轴系热胀冷缩变形，以防轴承顶死。固而不死第一节轴系的结构方案设计1）双支点各单向固定（双固式）左支点，限制轴左窜；右支点，限制轴右窜。留出间隙，以补偿热胀冷缩。间隙太大，轴的位置不准确，太小可能膨胀顶死。第一节轴系的结构方案设计左支点限制轴右窜，右支点限制轴左窜。轴可以自由地的热胀冷缩。第一节轴系的结构方案设计正装左支点限制轴左窜，右支点限制轴右窜。靠配合间隙补偿轴的热胀冷缩。轴膨胀后使间隙

5、变小，可能顶死。第一节轴系的结构方案设计反装左支点限制轴右窜，右支点限制轴左窜。轴可以自由地的热胀冷缩。第一节轴系的结构方案设计固定游隙轴承c=0.2~0.4mm其它常用双固式支承方案适用：两支点间的跨距较小、工作温度变化较小、热膨胀量不大，及对轴的位置精度要求不高的场合。特点：轴承对角线固定第一节轴系的结构方案设计2）单支点双向固定（固游式）固定支点游动支点限制了轴的两个方向的运动允许轴自由热胀冷缩第一节轴系的结构方案设计固定支点游动支点限制了轴的两个方向的运动允许轴自由热胀冷缩第一节轴系的结构方案设计动画内圈双向固定外圈不固定内圈双向固定外圈双向固定第一节轴系的结

6、构方案设计内圈双向固定外圈双向固定内圈双向固定外圈双向固定动画第一节轴系的结构方案设计第一节轴系的结构方案设计游动端固定端深沟球轴承一对角接触球轴承一对圆锥滚子轴承深沟球轴承与推力球轴承圆柱滚子轴承深沟球轴承一对角接触球轴承一对圆锥滚子轴承深沟球轴承与推力球轴承适用：长轴、工作温度变化较大，热膨胀量较大的场合，如蜗杆轴等。3）两端游动（双游式）游动支点游动支点第一节轴系的结构方案设计轴靠人字齿轮间的啮合限位，以免过定位，增加摩擦。游动支点游动支点内外圈均双向固定内外圈均双向固定第一节轴系的结构方案设计调整垫片三、滚动轴承组合调整1.轴承游隙调整◆目的：保证轴回转精度轴

7、承运转灵活性简化加工调整环第一节轴系的结构方案设计调整螺钉圆螺母手册P84第一节轴系的结构方案设计2.轴承的预紧装配时，施加轴向力，消除游隙，产生弹性预变形。目的：提高轴承刚度、旋转精度，减小振动。手册P84第一节轴系的结构方案设计手册P84第一节轴系的结构方案设计夹紧外圈手册P84第一节轴系的结构方案设计夹紧磨窄后的外圈手册P84第一节轴系的结构方案设计采用长短套筒后夹紧外圈手册P84第一节轴系的结构方案设计用弹力夹紧外圈第一节轴系的结构方案设计3.轴上零件位置调整第一节轴系的结构方案设计四、滚动轴承的配合与装拆手册P81◆内孔与轴颈，基孔制，外圈