轴系结构设计实验指导与参考答案图1
轴的结构设计作业参考答案
轴的结构设计作业（5）1、图中为用一对角接触球轴承支承的轴系部件，轴承外圈窄边相对安装。
试按示例○I所示找出其他错误（不少于7处）。
注：不考虑轴承润滑、倒角和圆角；示例：○I—缺少调整垫片。
②此处不需用键联接；③转动件与静止件直接接触；④此处应有密封；⑤精加工面过长，不便于轴承装拆；⑥套筒厚度太大，轴承无法拆卸；⑦轴段的长度与轮毂宽度一样长，套筒顶不住齿轮；⑧右端轴承无轴向固定。
2、分析图示轴系结构设计的错误，用数字标出并说明错误原因。
注：不考虑轴承润滑、倒角和圆角。
示例：①—右端端盖与箱体间缺少调整垫片，无法调整轴承间隙（2）角接触球轴承单个使用；（3）左端轴承处轴肩过高，轴承无法拆卸（4）齿轮周向定位键过长，套筒无法装入（5）套筒项不住齿轮（6）轴伸与透盖直接接触（7）透盖无密封（8）左端端盖与箱体端面之间无垫片．无法调整轴承的游隙（9）联轴器周向未固定（10）联轴器轴向未固定（11）轴右端精加工面过长．装配轴承不便（12）箱体端面的加工面与非加工面没有分开3分析图示齿轮轴轴系结构设计的错误，用数字标出并说明错误原因，至少10处。
数字标注与说明不匹配不得分。
（注：不考虑轴承润滑、倒角和圆角）。
1.左（右）端盖与箱体端面之间无调整垫片2.左边轴承定位轴肩高于轴承内圈3.齿轮周向定位键过长，套筒无法装入4.套筒顶不住齿轮5.右边轴承定位轴肩高于轴承内圈6.轴伸与透盖直接接触7.透盖无密封8.轴右端精加工面过长．装配轴承不便9.联轴器轴向和端盖接触10.联轴器无键槽，无法装入11.两个键应布置在同一水平线上12.最右边挡圈和轴端接触，不一定能固定联轴器8、试分析齿轮、轴、轴承部件组合设计的错误结构，并改正之。
齿轮用油润滑，轴承用脂润滑1.轴承盖和轴见有间隙，且有密封毡圈。
2.套筒高度太高，无法拆轴承，厚度应低于轴承内圈高度。
3.与之论配合的轴段应短于轮毂长度，确保套筒压住齿轮端面。
4.半联轴器在轴上没有轴向定位，且配合轴径长度应比半联轴器孔长短1~2mm。
轴系结构组合设计
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。
轴系结构组合设计
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）。
实验二、轴系结构设计实验
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。
机械零件实验三 - 轴系设计分析实验
实验三轴系设计分析实验一、实验目的和要求（1）熟悉常用轴系零部件的结构及功能；（2）掌握轴系结构设计基本要求；二、主要仪器设备（1）轴系实验箱（2）工具：钢板尺、内外卡钳、铅笔、三角板等三、实验原理圈骨架式密封将传动部件中需要润滑的部件与出力部件隔离，不至于让润滑油渗漏，通常用于旋转轴，是一种旋转轴唇密封。
毛毡式密封富有弹性,可作为防震、密封，组织紧密,孔隙小,可作为良好的过滤材料。
甩油环+密封件用在轴承或齿轮的润滑。
四、实验内容及实验数据记录1.选择的轴系部件设计实验方案进行认真分析；2.根据轴系部件设计实验方案从实验箱中选择相应的零件实物，按装配工艺要求顺序装到轴上，完成轴系部件结构设计。
3.安装完成后检查轴承结构是否合理，并对不合理结构提出修改方案。
4.完成装配草图。
草图如下：五、轴系部件结构分析（1）轴系支点的轴向固定结构选择、特点及应用场合➢两端单向固定结构适用于温升不高的短轴。
为补偿轴的热伸长，对于深沟球轴承，在一端轴承外圈和端盖之间应留有一定间隙，对于角接触轴承，安装时应在轴承内部留有适当轴向游隙。
➢一端固定，一端游动的结构适用于温度变化较大，支点距离较大的长轴。
➢两端游动结构适用于要求轴做双方向的轴向游动，而其轴向工作位置靠轴上传动件本身的限位作用来保证的情况。
（2）轴滚动轴承类型、选择原因及组合方式载荷较大时应选用线接触的滚子轴承;承受纯轴向载荷时选用推力轴承;主要承受径向载荷时应选用深沟球抽承，同时承受径向和轴向载荷时应选择角接触轴承;当轴向载荷比径向绒荷大很多时，常用推力轴承和深沟球轴承的组合结构;承受冲击载荷时宜选用滚子轴承。
转速高时.应采用点接触的球轴承，转速更高时，可采用超轻或特轻系列的轴承。
当轴承的结构尺寸、精度相同时，球轴承比滚子轴承径向间隙小。
在支点跨距大或难以保证两轴承孔的同轴度时，应选抒调心轴承。
具有调心性能的滚动轴承必须在轴的两端成对使用。
如果一端采用调心轴承，另一端使用不能调心的轴承，则不能起调心作用。
轴系结构例题(含答案)
指出图中轴系部件的结构错误（用笔圈出错误
1、轴系及轴上零件的固定
（1）联轴器没有轴向固定；
（2）联轴器无周向固定；
（3）套筒轴向固定齿轮不可靠，该轴段长应小于齿轮宽度；
（4）弹性挡圈为多余零件；
2、转动件与静止件的关系
（5）轴与轴承盖接触；
（6）套筒外径太大与外圈产生接触；
3、零件的结构工艺性
（7）联轴器孔不应为盲孔，应打通；
（8）箱体装轴承端盖面的加工面积过大；
（9）轴承盖无退刀槽；
4、装拆与调整
（10）缺少台阶，轴承装拆不便；
（11）轴肩过高，轴承无法拆卸；
（12）缺调整垫片，无法调整轴承间隙；
（13）键太长，套筒无法装；
（14）整体式箱体不便装拆；
5、润滑与密封
（15）轴与轴承盖之间缺少密封；
（16）缺少挡油环。
机械设计实验指导书---轴系结构设计实验
轴系结构设计与分析实验指导书徐双满洪建平编王青温审机械工程实验教学中心2011年2月轴系结构设计与分析实验指导书一、工程应用与问题的提出轴系结构是机械系统的重要组成部分，也是机械设计课程教学的重点内容。
由于轴系结构设计涉及的加工工艺、装配工艺方面的问题较多，实践性较强。
为提高教学质量，强化轴系结构设计能力的训练，开展轴系结构设计实验是很有必要的。
任何回转机械大多都有轴系结构，轴系结构设计在机械设计中很重要，如何根据轴的回转要求、决定轴系组成及支撑解决方案;根据功能要求决定轴系的总体组成结构；轴上零件的轴向定位、周向定位设计，是机械设计的重要环节。
为了设计出合理的的轴系，有必要熟悉常见的轴系结构。
通过实验可以熟悉和掌握轴的结构和轴承组合结构设计的基本要求，不仅加深对课堂上所学知识的理解与记忆，还可以对同学进行技法训练，培养工程实践技能，为后面的综合课程设计训练打好基础，还可以培养同学的创新意识。
上图1所示为一典型的轴系组成结构示意图例。
二．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。
三．实验设备与工具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，见表1、表2。
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。
四．实验要求及方法1．了解轴系系统的组成熟悉轴向、周向定位的常见方法，对照实物研究零件的各部位名称与功能特点。
2．设计方案及操作每名同学从所给出的4项轴系功能题目中选择不少于2项，并完成零件的选择、组成方案的初步设计、修改与优化、组装、必要的测绘等操作。
根据所给硬件及设计方案，现场作出设计草案；提出轴系组成方案，组合出合理的轴系部件。
轴系组合结构设计大作业(10秋)
设计要求： 设计要求： •1. 按强度条件求轴所需要的最小直径； 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）； 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 按双支点单向固定的方法， 装配结构，画出装配图（ 号图纸 号图纸） 装配结构，画出装配图（3号图纸） •4. 从装配图中拆出轴，画出轴的零件图（3号图纸） 从装配图中拆出轴，画出轴的零件图（ 合训练指导书 一钢制圆轴,装有两胶带轮 和 ， 一钢制圆轴 装有两胶带轮A和B，两轮有相同的直 装有两胶带轮 径D=360mm，重量为 ，重量为P=1KN，A 轮上胶带的张力是水 ， 平方向的， 轮胶带的张力是垂直方向的， 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。 如图所示。设圆轴的许用应力 [σ ] = 80MPa，轴的转速 n=960r/min，带轮宽 小时。 ，带轮宽b=60mm，寿命为 ，寿命为50000小时。 小时
形成计算 说明书
设计内容
轴的受力分析 强度条件， 强度条件，最小直径的确定 支承的选择和寿命校核 轴上零件的定位和固定 联接 键的选择 密封和调整
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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》)。
轴系结构的装拆、测绘与分析实验报告
专业班级姓名实验时间
一、实验目的
二、实验内容
三、实验设备和用具
四、进入实验室之前应完成的作业
1. 从轴系结构设计实验方案表（表12-2）中选择设计实验方案号。
2.根据实验方案规定的设计条件写出需要哪些轴上零件：
3. 绘出轴系结构设计装配草图(参考教材图的形式)，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。