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典型轴系结构设计 摘要：轴是组成机械的重要零件之一，它是用于安装传动零件（如齿轮、凸轮、带轮等，使其有确定的工作位置，实现运动和动力的传递，并通过轴承支承在机架上。 轴与轴上零件组成一个组合体称轴系部件。轴的设计必须与轴系部件整体结构紧密联系起来。根据轴的工作条件，生产批量和经济性原则，选取适合的材料，毛胚形式和热处理方法。根据轴的受力情况，轴上零件的安装位置，配合尺寸和定位方式，轴的加工方法等具体要求，确定轴的合理结构形状和尺寸，即进行周的结构设计。对轴的强度进行计算或校核。对受力大的轴和刚度要求高的轴，还要进行刚度计算。 轴的设计是根据给定的轴的功能要求(传递功率或转矩，所支持零件的要求等)和满足物理、几何约束的前提下，确定轴的最佳形状和尺寸，尽管轴设计中所受的物理约束很多，但设计时，其物理约束的选择仍是有区别的，对一般的用途的轴，满足强度约束条件, 具有合理的结构和良好的工艺性即可。对于静刚度要求高的轴，如机床主轴，工作时不允许有过大的变形，则应按刚度约束条件来设计轴的尺寸。对于高速或载荷作周期变化的轴，为避免发生共振，则应需按临界转速约束条件进行轴的稳定性计算。目 录 引 言 1 1 蜗杆的设计 2 1.1蜗杆的概念 2 1.2蜗杆的几何尺寸计算 2 1.3蜗杆图的初步绘制 5 2 滚动轴承的选用 6 2.1滚动轴承类型的选择 6 2.2滚动轴承型号的选择 10 2.3轴承的润滑 11 2.3.1润滑剂的选择 11 3.1轴向紧固 12 3.1.1轴向定位 12 3.1.2轴向固定 15 3.2 确定轴的轴向尺寸及轴向固定 15 3.2.1确定定位轴肩的尺寸 16 3.2.2 轴承的固定方式 16 3.2.3 轴承端盖结构 16 3.3 轴向紧固装置 17 3.4 键联接 19 3.4.1键联接的类型、特点和应用 19 3.4.2平键联接 19 4 轴的设计 19 4.1 轴的概念 20 4.2轴的分类 20 4.3轴的设计要求 20 4.4设计方法 20 4.5 轴上零件的布置方案 21 4.6轴的结构尺寸确定 21 4.7轴得结构工艺性 22 结 论 23 参考文献 24 致 谢 25 引 言 蜗杆传动用于交错轴间传递运动及动力，在该设计中蜗杆的几何要素是非常重要的，根据蜗杆载荷的大小选取不同种类的轴承来支撑蜗杆机构。根据载荷要求和轴承特性选择滚动轴承，然而不同结构的滚动轴承具有不同的工作特性，不同的使用场合和安装部位对轴承的结构和性能有不同的要求。根据滚动轴承的选择原则1有效空间。2承载能力。3速度特性。4摩擦特性。5调心性。初选择角接触球轴承，根据角接触球轴承的特性: 1.承载能力大，额定动载荷比1~1.4 2.可以同时承受径向载荷和轴向载荷，也可承受纯轴向载荷 ，接触角越大，轴向承载能力越大。 3.只能承受一个方向的轴向载荷，在承受径向载荷时，会引起附加轴向力，一般成对使用，使轴向力相平衡。 4.极限转速高 根据角接触轴承的以上特性选择角接触球轴承70000C型。根据设计手册查得70000C型轴承的几何尺寸。根据特性选择必要的润滑方式和紧固方式。 在设计中根据设计手册选择轴的紧固方式，由于为了满足轴上零件的定位和紧固要求，同时便于轴的加工和轴上零件的装拆，该蜗杆轴设计成阶梯轴，根据设计要求拟定轴的装配方案，在各种方案中选取最合理的一种。根据选择的方案计算轴径的基本尺寸，根据轴的设计方案选取最合理的一种。 1 蜗杆的设计 1.1蜗杆的概念 蜗杆传动用于交错轴间传递运动及动力。通常交错角。它的主要优点：传动比大、工作较平稳、噪声低、结构紧凑、可以自锁。主要缺点：效率低，需要贵重的减摩性有色金属。 1.2蜗杆的几何尺寸计算 设计驱动链运输机的蜗杆传动。已知蜗杆输入功率P=10KW，转速n=1460r/min，蜗轮转速n=73r/min，要求使用四年，每年工作300d，每天工作8h，JC=40%，环境温度，批量生产。 解： 选择传动的类型，精度等级和材料 考虑到传递的功率不大，转速较低，选用ZA蜗杆传动，精度8C GB10089—88。 蜗杆用35CrMo，表面淬火，硬度为45~50HRC；表面粗糙度R≦1.6vm。 蜗轮轮缘选用ZCuSn10P1金属模铸造。 （2） 选择蜗杆、蜗轮的齿数 传动比i===20 参考表15—5，取Z=2，Z=i Z=20х2=40 （3） 确定许用应力 = 由表15—14查得=220N/mm。按图15—3查得v≈8m/s,再查图15—4，采用浸油润滑，得=0.87。 轮齿应力循环次数 =60??j? =60х731х300х4х8х0.4 =1.7х 查图15—5得=0.94,=0.74 =220х0.8