隔震结构工程设计
1工程概况
某商业办公楼，地上6层，首层5.1m,其余层高度皆为3.6m，总高24.6m，隔震支座设置于基础顶部。上部结构为钢框架结构，楼盖为普通梁板体系，基础采用独立基础。丙类建筑，设防烈度7度，设计基本加速度0.15g，场地类别Ⅱ类，地震分组第一组，不考虑近场影响。
表1.1 上部结构重量及侧移刚度
侧移刚度KN/m815796796796796796
2 初步设计
2.1是否采用隔震方案
(1)不隔震时，该建筑物的基本周期为0.45s，小于1.0s。
(2)该建筑物总高度为24.6m，层数6层，符合《建筑抗震设计规范》的有关规定。
(3)建筑场地为Ⅱ类场地，无液化。
(4)风荷载和其他非地震作用的水平荷载未超过结构总重力的10%。
以上几条均满足规范中关于建筑物采用隔震方案的规定。
2.2确定隔震层的位置
隔震层设在基础顶部，橡胶隔震支座设置在受力较大的位置，其规格、数量和分布根据竖向承载力、侧向刚度和阻尼的要求通过计算确定。隔震层在罕遇地震下应保持稳定，不宜出现不可恢复的变形。隔震层橡胶支座在罕遇地震作用下，不宜出现拉应力。
2.3隔震层上部重力设计
上部总重力为如表1.1所示。
3 隔震支座的选型和布置
确定目标水平向减震系数为0.50，进行上部结构的设计，并计算出每个支座上的轴向力。根据抗震规范相应要求，丙类建筑隔震支座平均应力限制不应大于15MPa，由此确定每个支座的直径（隔震装置平面布置图如图1.1所示，即各柱底部分别安置橡胶支座）。
隔震支座布置图1.1 图确定轴向力3.1．
?GF?=19261kN
竖向地震作用vevk kNN84679?竖向地震作用??活载）
?1.31?.2?(恒载?0.5柱底轴力设计kNN2057.92?中柱柱底轴力
中kNN1884.86?边柱柱底轴力边．2确定隔震支座类型及数目3，共20个。中柱支座：LRB600型，竖向承载力2673KN ，共20个。边柱支座：LRB600型，竖向
承载力2673KN 其支座型号及参数如表3.1。
表3.1 隔震支座参数
?水平向减震系数的计算4
的水平刚度和等效粘滞阻尼比。多遇地震时，采用隔震支座剪切变形为50% 由式
?kNmmKK/?83.68092??40?2.jh由式
?K?292092?0..40?2jj?2920?.??。eg
K83.68h由式G??1.27S?5T?5?0.T?24?2.0s。g1Kg h??.050eg??1??0.57 2?7.06?10.eg??050.eg??0.9??0.78?5?.50eg由式 ?0.9???0.37?)0(T/T).5?2T(/T gg210即水平向减震系数满足预期效果。
5 上部结构计算
5.1水平地震作用标准值
?0.9T??40.0??g?????216.24?0.0??1.0????非隔震结构水平地震影响系数?? max20450T.????1由式
??G?0.37?0.216?25317.8F??2023.4kN eqek05.2隔震层分布的层间剪力标准值由式
G i F?F(i?1,2 ,n)ekin?G i1?i
5.1。计算层间剪力标准值,其结果见表 5.1上部结构层间剪力标准值表
/kN i
上部结构层间位移角5.3上部结构层间位移角表5.2
由表5.2可知，上部结构满足抗震设计要求。
6 隔震层水平位移验算
罕遇地震时，采用隔震支座剪切变形不小于250%时的剪切刚度和等效粘滞阻尼比。e计算隔震层偏心距6.1e=0。本结构和隔震装置对称布置，偏心距
6.2隔震层质心处的水平位移计算
T?0.4s。根据场地条件，特征周期为g由式
?KkNmmK/50440??53.?1.216?jh由式
?K?131?0.40?1.216jj?131.???0eg
K504.53h由式G???T21.66s
1Kg h??050.0.05?0.131eg??1.??171??0
2?71.01.7?0.131.06??0.06eg??.050131.?00.05eg??0.9??0?.830.9?
?513150.5??0.?0.5eg??1.20。设防烈度7度(0.15g)罕遇地震下
max?83.0T??0.4??g????????0.71?1(?).20?0.261????max21eq66T.1????1由式???)G(eqs1?u0.179m?179?mm c K h水平位移验算（验算最不利支座）6.3．
??1.15。本工程隔震层无偏心，对边支座i由式
?u?1.15?179mm?205.?u85mm cii???220mmu LRB600 验算支座i u?205.85mm?[u]?220mm ii故支座变形满足要求。
轴系结构设计实验报告 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）： 直齿圆柱齿轮、圆锥滚子轴承、阶梯轴、载荷变动小、传动平稳 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：圆锥滚子轴承选择依据：能承受径向和轴向方向的力
（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：两端固定选择依据：传动平稳 （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：油润滑选择依据：齿轮圆周速度中低 （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：毡圈、端盖凸缘式选择依据：更好的密封轴肩 （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：定位的话可以用轴肩、端盖、套筒、挡圈，圆螺母。 选择依据：用外力对零件进行约束，使零件在轴向无法产生相对位移。 （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、测量零件结构尺寸（支座不用测量），并作好记录。 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。答：是。
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；
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。
建筑结构设计 一、选择题（每小题1分，共20分） 1、单层厂房下柱柱间支撑设置在伸缩缝区段的（ ）。 A 、两端，与上柱柱间支撑相对应的柱间 B 、中间，与屋盖横向支撑对应的柱间 C 、两端，与屋盖支撑横向水平支撑对应的柱间 D 、中间，与上柱柱间支撑相对应的柱间 2、在一般单阶柱的厂房中，柱的（ ）截面为内力组合的控制截面。 A 、上柱底部、下柱的底部与顶部 B 、上柱顶部、下柱的顶部与底部 C 、上柱顶部与底部、下柱的底部 D 、上柱顶部与底部、下柱顶部与底部 3、单层厂房柱牛腿的弯压破坏多发生在（ ）情况下。 A 、0.751.0 C 无论何时 q γ＝1.4 D 作用在挡土墙上q γ=1.4 12、与b ξξ≤意义相同的表达式为（）
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》)。
目录 隔震结构设计要点及流程---西昌彩云府隔震项目总结 (2) 一、隔震目标： (2) 二、隔震建筑要求： (2) 三、嵌固端： (2) 四、隔震层设计： (2) 1、隔震层层高： (2) 2、隔震层位置： (2) 3、隔震层结构体系： (3) 3、隔震层结构抗震等级： (3) 4、隔震支座类型： (4) 5、隔震支座设计： (4) 6、竖向隔震缝设计： (4) 6、上支蹲和下支蹲设计： (5) 7、隔震层的抗风验算： (6) 8、其他隔震措施： (6) 五、隔震层以上结构设计： (6) 1、隔震后地震作用的确定： (6) 2、隔震后抗震等级的确定： (6) 3、竖向地震作用： (7) 4、剪重比： (8) 5、计算模型： (8) 六、隔震层以下结构设计： (9) 1、计算模型： (9) 2、隔震层以下地面以上的结构的层间位移角： (9) 七、基础设计： (9) 1、计算模型： (10) 八、抗风设计： (10) 九、采取的加强和改进措施： (10)
十、隔震后楼梯和电梯设计： (11) 十一、隔震层建筑、机电专业做法 (13) 隔震结构设计要点及流程---西昌彩云府隔 震项目总结 一、隔震目标： 仅隔离水平地震，不隔离竖向地震。 通常采用隔震设计后，水平地震作用可以降低半度、1度、1度半。 根据以往大量隔震工程项目经验，场地条件较好，属于ⅠⅡ类场地，上部结构比较规则、质量和刚度分布均匀。层数6层及以下时，多采用框架结构，可以初步确定隔震目标为降低一度半；6~12层，位于高烈度区，一般会采用框剪结构或者剪力墙结构，可以初步确定隔震目标降低一度或者一度半以上；对于12~22层的隔震建筑，可以确定隔震目标降低一度。 具体隔震目标需计算确定。详下述。 二、隔震建筑要求： 建筑高宽比<4；建筑场地宜为ⅠⅡⅢ类。 对于剪力墙结构，结构周边要尽量少布置剪力墙，尽量降剪力墙布置在结构内部。 三、嵌固端： 通常取隔震层下面一层顶板为嵌固端 四、隔震层设计： 1、隔震层层高： 一般隔震层梁底到地面的净高不应小于600，建议不小于800，因此层高至少为“梁高+800”。 2、隔震层位置： A：有地下室结构，通常设置在地下室顶部设置一个隔震层
轴系结构设计与搭接实验 一、实验目的 1．了解机械传动装置中滚动轴承支承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承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承轴系结构中工艺性、标准化、轴系的润滑和密封等知识。 二、主要的实验设备 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、实验题目 1．单级齿轮减速器输入轴轴系结构 2．二级齿轮减速器输入轴轴系结构 3. 二级齿轮减速器中间轴轴系结构 4．锥齿轮减速器输入轴轴系结构 5．蜗杆减速器输入轴轴系结构 详见“轴系机构明细表” 四、实验要求 每位同学选择设计题目中一个轴系结构，根据该结构简图和搭接零件明细表设计轴系结构装配图（建议采用M=1：1比例，3#坐标纸，手绘）。 2．分析轴的各部分结构，形状，尺寸与轴的强度，刚度，加工，装配的关系。 3．分析轴上的零件的用途，定位及固定方式。 4．分析轴承类型，布置和轴承的固定，调整方式。 5．了解润滑及密封装置的类型，结构和特点。 6．携带所绘制的完整的装配图在实验室进行轴系搭接实验。 7．按照轴系结构模块的可行方案修改原设计，最终完成一个轴系结构的设计与搭接。 8．课后根据实验修改设计画出正确装配图。完成实验报告。 （注：装配图采用1：1比例，符合制图标准，标注主要零件的配合尺寸。） 五、思考题 为什么轴通常要做成中间大两头小的阶梯形状？如何区分轴的轴颈，轴头和轴身各轴段，对轴各段的过渡部分和轴肩结构有何要求？ 2．你设计的轴系中轴承采用什么类型？它们的布置和安装方式有何特点？实际当中选择的根据是什么？ 3．该轴系固定方式是用“两端固定”还是“一端固定，一端游动”？如何考虑轴的受热伸长问题？
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）
隔震结构工程设计 1工程概况 某商业办公楼，地上6层，首层5.1m,其余层高度皆为3.6m，总高24.6m，隔震支座设置于基础顶部。上部结构为钢框架结构，楼盖为普通梁板体系，基础采用独立基础。丙类建筑，设防烈度7度，设计基本加速度0.15g，场地类别Ⅱ类，地震分组第一组，不考虑近场影响。 表1.1 上部结构重量及侧移刚度 侧移刚度KN/m815796796796796796 2 初步设计 2.1是否采用隔震方案 (1)不隔震时，该建筑物的基本周期为0.45s，小于1.0s。 (2)该建筑物总高度为24.6m，层数6层，符合《建筑抗震设计规范》的有关规定。 (3)建筑场地为Ⅱ类场地，无液化。 (4)风荷载和其他非地震作用的水平荷载未超过结构总重力的10%。 以上几条均满足规范中关于建筑物采用隔震方案的规定。 2.2确定隔震层的位置 隔震层设在基础顶部，橡胶隔震支座设置在受力较大的位置，其规格、数量和分布根据竖向承载力、侧向刚度和阻尼的要求通过计算确定。隔震层在罕遇地震下应保持稳定，不宜出现不可恢复的变形。隔震层橡胶支座在罕遇地震作用下，不宜出现拉应力。 2.3隔震层上部重力设计 上部总重力为如表1.1所示。 3 隔震支座的选型和布置 确定目标水平向减震系数为0.50，进行上部结构的设计，并计算出每个支座上的轴向力。根据抗震规范相应要求，丙类建筑隔震支座平均应力限制不应大于15MPa，由此确定每个支座的直径（隔震装置平面布置图如图1.1所示，即各柱底部分别安置橡胶支座）。
隔震支座布置图1.1 图确定轴向力3.1． ?GF?=19261kN 竖向地震作用vevk kNN84679?竖向地震作用??活载） ?1.31?.2?(恒载?0.5柱底轴力设计kNN2057.92?中柱柱底轴力 中kNN1884.86?边柱柱底轴力边．2确定隔震支座类型及数目3，共20个。中柱支座：LRB600型，竖向承载力2673KN ，共20个。边柱支座：LRB600型，竖向 承载力2673KN 其支座型号及参数如表3.1。 表3.1 隔震支座参数 ?水平向减震系数的计算4 的水平刚度和等效粘滞阻尼比。多遇地震时，采用隔震支座剪切变形为50% 由式 ?kNmmKK/?83.68092??40?2.jh由式 ?K?292092?0..40?2jj?2920?.??。eg K83.68h由式G??1.27S?5T?5?0.T?24?2.0s。g1Kg h??.050eg??1??0.57 2?7.06?10.eg??050.eg??0.9??0.78?5?.50eg由式 ?0.9???0.37?)0(T/T).5?2T(/T gg210即水平向减震系数满足预期效果。
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：
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。
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。
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
南昌大学机械设计实验报告 学生姓名： ****** 学号：********** 专业班级： ********* 实验类型：□验证■综合□设计□创新实验日期：12年11月14日小组组员：***、****、*****、******* 实验成绩： 实验名称：组合轴系结构设计实验 实验目的：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。 实验内容: (1)指导教师根据实验箱中的说明书选择性安排每组的实验内容或 学生自主拟定实现轴系结构功能及其设计方案. (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、轴上类型定位、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)经指导教师检查后，再按拟定方案进行轴系结构的装配，并分 析及特点。 实验设备： （1）实验仪器设备：组合式轴系结构设计分析实验箱：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的全套零件。 （2）测量及绘图工具：钢皮尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角
板等。 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。 （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，从试验箱中选取合适零件并组装成轴系部件、检查所组装的轴系结构是否正确。 （5）绘制结构轴系草图。 （6）测量轴系结构尺寸（支座不用测量），并做好记录。 （7）将所有零件放入实验箱内的指定位臵，交还所借工具。 （8）根据结构草图及测量数据，在实验报告上按1:1比例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，填写标 题栏和明细表。 （9）写出实验报告。
隔震设计流程及 PKPM 建模 1 初定减震目标 隔震设计的第一步就是初定减震目标。如果当地的抗震设防烈度为 9度（0.4g ）, 考虑到场地条件好（T g 小）、上部结构规则、质量和刚度分布均匀（包括平面和立面）， 可以初步确定减震目标为降一度半，即上部结构要按照 7度（0.15g ）进行设计。这里 需要强调的是：一、当地的抗震设防烈度并没有降低；二、整个结构的抗震能力没有降 低, 相反结构的抗震能力大大提高了。那么，上部结构为什么按 7度（0.15g ）设计，而不 是按照9度（0.4g ）设计呢？因为采用了隔震技术，上部结构的地震作用减小到低 于或相 当于抗震设防烈度为7度（0.15g ）的水平。 2 确定隔震层位置 隔震层的位置要根据具体工程具体分析，目前多设置在基础顶和地下室柱顶，当然, 也有设置其他位置的。 3 上部结构设计 依据减震后的地震作用水平（如 7度（0.15g ） 注意几 个问题。 3.1 隔震设计一般原则 2）结构周边剪力墙要尽量少布置，尽量将剪力墙布置在结构内部，同时在 satwe 中验算罕遇地震时，尽量避免结构出现拉力。 3）如果隔震层做成转换层，隔震层的转换梁柱要尽量大，确保隔震层的刚度和承 载力，宜大于一般楼盖梁板的刚度和承载力。 4）转换层的柱子布置不宜过密，过密导致单个支座的压力变小，在罕遇地震下, 柱子容易出现拉应力，而隔震设计中拉力需要尽量避免，如果不能避免，拉力应在规范 ），进行上部结构设计。这里需要 1）高层建筑多采用剪力墙结构，在开始定方案时, 应注意结构的高宽比不宜过大, 对于9度地区，一般控制在3以内比较好，不宜超过 4。
实验报告 机械基础实验报告 项目名称：轴系结构设计拼装与测绘实验 项目类别：指导项目 课题类别：工程与技术科学 主持单位: 负责人: 专业： 联系:电子信箱: 导师: 职称： 立项时间： 开题时间: 结题时间： 一、实验名称：轴系结构设计拼装与测绘实验 二、实验目的：
1）熟悉并掌握轴的结构设计、滚动轴承组合设计的基本要求和方法； 2）通过组装测绘为正确设计轴系部件打下基础。 三、实验仪器及设备 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：（1）大直齿轮： （2）小斜齿轮： （3）圆锥滚子轴承： （4）轴承：
（5）轴承座： （6）轴承闷盖： （7）轴承透盖： （8）套筒：
（9）圆螺母： （10）轴端挡板： （11）螺栓、螺母： （12）平垫圈、弹簧垫圈： （13）十字沉头螺钉：
（14）挡圈、弹簧挡圈： （15）键： （16）：石棉密封垫： 3）工具：活扳手、游标卡尺、胀钳、钢板尺。 四、实验前准备 1）从轴系结构设计实验方案表（表33-1、表33-2、表33-3）中选择实验方案号。 2）根据实验方案规定的设计条件确定需要哪些轴上零件。 3）绘出轴系结构装配草图（参考教材有关章节），并注意以下几 点。 ①设计应满足轴的结构设计、轴承组合设计的基本要求，如轴
上零件的固定、装拆、轴承间隙的调整、密封、轴的结构工艺性等（暂不考虑润滑问题）。 ②标出每段轴的直径和长度，其余零件的尺寸可不标注。 五、实验步骤 1）选择fzx.0-30轴 2）将键fxz.0-26和键fzx.0-27分别嵌入相应的键槽中，敲紧、固定。3）将小斜齿轮和大直齿轮的槽孔分别对应轴上的键进行安装，固定。4）在小斜齿轮左边装上轴套fxz.0-24，再装入fzx.0-29轴承定位圈。5）将轴承隔套装在圆锥滚子轴承上，并将其套在轴承上，两个圆锥滚子轴承之间用调整垫隔开。 6）用fzx.0-31圆螺母将两圆锥滚子轴承固定在轴上，防止其松动、分离。 7）在大直齿轮的右边装上轴套fzx.0-25。 8）在轴最右端装上圆柱孔调心球轴承。 9）将轴端挡圈放在轴的最右端，并用十字槽头螺钉旋入轴孔，将轴端挡圈固定在轴上。 10）将要装轴承闷盖的底座固定在轴承座右端。将要装轴承透盖的底座放置在左端。 11）将轴承闷盖和轴承透盖用六角头螺栓固定在轴承底座上，轴承底座与轴承闷（透）之间加入石棉密封垫（六角头螺栓上分别加平垫圈、标准性弹簧垫圈）。 12)在右端底座的槽孔中放入弹簧挡圈（因轴承挡圈工艺误差而选用
建筑结构隔震设计指导 宋廷苏、管庆松 编写 王广宇 审核 云南震安减震技术有限公司 二零一二年四月
目录 一、前期咨询..........................................................- 1 - 二、建筑结构隔震设计..................................................- 2 - 1 隔震设计流程...................................................- 2 - 2 确定隔震层位置.................................................- 3 - 2.1 隔震层层高...............................................- 3 - 2.2 隔震层一般设置位置.......................................- 3 - 2.3 人防建筑隔震层设置位置...................................- 3 - 2.4 大底盘多塔结构隔震层设置位置.............................- 3 - 2.5 其他.....................................................- 4 - 3 初定隔震目标...................................................- 4 - 4 上部结构设计...................................................- 5 - 4.1 隔震设计一般原则.........................................- 5 - 4.2 结构模型底层柱下端改为铰接约束...........................- 6 - 4.3 竖向地震作用考虑.........................................- 7 - 4.4 最小层间剪力............................................- 12 - 4.5 底层柱弯矩放大系数......................................- 12 - 4.6 抗震措施................................................- 12 - 4.7 抗震构造措施............................................- 13 - 5 隔震层以下结构设计............................................- 14 - 6 基础设计......................................................- 14 - 三、隔震构造措施.....................................................- 14 - 四、鸣谢.............................................................- 30 - 五、参考资料和图集...................................................- 30 -
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？