轴系的组合结构设计

轴系结构组合设计Ⅰ. 简要说明Ⅱ. 实验指导书Ⅲ. 实验报告Ⅰ. 简要说明技能楼9509实验室在2010年10月间购进了两箱组合轴系结构设计实验箱，该实验箱可开设轴系结构设计和轴系结构分析两大实验功能。

实验箱由8类40种120件零件组成，内有齿轮轴、蜗杆轴和不同结构形状的阶梯轴等轴类零件，齿轮、带轮、联轴器、轴承座、端盖、套杯、套筒等轴上零件，轴承、圆螺母、轴端挡圈、止动垫圈、轴用弹性挡圈、螺钉、螺母等标准件，连接件、支承座类等零件，零件材料为全铝合金，加工精密。

实验零件能方便地组合出数十种轴系结构方案，具有内容多样的特点，每一实验箱可供4-6人使用。

实验箱与实验指导书和折装工具可开设轴系机构创意设计实验，轴系机构模拟设计实验，轴系机构分析实验，轴系零件测绘实验等实验课程，对培养学生的机械设计能力将有明显的提高。

以下是使用实验零件组合成的轴系结构示例：Ⅱ. 实验指导书【机械设计基础实验】实验四：轴系结构组合设计一．实验目的1．熟悉和掌握轴的结构与其设计，弄懂轴及轴上零件的结构形状及功能、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。

3．熟悉和掌握轴系结构设计的要求与常用轴系结构。

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．实验原理任何回转机械都具有轴系结构，因而轴系结构设计是机器设计中最丰富、最需具有创新意识的内容之一，轴系性能的优劣直接决定了机器的性能与使用寿命。

由于轴承的类型很多，轴上零件的定位与固定方式多样，具体轴系的种类很多。

概括起来主要有：(1)两端单向固定结构；(2)一端双向固定、一端游动结构；(3)两端游动结构(一般用于人字齿轮传动中的一根轴系结构设计)。

如何根据轴的回转转速、轴上零件的受力情况，决定轴承的类型；再根据机器的工作环境决定轴系的总体结构；轴上零件的轴向定位与固定、周向的固定来设计机器的轴系，是机器设计的重要环节。

为了设计出适合于机器的轴系，有必要熟悉常见的轴系结构，在此基础上才能设计出正确的轴系结构，为机器的正确设计提供核心的技术支持。

一、概述 (2)1、任务来源 (3)2、技术要求 (3)二、结构参数设计 (3)1、受力分析及轴尺寸设计 (11)2、轴承选型设计、寿命计算 (11)3、轴承结构设计 (12)三、精度设计 (12)轴颈轴承配合 (12)四、总结 (13)Harbin Institute of Technology课程设计说明书课程名称：机械设计设计题目：轴系部件设计院系：航天学院自动化班级：11104104设计者：学号：1110410420指导教师：设计时间：2013年12月10日哈尔滨工业大学机械设计作业任务书一、概述1、任务来源：老师布置的大作业课题：轴系的组合结构设计。

2、题目技术要求：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，它们的大小如图所示。

设圆轴的许用应力[]=80MPa，轴的转速n=960r/min，带轮宽b=60mm，寿命为50000小时。

设计要求：1.按强度条件求轴所需要的最小直径；2.选择轴承的型号（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）5.设计说明书1份二、结构参数设计1选择材料，确定许用应力通过已知条件和查阅相关的设计手册得知，该传动机所传递的功率属于中小型功率。

因此轴所承受的扭矩不大。

故选45号钢，并进行调质处理。

2按扭转强度估算轴径对于转轴，按扭转强度初算直径：3min d mP Cn ≥ 其中2P ——轴传递的功率，η=⨯=⨯=3.70.96 3.55m P P kW m n ——轴的转速，r/min912285/min 3.2m n r == C ——由许用扭转剪应力确定的系数。

查表10.2得C=106～118，考虑轴端弯矩比转矩小，取C=106。

≥=⨯=33min 3.55d 10624.57285mPCmm n 由于考虑到轴的最小直径处要安装大带轮，会有键槽存在，故将其扩大5%，得 min d 1.0525.8k d mm ≥⨯=，按标准GB2822-81的10R 圆整后取130d mm =。

机械设计中轴系的结构方案设计机械设计中轴系的结构方案设计在机械设备制造过程中，轴是关键的零部件之一，它不仅支撑着轴上零件、传递运动与动力的重要部件，也在非常大的程度上影响着机器设备的工作能力与工作质量。

如果轴失效，便有可能产生严重的后果，所以轴的设计至关重要。

以下是小编整理的机械设计中轴系的结构方案设计，欢迎阅读。

设计过程：轴系结构的设计没有固定的标准，它根据轴上载荷方向、大小与分布情况，轴上零部件的布置与固定方法，及轴的加工与装配方法等进行灵活决定的，以轴上零部件装拆方便、固定牢靠、定位准确等来衡量轴结构的设计好坏。

因此在设计轴的结构时，一般可以先拟定好几种不同方案通过相互比较后再加以取舍。

轴的结构设计应包括定出轴的合理外形与全部尺寸。

在满足刚度、强度与装配、加工等要求的条件下，轴的结构应该设计的越简单越好。

轴的结构取决于：轴在机器中安装的位置以及形式;轴上安装零部件的类型、数量、尺寸以及联接方法;载荷的性质、方向、大小及分布情况;轴加工的工艺等。

轴系是没有标准结构形式的，设计时一定要针对不同情况而进行具体的分析。

但是，无论何种具体的条件，轴的结构都应该满足：轴及装在轴上的零部件要有精准的工作位置;轴上的零部件应该便于装拆与调整;轴应该具有良好的制造工艺性能等。

（一）拟定轴上零部件的装配方案所谓的装配方案，就是指预定出轴上的主要零部件的装配方向、顺序以及相互关系。

进行轴的结构设计的前提条件便是拟定轴上零部件的装配方案，它确定了轴的基本形式。

在拟定装配方案时，原则上应设计几个方案，然后进行分析比较后再进行选择。

（二）轴上零件的定位一般为了防止轴上零部件受力时发生沿轴向或者周向的相对运动，轴上零部件除了要有空转或游动的要求外，都需要进行轴向以及周向定位，用以保证工作位置的准确性。

1.零件在轴上的轴向定位轴上零部件的轴向定位一般是以套筒、轴肩、圆螺母、轴端挡圈以及轴承端盖等来确保的。

零部件在轴上的轴向定位方法，主要是取决于它所到的受轴向力大小。

轴系结构组合设计
一． 实验目的
法。

二． 实验设备
12自备） 三． 实验内容
1容（实验题号）2型，等问题。

3 （1 （2）确定轴的支承的轴向固定方式（如：两端单向固定；一端固定，一端游
动；两端游动等）；
（3）根据轴承内径和轴的转速确定轴承的润滑方式（脂润滑或油润滑）； （4）选择轴承端盖形式（凸缘式、嵌入式），并考虑透盖处密封方式（毡圈、
橡胶圈、皮碗、油沟等）；
（5）考虑轴上零件的定位与固定；轴承的固定、装拆、间隙调整等问题； （6）绘制轴系结构设计方案示意图。

4．根据轴系结构设计方案，从实验箱中选取合适的零件组装轴系部件。

5．根据所组装的轴系部件绘制轴系结构草图。

6．测量轴系各零部件及结构尺寸，并作好记录。

7．将所有零件放入实验箱内（要求能够盖好箱盖），交还所借工具。

1． 按结构草图及测量数据，在4# 图纸上按1:1比例绘制轴系结构装配图，标注主要的结构尺寸和配合尺寸，填写标题栏和零件明细表。

五．实验报告
每人编写实验报告一份，格式自定，内容包括：①实验目的、实验题号、已知条件；②附轴系结构装配图（4#图纸）③设计说明（说明轴系各零件定位固定、安装调整、润滑密封的方法及设计依据）。

轴系部件结构设计本文介绍了轴系部件结构设计的重要性，以及本文的目的和结构安排。

轴系部件结构设计是机械工程领域中重要的设计任务之一。

轴系部件是指连接和传递动力的轴、轴承、联轴器等部件。

它们的结构设计直接影响到机械设备的性能、寿命和可靠性。

良好的轴系部件结构设计能够保证机械设备的正常运转。

首先，合理设计的轴可以实现传递动力和承载负荷的功能；其次，优化设计的轴承能够减少能量损失和机械设备的故障率；还有，恰当选择的联轴器可以实现动力传递的可靠性和高效性。

本文的目的在于深入探讨轴系部件结构设计的关键要素和原则，并提供相关的设计指导。

首先，我们将介绍轴系部件结构设计的基本原则和考虑因素；然后，我们将详细讨论轴的设计要点和注意事项；接着，我们将重点介绍轴承的选择和安装方法；最后，我们将讨论联轴器的选型和安装步骤。

通过阅读本文，读者将了解到轴系部件结构设计的重要性，并可以获得实用的设计指导，以提升机械设备的性能和可靠性。

参考文献请注意，本文引言部分未引用任何内容，其信息为创造性生成）本部分将介绍轴系部件的不同分类和各自的功能。

轴系部件包括轴承、齿轮、连接件等，它们在机械系统中起着重要的作用。

1.轴承轴承是轴系部件中的重要组成部分，它用于支撑轴的旋转运动并减少摩擦。

根据结构和用途的不同，轴承可以分为滚动轴承和滑动轴承。

滚动轴承采用滚动体（如球、柱体、圆锥体）和轴承座的结构，适用于高速转动、小摩擦、高精度要求的场景。

滑动轴承则采用润滑剂在轴和轴承之间形成薄膜，减少摩擦力，适用于低速大负荷的场景。

2.齿轮齿轮是一种通过齿的啮合传递力和运动的机构，常用于机械传动系统中。

齿轮根据齿的形状和用途可以分为直齿轮、斜齿轮、蜗杆齿轮等。

直齿轮是最常见的齿轮形式，它的齿面与轴线平行，适用于传递旋转运动和转矩的工况。

斜齿轮的齿面与轴线倾斜，可以传递更大的力和转矩。

蜗杆齿轮用于角度传动，具有较高的传动比和安全性。

3.连接件连接件用于连接轴系部件和其他机械部件，保证它们协同工作。

组合轴系结构设计实验报告组合轴系结构设计实验报告1. 引言轴系结构是现代机械构件的重要部件之一，其设计及优化对于机械系统的性能具有重要影响。

本实验旨在通过设计一个组合轴系结构，并使用相关的材料和工艺对其进行制造，以验证设计的可行性和性能。

2. 材料与工艺在本实验中，我们选用了常用的金属材料，如钢、铝等，来设计制造组合轴系结构。

在材料选择时，需要考虑其强度、刚度和耐磨性等因素。

同时，还需要根据轴系结构的具体应用场景选择适当的工艺，如铸造、锻造、机械加工等。

3. 设计理论轴系结构的设计需要根据具体的工作条件和要求进行，其中重要的参数包括轴系的长度、直径、轴承位置和轴向负载等。

在设计过程中，需要考虑轴系的强度、刚度、动态平衡和振动等方面的要求，以确保轴系在工作过程中的可靠性和稳定性。

4. 结构设计根据设计理论和要求，我们设计了一个由多个轴段组成的组合轴系结构。

在整个结构中，每个轴段都承受一部分轴向负载，并通过轴承来支撑和滚动。

在轴段之间，使用套筒或键连接将它们固定在一起，以实现轴的整体工作。

此外，还需要设计适当的轴承密封装置和润滑系统，以确保轴承的正常工作和使用寿命。

5. 制造与装配在轴系结构的制造过程中，需要先按照设计要求加工轴段和连接件，然后通过焊接、铆接或螺栓连接等方式将它们装配在一起。

在整个制造过程中，需要确保制造的精度和质量，以保证组合轴系结构的可靠性和性能。

6. 实验验证为验证设计的可行性和性能，我们通过在实验台架上进行转速和负载实验来测试组合轴系结构的性能。

在实验过程中，我们记录了轴系的转速、振动和轴承温度等参数，并进行了数据分析和比较。

7. 结果与讨论根据实验结果，我们发现设计的组合轴系结构能够在设计要求的转速和负载下正常工作，并且具有较低的振动和温升。

在测试过程中，没有出现明显的故障和失效现象。

通过对实验数据的分析，我们可以进一步优化设计，并针对实际应用需求进行改进和调整。

8. 总结通过本实验，我们成功设计制造了一个组合轴系结构，并通过实验验证了其可行性和性能。

概述轴系的结构方案设计轴系的结构方案设计和机器的整体质量息息相关，一旦发生轴失效，将导致严重后果。

轴系的结构方案设计和一般零部件的设计存在很大的差异，不仅包括强度设计，还包括结构设计。

1 基于功能元的结构方案设计分析机械产品概念设计内容主要包括下列三个部分：功能抽象化、功能分解、功能结构图设计。

机器可被视作一个大系统，在这个系统中，各种零件按照某种关系组合在一起，以满足客户的特定需求，其基本功能要素如下：（1）轴承集——支撑功能的功能元；（2）齿轮副集——传递运动的功能元；（3）螺栓集——紧固功能元。

在每一类功能元中，又可根据功能特性的差异而做进一步的细分。

以图1所示的单级减速器为例，扭矩通过轴、键、齿轮、轴承、轴承座进行传递，力的传递过程可以用图2表示。

2 轴系主要功能元的特征属性分析2.1 轴的属性轴发挥着支撑以及传递转矩的功能，其决定性能的因素主要有两个：一是刚度，二是强度。

在轴的设计过程中，不仅要以工作能力准则为基础，而且要兼顾如下要求：（1）轴向定位方法的运用；（2）周向固定轴上的各类零件，使其符合转矩传递的要求；（3）轴和其他部分存在相对滑动的表面要具有良好的耐磨性；（4）符合实际工艺生产要求。

2.2 传动类结构功能元两轴间的运动通常依靠齿轮传动来完成。

齿轮传动不仅效率高，而且持续稳定，因而具有很强的适应性。

齿轮副有以下分类：（1）平面齿轮——直齿/斜齿圆柱齿轮传动；（2）空间齿轮——传递相交轴/交错轴运动。

结合齿轮的特点及使用条件，采用功能元划分的方法将齿轮副的十大特征总结如下：（1）传动比；（2）传动平稳性；（3）传动效率；（4）耐磨性；（5）结构紧凑性；（6）轴向力；（7）承载能力；（8）转速要求；（9）两轴线方向；（10）制造成本。

2.3 支撑类结构功能元在机器中，轴承装置是一种应用广泛且相当关键的部件，其设计质量关系着机器是否能够正常运转。

轴承装置的设计涉及多种知识与技术，表现出了一定的复杂性和灵活性。

组合轴系结构设计实验报告
一、实验目的
本实验旨在通过实践操作，了解组合轴系结构设计的基本原理和实现方法。

具体而言，包括设计轴系结构的基本要素、确定轴系结构设计方案的基本步骤、使用主流软件进行轴系仿真分析和优化设计等。

二、实验内容
1. 组合轴系结构的基本要素
轴系结构通常由传动轴、负载轴、轴承和连接件等多个元素组成。

在组合轴系结构设计中，需要根据具体需求选择适合的轴承和连接件，确定传动轴和负载轴的位置和朝向，以及确定其他设计参数。

2. 确定轴系结构设计方案的基本步骤
轴系结构设计的基本步骤包括需求分析、方案制定、实现设计和方案评估等。

具体而言，需要分析用户需求，制定设计目标；研究各种轴系结构设计方案，并根据实际情况进行合理选择；选用合适的软件模拟轴系结构，进行验证和优化设计；最终评估所得轴系结构的性能指标，以实现设计目标。

3. 使用主流软件进行轴系仿真分析和优化设计
主流的轴系仿真分析和优化设计软件包括ANSYS、ADAMS、Pro/Engineer等。

通过这些软件，可以进行静态仿真、动态仿
真等多种分析，从而提高轴系结构的可靠性和工作效率。

三、实验结果
通过本次实验，我了解了组合轴系结构设计的主要内容和流程，学到了如何使用软件进行轴系仿真分析和优化设计。

此外，我还为轴系结构的设计和分析方法增加了一些自己的思考和理解，使自己更加深入地理解了轴系结构的本质和意义。

四、实验结论
组合轴系结构设计是一项基本而又重要的机械设计技术，需要深入学习和实践才能掌握。

在今后的学习和工作中，我将继续加深对轴系结构设计的理解和研究，将知识应用到实际生产和工程实践中，为实现工程发展做出贡献。

组合轴系结构设计实验设计性实验组合轴系结构设计实验（设计性实验）一、实验目的：1.了解轴和轴承部件结构。

2.掌握不同转速、载荷、的传动零件轴系结构的设计方法。

3.加深理解轴上零件的安装固定润滑密封的各种方法。

二、实验设备：组合式轴系结构设计实验箱本实验箱内共有传动零件、连接零件、密封件、润滑零件、轴承等8类40种100多件零件。

具体见下表：序号零件名称数量序号零件名称数量序号零件名称数量1支撑座（大小）412轴承204623嵌入透盖12支撑座（带槽）213轴承7204424嵌入闷盖13底板114键（长）125垫圈（大、小）124直齿轮115键（短）126孔用挡圈15斜齿轮116油环（Ф39）127压套16伞齿轮117油环（Ф46）528隔套17伞齿轮轴118套杯Ⅰ129圆螺母18蜗杆轴119套杯Ⅱ230止松卡环19圆柱齿轮轴120轴套131六角螺栓410延伸轴121透盖132六角螺母411长轴122闷盖133T型螺栓4三、实验步骤：1.根据实验指导书上提供的原始条件（如齿轮类型、载荷、转速、结构要求等）、自行选择合适的传动零件。

2.根据轴系结构设计的思路进行模拟设计及装配。

①确定传动零件的轴上固定方法、支撑方式、润滑方式。

②根据设计思路选择合适的零件组装成轴系结构。

50③将组装好的轴系结构交指导老师检查。

3.在装配好的基础上绘制出轴系部件装配图。

(至少完成五种组合轴系结构图)四、实验内容、原始条件：载荷性质圆周速度单级传动比结构要求轻载v8m/s4方案种类两个重载V=25~506传动平稳无噪音方案种类两个重载V=25~502~5相交轴传动、方案种类两个中载V=4~1010~40大支点*该实验为考核性实验，要求学生在规定的时间内自行完成实验内容要求，方法步骤自定。

五、实验结果分析讨论1.轴作成阶梯形状的目的主要是和。

2.轴外伸端轴承内圈的轴向定位方法有、外圈轴向定位方法有，他与轴采用配合。

3.轴承型号7204属于类型，轴承周向定位方法是，它采用作润滑剂，其密封方式是，轴承轴向间隙用调整。

9—3 滚动轴承轴系结构设计滚动轴承轴系的结构设计，主要是解决轴承在机器中的固定、调整、预紧、配合、装拆、润滑与密封等问题。

一、支承部分的刚度和同轴度轴承在载荷的作用下应具有一定的旋转精度和寿命，这就要求轴承以及与轴承相配的轴、轴承座或箱体都应具有足够的刚度。

一般外壳及轴承座孔壁均应有足够的厚度，壁板上的轴承座的悬臂应尽可能地缩短，并用加强筋来增强支承部位的刚度 ( 图 9 － 12) 。

如果外壳是用轻合金或非金属制成的，安装轴承处应采用钢或铸铁制的套杯 ( 图 9 － 13) 。

对于一根轴上两个支承的座孔，必须尽可能地保持同心，以免轴承内外圈间产生过大的偏斜。

最好的办法是采用整体结构的外壳，并把安装轴承的两个孔一次镗出。

如在一根轴上装有不同尺寸的轴承时，外壳上的轴承孔仍应一次镗出，这时可利用衬筒来安装尺寸较小的轴承。

当两个轴承孔分在两个外壳上时，则应把两个外壳组合在一起进行镗孔。

图 9—12 用加强筋增强轴承座孔刚度图 9—13 利用套杯安装轴承二、滚动轴承的轴向固定滚动轴承的轴向固定，包括轴承外圈与机座的固定和轴承内圈与轴的固定。

对这两种固定的要求取决于轴系 ( 轴、轴上零件、轴承与机座的组合 ) 的使用和布置情况。

一方面，轴和轴承相对于机座应有确定的位置，以保证轴上零件能正常地传递力和运动；另一方面，由于工作中轴和机座的温度不相等 ( 通常轴的温度高于机座的温度 ) ，而温差可能产生较大的温度应力。

为保证轴系中不致产生过大的温度应力，应在适当的部位设置足够大的间隙，使轴可以自由伸缩。

常见的滚动轴承的轴向固定形式有如下几种。

1 . 两端固定支承如图 9 － 14 所示，轴两端的轴承各限制轴在一个方向的轴向移动，合起来就限制轴的双向移动。

为补偿轴的受热伸长，轴承盖与外圈端面之间应留有 0.25 ～0.4mm 的补偿间隙 c （图 9 — 14b ）。

间隙值可用改变轴承盖和箱体之间的垫片厚度进行调整。

组合式轴系结构设计实验综述报告本文阐述了组合式轴系结构设计的实验目的、实验项目、实验内容及实验步骤。

组合轴系结构设计实验为学生提供了多种结构设计方案，通过多样化的设计方案的实验实训，可以提高学生的动手能力，激发学生的创新意识。

标签：组合式轴系结构；结构设计方案；创新意识1. 实验介绍轴系结构设计是《机械设计》和《机械设计基础》等课程的拓展性实验，轴系结构设计实验涉及的内容较多，设计方案也呈多样化。

学生通过轴系结构设计实验的训练，不但可以增强对轴系零件的感性认识，提高动手能力，还能促进学生更加深入的理解轴系结构设计的要领，达到提高结构创新能力的目的。

2. 实验目的[1] 掌握轴系结构的组成及其设计步骤。

[2] 掌握轴系零部件的定位和固定方法，了解轴与各零件的配合位置。

[3] 了解各类轴承的特性，掌握轴承组合设计的方法。

3. 实验项目[1] 轴系结构的拆装与结构分析。

[2] 轴承组合设计实验。

4. 实验设备与工具[1] 实验设备组合式轴系结构试验箱如图1所示，箱体内有56种168件零部件，可以组合成多种轴系结构方案。

[2] 实验工具双头扳手、挡圈钳、螺丝刀，200mm游标卡尺，内外卡钳，学生自备铅笔和三角板。

5. 实验内容轴系结构设计实验为学生提供了多种结构设计方案，学生自己选定方案后，可以通过结构图确定轴上的零部件种类、所用轴承的类型以及组合方式等，進一步可以确定润滑、密封方式，最终确定各零部件的轴向和周向固定方法。

6. 实验步骤轴系结构设计实验步骤如下：[1] 首先根据齿轮的类型，确定有无轴向力，然后选择滚动轴承的类型。

[2] 确定轴系支承的轴向固定方式以及轴承的正反装方式。

[3] 根据齿轮的圆周速度确定轴承的润滑方式及油环种类。

[4] 选择端盖并考虑透盖端的密封方式，轴的支座及套杯方式。

[5] 绘制轴系结构设计方案示意图。

[6] 根据轴系结构设计示意图，在实验箱中选取零件组装成轴系。

[7] 检查所组装轴系的正确性，并测量组装的轴系结构尺寸。