轴系结构设计与分析实验报告

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轴系结构设计与分析实验报告

一、 实验目的

1)

深入了解轴系部件的结构形式、轴上零件的结构形状、工业要求装配关系及其作用；

2) 熟悉掌握轴、轴上零件的固定（周向固定、轴向固定）及定位方法；

3) 了解轴承的类型、布置安装及密封方式调整方法。

二、实验结果

1）绘制直齿圆柱齿轮轴系结构装配简图（轴系7）

a) 该轴系所选择的轴承类型是 调心球轴承 轴承的润滑方式为 油 润滑，采用

皮碗 密封；适用于 重（冲击载荷） （重、中等、轻）载荷 高 速度的场合。

b) 说明齿轮如何实现轴向固定、周向固定；

齿轮9：由于齿轮与轴的径向尺寸相差不大，故采用一体化固接方式。

轴承8：外圈与轴端密封压盖2、内圈与轴肩实现轴向固定；内圈与轴的配合、外圈与轴承座的配合实现周向固定。

轴承8：外圈与端盖13、内圈与轴肩实现轴向固定；内圈与轴的配合、外圈与轴承座的配合实现周向固定。

结构15:紧定螺钉11联接同时实现轴向固定与周向固定。

c) 该轴系能否承受轴向载荷如果能在图中标出该轴系能承受的轴向载荷的方向；如果有轴向载荷，该轴向载荷能否很大

调心球轴承主要承受径向载荷，也可承受不大的、任意方向的轴向载荷。

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轴向载荷会使滚子变成单列，影响轴承寿命，因此轴向载荷不能过大，或应尽量避免轴向载荷。

d) 该轴系结构如何对轴上零件进行轴向调整

旋转螺旋结构15使轴移动从而产生轴向运动，从而对轴上零件进行轴向调整。

1 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； 2 4. 通过分析并测绘轴系部件，根据装配关系和结构特点画出轴系结构装配图。

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：

联系电话: 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。

轴系结构设计与搭接实验

精41班 钟金凤 2004010476

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、主要的实验设备

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、实验题目

单级齿轮减速器输入轴轴系结构（方案1-3）

四、实验要求

1． 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初步设计轴系结构装配图。

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． 根据所绘制的装配图在实验室实际操作完成轴系搭接实验。

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． 课后根据实验修改方案画出正确装配图。

五、草图及装配图（见附图）

六、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？对轴各段的过渡部分和轴肩结构有何要求？

答：（１）中间大两头小便于向轴上安装齿轮、套筒、轴承等零件，否则无法装入。同时，中间大两头小的阶梯状形成的突台可用来固定轴上零件（如轴承、套筒等），若非阶梯状则无法固定。阶梯轴可使轴上强度相近，提高了承载能力且便于加工。

（２）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，联接轴颈和轴头的轴段称为轴身。轴颈和轴头的直径是由配合零件的内径确定，长度由零件的宽度决定，可能比零件宽度稍长或稍短（视情况而定）。轴身主要作用为连接和定位，其尺寸根据情况灵活选择。