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1、轴系典型结构例题轴结构设计问题专题轴结构设计问题专题 (1)各段配合直径直应符合标准尺寸(GB282281)，而与滚动轴承、联轴器、油封等标准件配合的轴径(如1图中轴的 段)，应符合标准件的内径系列。 (2)注意两种不同台阶的设计：一种台阶是定位用的(如1图中轴的段、段、段)，这种台阶过低，定位作用差；过高，径向尺寸和应力集中增大，一般高度A(23)C或R(C、R分别为零件倒角和圆角半径尺寸)。另一种台阶是为了装配容易通过(如l图中轴的、 )这种台阶高度很小，一般在直径方向上只差l3mm即可。 (3)与轴上零件(如齿轮)相配合的轴段长度L，要比轴上零件的宽度尺寸B短23mm(见图1） (4)轴
2、的过渡圆角半径r要比相配合的零件的倒角c或圆角半径R小，这样零件端面才能紧贴轴的台肩，起到定位作用。 (5)为制造方便，同一根轴上的圆角半径、倒角尺寸、中心孔尺寸等应尽量一致，几个平键槽的对称线均应处于同一直线上。 (6)从减少应力集中角度考虑，轴上平键键槽用盘铣刀加工比用端铣刀加工的应力集中小些(见2图)。轴上应尽量避免开横孔，若无法避免时应将孔端倒角，或用滚珠辗压棱边，并要尽量提高孔的表面粗糙度等级(见3图)。轴设计中常见错误轴设计中常见错误 1轴上零件的定位和固定方面轴头处没有键联接（周向定位）3轴头没有比与之配合的轮毂短12需要轴向定位的零件没有轴向定位措施键的尺寸或位置不合理，超出了
3、轮毂长度，使其他零件无法安装到位42轴上零件装拆方便方面3加工工艺性方面一根轴上有两处键联接，而键槽不在轴的同一母线上1(I)轴肩高度或套简厚度过大，超过轴承内圈高度使轴承拆卸困难2(2)轴承处没有工艺轴肩，使轴承装拆路线过长，装拆困难3(3)轴头处键的位置没有靠近轮毂装入端，使得轮毂装入困难轴的结构不满足“中间粗，两头细”原则，靠近中间的零件无法装入结构分析题：指出下图中轴系的结构错误，并改正(7)轴上有两个键，但两个键槽不在同一母线上11 轴右端的带轮不能通过套筒利用轴承端盖轴向定位，转动零件与固定零件不能接触2(2)轴与右端盖之间不能接触，应有间隙，并有密封措施3(3)齿轮两侧都是轴环，
4、无法安装到位4(4)齿轮上的键槽没打通，且深度不够 这样的结构，键槽无法加工，也无法装配。5(5)右轴承的右侧轴上应有工艺轴肩，轴承装拆路线长(精加工面长)，装拆困难(6)因轴肩过高，两个轴承拆卸困难67滚动轴承滚动轴承 支承轴系结构分析支承轴系结构分析滚动轴承支承轴系结构设计常见的错误(1)轴肩高度或套筒厚度过大，超过轴承内圈高度使轴承拆卸困难(2)轴的外伸端轴承处没有工艺轴肩，使得轴承装配和拆卸路线过长(3)轴头处键的位置没有靠近轮毂装入端，使轮毂装入困难(4)轮毂上没有贯通键槽，无法装配轮毂(5)轴的结构不满足“中间粗，两头细”原则，靠近中间的零件无法装入(1)轴头应比与之配合的轮毂短(
5、2)需要轴向定位的轴上零件没有定位措施(3)轴头处没有链联接或其他轴毂联接措施(4)键的长度超出了轮毂长度或键的位置不合理，使其他零件无法安装到位(5)轴系的轴向位置没有固定，轴受到轴向力时发生窜动，不能将轴向力传到机座2轴上零件装拆方便方面1轴上零件的固定和定位可靠性方面3加工工艺性方面(1)安装轴承端盖处箱体没有工艺凸台，加工面与非加工面没有分开(2)一根轴上多个键槽的位置不在同一母线上。(1) 单个使用，没有成对(2)轴承装反，即“面对背”安装，既不是正装也不是反装结构(3)两轴承都装反，虽满足“面对面”或“背对背”但不能承受铀向力6保证轴承工作要求方面(1)没有轴承游隙调整垫片，或者没
6、有对轴系进行轴向位置调整的措施(2)轴的外伸处，轴与端盖之间没有密封措施(3)轴承采用脂润滑，而箱体内零件采用油润滑时，轴承处没有挡油环5角接触轴承、圆锥滚子轴承安装方向错误方面4转动零件和固定零件接触或干涉方面(1)在轴的外伸处，轴与端盖间没有间隙，发生严重磨损(2)轴外仲端部的轴上零件，没有采用合理的轴向定位措施，而是顶在透盖上 例1 试分析下图所示轴系结构中的错误并加以改进 图中齿轮用油润滑，轴承用脂润滑(1)轴承的轴向固定、调整，轴向力传递方面的错误两端固定结构中，轴左端的弹性挡圈多余，应去掉轴系采用两端固定结构，两轴承反装不能将轴向力传到机架，应该为正装端盖处没有调整垫片，不能调整油
7、承游隙(2)转动零件与固定零件接触，不能正常工作方面的错误轴右端的联轴器不能接触端盖，用端盖轴向定位更不行轴与右端盖之间不能接触，应有间隙定位齿轮的套筒径向尺寸过大，与轴承外圈接触轴的左端端面不能与轴承端盖接触(3)轴上零件装配、拆卸工艺性方面的错误有轴承的右侧轴上应有工艺轴肩，轴承装拆路线长(精加工面长)套筒径向尺寸过大，右轴承拆卸困难因轴肩过高，左轴承拆卸困难齿轮与轴联接的键过长套筒和轴承不能安装到位：(4)轴上零件定位、固定可靠性方面的错误轴右端的联轴器没有轴向定位齿轮的轴向定位不可靠，轴头长应短于轮毂宽齿轮与轴联接键的长度过大，套筒顶不住齿轮右侧外伸端的长度太长，使得两半联轴器无法连接
8、(5)加上工艺性方面的错误两侧轴承端盖处箱体上没有凸台，加工面与非加工而没有分开轴有两个键，两个平槽不在同一母线上联轴器轮毂上的键槽没开通，且深度不够，联轴器无法安装(6)润滑、密封方面的错误右轴承端盖与轴间没有密封措施轴承用脂润滑，轴承处没有档油环，润滑脂容易流失例例2 指出图中的结构错误指出图中的结构错误( 在有错处画在有错处画 编号编号, 并分析并分析错误原因错误原因) 。并在轴心线下侧画出其正确结构图。并在轴心线下侧画出其正确结构图( 齿轮齿轮油润滑油润滑, 轴承脂润滑轴承脂润滑) 。解 正确结构如图所示。1）联轴器周向没有定位。2）齿轮周向没有定位3）齿轮轴向定位不可靠, 与轮毂相配
9、的轴段长度应小于轮毂宽。 4）转动件联轴器与静止件轴承端盖接触。5） 转动件轴与静止件轴承端盖接触。6） 箱体加工面与非加工面没有分开。7） 端盖没有砂轮越程槽。8） 端盖端面加工面太大。9） 轴外伸过长。10） 轴精加工面过长, 装拆轴承不便。11）齿轮油润滑, 轴承脂润滑, 轴承内侧需要挡油圈。12） 没有垫片, 无法调整轴承游隙。13 ）外伸轴端没有密封设施。14） 轴肩过高, 无法拆卸轴承。例3 试分析如图所示小锥齿轮套杯轴系结构中的错误，并加以改进。 解题注意要点 悬臂锥齿轮支承常用套杯加圆锥滚子轴承结构。轴承采用正装和反装其结构不同。存在问题分析 (1)左端齿轮无轴向定位 (2)套
10、杯和机座间没有调整垫片，不能调整轴系的轴向位置 (3)轴承端盖与套杯间没有调整垫片，不能调整轴承游隙 (4)轴与轴承端盖间接触，应有间隙， (5)左轴承的外圈装拆路线长，装拆困难(6)套杯左端的凸肩过高，左轴承的外圈拆卸困难(7)轴上有两个键，位置都没有靠近装入端，使轮毂装入困难(8)齿轮轴向定位不可靠，应使轴头长度短于轮毂长度(9)轴承端盖处箱体上没有凸台，加工面与非加上面没有分开(10)轴上有两个键两个键槽不在同一母线上(11)右轴承端盖与轴间没有密封措施例4 如图所示为反装圆锥滚子轴承支承小锥齿轮轴的套杯轴系结构，试分析其中的结构错误，并加以改进解题要点(1)反装结构和正装结构不同；(2)支承齿轮轴和齿轮的轴系结构有较大区别(1)两个轴承的外圈均未轴向固定(2)不能将轴上的轴向力传到机座(3)齿轮轴的轴向位置没有固定，受到轴向力时会发生窜动(4)左轴承内圈直径小于其两侧轴的直径，无法装配(5)轴承游隙不能调整(6)套杯和机座间没有调整垫片，整个轴系的轴向位置不能调整(7)轴承端盖与右侧轴承外圈之间的套简多余
