轴系

轴系部件结构分析

知识要点

一、轴结构应满足的要求

(1)要装在轴上的零件，要能牢固而可靠地相对固定(轴向或周向固定)

(2)便于加工和减少应力集中

(3)轴上零件要便于装拆

二、分析结构的几个方面

其结构是否合理，主要考虑：

(1)轴上零件的轴向、周向固定；

(2)轴上零件的装拆；

(3)轴的加工工艺性和减少应力集中等。

(4)轴承和轴的外伸端；

三、分析结构的大致步骤：

(1)从整体上看懂图中轴系结构的组成，了解传动件、轴承、端盖、箱体等件的分布情况；

(2)按图从左到右(或从右到左)据轴结构的三个要求详细分析轴的各部分结构。

四、轴系结构常见错误

(1)与轴支撑的转动件相关的问题：

①轴上零件无双向轴向定位、固定。

②轴上零件无周向固定。。

(2)与轴承相关的问题：

①轴承要有双向轴向固定，并要能调整轴承游隙。

②定位轴承内圈的定位件（如轴肩轴环、轴套等）高度超过轴承内圈高度，不利于轴承装拆。

(3)与定位件相关的问题：

①用轴套定位时，装零件的轴段长度超过零件轮毂长。

②用轴端挡圈定位时，装零件的轴段长度超过零件轮毂长；少防松装置；

③用圆螺母定位时，螺纹大径超过零件的孔径；少退刀槽，少防松装置；

④键过长。有多处键联接时，键槽没有安排在同一直线上。

(4)与轴外伸端相关的问题：

①端盖与轴间无间隙，引起动、静件相碰。

②外伸端无密封。

(5)与工艺有关的问题：

①箱体、端盖、轴精加工面过大。

②轴直径不按中间大，两端小的结构安排，零件无法装拆；

③轴承用脂润滑时无挡油环；

④用6、7号轴承时，安装方向没相对应。

练习

1.下图为一输出轴的结构草图，要求轴上斜齿轮与轴向采用H7/r6配合，齿轮内孔径为￠65，宽度为80mm, 选用轴承内孔口圆角r1.5，内孔径为∮69mm，试回答下列问题；

轴系定位方式

轴系定位方式主要包括轴向定位和周向定位。

轴向定位是指确定轴上零件在轴线方向上的位置。常用的轴向定位方法有以下几种：

轴肩与轴环定位：这种方法方便可靠，不需要附加零件，能承受的轴向力大。然而，它会使轴径增大，阶梯处形成应力集中，阶梯过多将不利于加工。这种方法广泛用于各种轴上零件的定位。

套筒定位：这种方法可以简化轴的结构，减小应力集中，结构简单、定位可靠。它多用于轴上零件间距离较小的场合。

圆螺母定位：这种定位方式固定可靠，可以承受较大的轴向力，并能实现轴上零件的间隙调整。

弹性挡圈定位：紧定螺钉多用于光轴上零件的固定，并兼有周向固定的作用。这种定位方式适用于轴向力小，转速低的场合。

周向定位是指确定轴上零件在轴线周围的方向上的位置，也就是防止零件与轴发生相对转动。常用的周向定位方式有键、花键、销、紧定螺钉以及过盈配合等。这些方式适用于传递转矩较大，要求导向性良好的场合。常与平键联合使用，以承受大的交变、振动和冲击载荷。

总的来说，轴系定位方式的选择需要根据具体的应用场景和需求来确定，以确保轴系的稳定性和可靠性。

18 实验四 轴系结构创意组合

一、概述

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。

二、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。

三、实验设备和工具

1．模块化轴段，用其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、轴端挡圈、止动垫圈、轴用弹性挡圈、孔用弹性挡圈、螺钉、螺母等。

3．工具：扳手、游标卡尺、内外卡钳、300mm钢板尺、铅笔、三角板等。

四、实验内容与要求

1．从轴系结构设计实验方案表中选择设计实验方案号。

2．进行轴的结构设计与滚动轴承组合设计。

每组学生根据实验方案规定的设计条件和要求，确定需要哪些轴上零件，进行轴系结构设计。解决轴承类型选择，轴上零件的固定、装拆、轴承游隙的调整、轴承的润滑、密封、轴的结构工艺性等问题。

3．绘出轴系结构设计装配草图，并应使设计结构满足轴承组合设计的基本要求，即采用何种轴系基本结构。

【轴系找中的⽅法】

轴系找中⼼的⽬的，在于使机组运⾏时，使各转⼦的旋转中⼼线在⼀条平滑的轴线上，各轴承的荷重符合设计要

求。轴系找中的作⽤⾮常重要，如果转⼦之间中⼼不正确，则易引起机组振动异常，⽡温超标。

通常在下列情况下需对轴系中⼼状态进⾏测量和找正：

1）检修中调整修刮轴承垫块、调整垫⽚后；

2）⼤修解体时，测量记录检修前对轮中⼼，了解轴系状态；

3）⼤修时本体部件检修复装后，测量调整轴系中⼼；

4）运⾏时振动⽡温异常等情况时，也可对轴系中⼼进⾏复测调整。

找中过程

下⾯以双轴承⽀撑转⼦为例，对轴系找中的⽅法进⾏说明。

1）配制⼀个盘车杆，其直径应⽐联轴器螺栓孔径⼩ 1～2mm，在盘车杆上缠⽩布后，装⼊螺栓孔内，通过⾏车拉动钢丝绳盘动转⼦，如下图所⽰。在每次测量前，均应检查盘车杆，应在它不受⼒的情况下测量，以免造成误差。

2）将两联轴器相对位置对正后，在端⾯的圆柱表⾯划出标线，盘动联轴器，从 0°位置依次转到 90°、180°、

270°的位置，在每个位置上都要对准划线，以防因联轴器的晃度和瓢偏对找中⼼造成影响。找中时的测量可采⽤

两种⽅法进⾏，⽤百分表或⽤塞尺，分别如下所⽰，在联轴器上配装合适的找中⼼⼯具。根据现场情况也可直接⽤

塞尺测量端⾯间隙。3）测量a和b按下列规定进⾏：将两转⼦通过联轴器螺孔插⼊的盘车杆同时盘动，每转 90°测量⼀次a和b

1、 b

2 值

并做记录，经90°、180°、270°、360°等各位置测量并记录。

调整计算

按以下⽅法对测量的数据进⾏计算：

1）⾸先计算出b值：

（1）

2）计算两转⼦中⼼错位：

假设是⾼中压转⼦与低压转⼦找中⼼，且找中⼼⼯具固定在低压联轴器上，那么：两转⼦⾼低⽅向的中⼼偏差

A=1/2（a

3-a

1）。当 a

1>a

3 时，⾼中压转⼦中⼼⾼于低压转⼦中⼼，当 a

1a

3 时，⾼中压转⼦中⼼低于低压转⼦中

⼼。⽔平⽅向的中⼼偏移=1/2（a

2-a

4）。当 a

2> a

4 时，从调端向电端看，⾼压转⼦中⼼右偏于低压转⼦中⼼。当