第八章轴系零件
同步训练
一、填空题：
１、键联接主要联接_______________，起到______________作用，以传递________________________.
２、键联接根据装配时的松紧程度可分为________和______。
３、常用松键联接有_______、_________、________、________。
４、紧键联接时,键的_______为工作面;松键联接时,键_____为工作面。
５、用一个切向键时只能_________传动，有反转要求时，必须采用二个切向键，且最好错开__________。
６、花键联接按其齿形不同分为_________、_________、________三种。
７、圆头平键b×h×l=20×12×56的标记为______________;
半平头键b×h×l=22×14×70的标记为_____________________.
８根据平键与轴槽、轮毂槽宽度尺寸的公差配合有三种联接形式，有__________联接、_________联接和___________联接，平键联接采用_________制，松紧不同依靠改变____________公差带位置来获得。
９、平键选用主要根据_____________来选定键的截面尺寸b×h,键的长度按__________而定，即键长要________________。
１０、销主要有________和________两种。
１１、销联接的主要功用是用来__________、____________,以及_________________。
１２、定位销使用时数目不得少于____个,销在每一联接中的长度约为销直径的_____倍。
１３、轴是组成________中最基本和主要的零件，其功用有两点：一是___________________________;二是_______________。
１４、根据轴所受力的情况可将轴分为三类：______________、_______________、_______________________.
１５、按轴心线形状分为__________、__________、__________
１６、轴的材料应具有_________、__________和__________。１７、支承转动零件的部位为__________、__________、和_____________。
１８、轴上零件的轴向固定的目的是保证轴上零件有一确定的___________,防止零件作________，并能承受__________力。
１９、轴上零件周向固定目的是为了保证零件__________和防止零件与轴产生_____________。
２０、考虑轴的结线时，应_________________，_____________
和____________________。
２１、轴承的功用是________，并保持_________，同时也用来减少轴与支承间由于相对转动而引起的___________________。
２２、按照轴承工作时摩擦种类的不同,可分为______和______。按轴承受力方向的不同，轴承可分三种：__________,_________、______________。
２３、常用向心滑动轴承的结构形式有：_________、________、____________。
２４、整体式轴瓦可分为__________和___________两种。
２５、为改善和提高轴瓦的承载性能，节省贵重金属，有时采用_________轴瓦。即在轴瓦内表面浇铸______________。
２６、为使润滑油能分布到轴承整个工作表面上去，轴瓦上要开______和________，一般应开__________或_________区域。
２７、润滑剂种类分为_______、______和_________。
２８、常见润滑方法有：_______、_______、_______、_____和________等
２９、滚动轴承的基本结构由_____、____、____和____四部分组成。
３０、常用滚动体的形状有_____、_____、_____、_____ 、
______、_______等。
３１、按滚动轴承所能承受载荷的方向分为______轴承、_______轴承和_______轴承。
３２、轴承公差等级分为____、____、____、____、____、_______六级。
３３、选用滚动轴承类型时，主要考虑以下一些因素：
（１）考虑___________________;（２）考虑__________________;
（３）考虑___________________；（４）考虑__________________;
３４、联轴器和离合器的功用是用来联接__________使之一起转动，并传递__________，有时还用作___________以防止因过载而使机器中的其他零件损坏。
３５、联轴器分为_________和________。
３６、常用固定式联轴器有_________和_______。
３７、常用可移式联轴器有：______、____、____、____和____。
３８、常用离合器有：_____、_____、_____等形式。
３９、摩擦离合器根据摩擦表面的形状可分______、______和_____等。
４０、按结构不同，常用制动器有_____、_____、_____等。
二、判断题
１、切向键对轴的削弱较严重，且对中性不好。（）
２、楔键联接以两侧面为工作面来转矩。（）
３、平键联接属于松键联接，采用基孔制。（）
４、键是标准零件。（）
５、半圆键联接的工艺性好，装配方便，适用于重载联接中（）
６、花键联接由于键槽较浅，故对轴的削弱较小。（）
７、较松键联接，一般键联接，较紧键联接都属于固定联接（）
８、圆锥销有1:100的锥度，具有可靠的自锁性。（）
９、曲轴可以将旋转运动变为往复直线运动。（）
１０、传动轴既支承转动零件，又传递动力，同时承受弯曲和扭转两种作用。（）
１１、挠性轴可以将回转运动和动力灵活地传送到不同位置。（）１２、阶梯轴的结构安排时应从一端向另一端直径逐渐增大，即一头细，一头粗的阶梯形状。（）１３、合金钢比碳素钢强度高，故轴的材料大多采用合金钢。（）１４、轴肩（轴环）的过渡圆角半径应小于轴上零件（如轮毂）的倒角高度。（）
１５、滚动轴承轴向固定的轴肩高度应高于轴承内圈高度。（）１６、紧定螺钉具有轴向固定和周向固定的作用。（）
１７、整体式滑动轴承工作表面磨损后无法调整轴承与轴颈的间隙（）
１８、为使润滑油能分布到轴承整个工作表面上去，油柄应开通。（）
１９、滚动体、轴承内外圈和保持架的材料，都应具有较高的硬度、接触疲劳强
度、耐磨性和冲击性。（）
２０、推力轴承主要承受径向载荷。（）
２１、载荷小而平稳可选用球轴承，轴的转速较高时选用滚子轴承（）
２２、在轴的一端安装具有调心性能的滚动轴承，则可起到调心作用。（）
２３、在满足工作要求的条件下尽量选用精度较低的球轴承。（）
２４、凸缘式联轴器具有补偿所联接的两轴之间的偏移的能力（）２５、十字滑块联轴器具有自动调心作用，可用于互成一定角度的两轴联接。（）２６、为消除不利传动的附加载荷，可将万向联轴器成对使用（）２７、超越离合器可以使同一根轴上有两种不同的转速。（）
２８、锥形制动器一般用在较大转矩的制动上。（）
三、选择题
１、可以承受不大的单方向的轴向力，上下两面是工作面的联接是（）Ａ、楔键联接Ｂ、切向键联接Ｃ平键联接Ｄ松键联接
２、上下工作面互相平行的键联接是（）
Ａ、楔键联接Ｂ、切向键联接Ｃ平键联接Ｄ花键联接
３、当轴上零件在工作过程中需作轴向移动时，则需采用由（）组成的动联接。
Ａ、楔键Ｂ、平头平键Ｃ导向平键Ｄ花键
４、锥形轴与轮毂联接宜用（）
Ａ、楔键联接Ｂ、平键联接Ｃ半圆键联接Ｄ花键联接
５、轴径较小，要求定位且传递较小的转矩，可应用的键联接是
（）
Ａ、楔键联接Ｂ、平键联接Ｃ、圆键联接Ｄ花键联接
６、加工方便，应用最广的花键为（）
Ａ、矩形花键Ｂ、渐开线花键Ｃ、三角形花键
７、平键选用主要根据轴的直径，由标准中选定（）
Ａ、键的长度Ｂ、截面尺寸b×h Ｃ、轮毂长度
８、销联接的正确应用是（）
Ａ、定位销通常同时用于传递转矩
Ｂ、定位销使用的数目不得少于两个
Ｃ、不可在安全销上切出槽口
Ｄ、不能用安全销传递横向力
９、既支承转动零件又传递动力的轴称（）
Ａ、挠性轴Ｂ、心轴Ｃ、转轴Ｄ、传动轴
１０、只受弯曲作用而不传递动力，用来支承转动零件的轴是（）
Ａ、阶梯轴Ｂ、心轴Ｃ、转轴Ｄ、传动轴
１１、减速器输出轴是（）
Ａ、心轴Ｂ、转轴Ｃ、传动轴Ｄ、曲轴
１２、具有结构简单，定位可靠和能承受较大轴向力的轴向固定形式是（）Ａ、轴套或圆螺母Ｂ、轴肩或轴环
Ｃ、弹性挡圈Ｄ、圆锥销
１３、适用于轴端零件的定位固定，可承受剧烈的振动和冲击载荷的轴向固定形式是（）
Ａ、弹性挡圈Ｂ、轴肩Ｃ、轴端挡圈Ｄ、紧定螺钉
１４、用轴端挡圈、轴套或圆螺母作轴向固定时，应将安装零件的轴段长度，选
取比零件的轮毂长度（）
Ａ、稍短一些Ｂ、稍长一些Ｃ、相等Ｄ、无要求
１５、结构简单对中性好，承载能力高，可同时起轴向和周向固定作用的固定方式是（）
Ａ、销联接Ｂ、紧定螺钉Ｃ、过盈配合Ｄ、花键
１６、轴端倒角是为了（）
Ａ、装配方便Ｂ、减少应力集中
Ｃ、便于加工Ｄ、轴上零件的定位
１７、为了避免工作中由于轴颈的偏斜，造成轴瓦端部边缘严重磨损，应采用正确的方法是（）
Ａ、在轴瓦内表面开油槽
Ｂ、在对开式轴瓦的对开面上放几片很薄的调整垫片
Ｃ、将轴瓦内表面做成球面形状
Ｄ、采用长径比的值为１
１８、轴承代号3312B中其轴承内径为（）
Ａ、33mm Ｂ、12mm Ｃ、312mm Ｄ、60mm
１９、在轴瓦内表面开没槽时不正确的做法是（）
Ａ、不开通油槽Ｂ、开在轴瓦承受载荷的部位
Ｃ、油槽长取轴瓦长80％Ｄ、油槽与油孔相通
２０、整体式滑动轴承特点是（）
Ａ、结构简单，制造成本低Ｂ、比对开式滑动轴承应用广泛
Ｃ、装拆方便Ｄ、磨损后可调整间隙
２１、载荷小而平稳，仅承受径向载荷，转速高应选用（）
Ａ、深沟球轴承Ｂ、圆锥滚子轴承
Ｃ、推力球轴承Ｄ、圆柱滚子轴承
２２、圆锥滚子轴承，直径系列为中系列，宽度系列为窄型，轴承内径d=60mm 的轴承代号为（）
Ａ、3312B Ｂ、7360C Ｃ、31212 Ｄ、7312B
２３、轴承同时承受径向和轴向载荷，且轴向载荷比径向载荷小很多时，选用滚动轴承的类型代号是（）
Ａ、70000 Ｂ、20000 Ｃ、60000 Ｄ、80000
２４、承受轴向力很大，且径向力很大时，合理选用滚动轴承的类型代号是（）Ａ、80000 Ｂ、20000 Ｃ、50000 Ｄ、70000
２５、承受纯轴向载荷很大的高速轴承宜选用（）
Ａ、推力圆柱滚子轴承Ｂ、推力球轴承
Ｃ、圆锥滚子轴承Ｄ、角接触球轴承
２６、对跨距较大的或难于保证两轴承孔同轴度时，可选用（）Ａ、深沟球轴承Ｂ、调心球轴承
Ｃ、圆锥滚子轴承Ｄ、推力球轴承
２７、属于可移式刚性联轴器的是（）
Ａ、带剖分环的凸缘联轴器Ｂ、十字滑块联轴器
Ｃ、弹性套柱销联轴器Ｄ、弹性柱销联轴器
２８、用于两轴交叉传动中可选用（）
Ａ、固定式联轴器Ｂ、可移式弹性联轴器
Ｃ、万向联轴器Ｄ、离合器
２９、在内燃机起动装置中常应用（）
Ａ、侧齿式离合器Ｂ、圆盘式摩擦离合器
Ｃ、多片式摩擦离合器Ｄ、超越离合器
３０、在低速、无冲击和轴的刚性、对中性好的场合，可选用（）Ａ、固定式联轴器Ｂ、十字滑块联轴器
Ｃ、万向联轴器Ｄ、弹性套柱销联轴器
３１、两轴轴心线有偏移时，采用（）在转速较高时会产生较大的离心惯性力。
Ａ、齿式联轴器Ｂ、十字滑块联轴器
Ｃ、弹性套柱销联轴器Ｄ、弹性柱销联轴器
四、解释轴承代号的含义
１、7215B
２、23123/P5
３、7310C
４、N2215/P53
５、30308E
６、7210AC
五、问答题
１、试述键联接的功用和种类。
２、试述普通平键的应用特点。
３、平键的尺寸是根据什么选定的？
４、联轴器和离合器有何相同与不同之处？
５、可移式联轴器常用哪些方法来补偿轴的位移和偏斜？
６、万向联轴器主要用于哪些传动场合？有何不足？如何克服？
７、在考虑轴的结构时应满足哪三方面的要求？
六、计算题
１、减速器中两啮合齿轮轴的中心距a＝140mm，估算其低速轴的轴径应为多少？
２、题图8-2所示为减速器输出轴与齿轮的平键联接。已知轴在轮毂处的直径d=72mm，齿轮和轴的材料为45钢，轮毂的长度B＝120mm。试选用一般键联接的平键。
测试题（Ａ）
一、填空题
１、键联接主要用来联接_______，起到_______作用，以传递__________。
２、平键选用主要根据________来选定键的截面尺寸b×h，键的长度按_______而定，即键长要________。
３、销联接的主要功用是用来______、_______以及_________。
４、轴是组成机器最基本和主要的零件，其功用有两点：一是_________________，二是_____________。
５、按轴心线形状轴可分为________、________、_________。
６、轴承的功用是_________，并保持_________，同时也用来减少轴与支承间由于相对转动而引起的__________。
７、常用向心滑动轴承的结构形式有______、______、_______
８、滚动轴承的基本结构由______、______、______和_______四部分组成。
９、联轴器分为__________和__________两大类。
10、按结构不同，常用制动器有_______、______、_____等
二、判断题
（）１、楔键联接以两侧面为工作面来传递扭矩。
（）２、花键联接由于键槽较浅，故对轴的削弱较小。
（）３、传动轴既支承转动零件，又传递动力，同时承受弯曲和扭转两种作用。（）４、紧定螺钉具有轴向固定和周向固定的作用。
（）５、为使润滑油能分布到轴承整个工作表面上去，轴瓦上的油槽应开通。
（）６、在轴的一端安装具有调心性能的滚动轴承，则可起到调心作用。
三、选择题
１、可以承受不大的单方向的轴向力，上下两面是工作面的联接是（）Ａ、楔键联接Ｂ、切向键联接Ｃ、平键联接Ｄ、松键联接２、锥形轴与轮毂的键联接宜用（）
Ａ、楔键联接Ｂ、平键联接Ｃ、半圆键联接Ｄ、花键联接３、减速器输出轴属于（）
Ａ、心轴Ｂ、转轴Ｃ、传动轴
４、结构简单对中性好，承载能力高，可同时起轴向和周向固定作用的固定方式是（）
Ａ、销联接Ｂ、紧定螺钉Ｃ、过盈配合Ｄ、花键
５、承受轴向力很大，且径向力也很大时，合理选用滚动轴承的类型代号是（）Ａ、80000 Ｂ、20000 Ｃ、50000 Ｄ、70000
６、圆锥滚子轴承，直径系列为中系列，宽度系列为窄列，内径d＝50mm的轴承代号为（）
Ａ、3312B Ｂ、7310B Ｃ、3310B Ｄ、7350B
７、用于两轴交叉传动中可选用（）
Ａ、固定式联轴器Ｂ、可移式弹性联轴器
Ｃ、万向联轴器Ｄ、离合器
８、在内燃机起动装置中常应用（）
Ａ、侧齿式离合器Ｂ、圆盘式摩擦离合器
Ｃ、多片式摩擦离合器Ｄ、超越离合器
四、问答题
１、在考虑轴的结构时应满足哪三方面的要求？
２、联轴器与离合器有何相同与不同之处？
３、万向联轴器主要用于哪些传动场合？有何不足？如何克服？
五、试选择题图8A-1中所示各机械设备的滚动轴承的类型
测试题（Ｂ）
一、填空题
１、常用的松键联接有_______、_______和_________。
２、当轴上零件在工作过程中需作轴向移动时，可采用_______、_________和_________组成的动联接。
３、定位销一般不承受或只承受很小的__________，使用时数目不得少于_________，销在每一联接件内的长度约有销直径的_____倍
４、自行车具有前中后三根轴，根据受力情况可判断前轴属于________轴，中轴属于______轴，后轴属于_______轴。
５、轴上与轴承配合的部分称________，安装轮毂部分称_____
６、需磨削或切削螺纹的轴段应留有砂轮的__________或螺纹的__________。
７、为保证对开式滑动轴承垫片调整的有效性，径向力方向最好不超过剖分面垂直线左右_____的范围，否则，建议采用_______结构。
８、当跨距较大，轴的变形大或多支点轴，可选用______轴承或_______轴承，但必须在轴的两端_________，否则起不到调心作用。
９、可移式联轴器补偿两轴间位移的方法可分为
(1)_______________________________________；
(2)_______________________________________。
二、判断题
（）１、平键的选用主要根据轴的直径，从标准中选定键的长度。
（）２、B型平键不会发生轴向移动，所以应用最广。
（）３、用轴肩（轴环）可对轴上零件作轴向固定。
（）４、对于一般剖分式箱体中的轴，轴径的结构安排应从轴的一端向另一端增大。
（）５、为提高重要轴承的承载能力，可采用在轴瓦上浇注轴承衬的做法。
（）６、考虑经济性，只要能满足使用的基本要求，就应选用普通球轴承。
三、选择题
１、轴径较小，要求定位且传递较小转矩可应用的键联接是（）
Ａ、楔键联接Ｂ、平键联接
Ｃ、花键联接Ｄ、圆销联接
２、普通平键应用特点有（）
Ａ、依靠侧面传递转矩，对中性良好，装拆方便
Ｂ、能实现轴上零件的轴向定位
Ｃ、一般多用于轻载或辅助性联接
Ｄ、不适用于高速、高精度和承受变载冲击的场合
３、轴肩和轴环（）
Ａ、在阶梯轴截面变化的部位
Ｂ、高度可以任意选取
Ｃ、宽度可任意选取
Ｄ、定位可靠但不能承受较大的轴向力
４、在内柱外锥滑动轴承的轴瓦上对称地切出几条槽，并将其中一条切通（）Ａ、是为了使轴瓦具有较好弹性便于调整间隙
Ｂ、是为了保持润滑、减少磨损
Ｃ、是为了浇注轴承衬
Ｄ、是不正确的开槽方法
５、主要承受径向力，而轴向力较小时，合理选用滚动轴承类型代号是（）Ａ、80000 Ｂ、70000 Ｃ、50000 Ｄ、80000
６、凸缘式联轴器（）
Ａ、属于可移式刚性联轴器
Ｂ、对所联接的两轴之间的偏移，具有补偿能力
Ｃ、采用剖分环配合的对中性比采用凸肩凹槽配合好
Ｄ、结构简单，使用方便，可传递较大的扭矩
７、深沟球轴承，直径系列为中系列，宽度系列为窄型，内径d＝80mm的轴承代号是（）
Ａ、6316 Ｂ、71316 Ｃ、7380 Ｄ、6380
８、对于受轴向力不大或仅是为了防止零件偶然轴向窜动的常用轴向固定形式是（）
Ａ、圆锥销或紧定螺钉或弹性挡圈固定等形式
Ｂ、利用轴肩或轴环
Ｃ、轴套或圆螺母
Ｄ、楔键
四、问答题
１、如题图8B-1所示，该轴的结构是否合理？为什么？需如何改进？
２、可移式联轴器常用哪些方法来补偿轴的位移和偏斜？
３、常用超越式离合器有何使用特点？
五、计算题
已知在一减速器中，动力输入端电动机轴的直径为35mm，其中有一对齿轮传动机构的中心距a＝180mm，试用经验公式计算减速器高速轴的直径和齿轮传动中低速轴的直径。
轴系结构设计实验心得体会 轴系结构设计实验心得体会第二篇、实验二、轴系结构设计实验 轴系结构设计实验心得体会 实验二、轴系结构设计实验 一、实验目的 1、熟悉常用轴系零部件的结构； 2、掌握轴的结构设计基本要求； 3、掌握轴承组合结构设计的基本方法。 二、实验设备 ①各种轴； ②轴上零件：齿轮、蜗杆、带轮、联轴器、轴承、轴承座、端盖、套杯、套筒、圆螺母、止退垫圈、轴端挡板、轴用弹性垫圈、孔用弹性垫圈、螺钉、螺母等。 ③工具包括活搬手、游标卡尺、胀钳。 ④铅笔、三角尺等绘图工具自备。 三、概述 轴系结构是机械的重要组成部分，也是机械设计课程的核心教学内容。由于轴系结构设计的问题多、实践性强、灵活性大，因此既是教师讲授的难点，也是学生学习中最不易掌握的内容。本实验通过学生自己动手，经过装配、调整、拆卸等全过程，不仅可以增强学生对轴系零部件结构的感性认识，还能帮助学生深入理解轴的结构设计、轴承组合结构设计的基本要领，达到提高设计能力和工程实践能力的目
的。 四、实验内容 1、每组同学根据轴系简图装配轴系部件； 2、分析并测绘部件，在简图上标出零、部件尺寸； 3、编写实验报告，并画出轴系部件装配草图。 五、实验步骤 ①根据轴系结构设计装配草图，选择相应的零件实物，按装配工艺要求顺序装在轴上，完成轴系结构设计； ②分析轴系结构方案的合理性。分析时应考虑以下问题： a.轴上各键槽是否在同一条母线上； b.轴上各零件是否处于指定位置； c.轴上各零件的轴向、周向固定是否合理、可靠，如防松、轴承拆卸等； d.轴系能否实现回转运动，运动是否灵活； e.轴系沿轴线方向的位置是否确定，轴向力能否传到机座上； f.轴系的轴向位置是否需要调整，需要时，如何调整。 ③在确认实际装配结构无误时，测绘各零件的实际尺寸（底板不测绘，轴承座只测量轴向宽度）； ④将实验零件放回箱内，排列整齐，工具放回原处； ⑤在实验报告上，按1∶1比例完成轴系结构装配图（只标出各段轴的直径和长度，公差配合及其余尺寸不标注，零件序号、标题栏可省略）。 注意：因实验条件限制，本实验忽略过盈配合的松紧程度、轴肩过渡
小白进阶篇—电机选型案例集 目的：掌握轴系零件设计规范并计算校核轴的强度 课程内容： 1.轴的分类 按所受载荷特点分三种： 心轴：只承受弯矩; 传动轴：只承受转矩; 转轴：同时承受弯矩和转矩;
按轴的结构形状分： 直轴，曲轴，光轴，阶梯轴，挠性轴。 2.轴的材料 碳素钢比合金钢价格低廉，对应力集中的敏感性低，可通过热处理改善其综合性能，加工
工艺性好，故应用最广；一般用途的轴，多用含碳量为0.25～0.5%的优质碳素钢，尤其是45号钢。 合金钢具有比碳钢更好的机械性能和淬火性能，但对应力集中比较敏感，且价格较贵； 多用于对强度和耐磨性有特殊要求的轴。如20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢，经渗碳淬火处理后可提高耐磨性；20CrMoV、38CrMoAl等合金钢，有良好的高温机械性能，常用于在高温、高速和重载条件下工作的轴。 球墨铸铁吸振性和耐磨性好，对应力集中敏感低，价格低廉，使用铸造制成外形复杂的轴。例如：内燃机中的曲轴。对于形状复杂的轴，如曲轴、凸轮轴等，也采用球墨铸铁或高强度铸造材料来进行铸造加工，易于得到所需形状，而且具有较好的吸振性能和好的耐磨性，对应力集中的敏感性也较低。 3.轴的结构设计 合理的轴系结构必须满足下列基本要求： 1）轴和轴承在预期寿命内不失效；
2）轴上零件在轴上准确定位与固定，以及轴系在箱体上的可靠固定；3）轴系结构有良好的工艺性； 4）好的经济性。 轴肩与轴环定位 优点：方便可靠、不需要附加零件，能承受的轴向力大； 缺点：会使轴径增大，阶梯处形成应力集中，阶梯过多将不利于加工。用途：这种方法广泛用于各种轴上零件的定位。
实验一轴系结构组合设计实验 一、实验目的 1. 熟悉并掌握轴、轴上零件的结构形状及功用、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，为轴系结构设计提供感性认识； 3. 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； 4. 掌握轴承组合设计的基本方法，综合创新轴系结构设计方案。 二、实验设备 1. 组合式轴系结构设计与分析实验箱。箱内提供可组成圆柱齿轮轴系、小圆锥齿轮轴系和蜗杆轴系三类轴系结构模型的成套零件，并进行模块化轴段设计，可组装不同结构的轴系部件。 2. 实验箱按照组合设计法，采用较少的零部件，可以组合出尽可能多的轴系部件，以满足实验的要求。实验箱内有齿轮类、轴类、套筒类、端盖类、支座类、轴承类及联接件类等8类40种168个零件。 3. 测量及绘图工具:直尺、游标卡尺、铅笔、三角板、稿纸等（除游标卡尺外，其余需自带）。 三、实验原理 1. 轴系的基本组成 轴系是由轴、轴承、传动件、机座及其它辅助零件组成的，以轴为中心的相互关联的结构系统。传动件是指带轮、链轮、齿轮和其它做回转运动的零件。辅助零件是指键、轴承端盖、调整垫片和密封圈等一类零件。 2. 轴系零件的功用 轴用于支承传动件并传递运动和转矩，轴承用于支承轴，机座用于支承轴承，辅助零件起联接、定位、调整和密封等作用。 3. 轴系结构应满足的要求 （1）定位和固定要求：轴和轴上零件要有准确、可靠的工作位置； （2）强度要求：轴系零件应具有较高的承载能力； （3）热胀冷缩要求：轴的支承应能适应轴系的温度变化； （4）工艺性要求：轴系零件要便于制造、装拆、调整和维护。 四、实验内容 1. 根据教学要求每组学生可自行选择实验内容（圆柱齿轮轴系、小圆锥齿轮轴系或蜗杆轴系等）； 2. 熟悉实验箱内的全套零部件，根据提供的轴系装配方案（可参考图1-图6），选择相应的零部件进行轴系结构模型的组装； 3. 分析轴系结构模型的装拆顺序，传动件的周向和轴向定位方法，轴的类型、支承形式、间隙调整、润滑和密封方式；
轴系结构的分析与测绘 一、实验目的 1.通过拼装和测绘，熟悉并掌握轴的结构设计以及轴承组合设计 的基本要求和方法。 2.了解并掌握轴系结构的基本形式，熟悉轴、轴承和轴上零件的结构、功能和工艺要求。掌握轴系零、部件的定位和固定、装配与调整、润滑与密封等方面的原理和方法。 二、实验内容 1. 根据选定的轴系结构设计实验方案，按照预先画出的装配草图进行轴系结构拼装。检查原设计是否合理，并对不合理的结构进行修改。 2.测量一种轴系各零、部件的结构尺寸，并绘出轴系结构的装配图，
标注必要的尺寸及配合，并列出标题栏及明细表。 三、实验设备和用具 1.模块化轴段(可组装成不同结构形状的阶梯轴)。 2. 轴上零件：齿轮、蜗杆、带轮、联轴器、轴承、轴承座、端盖、套杯、套筒、圆螺母、轴端挡板、止动垫圈、轴用弹性挡圈、孔用弹性挡圈、螺钉、螺母等。 3. 工具：活搬手、胀钳、内、外卡钳、钢板尺、游标卡尺等。 四、实验步骤 1. 利用模块化轴段组装阶梯轴，该轴应与装配草图中轴的结构尺寸一致或尽可能相近。 2. 根据轴系结构设计装配草图，选择相应的零件实物，按装配工艺要求顺序装到轴上，完成轴系结构设计。 3. 检查轴系结构设计是否合理，并对不合理的结构进行修改。合理的
轴系结构应满足下述要求： 1）轴上零件装拆方便，轴的加工工艺性良好。 2）轴上零件固定(轴向周向)可靠。 4.轴系测绘 1）测绘各轴段的直径、长度及轴上零件的相关尺寸。 2）查手册确定滚动轴承、螺纹联接件、键、密封件等有关标准件的尺寸。 5. 绘制轴系结构装配图 1) 测量出的各主要零件的尺寸，对照轴系实物绘出轴系结构装配图。 2)图幅和比例要求适当(一般按1:1)，要求结构清楚合理，装配关系正确，符合机械制图的规定。 3)在图上标注必要的尺寸，主要有：两支承间的跨距，主要零件的配合尺寸等。 4)对各零件进行编号。并填写标题栏及明细表(标题栏及明细表可参阅配套教材《机械设计课程设计》)。
机械设计作业设计计算说明书 题目：设计齿轮传动高速轴的轴系部件系别： 班号： 姓名： 日期：2014.11.29
机械设计作业任务书 题目：设计带式运输机中的齿轮传动 设计原始数据： 带式运输机传动方案如图1所示。 原始数据见表1 表1 带式运输机设计中的已知数据 电动机工作功率Pd （kW）电动机满载转 速 (/min) m n r 工作机的转 速 (/min) w n r 第一 级传 动比 1 i 轴承中 心高H （mm） 最 短 工 作 年 工作环境 3 960 90 1.8 150 1班室外、有尘 图1 带式运输机运动方案及各轴名称
目录 1 轴材料的选择 (3) 2 初算轴径 (3) 3 结构设计 (3) 3.1 确定轴的轴向固定方式 (4) 3.2 确定轴承类型及其润滑和密封方式 (4) 3.3 确定各段轴的径向尺寸 (4) 3.4 确定轴承端盖的尺寸 (5) 3.5 确定各段轴的轴向尺寸 (5) 3.6 确定各段轴的跨距 (6) 3.7 确定箱体的尺寸 (6) 3.8 确定键的尺寸 (7) 4 轴的受力分析 (7) 4.1 画出轴的受力简图 (7) 4.2 计算轴承的支承反力 (7) 4.3 画出轴的弯矩图 (7) 4.4 画出轴的转矩图 (9) 5 校核轴的强度 (9) 5.1 按弯扭合成强度计算 (9) 5.2 轴的安全系数校核计算 (9) 6 校核键连接的强度 (11) 7 轴承寿命计算 (11) 8 绘制高速轴装配图 (12) 9参考文献 (12)
1 轴材料的选择 因传递功率不大，且对质量及结构尺寸无特殊要求，故需选用常用材料45钢，并调质处理。 2 初算轴径 由V 带传动的设计计算和齿轮传动的设计计算可得各轴的运动参数和动力参数见表2。 表2 各轴的运动及动力参数 高速轴作为转轴，这里按照扭转强度初算轴径 3n P C d ?≥ 式中： P ——高速轴（即I 轴）传递的功率，kW ，由表2可知，kW P 88.2=； n ——高速轴的转速，min /r ，由表2可知，min /533r n =； C ——由许用扭转剪应力确定的系数，查参考文献[1]表10.2得106~118=C ，取112=C 。 由上述数据计算轴径得 mm d 7.19533 88.21123=?≥ 由于轴上有一个键槽，因此，轴径需要增大5%，即 mm d 7.207.1905.1min =?= 根据GB/T 2822—200520a R 系列圆整得mm d 22min =。 3 结构设计 轴名 功率P/ kW 转矩T/ (N ·m) 转速n/ (r/min) 传动比i 效率η 电机轴 3 29.8 960 1.8 0.96 Ⅰ轴 2.88 51.49 533 5.9 0.96 Ⅱ轴 2.77 291.73 90 1 0.98 卷筒轴 2.71 285.92 90
组合式轴系结构设计与分析实验 一、实验目的 1．通过轴系结构的观察分析，理解轴、轴承、轴上零件的结构特点，建立对轴系结构的感性认识； 2．熟悉和掌握轴的结构设计和轴承组合设计的基本要求和设计方法； 3．了解并掌握轴、轴承和轴上零件的结构与功用、工艺要求、装配关系、轴与轴上零件的定位、固定及调整方法等，巩固轴系结构设计理论知识； 4．分析并了解润滑及密封装置的类型和机构特点； 5．了解并掌握轴承类型、布置和轴承相对机座的固定方式。 二、实验设备 1. 组合式轴系结构设计分析实验箱 实验箱提供能进行减速器组装的圆柱齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计实验的全套零件。该实验箱能够方便的组合二十种以上的轴系结构方案，具有内容系统方案多样的特点，学生可以在实验老师的指导下，按图选取零件和标准件进行组装分析，也可以另行设计新的方案组装。 该设备主要零件包括底板、轴承、垫圈、孔用弹性挡圈、轴用弹性挡圈、端盖、轴承座、齿轮、蜗杆、圆螺母、轴端挡圈、轴套、键、套杯、螺栓、螺钉、螺母等。2. 测量及绘图工具 300mm钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔及三角板（学生自备）等。 三、实验内容与要求 1．指导教师根据下表选择性安排每组的实验内容（实验题号）
2. 进行轴的结构设计与滚动轴承组合设计 每组学生根据实验题号的要求，进行轴系结构设计，解决轴承类型选择，轴上零件定位固定、轴承安装与调节、润滑及密封等问题。 3. 绘制轴系结构装配图。 4. 每人编写实验报告一份。 四、实验步骤 1．明确实验内容，理解设计要求； 2．复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法（参看教材有关章节）； 3．构思轴系结构方案 （1）根据齿轮类型选择滚动轴承型号； （2）确定支承轴向固定方式（两端固定或一端固定、一端游动）； （3）根据齿轮圆周速度（高、中、低）确定轴承润滑方式（脂润滑或油润滑）； （4）选择端盖形式（凸缘式、嵌入式）并考虑透盖处密封方式（毡圈、皮碗、油沟）； （5）考虑轴上零件的定位与固定，轴承间隙调整等问题； （6）绘制轴系结构方案示意图。 4. 组装轴系部件 根据轴系结构方案，从实验箱中选取合适零件并组装成轴系部件、检查所设计组装的轴系结构是否正确。 5. 绘制轴系结构草图。 6. 测量零件结构尺寸（支座不用测量），并作好记录。 7. 将所有零件放入实验箱内的规定位置，交还所借工具。 8．根据结构草图及测量数据，在3号图纸上用1：l比例绘制轴系结构装配图，要求装配关系表示正确，注明必要尺寸（如支承跨距、齿轮直径与宽度、主要配合尺寸），填写标题栏和明细表。 9．写出实验报告。 组合式轴系结构设计实验报告（样式） 专业__________班级__________姓名___________座号__________成绩________ 一、实验目的 二、实验内容 实验题号 已知条件 三、实验结果 1、轴系结构装配图（附3号图） 2、轴系结构设计说明（说明轴上零件的定位固定，滚动轴承的安装、调整、润滑与密封方法）
实验四减速器拆装及轴系结构测绘分析实验 （一）实验目的 通过对减速器的拆装、结构分析和对轴系结构测绘的过程，全面细致地观察齿轮减速器的整体结构以及零，部件的结构特点，并了解它们是如何综合考虑满足功能要求，强度刚度要求、加工工艺要求、装配调整定位要求、密封润滑要求以及经济性要求的，以达到理论联系实际，加深关于结构方面的感性认识的目的，为能设计出较为合理的减速器打下良好基础。 （二）实验内容 1、按正确程序拆、装减速器，通过观察、测量和分析讨论，了解减速器整体结构以及零、部件结构特点和作用。 2、测定减速器主要参数，如中心距、齿轮齿数、传动比、传动方式、判定输入、输出轴；确定斜齿轮或蜗杆的旋向及轴向力；观察轴承代号及安装方式；绘出传动示意图。 3、观察密封、润滑方式。 4、仔细拆、量一轴系零件，画出轴系结构草图（用方格坐标纸）。 5、观察其它几种类型的减速器，并比较。 （三）实验设备、工具、量具 1、拆装用减速器：展开式二级圆柱齿轮减速器、同轴式圆柱齿轮减速器、摆线针轮减速器、圆锥圆柱斜齿轮减速器、蜗杆蜗轮减速器（下置式）。 2、观察、对比用减速器：单级圆柱斜齿轮减速器、二级圆柱斜齿轮减速器、单级圆锥齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器（下置式），摆线针轮行星减速器等。 3、工具、量具：活动搬手、起子、锤子、铜棒、钢尺、游标卡尺、内卡、外卡、棉纱等。 4、学生自备：草稿纸、方格坐标纸、铅笔、橡皮、计算器等。 （四）实验步骤 1、分好组、确定拆装的减速器后，先清点工具、量具，放在安全、方便的地方。 2、察减速器外部结构，判断传动级数、安装方式、输入轴、输出轴等。 3.观察箱体零件和外观附件如观察孔、通气孔、油标、油塞、定位销、起盖钉、环首螺钉、吊耳、加强筋、散热片、凸缘等，了解它们的功能、结构特点和位置。 4.拧下箱盖与箱体的联接螺栓（若为凸缘式端盖，还需拆下端盖螺钉）拔出定位销，借助起盖螺钉打开箱盖，并放置稳妥。 5.确定传动方式，测量中心距，确定齿轮齿数和传动比，判定斜齿轮或蜗杆的旋向及轴向力、轴承代号及安装方式，绘制传动示意图，图上应标注出以上主要参数。 6.边拆零件，边观察分析，并就各零件的作用、结构、周向定位、轴向定位、间隙调整、润滑、密封、材料等进行讨论。
四、低速轴系的结构设计 1、根据轴的工作条件，选择材料及热处理方法，确定许用应力，由（二）（三）已算得从动齿轮转速n 2=71.7r/min 。齿轮分度圆直径d 2=360mm 。选用45号钢调质。查①表11－1得抗拉强度MPa 650b =σ，查①表11－9得许用弯曲应力[]MPa 60b 1=-σ。 2、按扭转强度估算最小直径 由（二）知，P 2=3.87kw ，T 2＝516.1N.m 查①表11－5取A=110，按①式（11－3）计算得： mm 57.417 .7187.3110n P A d 33 2==≥ 考虑轴和联轴器用一个键联接，故将轴放大5％并取标准值，即取d=45mm 。 3、轴的结构设计 （1）将轴设计成阶梯轴，按T=516.1N.m ，从②查用TL8型弹性联轴器，孔径为45mm ，长L=112mm ，与轴头配合长度为84mm 。取轴头直径为45mm ，故靠近轴头的轴身直径为52mm ，轴颈直径取55mm 。轴两端选用6011型轴承，轴承宽度B=18mm ，外径D=90mm 。轴承由套筒和轴肩实现轴向定位，圆角r=1mm 。取齿轮轴头直径为60mm ，定位环高度h=5mm ，其余圆角r=1.5mm ，挡油盘外径取D=89mm 。 （2）在（三）已经求得轮毂长为90mm ，因此轴头长度为88mm ，轴颈长度与轴承宽度相等为18mm ，齿轮两端与箱体内壁间距离各取15mm ，由于转速较低，故轴承用润滑脂，所以轴承端面与箱体内壁距离取10mm 。这样可定出跨距为158mm 。伸出箱体的轴段长度取44mm 。为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上，应将头长度取短一些，故取轴头长度为75mm 。 3、由于是单级齿轮减速器，因此齿轮布置在中央，轴承对称布置，齿轮与轴环、套筒实现轴向定位，以平键联接及选用过渡配合H7/n6实现周向固定。齿轮轴头有装配锥度，两端轴承分别以轴肩和套筒实现轴向定位，采用过盈配合k6实现周向固定。整个轴系以两端轴承盖实现轴向定位，联轴器以轴肩、平键和选用过渡配合H7/k6实现轴向定位和周向固定。 4、草图如下：
实验二、轴系结构设计实验 一、实验目的 1、熟悉常用轴系零部件的结构； 2、掌握轴的结构设计基本要求； 3、掌握轴承组合结构设计的基本方法。 二、实验设备 ①各种轴； ②轴上零件：齿轮、蜗杆、带轮、联轴器、轴承、轴承座、端盖、 套杯、套筒、圆螺母、止退垫圈、轴端挡板、轴用弹性垫圈、孔用弹性垫圈、螺钉、螺母等。 ③工具包括活搬手、游标卡尺、胀钳。 ④铅笔、三角尺等绘图工具自备。 三、概述 轴系结构是机械的重要组成部分，也是机械设计课程的核心教学内容。由于轴系结构设计的问题多、实践性强、灵活性大，因此既是教师讲授的难点，也是学生学习中最不易掌握的内容。本实验通过学生自己动手，经过装配、调整、拆卸等全过程，不仅可以增强学生对轴系零部件结构的感性认识，还能帮助学生深入理解轴的结构设计、轴承组合结构设计的基本要领，达到提高设计能力和工程实践能力的目的。 四、实验内容 1、每组同学根据轴系简图装配轴系部件； 2、分析并测绘部件，在简图上标出零、部件尺寸； 3、编写实验报告，并画出轴系部件装配草图。 五、实验步骤 ①根据轴系结构设计装配草图，选择相应的零件实物，按装配工艺要求顺序 装在轴上，完成轴系结构设计； ②分析轴系结构方案的合理性。分析时应考虑以下问题： a.轴上各键槽是否在同一条母线上； b.轴上各零件是否处于指定位置； c.轴上各零件的轴向、周向固定是否合理、可靠，如防松、轴承拆卸等； d.轴系能否实现回转运动，运动是否灵活； e.轴系沿轴线方向的位置是否确定，轴向力能否传到机座上； f.轴系的轴向位置是否需要调整，需要时，如何调整。 ③在确认实际装配结构无误时，测绘各零件的实际尺寸（底板不测绘，轴承座只测量轴向宽度）； ④将实验零件放回箱内，排列整齐，工具放回原处； ⑤在实验报告上，按1∶1比例完成轴系结构装配图（只标出各段轴的直径和长度，公差配合及其余尺寸不标注，零件序号、标题栏可省略）。 注意：因实验条件限制，本实验忽略过盈配合的松紧程度、轴肩过渡圆角及润滑等问题。
轴系结构设计实验报告 实验者：同组者： 班级：日期： 一、实验目的 1、熟悉并掌握轴系结构设计中有关轴的结构设计，滚动轴承组合设计的基本方法； 2、熟悉并掌握轴、轴上零件的结构形状及功用、工艺要求和装配关系； 3、熟悉并掌握轴及轴上零件的定位与固定方法； 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、实验设备 1、组合式轴系结构设计分析试验箱。 试验箱提供能进行减速器援助齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计实验的全套零件。 2、测量及绘图工具 300mm钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板等。 三、实验步骤 1、明确实验内容，理解设计要求； 已知条件（包括传动零件类型、载荷条件、速度条件）： 绘制传动零件支撑原理简图： 2、复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法（参看教材有关章 节）； 3、构思轴系结构方案 （1）根据齿轮类型选择滚动轴承型号； 轴承类别选择依据 （2）确定支承轴向固定方式（两端固定或一端固定、一端游动）； 轴承轴向固定方式选择依据 （3）根据齿轮圆周速度（高、中、低）确定轴承润滑方式（脂润滑、油润滑）； 润滑方式选择依据 （4）选择端盖形式（凸缘式、嵌入式）并考虑透盖处密封方式（毡圈、皮碗、油沟）； 密封方式选择依据 （5）考虑轴上零件的定位与固定，轴承间隙调整等问题； 如何定位 选择依据
（6）绘制轴系结构方案示意图。 4、组装轴系部件 根据轴系结构方案，从实验箱中选取合适零件并组装成轴系部件、检查 所设计组装的轴系结构是否正确。 6、将所有零件放入试验箱内的规定位置，交还所借工具。 7、根据结构草图及测量数据，在图纸上绘制轴系结构装配图，要求装配关 系表达正确，注明必要尺寸（如支承跨距、齿轮直径与宽度、主要配合 尺寸），填写标题栏和明细表。 8、写出实验报告。 四、实验结果分析 1、轴上各键槽是否在同一条母线上。 2、轴上各零件（如齿轮、轴承）能否装到指定位置。 3、轴上零件的轴向、周向固定是否可靠。 4、轴承能否拆下。
实验四轴系结构设计实验报告 姓名：胡映光班级： 11级机自1班学号： 11051011035 成绩：实验日期：教师签字： 一、实验目的 1．深入了解及认识轴系部件的结构形式，熟悉零件的结构形状、工艺、作用；2．熟悉和掌握轴的结构设计和轴承组合设计的基本要求和设计方法； 3．对所设计的组成方案，进行组装与测绘等操作的动手技能的训练。 二、实验手段与实验内容 1．组合式轴系结构设计分析实验箱 实验箱所提供的零件，能进行圆柱齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计，实验箱内有齿轮类、轴类、套筒类、端盖类、支座类、轴承类及连接件等8类100多个零件 2.测量及工具 300mm钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板、活扳手、小橡胶锤等。 三、实验结果 1．轴系组成结构图
2．轴系结构分析（组成零件功能表） 序号零件名称数量功能作用 1 支座 4 支撑，固定轴 2 螺钉42 紧固连接 3 键12 传递转矩和运动 4 轴 4 转动零件传递运动、扭矩或弯矩 5 轴套33 轴向定位，保户轴 6 挡圈20 轴向固定，防止其它零件窜动，密封 7 垫片 6 减少摩擦，分散压力 8 套筒 4 轴向固定 9 联轴器 2 联接不同机构中的两根轴，传递扭矩 10 端盖13 密封，防尘 11 蜗杆 2 传递转矩和运动 12 齿轮 5 传递运动和动力 13 螺母 2 固定 四、回答问题 1.滚动轴承一般采用什么润滑方式进行润滑？ 答：常用的方式有脂润滑和油润滑两类。常用的油润滑方法有油浴润滑﹑滴油润滑﹑飞溅润滑﹑喷油润滑﹑油雾润滑。 2.轴上的两个键槽或多个键槽为什么常常设计成加工在一条直线上。 答：为了加工方便
轴系装配结构设计错误案例： 1、图示为一用对圆锥滚子轴承外圈窄边相对安装的轴系结构。请按示例①所示，指出图中的其他结构错误（不少于7处） （注：润滑方式、倒角和圆角忽略不计。） 解答 ⑴——缺少调整垫片 ⑵——轮毂键槽不对 ⑶——与齿轮处键槽的位置不在同一角度上 ⑷——键槽处表达不正确（应该局部剖视） ⑸——端盖孔与轴径间无间隙 ⑹——多一个键 ⑺——齿轮左侧轴向定位不可靠 ⑻——齿轮右侧无轴向定位 ⑼——轴承安装方向不对 ⑽——轴承外圈定位超高 ⑾——轴与轴承端盖相碰 2、请说明图示轴系结构中用数字标出位置的错误（不合理）的原因。 解答
⑴——轴肩的高度超出了轴承内圈的外径； ⑵——轴段的长度应该小于轮毂的宽度； ⑶——螺纹轴段缺少螺纹退刀槽； ⑷——键槽应该与中间部位的键槽在同一母线上布置； ⑸——键的长度应该小于轴段的长度。 轴结构常见错误总结 ㈠、轴本身的常见结构错误： ⑴、必须把不同的加工表面区别开来； ⑵、轴段的长度必须小于轮毂的长度； ⑶、必须考虑轴上零件的轴向、周向固定问题； ⑷、轴外伸处应考虑密封问题。 ㈡、轴承安装的常见错误： ⑴、角接触轴承和圆锥滚子轴承 ①、一定要成对使用； ②、方向必须正确，必须正装或反装； ③、外圈定位（固定）边一定是宽边。 ⑵、轴承内外圈的定位必须注意内外圈的直径尺寸问题 ①、内圈的外径一定要大于固定结构的直径； ②、外圈的内径一定要小于固定结构的直径。 ⑶、轴上如有轴向力时，必须使用能承受轴向力的轴承。 ⑷、轴承必须考虑密封问题； ⑸、轴承必须考虑轴向间隙调整问题。 ㈢、键槽的常见错误： ⑴、同一轴上所有键槽应在一个对称线上； ⑵、键槽的长度必须小于轴段的长度； ⑶、半圆键不用于传动零件与轴的连接。 ㈣、轴承端盖的常见错误 ⑴、对于角接触和圆锥滚子轴承，轴承端盖一定要顶在轴承的大端； ⑵、和机体的联接处必须要考虑轴承的间隙调整问题； ⑶、轴承端盖为透盖时，必须和轴有间隙，同时，必须考虑密封问题。 ㈤、螺纹的常见错误 ⑴、轴上螺纹应有螺纹退刀槽; ⑵、紧定螺钉应该拧入轴上被联接零件,端部应顶在轴上; ⑶、螺纹联接应保证安装尺寸; ⑷、避免螺纹联接件承受附加弯矩。
实验二减速器的拆装和结构分析 一、概述 减速器是由封闭在箱体内的齿轮传动或蜗杆传动所组成的独立部件，为了提高电动机的效率，原动机提供的回转速度一般比工作机械所需的转速高，因此齿轮减速器、蜗杆减速器常安装在机械的原动机与工作机之间，用以降低输入的转速并相应地增大输出的转矩，在机器设备中被广泛采用。例如宝山钢铁公司就有10多万台减速器，在其他机器中减速器也有大量应用。作为机械类专业的学生有必要熟悉减速器的结构与设计，本实验是为了解减速器的结构、主要零件的加工工艺性，对于详细的减速器技术设计过程在“机械设计课程设计”这一课程中予以介绍。 齿轮减速器、蜗杆减速器的种类繁多，但其基本结构有很多相似之处。本实验为了使同学了解减速器的一般结构设计、主要零件加工工艺而设立的。实验中应注意掌握减速器的结构、主要零件的加工工艺。减速器的结构随其类型和要求不同而异，其基本结构由箱体、轴系零件和附件三部分组成。图4-1、图4-2为单级圆柱齿轮减速器，现结合该图简要介绍一下减速器的结构。
图4-1 减速器的结构 图4-2 减速器的结构 1．箱体结构 减速器的箱体用来支承和固定轴系零件，应保证传动件轴线相互位置的正确性，因而轴孔必须精确加工。箱体必须具有足够的强度和刚度，以免引起沿齿轮齿宽上载荷分布不匀。为了增加箱体的刚度，通常在箱体上制出筋板。 为了便于轴系零件的安装和拆卸，箱体通常制成削分式。剖分面一般取在轴线所在的水平面内（即水平剖分），以便于加工。箱盖（件4）和箱座（件20）之间用螺栓（件17、18、19和件31、32、33）联接成一整体，为了使轴承座旁的联接螺栓尽量靠近轴承座孔，并增加轴承支座的刚性，应在轴承座旁制出凸台。设计螺栓孔位置时，应注意留出扳手空间。 箱体通常用灰铸铁（HTl50或HT200）铸成，对于受冲击载荷的重型减速器也可采用铸钢箱体。单件生产时为了简化工艺，降低成本可采用钢板焊接箱体。 2．轴系零件 图中高速级的小齿轮直径和轴的直径相差不大，将小齿轮与轴制成一体（件10）。大齿轮与轴分开制造，用普通平键（件15）作周向固定。轴上零件用轴肩，轴套（件22），封油环（件24、30）与轴承端盖（件21、13、12、27）作轴向固定。两轴均采用角接触轴承（件25、28）作支承，承受径向载荷和轴向载荷的联合作用。轴承端盖与箱体座孔外端面之间垫有调整垫片组（件16、29），以调整轴承游隙，保证轴承正常工作。 该减速器中的齿轮传动采用油池浸油润滑，大轮齿的轮齿浸入油池中，靠它把润滑油带到啮合处进行润滑。滚动轴承采用润滑脂润滑，为了防止箱体内的润滑油进入轴承，应在轴承和齿轮之间设置封油环（件24、30）。轴伸出的轴承端盖孔内装有密封元件，图中采用的内包骨架旋转轴唇型密封圈（件11、23），对防止箱内润滑油泄漏以及外界灰尘、异物浸入箱体，具有良好的密封效果。
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 设计说明书 设计课题：滚动轴承，轴系的组合结构设计 课程名称：机械学基础 姓名：潘瑞 学号： 班级： 0936104 院系：英才学院自动化 设计要求： 一钢制圆轴，装有两胶带轮A和B，两轮有相同的直径D=360mm，重量为P=1kN，A轮上胶带的张力是水平方向的，B轮胶带的张力是垂直方向的，它们的大小如下图所示。设圆轴的许用应力[σ]=80MPa，轴的转速n=960r/min，带轮宽b=60mm，寿命为50000小时。 1). 按强度条件求轴所需的最小直径 2). 选择轴承型号（按受力条件及寿命要求） 3). 按双支点单向固定的方法，设计轴承与轴的组合装配结构，画出装配图（3号图纸） 4). 从装配图中拆出轴，并画出轴的零件图（3号图纸） 设计步骤： 一、根据强度条件计算轴所需的最小直径 1、先计算C、D支点处的受力 从而可得D点所受轴向力 从而可得D点所受轴向力
2、计算弯矩，求得最小直径 水平方向上： 0120x ≤≤时 10A M F x -?= 1 2.5M x = 120300x <≤时 2(120)0A Cy M F x F x -?+?-= 25 5003 M x =-+ 竖直方向上： 0120x ≤≤时 10A M P x +?= 1M x =- 120210x <≤时 2(120)A Cy M P x F x +?-?- 229 41012 M x = - 210300x <≤时 3(120)()(120)0A Cy B B M P x F x F P x +?-?-++?-= 由弯矩图判断可得：C 点为危险点，故可得： 解得 223 32 323.1127037.7[] d mm π≥+=?σ 所以，最小直径为37.7mm 。 二、轴材料的确定 根据已知条件的[σ]=80MPa ，为对称循环应力状态下的许用弯曲力，确定材料为合金钢。以上最小直径是按弯曲扭转组合强度计算而得来的，即在[σ]=80MPa 的合金钢情况下， 37.3d mm ≥，强度足以达到要求。 三、受力条件及寿命要求选择轴承型号 由前面的受力分析可知：所要设计的轴仅受径向作用力，故优先考虑选择深沟球轴承。 分析：若选择深沟球轴承，0a F =, 0e =, 1X =, 0Y =，15388.4r F N =，21987.8r F N =， 1.4d f =， 所以： 根据题意 经查GB/T 276-1994，选择6412型深沟球轴承，60d mm =，109r C kN =。 带入验证： 所以， 1010[]50000h h L L ≥=，符合要求，故选择 6412。以下为深沟球
实验五轴系结构综合设计实验 一、实验目的： 1. 了解机械传动装置中滚动轴承支撑轴系结构的基本类型和应用场合； 2. 根据各种不同的工作条件，初步掌握滚动轴承支撑轴系结构设计的基本方法。 3. 通过模块化轴系搭接实践，进一步掌握滚动轴承支撑轴系结构中工艺性、标 准化、轴系的润滑和密封等知识。 二、实验设备： 1、模块化轴系搭接系统：提供可实现多方案组合的基本轴段，以及轴系常用的零件如轴套、轴承、端盖、密封件，机架等； 2、测量与装拆工具； 三、实验内容： 实验题目见附表 四、实验步骤及要求： 1、根据装配草图选择模块化轴段，按照预定的设计方案，组装阶梯轴零件；该轴 应与草图中的轴一致或尽可能相近； 2、装配好轴承支座； 3、根据轴系结构设计装配草图，选用相应的轴上零部件，按照装配工艺要求顺序 装到轴上，完成轴系结构设计； 4、检查轴系结构设计是否合理，若发现错误或是不合理之处，应修改轴系结构设 计方案，并重新组装轴系结构；合理的轴系结构应满足： （1）、轴上零件应可靠地定位和固定（在轴向上及周向上）； （2）、轴上零件应符合装配工艺要求，装拆方便； （3）、轴的结构应具有良好的加工工艺性； （4）、轴承的组合设计要合理，应符合给定的设计条件，轴承间隙调整要检查轴承内外圈的固定方式，此时需特别注意该端轴承是作为固定端还是游动 端；轴承的装拆工艺性；轴承的润滑及密封；轴承间隙的调整等）；（5）、锥齿轮轴系和蜗轮轴系的位置在轴向上应能够调整，以满足啮合要求； 5、测绘各个零件的实际结构尺寸（底板不测绘，轴承座只测量轴向宽度）； 6、细心拆卸轴系各零部件，放回箱内并排列整齐；工具擦拭干净放回原处； 7、在实验报告上按1：1比例完成轴系结构装配图，符合制图标准，标注主要零 件的配合尺寸。（零件序号、标题栏可省略）。 五、思考题 1、为什么轴通常要做成中间大两头小的阶梯形状？如何区分轴上的轴颈，轴头 和轴身各轴段，它们的尺寸是如何确定的？对轴各段的过度部分和轴肩结构有何要求？ 2、轴承采用什么类型？选择的根据是什么？它们的布置和安装方式有何特点？
轴系结构设计与测绘实验 轴系结构设计应满足以下要求： 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。 一、实验目的 1．通过轴系结构的观察分析，理解轴、轴承、轴上零件的结构特点，建立对轴系结构的感性认识 2．熟悉和掌握轴的结构设计和轴承组合设计的基本要求和设计方法； 3．了解并掌握轴、轴承和轴上零件的结构与功用、工艺要求、装配关系、轴与轴上零件的定位、固定及调整方法等，巩固轴系结构设计理论知识； 4．分析并了解润滑及密封装置的类型和机构特点； 5．了解并掌握轴承类型、布置和轴承相对机座的固定方式。 二、实验设备 1、直齿圆柱齿轮轴系、斜齿圆柱齿轮轴系、圆锥齿轮轴系和蜗杆轴系结构模型。 2.轴上零件：齿轮、蜗杆、带轮、联轴器、轴承、轴承座、端盖、套杯、套筒、圆螺母、止退垫圈、轴端挡板、轴用弹性垫圈、孔用弹性垫圈、螺钉、螺母等。 3.工具包括钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、三角板等。 三、实验内容 指导教师根据教学要求给每组指定实验内容（圆柱齿轮轴系、小圆锥齿轮轴系或蜗杆分析）；分析并测绘轴系部件，绘制轴系结构草图，测定和标注各部分尺寸，分析轴头、轴颈等各部分结构特点，并提出自己的见解和评价。
对圆柱齿轮轴系、锥齿轮轴系及蜗杆轴系进行以下分析： 分析轴的各部分结构、尺寸与强度、刚度、加工装配的关系； 1、分析轴上零件的用途、定位及固定方式； 2、分析轴承类型、布置和轴系相对机座的固定方式； 3、了解润滑及密封装置的类型和结构特点。 轴系测绘 1、测绘轴各段直径、长度及主要零件尺寸（对于拆卸困难或无法测量的有关尺寸，可以根据实物相对大小和结构关系估算出结构尺寸）。 2、由手册中查出：滚动轴承、键、密封件等有关标准件的尺寸。 画出轴系结构装配图 1、对照轴系实物按机械制图要求画出轴系结构装配图（比例取1：1）； 2、对轴承的箱体部分只要求画出与轴承和端盖相配的局部； 3、在图上标注必要的尺寸：两支撑间跨距，齿轮分度圆直径及宽度，主要 的轴孔配合尺寸及公差； 轴系结构设计说明（说明轴上零件的定位与固定、滚动轴承的安装、调 整，润滑与密封方法）
机械设计大作业齿轮及轴系零件设计 学院：机械学院 设计者：郝承志 学号： 021400809 指导老师：陈亮 完成时间：2016.12.01
一．目的 1、掌握齿轮及轴系零件结构设计的方法 2、培养独立设计能力 3、学会查阅有关手册及设计资料 二．题目及方案 1、题目：齿轮及轴系零件设计 2、设计方案： 项目 输出轴转 速（r/min）输出轴功 率（kW） 大齿轮齿 数Z2 大齿轮模 数m n 大齿轮螺 旋角β （左旋） 大齿轮宽 度B 小齿轮齿 数Z1 设计方案170 6 113 3 9°22 80 26 三．结构简图：
（五）初步设计轴的结构 1）为了满足半联轴器的轴向定位要求，I-II 轴段右端需制出一轴肩，由密封圈 处轴径标准值系列：25,28,30,32,35,38,40,42,45,48,50,55,60??????可得： 取 d 45mm II III -= 2）II-III 轴段右端的轴肩为非定位轴肩，由轴承标准系列综合考虑， 取50mm III IV d -= 由于两个轴承成对，故尺寸相同， 所以d 50III IV VII VIII d mm --== 因为轴承宽度B=20mm, 所以，VII-VIII L =20mm 3）半联轴器与轴配合的毂孔长度1L 112mm =，为保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故I-II L 长度应比1L 略短一些， 取I-II L 110mm = 各轴段长度和半径： d 45mm II III -= 50mm III IV d -= d 50III IV VII VIII d mm --== VII-VIII L =20mm I-II L 110mm =
轴系结构改错题（共7题） 1、在图示轴的结构图中存在多处错误，请指出错误点，说明出错原因，并加以改正。 解：1.此处螺栓连接用该有垫片；2 轴承端盖与轴之间应该有间隙，并且配有密封。 3键的位置和尺寸不合适 4无定位轴肩5无轴肩 6套筒直径太大，不应该超过轴承内圈高度； 7轴和轮毂一样长，起不到定位作用；8无定位；9无垫片10采用反装。 2、指出图中的结构错误(在有错处画○编号，并分析错误原因)，并在轴心线下侧画出其正确结构图。 解： 画出的正确结构图如图。 ①轴的右端面应缩到联轴器端面内1～2mm ，轴端挡圈压到联轴器端面上，与轴端面留有间隙； ②联轴器与透盖不能接触，联轴器应右移； ③联轴器与轴配合直径应小一点，形成轴肩定位； ④联轴器处联接平键与蜗轮处联接平键应在一条线上；键与毂孔键槽底面间应有间隙； ⑤右轴承内圈左端面只能与套筒端面接触，与轴肩端面应有间隙，所以套筒内轴颈右端面应左移1～2mm ； ⑥与蜗轮轮毂配合轴颈长度应比轮毂长短1～2mm ，轴颈右端面缩进去； ⑦左轴承内圈不能被轴环全挡住，轴环左部轴径减小至内圈厚度的2／3左右； ⑧透盖和闷盖外圆外侧应倒角，与箱体间均应有调整垫片。 ⑨轴的左端伸出轴承内圈过长，应缩短一点。
3、试分析指出图中所示轴系结构中的错误，说明原因。图中齿轮用油润滑，轴承用脂润滑。 解: 每指出1个错误得1分，说明错误原因得1分。总分不超过10分。存在问题分析： （1）轴承的轴向固定、调整，轴向力传递方面错误 1）轴系采用全固式结构，两轴承反装不能将轴向力传到机架，应该为正装。 2）全固式结构中，轴左端的弹性挡圈多余，应去掉。 3）端盖处没有调整垫片，不能调整轴承游隙。 （2）转动零件与固定零件接触，不能正常工作方面错误 1）轴的右端面应缩到联轴器端面内1～2mm ，轴端挡圈压到联轴器端面上，与轴端面留有间隙； 2）轴与右端盖之间不能接触，应有间隙。 3）定位齿轮的套筒径向尺寸过大，与轴承外圈接触。 4）轴的左端端面不能与轴承端盖接触。 （3）轴上零件装配、拆卸工艺性方面错误 1）右轴承的右侧轴上应有工艺轴肩，轴承装拆路线长（精加工面长），装拆困难。 2）套筒径向尺寸过大，右轴承拆卸困难。 3）因轴肩过高，右轴承拆卸困难 4）齿轮与轴联接的键过长，套筒和轴承不能安装到位。 （4）轴上零件定位可靠方面错误 1）轴右端的联轴器没有轴向定位，位置不确定。 2）齿轮轴向定位不可靠，应使轴头长度短于轮毂长度。 3）齿轮与轴联接键的长度过大，套筒顶不住齿轮。 （5）加工工艺性方面错误 1）两侧轴承端盖处箱体上没有凸台，加工面与非加工面没有分开。 2）轴上有两个键，两个键槽不在同一母线上。 3）联轴器轮毂上的键槽没开通，且深度不够，联轴器无法安装。 （6）润滑、密封方面错误 1）右轴承端盖与轴间没有密封措施。 2）轴承用脂润滑，轴承处没有挡油环，润滑脂容易流失。 改进后如图所示。
《创意组合式轴系结构设计》 实习指导书 班级： 姓名： 学号： 兰州工业学院 机电工程学院实验中心
组合式轴系结构设计与分析 1、本实验箱专为机械设计(机械零件)课程开设“轴系结构设计与分析”实验而研制的实验新设备。 实验的基本目的、内容及采用本实验箱的实验方法如表1所示。 表1 实验目的、内容特点及适用对象 2、实验箱按照组合设计法，采用较少的零件，可以组合出尽可能多的轴系部件，以满足两项实验的要求。实验箱内有齿轮类、轴类、套筒类、端盖类、支座类、轴承类及联接件类等8类50多种零件，其明细表如表2所示。 3、为方便使用，实验箱内附有以下参考资料 (1)、实验指导书2份。 (2)、用实验箱内零件组合的典型轴系结构图示例(未注尺寸)。 表2 箱内零件明细表
〔附件〕 实验Ⅰ轴系结构设计 一、实习目的 熟悉并掌握轴系结构设计中有关轴的结构设计、滚动轴承组合设计的基本方法。 二、实习设备 1、组合式轴系结构设计分析实验箱。 实验箱提供能进行减速器圆柱齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计实验的全套零件。 2、测量及绘图工具 300mm钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板等。 三、实习内容与要求 1、指导教师根据下表选择性安排每组的实验内容(实验题号)
2、进行轴的结构设计与滚动轴承组合设计 每组学生根据实验题号的要求，进行轴系结构设计，解决轴承类型选择，轴上零件定位固定轴承安装与调节、润滑及密封等问题。 3、绘制轴系结构装配图 4、每人编写实验报告一份 四、实习步骤 1、明确实验内容，理解设计要求; 2、复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法(参看数材有关章节); 3、构思轴系结构方案 (1)根据齿轮类型选择滚动轴承型号; (2)确定支承轴向固定方式(两端固定:一端固定、一端游动); (3)根据齿轮圆周速度(高、中、低)确定轴承润滑方式(脂润滑、油润滑); (4)选择端盖形式(凸缘式、嵌入式)并考虑透盖处密封方式(毡圈、皮碗、油沟); (5)考虑轴上零件的定位与固定，轴承间隙调整等问题; (6)绘制轴系结构方案示意图 4、组装轴系部件 根据轴系结构方案，从实验箱中选取合适零件并组装成轴系部件、检查所设计组装的轴系结构是否正确。 5、绘制轴系结构草图。 6、测量零件结构尺寸(支座不用测量)，并作好记录。 7、将所有零件放入实验箱内的规定位置，交还所借工具。 8、根据结构草图及测量数据，在3号图纸上用1:1比例绘制轴系结构装配图，要求装配关系表示正确，注明必要尺寸(如交承跨距、齿轮直径与宽度、主要配合尺寸)，填写标题栏和明细表。 9、写出实验报告。 轴系结构设计实验报告 一、实习目的 二、实习内容 实验题号 已知条件 三、实习结果 1、轴系结构装配图(附3号图) 2、轴系结构设计说明(说明轴上零件的定位固定，滚动轴承的安装、调整、润滑与密封方法)