1、機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械系統(tǒng)裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一.軸的結(jié)構(gòu)二.軸上的零件組成及其結(jié)構(gòu)、尺寸 軸上零件包括：傳動(dòng)件、支承零件、緊固件、調(diào)整件、 潤滑零件、密封零件等三.軸系設(shè)計(jì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)：軸上零件的固定（周向、軸向）軸上支承零件的選型及其與機(jī)架的固定方式軸上零件的潤滑與密封軸向零件的定位與調(diào)整方式l軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)l輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)l軸系的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)l1、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求滿足強(qiáng)度、剛度、耐磨性要求軸和軸上零件有確定的定位，并固定可靠良好的加工工藝軸上零件的位置方便安裝/拆卸和調(diào)整 l2、軸的設(shè)計(jì)步驟按傳遞扭矩，初估最小軸徑按空間和布局要求設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)草圖：選軸承，初定軸上零件的安裝位置及其與軸結(jié)合部分的尺寸，進(jìn)行強(qiáng)度、剛度等校核

2、細(xì)化結(jié)構(gòu)，確定軸系及軸上零件的固定、定位方式、軸承的潤滑、密封等 3、軸的設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題l提高軸強(qiáng)度/剛度的措施l改善軸的結(jié)構(gòu)工藝l提高軸系的剛度的措施l改善滾動(dòng)軸承軸系結(jié)構(gòu)工藝性3、軸的設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題l提高軸強(qiáng)度的措施l合理安排軸上的載荷傳遞路線l改善軸上零件結(jié)構(gòu)l減小應(yīng)力集中l(wèi)提高軸表面的品質(zhì) 1TT +T1T+TT+TT21221TT2T121T12T1 1、合理安排軸上的載荷傳遞路線、合理安排軸上的載荷傳遞路線圖圖7-1 7-1 合理安排軸上載荷合理安排軸上載荷 合理合理2 2、改善軸上零件結(jié)構(gòu)、改善軸上零件結(jié)構(gòu) 圖7-3滑輪裝置合理合理改變零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案改變零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 圖

3、7-2改變軸上零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案合理合理改變動(dòng)力輸入點(diǎn)的位置改變動(dòng)力輸入點(diǎn)的位置 圖7-4動(dòng)力輸入位置改變合理合理減小應(yīng)力集中圖圖7-8 7-8 減小軸應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)減小軸應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu) l3、軸的設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題軸上零件的定位和固定較大軸向載荷軸肩與軸環(huán)、圓螺母、套筒、端蓋、銷釘、軸端擋圈、緊定套較小軸向載荷軸用彈性擋圈、孔用彈性擋圈緊定螺釘、螺紋環(huán)、止動(dòng)環(huán)P239表表7-1h=0.07d+(12)mmrRh 軸肩-圓螺母 圓螺母和止動(dòng)墊圈止動(dòng)墊圈 軸肩-套筒定位 圖7-12銷釘定位 軸端檔圈固定 緊定套固定 軸肩-彈性檔圈定位 緊定螺釘固定 l3、軸的設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題軸結(jié)構(gòu)的工藝性階梯軸：

4、方便軸上零件的固定和定位，區(qū)分不同的加工面，方便軸上零件的拆卸l倒角、圓角、砂輪越程槽 、鍵槽 等軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證走上零件的正確固定和定位，同時(shí)軸的結(jié)構(gòu)工藝合理1、軸的裝卡：頂尖孔2、軸上的鍵槽應(yīng)在同一母線上3、軸的圓角盡量統(tǒng)一4、有配合的軸段不要太長5、與輪轂配合的軸段應(yīng)比輪轂稍短6、軸端有倒角7、精度和粗糙度 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1概述2輪（帶輪、鏈輪、齒輪）的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3輪轂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)l輪的功能 在軸與軸之間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力l輪結(jié)構(gòu)的基本組成 輪緣、輪輻、輪轂l輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求1）相對(duì)位置關(guān)系；2）強(qiáng)度和壽命3）輪具有合理的剛度和精度；4）具有良好的制造、安裝、調(diào)整及運(yùn)輸?shù)炔僮鞯墓に囆裕?）經(jīng)濟(jì)

5、性。Ld ad wd 輪緣輪緣輪輻輪輻輪轂輪轂輪輻的典型結(jié)構(gòu)輪輻的典型結(jié)構(gòu)輪軸一體輪軸一體圓柱齒輪：圓柱齒輪：m)5 . 22(圓錐齒輪（小端）：圓錐齒輪（小端）：m6 . 1實(shí)心結(jié)構(gòu)實(shí)心結(jié)構(gòu)mmda160腹板式結(jié)構(gòu)腹板式結(jié)構(gòu)mmda500mmda500組裝式：組裝式：大尺寸輪輻，可節(jié)省貴金屬大尺寸輪輻，可節(jié)省貴金屬輪輻式結(jié)構(gòu)輪輻式結(jié)構(gòu)輪體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輪體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)蝸桿：分度圓直徑較小時(shí)蝸桿：分度圓直徑較小時(shí)圖7-10帶輪結(jié)構(gòu)盤式盤式腹板式腹板式孔板式孔板式輪輻式輪輻式圖7-11鏈輪結(jié)構(gòu)腹板式腹板式焊接式焊接式裝配式裝配式圖圖7-12鍛造齒輪結(jié)構(gòu)鍛造齒輪結(jié)構(gòu)圖圖7-12鍛造齒輪結(jié)構(gòu)鍛造齒輪結(jié)構(gòu)圖

6、圖7-13鑄造齒輪結(jié)構(gòu)鑄造齒輪結(jié)構(gòu)圖圖7-13鑄鑄造齒輪結(jié)造齒輪結(jié)構(gòu)構(gòu)圖圖7-14組組合齒輪結(jié)合齒輪結(jié)構(gòu)構(gòu)圖圖7-15焊焊接齒輪結(jié)接齒輪結(jié)構(gòu)構(gòu)a銑制蝸桿銑制蝸桿 b銑制或車制蝸桿銑制或車制蝸桿 圖圖7-16蝸桿結(jié)構(gòu)蝸桿結(jié)構(gòu)圖圖7-17蝸輪結(jié)蝸輪結(jié)構(gòu)構(gòu)l輪轂的作用 輪通過輪轂與軸的接觸實(shí)現(xiàn)軸與輪的軸向、周向、徑向定位并傳遞載荷l輪轂寬度的確定 L=(0.81.2)d 保證徑向定位精度、側(cè)向穩(wěn)定性和承載能力。l輪轂厚度的確定 dw=(1.61.8)d 保證聯(lián)接的強(qiáng)度。l輪轂孔與軸的配合一般選用較緊的配合，具體公差可查閱手冊(cè)l輪轂的端面設(shè)計(jì) 為保證軸向定位精度，要求與軸線的垂直度和較小的粗糙度。Ld

7、 awd d l輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要考慮輪子的大小選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)l軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：軸上零件保持相對(duì)位置關(guān)系軸上零件實(shí)現(xiàn)正確的運(yùn)動(dòng)良好的潤滑l滾動(dòng)軸承支撐形式 滾動(dòng)軸承軸系結(jié)構(gòu)裝配示意圖滾動(dòng)軸承軸系結(jié)構(gòu)裝配示意圖 l1、滾動(dòng)軸承軸系的軸向固定l2、滾動(dòng)軸承及軸上零件的軸向固定和定位l3、軸承間隙及軸系的軸向位置的調(diào)整l4、滾動(dòng)軸承的配合l軸向定位、周向固定固定：針對(duì)工作而言，保持工作中軸上零件與軸作為一個(gè)構(gòu)件運(yùn)轉(zhuǎn)。定位:針對(duì)裝配而言，無需任何測(cè)量便可使軸上的零件準(zhǔn)確地安裝到位。l軸系軸向定位的方法兩端單向固定(300500mm,溫升不大的軸)一端固定、一端游動(dòng)（長軸，溫升大的軸）兩端游動(dòng)l兩端單

8、向固定（雙支點(diǎn)單向固定） 要求：軸的伸長量小特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便 a)a)角接觸軸承正安裝角接觸軸承正安裝 兩端單向固定兩端單向固定 l一端固定、一端游動(dòng)（單支點(diǎn)雙向固定）當(dāng)軸的伸長量大時(shí)：細(xì)長軸；跨距大；溫升大特點(diǎn)：防止軸承被卡死l一端固定、一端游動(dòng)l一端固定、一端游動(dòng)l兩端游動(dòng)人字齒輪的軸人字齒輪的軸l支承的同心度 同心度：兩孔一次鏜出；采用調(diào)心軸承l(wèi)支承的剛度 剛性：跨距盡量小，懸臂短；支承座加筋、加厚；軸承的安裝形式 滾動(dòng)軸承的預(yù)緊l調(diào)整內(nèi)容：軸承間隙、軸系的軸向位置l調(diào)整目的：保證軸系正確工作l調(diào)整的方法：墊片、螺紋等圖7-25 調(diào)整墊片調(diào)整軸承間隙圖7-26 調(diào)整環(huán)調(diào)整軸承間隙

9、圖7-27可調(diào)壓蓋調(diào)整軸承間隙目的：提高旋轉(zhuǎn)精度、剛度，減小振動(dòng)。 即安裝時(shí)消除游隙，使軸承中保持一定軸向力。軸承的預(yù)緊軸承的預(yù)緊圖圖7-287-28軸向預(yù)緊方法軸向預(yù)緊方法 23)(CF滾動(dòng)軸承的預(yù)緊滾動(dòng)軸承的預(yù)緊圖圖7-297-29 7-377-37改善圓錐齒輪支承剛度的結(jié)構(gòu)改善圓錐齒輪支承剛度的結(jié)構(gòu) l工作間隙：工作間隙的大小對(duì)軸承受力、旋轉(zhuǎn)精度、軸承壽命及溫升有影響l滾動(dòng)軸承配合的特點(diǎn) 軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制，滾動(dòng)軸承外圈與孔的配合采用基軸制 比一般基孔制的基準(zhǔn)孔所形成的配合更緊裝配圖的配合只須標(biāo)與軸承配合的孔或軸的公差與軸承配合 的表面應(yīng)有形位公差要求 內(nèi)圈公差帶外圈公差帶K7

10、J6N6M6K6M7P6N7P7H7H6J7G7H8內(nèi)圈公差帶外圈公差帶K7J6N6M6K6M7P6N7P7H7H6J7G7H8a)軸與滾動(dòng)軸承內(nèi)圈的配合（基軸制） b)軸承孔與滾動(dòng)軸承外圈的配合（基孔制） l滾動(dòng)軸承配合的選擇 載荷的大小和方向 軸承工作溫度 軸承的固定形式 軸承的裝拆條件 軸承精度等級(jí) 滾動(dòng)軸承的拆卸滾動(dòng)軸承的拆卸圖圖7-31 7-31 滾動(dòng)軸承的拆卸滾動(dòng)軸承的拆卸 圖圖7-31圖圖7-31l改善支撐軸承的合理設(shè)計(jì)、安裝圖圖7-367-36錐齒輪軸系結(jié)構(gòu)錐齒輪軸系結(jié)構(gòu) a) a) 正安裝正安裝 b) b) 反安裝反安裝 FrFr正確安裝：正確安裝： 正裝（面對(duì)面）正裝（面對(duì)

11、面） 反裝（背靠背反裝（背靠背) )FrFr剛度好剛度好剛度好剛度好提高軸系的剛度的措施提高軸系的剛度的措施l改善支撐2、提高軸承支座的剛度 相對(duì)剛度l改善支撐3、選擇剛度大的軸承圖7-40 常用滾動(dòng)軸承剛度比較 4、滾動(dòng)軸承預(yù)緊提高軸系的剛度的措施提高軸系的剛度的措施圖圖7-287-28aLLL121l改善支撐5、合理配置精度提高滾動(dòng)軸承軸系剛度提高滾動(dòng)軸承軸系剛度機(jī)床前、后軸承偏心量對(duì)主軸前端旋轉(zhuǎn)精度的影響機(jī)床前、后軸承偏心量對(duì)主軸前端旋轉(zhuǎn)精度的影響 bLL21L1 L2ab2L 1Ll1、加工工藝性軸上的滾動(dòng)軸承尺寸盡量相同減小加工面l2、裝配工藝性避免配合面同時(shí)裝入軸端的倒角、引導(dǎo)錐l方便裝拆方便滾動(dòng)軸承的拆卸方便套杯的拆卸方便粘圈的拆卸改善滾動(dòng)軸承軸系結(jié)構(gòu)工藝性改善滾動(dòng)軸承軸系結(jié)構(gòu)工藝性l1、加工工藝性同一軸上滾動(dòng)軸承的尺寸盡量相同圖圖7-46 7-46 簡化鏜孔工藝的箱體孔結(jié)構(gòu)簡化鏜孔工藝的箱體孔結(jié)構(gòu) abcdl1、加工工藝性同一軸上滾動(dòng)軸承的尺寸盡量相同簡化鏜孔工藝的箱體孔結(jié)構(gòu)簡化鏜孔工藝的箱體孔結(jié)構(gòu) 減小加工面l2、安裝工藝性避免配合面同時(shí)裝入l2、安裝工藝性倒角引導(dǎo)錐 l3、方便拆卸拆卸用工藝螺孔拆卸用工藝螺孔 改善滾動(dòng)軸承軸系結(jié)構(gòu)工藝性改善滾動(dòng)軸