轴系结构设计指导书
轴系设计 说明书
机械设计大作业计算说明书轴系设计说明书专业：班级：设计者：（部分内容有错，仅供参考）设计题目：已知数据：转速1/480/min m n n i r == P=3.65kwT=72610.24 N ·mm轴上小齿轮：齿数Z1=17，模数5m =，齿宽b=17mm ，分度圆直径d=85mm ，压力角 20=α 圆周力1510/2t a TF N d == 径向力×tan 550r t F F N α== 法向力F n =F t ÷cos20=1607N 轴上大带轮：压轴力：F Q =1481.68N=1490N一、选择轴的材料因传递功率不大，且对质量及结构尺寸无特殊要求，故选用常用材料45号钢，调质处理。
二、初算轴径对于转轴，按扭转强度初算轴径，由机械设计教材得C=106～118，考虑轴端弯矩比转矩小，故取C=106，则考虑键槽的影响，取 ＝ ，取轴径为d=40mm 。
三、结构设计1．确定轴承部件机体的结构形式及主要尺寸为方便轴承部件的装拆，铸造机体采用剖分式结构，取机体的铸造壁厚δ=8mm ，机体上轴承旁连接螺栓直径 =12mm ，装拆螺栓所需要的扳手空间 =18mm ， =16mm ，故轴承座内壁到座孔外壁面距离L=δ+ + +5～8mm=47～50mm ，取L=50mm 。
2．确定轴的轴向固定方式因为一级齿轮减速器输出轴的跨距不大，且工作温度变化不大，故轴的轴向固定采用两端固定方式。
3．选择滚动轴承类型，并确定其润滑与密封方式因为没有轴向力作用，故选用深沟球支承。
因为齿轮的线速度，齿轮为开式，故滚动轴承采用脂润滑。
因为该减速器采用脂润滑，密封处轴颈的线速度较低，故滚动轴承采用毡圈密封。
4．轴的结构设计在本题中有7个轴段的阶梯轴，轴的径向尺寸确定，以外伸轴径d1为基础，考虑轴上零件的受力情况、轴上零件的装拆与定位固定、与标准件孔径的配合、轴的表面结构及加式精度等要求，逐一确定其余各轴段的直径；而轴的轴向尺寸确定，则要考虑轴上零件的位置、配合长度、支承结构情况、动静件间的距离要求等因素，通常从与传动件相配的轴段开始，然后向两边展开。
第十二章轴系结构设计(1)
思考：轴系的刚度.
Ⅰ
Fr
Ⅱ
Ⅰ
L
(一)
Ⅰ
Ⅱ Fr
Ⅰ
L (二)
Fr
Ⅱ
L
Ⅱ
Fr
L
平键
导键和滑键 --- 磨损 压溃
斜键---压溃 、磨损
(二）平键连接的尺寸选择
?尺寸选择原则： 轴毂等强度。按照轴 径d选择键的结构尺寸。 ?尺寸： b×h×L L=（1.5～1.8）d（不可过长或过短） L=B毂-（5～10） 标记：键b×L GB1096--1979
?(三）平键连接的强度计算 ?键连接----为标准件连接方式。设计时，键不需画 零件图，只要会选择。 ? 键选择的内容：
1）键的强度只与T有关（键只传递扭距）
2）键的尺寸b×h由轴径d确定，而轴的直径 与T和M有关…。
例： 有一9级精度的铸铁齿轮，轮毂宽度 B=90mm，轴孔直径d=55mm，传递扭距 T=600N.m，载荷平稳，试选择此键连接。
解： 9级精度，∴选平键，试选A型平键 查手册，d=55mm的轴径，b=16mm；h=10mm （k≈0.5h）；L=90-（5～10）=80～85；查手册 取L=80mm；l=L-b=80-16=64mm 查表12-1得： [σ p]= 75MPa
1）选键的类型 2）定键的尺寸 3）强度校核
工作原理及特点 ---- （工作面为侧面,对中性好）
例：有一轮毂宽B=80mm，轴径d=30mm，齿 轮为8级精度，试选择此键连接。 解：∵8级精度，∴试选A型平键 查手册，d=30mm的轴径，b=8mm；h=7mm L=80-（5～10）=75～70；查手册取标准系列 L=70mm ∴键8×70 GB1096-1979
轴承，防止润滑剂流失。 密封装置可分为：接触式密封和非接触式密封
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。
轴系结构创新设计实验指导书
轴系结构创新设计实验一、实验目的：通过本实验熟悉和掌握轴的结构设计及轴承组合设计的基本要求、原理及设计方法。
培养学生综合利用所学知识，创新设计各种不同轴系结构的能力，增强学生的动手能力和工程意识。
二、实验设备：由不同的轴系零件及不同尺寸的轴段所组成的结构设计实验装备，共计15套（附15份轴系零件布置简图）。
各套所包括的主要零部件如下：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、带轮、联轴器、蜗杆、蜗轮、轴承、轴承端盖、套杯、套筒、圆螺母、轴端挡板、止动垫圈、轴用及孔用弹性挡圈、螺钉、螺母、机座等；3、工具：活扳手、游标卡尺、弹簧卡钳、铜棒、橡胶（木）锤等。
三、实验准备内容：1、在指导教师组织下，随机抽取实验题卡。
2、认真阅读题卡上的内容，根据题卡上的结构方案简图及已知条件和要求，确定需要使用哪些轴上零件。
3、绘制轴系结构装配草图（可参考教材及零件设计手册中的相关图），设计时注意以下几点：（1）、所设计的结构应满足轴系结构设计的基本原则及要求，如轴上零件应可靠地固定和定位；轴上零件（包括轴承）的装配工艺性（应装、拆方便）；轴承的密封及间隙调整；对于锥齿轮轴系及蜗轮轴系应能够进行轴向调整；轴零件结构的工艺性等（暂不考虑润滑问题）。
（2）、标出每一轴段的直径和长度，其余零件尺寸可不标注。
上述各项准备工作应在进入实验室之前完成。
四、实验步骤：1、将所绘制的结构装配草图交由指导教师检查，经认可后进行下一步实验，否则，需进行修改设计方案直至认可为止。
2、按题卡上的编号领取相应编号的实验设备；并按照箱子上的零件清单核对零件数目，如有差错，应及时报告指导教师。
3、根据装配草图选择模块化轴段，按照预定的设计方案，组装阶梯轴零件；该轴应与草图中的轴一致或尽可能相近。
4、装配好轴承支座。
5、根据装配草图，选用相应的轴上零部件，按照装配工艺要求顺序装到轴上，并安装在轴承支座上。
6、装上调整垫片及轴承端盖，锁紧端盖上的螺栓。
机械设计大作业-轴系设计-说明书
机械设计基础大作业计算说明书题目轴系部件设计学院材料学院班号1429201学号1142920102姓名胡佳伟日期2016年12月13日哈尔滨工业大学机械设计基础大作业任务书1.1设计题目直齿圆柱齿轮减速器轴系部件设计1.2设计原始数据1.3设计要求1.轴系部件装配图一张。
2.计算说明书一份，包括输出轴，输出轴上的轴承及键的校核计算。
2．设计过程（1）估算轴的基本直径。
选用45号钢，正火处理，σb=600MPa，估计直径<100mm。
查表可得C = 118，由公式得所求的d为受扭部分的最细处，即装联轴器处的轴径处。
但因为该处有一个键槽，故轴径应该增大3%，d=37.46 x 1.03=38.58mm取d=40mm。
（2）轴的结构设计（齿轮圆周速度<2m/s,采用脂润滑）○1.初定各个轴段直径位置轴径/mm 说明联轴器处40 按传递转矩估算的基本直径油封处42 该段轴径应满足油封标准轴承处45 选用6209深沟球轴承，为便于轴承从右端装拆，轴承内径应稍大于油封处轴径，并符合滚动轴承内径标准，故取轴径为45mm，初定轴承型号为6209，两端相同齿轮处48 考虑齿轮从右端装入，故齿轮孔径应大于轴承处轴径，并为标准直径。
轴环处56 齿轮左端用轴环定位，按齿轮处轴径d=48mm，查表知轴环高度a=（0.07-0.1）d=3.36-4.8mm，取a=4mm○2.确定各轴段长度位置轴段长度/mm说明齿轮处78 已知齿轮轮毂宽度为80mm，为保证齿轮能被压紧，此轴段长度应略小于齿轮轮毂宽度，故取78mm右端轴承处39 此轴段包括4部分，轴承内圈宽度19mm；考虑到箱体的铸造误差，装配时留有余地，轴承左端面与箱体内壁的间距取10mm，箱体内壁与齿轮右侧端面间距取8mm，齿轮轮毂宽度与齿轮处轴段长度之差为2mm。
最后该轴段长度为19+10+8+2=39mm油封处30 此段长度由轴承盖的总宽度加上轴承盖外端面与联轴器左端面的间距构成，为20+10=30mm。
轴系零件结构设计大作业任务书和指导书
轴系零件结构设计大作业任务书和指导书一．目的1． 掌握轴系零件结构设计方法； 2． 培养独立设计能力；3． 熟悉有关设计资料，学会查手册。
二．题目单级圆柱齿轮减速器输出轴部件结构设计 原始数据如下：设计方案 项目1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 输出轴转速n （r/min ） 130 130135140145150155160 165 170输出轴功率P （kW ）2 2.22.5 2.83.2 3.5 3.8 44.2 4.5大齿轮齿数Z 2 95 97 101103105107109111 113 115小齿轮齿数Z 118 18 19 20 21 22 23 24 25 26齿轮螺旋角β 9 022'35″齿轮模数m n （mm ）3 大齿轮宽度B （mm ） 80 工作年限（班/年）1/10 工作情况 平稳传动简图：三．设计工作量1． 总装配图一张（A2图纸计算机1：1绘图，图只要求画出下图所示部分）； 2． 计算说明书一份（要求用论文纸手写，格式要求同前，可用涂改液少量涂改）。
减速器四．计算内容1．选择轴的材料及热处理方法2．按扭转强度初算轴的直径3．轴的结构设计(1) 选择联轴器（HL或TL型，要求写出标记）(2) 选择轴承（要求列出轴承各主要参数）(3) 画出轴系结构图（含轴上零件，用铅笔、直尺作图）(4) 简要说明各轴段直径的推导过程并在图上标出各直径(5) 计算跨距（要求图与文字结合写出推导过程）4．按弯扭合成强度条件校核轴的强度（要求受力简图、弯矩图及扭矩图对齐）5．滚动轴承寿命计算及轴承装置设计（寿命计算要求画出必要的示意图）6．键的选择和强度计算（要求写出标记）7．大齿轮结构设计（参考《图册》74页图2(1),要求用铅笔、直尺画出齿轮结构并注明主要尺寸）参考文献：1.吴宗泽罗圣国.机械设计课程设计手册.高等教育出版社2.濮良贵纪名刚.机械设计(第七版). 高等教育出版社.3.龚桂义潘沛霖等. 机械设计课程设计图册. 高等教育出版社。
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。
《机械设计》实验四（轴系结构实验）
综合性实验指导书实验名称：轴系结构实验实验简介：轴系主要包括轴、轴承和轴上零件，它是机器的重要组成部分。
轴的主要功用是支持旋转零件和传递扭矩。
轴的设计一方面要保证具有足够的工作能力，即满足强度、刚度和振动稳定性等要求。
另一方面，要根据制造、装拆使用等要求定出轴的合理外形和全都结构尺寸，即进行轴的结构设计。
轴承是轴的支承，分为滚动轴承和滑动轴承两大类。
滚动轴承已标准化，设计时只需根据工作条件选择合适的类型和尺寸，并进行轴承装置的设计。
通过本实验学生将进一步定性地对轴系设计结构理论进行深入了解。
适用课程：机械设计实验目的：了解并正确处理轴、轴承和轴上零件间的相关关系，如轴与铀承及轴上零件的定位、固定、装拆及调整方式等，以建立对抽系结构的感性认识并加深对轴系结构设计理论的理解。
面向专业：机械类实验项目性质：综合性（课内必做）计划学时： 2学时实验要求：A预习《机械设计》等课程的相关知识点内容；B预习《机械设计实验指导书》中实验目的、原理、设备、操作步骤或说明，并写出预习报告；实验前没有预习报告者不能够进行实验；C 进行实验时衣着整齐，遵守实验室管理规定、学生实验守则、仪器设备操作规定等相关规定，服从实验技术人员或实验教师的指导与管理。
知识点：A《机械设计》课程传动轴内容；B 《机械设计》课程键、螺纹连接内容；C《机械设计》课程滚动轴承内容；D 《机械设计》课程齿轮传动内容； E 《机械设计》课程蜗轮蜗杆传动内容；F《机械设计》课程润滑、密封内容；G《机械制图》课程相关知识内容。
实验分组：1人/组《机械设计》课程实验实验四轴系结构实验一、概述轴系主要包括轴、轴承和轴上零件，它是机器的重要组成部分。
轴的主要功用是支持旋转零件和传递扭矩。
它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。
轴颈和轴头表面都是配合表面，须有相应的加工精度和表面粗糙度。
轴的设计一方面要保证具有足够的工作能力，即满足强度、刚度和振动稳定性等要求。
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实验六、轴系结构设计
一、实验目的
1、综合应用课程有关章节的知识即传动零件、轴承、轴、键、联轴器、润滑与密封等。
2、认知各种轴系零件及其结构。
3、熟悉并掌握轴系结构设计中有关轴的结构设计、滚动轴承组合设计的基本方法。
二、实验设备与工具
1、组合式轴系结构设计实验箱。
2、扳手、榔头、挡圈钳等工具。
三、实验内容与要求
组合式轴系结构设计与分析实验箱遵循组合设计法，将各类常用轴系结构零、部件设计成可组合的模块，实现以较少的零、部件模块组合出多样化的轴系结构类型。
实验模式灵活、多样、生动，有利于激发学生对机械专业的兴趣，提高学生综合的机械结构设计能力。
实验箱提供能进行减速器圆柱齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计实验的全套零件。
1、学生自定实验方案，或自选实验题号。
2、根据各实验题号要求，进行轴的结构设计与组装。
3、绘制轴系结构装配图。
4、编写实验报告一份。
四、实验步骤
1、明确实验内容，理解设计要求。
2、复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法。
4、构思轴系结构方案：
（1）根据齿轮类型选择滚动轴承型号；
（2）确定轴系轴向固定方式（两端固定、一端固定）；
（3）根据齿轮转速高低确定轴承润滑方式（脂润滑、油润滑）；
（4）选择端盖形式（凸缘式、嵌入式），并考虑透盖处密封方式和结
构（毡圈、油封、油沟等）；
（5）确定轴上零件的定位与固定以及轴承游隙调整的方案；
（6）绘制轴系结构方案示意图。
5、根据轴系结构方案，从实验箱中选取合适零件并组装成轴系部件、检查所设计组装的轴系结构是否正确。
五、参考结构图。