工学结合项目化课程项目任务项目任务2-4 2-4 减速器支承零部件设计计算减速器支承零部件设计计算 工学结合项目化课程轴系结构设计轴系结构设计 正确选用轴承类型和型号之后，为了保证轴与轴上旋转零件正常运行，还应解决轴承组合的结构问题，其中包括，轴承组合的轴向固定，轴承与相关零件的配合，间隙调整、装拆、润滑等一系列问题工学结合项目化课程 (a)弹性挡圈和轴肩 (b)轴端端盖和轴肩 (c)圆螺母和轴肩1.滚动轴承内圈轴向紧固常用方法 一、轴承的轴向固定一、轴承的轴向固定 工学结合项目化课程2.滚动轴承外圈轴向紧固常用方法 (a)弹性挡圈和端盖双向固定 (b)轴端端盖单向固定 (c) 轴端端盖和凸肩双向固定一、轴承的轴向固定（续）一、轴承的轴向固定（续） 工学结合项目化课程二、轴系的固定二、轴系的固定1、两端单向固定 正常的滚动轴承支承应使轴能正常传递载荷而不发生轴向窜动及轴受热膨胀后卡死等现象常用的滚动轴承支承结构型式有三种： 轴的两个轴承分别限制一个方向的轴向移动，这种固定方式称为两端单向固定考虑到轴受热伸长，对于深沟球轴承可在轴承盖与外圈端面之间，留出热补偿间隙 c0203 mm间隙量的大小可用一组垫片来调整。
这种支承结构简单，安装调整方便，它适用于工作温度变化不大的短轴工学结合项目化课程2、一端双向固定，一端游动 一端支承的轴承，内、外圈双向固定，另一端支承的轴承可以轴向游动双向固定端的轴承可承受双向轴向载荷，游动端的轴承端面与轴承盖之间留有较大的间隙以适应轴的伸缩量，这种支承结构适用于轴的温度变化大和跨距较大的场合二、轴系的固定（续）二、轴系的固定（续）工学结合项目化课程3、两端游动 两端游动支承结构的轴承，分别不对轴作精确的轴向定位两轴承的内、外圈双向固定，以保证轴能作双向游动两端采用圆柱滚子轴承支承，适用于人字齿轮主动轴但与其啮合的另一轴系必须两端固定 二、轴系的固定（续）二、轴系的固定（续）工学结合项目化课程三、滚动轴承的预紧与轴向位置的调整（续）三、滚动轴承的预紧与轴向位置的调整（续） 轴承预紧: 安装时用某种方法在轴承中产生轴向力, 以消除游隙 滚动轴承在较大间隙的情况下工作时，会使载荷集中作用在处于加载方向的一、二个滚动体上，使该滚动体和内、外圈滚道接触处产生很大的集中应力，从而使轴承磨损加快，寿命缩短，还降低刚度 当把轴承调整到不仅完全消除间隙，而且产生一定的过盈量（或称负间隙）时，这就是滚动轴承的预紧。
工学结合项目化课程三、滚动轴承的预紧与轴向位置的调整（续）三、滚动轴承的预紧与轴向位置的调整（续）轴承游隙的调整：恰当的轴承游隙是维持良好润滑的必要条件常用的调整方法有：（1）用增减轴承盖与机座间垫片厚度进行调整；（2）如图，利用调整螺钉1压紧或放松压盖3，使轴承外圈移动进行调整，调整好后，用螺母2锁紧 工学结合项目化课程三、滚动轴承的预紧与轴向位置的调整（续）三、滚动轴承的预紧与轴向位置的调整（续）轴系位置的调整：工学结合项目化课程四、支承部分的刚度和同轴度四、支承部分的刚度和同轴度 保证配合部分刚度的主要措施是增加轴承座处的箱体壁厚和设置加强肋 尽量应缩短悬臂长度、合理选择轴承类型和安排角接触轴承安装方式 保证同轴度的主要措施是两个支点处的轴承尽可能采用相同的外径尺寸，两个轴承孔一次镗出 工学结合项目化课程五、轴承的配合与装拆五、轴承的配合与装拆 1、内圈与轴的配合采用基孔制，外圈与机座孔的配合采用基轴制在图纸上不标注轴承内径和外径的公差符号，如图所示2、滚动轴承的配合不宜过紧或过松 3、选择轴承配合的基本原则是：承载大、振动大、转速高、散热条件好、不经常拆卸、非游动支承，采用较紧的配合，反之选择较松的配合。
工学结合项目化课程五、轴承的配合与装拆（续）五、轴承的配合与装拆（续） 4、对于一般机械，内圈与轴常用配合公差带有：n6、m6、k6、js6；外圈与机座孔常用公差带有：J7、J6、H7、G7等工学结合项目化课程如图所示圆锥-圆柱齿轮减速器，试设计该减速器的输出轴，并选择该轴上轴承输入轴为小锥齿轮轴，输出轴通过弹性柱销联轴器与工作机相联，输出轴单向旋转（从轴的左端看为顺时针方向）工作转矩变化很小，运转平稳，每级齿轮传动的效率为0.97（含一对滚动轴承）已知电动机功率P=11kW，转速n1=1460r/min，锥齿轮的传动比i 1=3.6，斜齿轮传动比i 2=4低速级标准斜齿轮螺旋角=145635，法面模数mn=4mm，大斜齿轮齿数z2=94，轮毂宽度B=80mm拟减速器运转年限为10年，双班制工作 【例2-4-6】 工学结合项目化课程轴承透盖轴承闷盖工学结合项目化课程输出轴的两种结构方案 轴肩轴头轴环轴身轴颈工学结合项目化课程轴设计计算步骤l 设计计算资讯准备；l 选择轴的材料，按扭转强度估算轴的最小直径dmin；l 按dmin选择联轴器型号；l 选择滚动轴承类型；l 进行轴的结构设计，确定轴的各段直径和长度尺寸，确定轴承型号；l 绘出轴的空间受力图；l 求轴的支点反力，绘出水平面弯矩图（MH）、垂直面弯矩图（MV）、合成弯矩图（M）和扭矩图（T）；l 按弯扭组合对轴进行强度计算； 工学结合项目化课程轴设计计算步骤设计计算资讯准备设计计算资讯准备（1）求输出轴上的功率P3、转速n3和转矩T3 kW r/min Nmm工学结合项目化课程（2）求作用在大斜齿轮上的力 大斜齿轮齿轮 的螺旋角=14.943，z2=94，m=4mm，分度圆圆直径为为N由式9-33 得作用在齿轮上的圆周力Ft、径向力Fr和轴向力Fa分别为：d2= z2mn/cos=944/cos14.943=389.16mmNN(P157)轴设计计算步骤设计计算资讯准备设计计算资讯准备工学结合项目化课程轴设计计算步骤2. 2. 选择轴的材料，按扭转强度估算轴的最小直径选择轴的材料，按扭转强度估算轴的最小直径d dminmin选选取轴轴的材料为为45钢钢，调质处调质处 理查查表12-11，取 由式（12-2）初步估算轴轴的最小直径得： 输输出轴轴的最小直径显显然是安装联轴联轴 器处轴处轴 的直径d1（图图12-49a），此处处有一个键键槽，轴轴径应应 即 。
为为了使所选选的轴轴直径d1与联轴联轴 器的孔径相适应应，故需同时选择联轴时选择联轴 器的型号联轴联轴 器的计计算转转矩Tca=KAT3，考虑虑到转转矩变变化很小， ，取 则则： Tca=KAT3=1.3974874=1267336Nmm=1267.3 Nm查表7-14增大5%，dmin=dmin1.05=52.341.05=54.96mmC=112，KA=1.3，工学结合项目化课程3. 3. 按按d dminmin选择联轴器型号选择联轴器型号轴设计计算步骤 按照计算转矩Tca应小于联轴器公称转矩的条件，查机械设计手册，选用LX4型联轴器，标记为：LX4型联轴器 J5584 GB/T 50142003（工作机端的半联轴器尺寸未考虑）其：l公称转矩为2500Nm，l半联轴器的孔径为55mm，故取dmin=d1=55mm；l半联轴器与轴配合的毂长度为84mm，练习选择联轴器，查表：指导书P234工学结合项目化课程4. 4. 轴的结构设计，确定轴的各段直径和长度尺寸，选择轴承型号轴的结构设计，确定轴的各段直径和长度尺寸，选择轴承型号轴设计计算步骤 选择图12-49 a图装配方案（1）拟定轴上零件的装配方案工学结合项目化课程轴设计计算步骤-轴的结构设计（2）根据轴上零件的尺寸及轴向定位的要求等，确定轴的各段直径和长度，见表12-24。
轴轴段直径长长度 说说 明 d1=55 mmL1=82 mm d1=dmin=55 mm；半联轴联轴 器与轴轴配合的毂长毂长 84 mm，为为保证证半联轴联轴 器固定可靠，应应使轴轴端挡挡圈只压压在半联轴联轴 器上而不压压在轴轴的端面上，故取L1=82 mm 工学结合项目化课程轴设计计算步骤-轴的结构设计轴轴段直径长长度 说说 明 d2=63 mmL2=50 mm 为满为满 足联轴联轴 器定位要求，轴轴段的右端需设计设计 一轴轴肩据轴轴肩高度h0.07d=0.0755=3.85 mm，故d2=d+3.852=55+7.7=62.7 mm，按标标准直径（表12-10）取d2=63 mm；轴轴承端盖总宽总宽 度为为20 mm，考虑虑到轴轴承端盖的装拆及便于对轴对轴 承加润润滑脂，取端盖外端面与半联轴联轴 器右端面之间间的距离为为30 mm，故取L2=50 mm 工学结合项目化课程布置下次课任务布置下次课任务独立思考并完成学习工作页相关引导题撰写本部分的设计说明书成果展示，准备汇报与答辩。