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机械设计实验指导书

目录实验一轴系结构设计实

验

1实验二减速器拆装

实

验

5实验三带传动设

计与性能参数测试分

析

9实验四链传动设计与性能参数测试23实验五齿

轮传动设计与性能参数测试26实验六蜗杆传动设计与性能参数测试分析.29实

验七综合传动系统设计与性能参数测试分析32

实验一轴系结构设计实验一、实验目的1．熟悉各种轴、齿轮、轴承等机械

零件和部件；2．熟悉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；3．了解传动零件的润滑和密封方式；4．掌握轴上零件的定位和固定

方法。

二、实验设备1．轴系结构组合设计实验装置2．实验工具：扳手、直尺、

铅笔等。

三、实验原理本实验装置提供各类零件共计57种，有各种光轴、直齿轮轴、

锥齿轮轴、滚动轴承、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、透盖、闷盖、直齿轮、斜

齿轮、锥齿轮、蜗杆、各种底座等零件。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及塔建。

1.传动件类型选择（1）直齿圆柱齿轮传动传动速度和功率范围很大；传动

效率高（精度愈高，效率愈高）；对中心距的敏感性小，装配和维修比较简便；

传动适应性好；易于进行精确加工，应用非常广泛。

（2）斜齿圆柱齿轮传动（平行轴）具有直齿圆柱齿轮的一些特点外，还具

有齿面接触情况好，重合度大，传动平稳，承载能力高，结构紧凑的优点。

（3）圆锥齿轮传动锥齿轮用于传递两相交轴之间的运动和动力；轮齿刚度

大端大，小端小，沿齿宽的载荷分布不均匀；和圆柱齿轮相比，直齿锥齿轮的制

造精度较低，工作时振动和噪声都较大，故圆周速度不宜过高。

（4）蜗杆传动蜗杆传动用于交错轴间传递运动及动力；传动比大，工作较

平稳，噪声小，结构紧凑，可以自锁；效率低，但需要贵重的减摩性有色金属。

2.轴的设计为保证装配质量和便于加工，轴一般设计成阶梯轴；为减小应力

集中，在不同直径的过渡处应采用圆角，且圆角半径不宜过小。轴上被支承的部

分叫轴颈，安装轮毂的部分叫轴头，连接轴颈、轴头的部分叫轴身。轴的结构应

是尽量减小应力集中，受力合理，有良好的工艺性，并使轴上零件定位可靠，装

拆方便。

3．轴承组合设计滚动轴承类型选择需要考虑多种因素，如轴承所受载荷大

小、方向及性质；轴向固定形式；调心性能要求；刚度要求；转速高低；工作环

境；经济性等。

（1）转速较高，载荷不大，旋转精度要求较高时，宜用球轴承。

（2）转速较低、载荷较大或有冲击载荷时，宜用滚子轴承。

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（3）当径向载荷和轴向载荷都比较大时，若转速高，宜用角接触球轴承；

若转速不高，宜用圆锥滚子轴承。

（4）当轴向载荷比径向载荷大很多，且转速较低时，常用两种不同类型的

轴承组合，分别承受轴向及径向载荷，如50000与60000型组合。

（5）当径向载荷比轴向载荷大得多，且转速较高时，宜用向心球轴承。

（6）支承刚度要求较高时，可成对采用角接触型轴承。

（7）需调整径向游隙时，宜采用带内锥孔的轴承。

（8）支点跨距大、轴变形或多支点轴，宜采用调心轴承。

（9）在满足使用要求的情况下，优先选用价格低的轴承。通常情况下，球

轴承的价格低于滚子轴承；精度愈高价格愈高，在相同精度的轴承中，深沟球轴

承的价格最低。

轴在机体中工作时，轴和轴承相对机座不应有径向移动，轴向移动也应控制。

限制轴向运动的方式有两种：一种是两端固定；另一种是一端固定一端游动。工

作温度高的长轴，为避免受热伸长引起附加应力应采用第二种方式；工作温度不

高的短轴采用第一种方式，其间隙大小可用垫片和调节螺钉来控制。

4.轴上零件的定位和固定这是重要但又容易忽视的问题，如图1-1所示。

第一，轴上零件需要轴向定位，以保证装配质量及其在运动过程中运动传递

和精度要求，即零件只能装在轴的某一固定位置，如齿轮、轴承等一般靠轴肩或

套筒来轴向定位；第二，轴上零件需要轴向固定，即零件在运动过程中不能轴向

串动，这可以由套筒或相邻轴上零件的紧密接触来实现；第三，轴上零件需要周

向固定，即零件不能与轴产生相对运功，这可以由键、销钉、螺母以及轴和该零

件的配合来实现。

但在设计固定件时，要注意相关零件的长度尺寸，如在设计轴上传