轴系部件设计指南

2023-06-22 理论教育版权反馈

【摘要】：仰焊前，焊工一定要穿戴仰焊工所必备的劳动保护服，纽扣扣紧，颈部围紧毛巾，头戴披肩帽，脚穿防烫鞋，以防金属液下落和飞溅金属烫伤皮肤。焊工手持焊钳，根据具体情况变换焊条角度，仰焊位置焊条角度如图1-12所示。图22-4轴系部件装配工作图

1.设计目的

通过轴系部件设计的训练应达到以下四个目的：

（1）了解轴的结构设计过程。

（2）熟悉轴的强度计算方法。

（3）掌握轴承的选型设计和寿命计算。

（4）掌握轴承组合结构设计方法和过程。

2.设计步骤及注意事项

（1）根据已知的主要设计参数，确定齿轮结构尺寸，计算作用在齿轮上的作用力。

①选择齿轮的结构型式，圆柱齿轮按本书第16章中的16.5节，圆锥齿轮按16.8节确定齿轮的结构尺寸。

②按设计原始数据计算输出轴的转矩T。

③计算出作用在齿轮上的圆周力、径向力，如果是斜齿圆柱齿轮或圆锥齿轮，还需计算出轴向力。

（2）选择轴的材料，按表16-1查出材料的力学性能。

（3）按抗扭强度初步估算轴的最小直径dmin，然后根据表1-19将计算得出的最小直径dmin圆整成标准值。估算直径时，应考虑键槽对轴强度的影响，圆整后的标准轴径通常作为轴的外伸端安装联轴器处的直径。

（4）进行轴的结构设计。

①选择轴承类型。如果轴上装的是直齿圆柱齿轮，则可选用圆柱滚子轴承或深沟球轴承；如果轴上装的是斜齿圆柱齿轮或锥齿轮，则可选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承。

②按1∶1比例绘图。在图纸的适当位置绘制轴的中心线，以及齿轮的轮廓、箱体内壁和轴承端面位置。

对于题目A和题目B，考虑到箱体铸造误差，齿轮端面与箱体内壁之间应留有一定的距离Δ2；轴承应尽量靠近箱体内壁，但也需留有间距Δ4，其大小与轴承润滑方式有关，请参阅图16-3有关说明。对于题目C，相关的尺寸可参考图16-38的有关说明。

③以圆整后的轴径为基础，根据轴上零件轴向固定的需要，并考虑轴的加工和轴上零件装拆方便等工艺要求，设计其余各轴段的直径和长度，选择键的类型与有关的尺寸并布置键槽位置。

④根据外伸端的轴径进行轴的结构设计，就能确定靠近外伸端安装轴承处的轴段直径，据此可初选轴承型号。考虑到加工和装配，以及零件的互换性，同一轴上一般采用两个相同型号的轴承，这样在加工箱体轴承孔时可一次镗出，以保证两个轴承孔的同心度。

初选滚动轴承型号后，可根据本书第6章查出滚动轴承相关的数据，确定轴承在轴承座中的位置，并画出轴承的图形。

轴的结构设计初步完成后，轴上各力的作用点及轴承支点位置均能确定，便可进行轴的强度校核计算。

（5）轴的疲劳强度校核计算。可参阅附录5的有关内容。

①绘制轴的受力图。

②计算轴的支承反力。

③绘制轴的弯矩图和转矩图。

④确定轴的危险剖面，计算其安全系数，校核轴的疲劳强度。

（6）滚动轴承校核计算。可参阅附录5的有关内容。

（7）键连接的校核计算。可参阅附录5的有关内容。

（8）滚动轴承组合结构设计。校核计算通过后，需要进一步进行滚动轴承组合结构设计，具体考虑轴承和轴系的固定、调整、装拆和密封等问题。

由于轴较短，且工作温度不高，故可采用两端固定支承。轴承游隙可用轴承盖与箱体轴承座端面间的垫片进行调整。此外，还应在轴承透盖处设置密封件，有关内容可参阅本书16.5节。

对圆锥齿轮传动，为保证安装和传动精度，应使大、小圆锥齿轮锥顶重合，为此，小圆锥齿轮轴通常放在套杯中，套杯的凸缘端面与轴承座孔外端面之间应加调整垫片，借以调整小圆锥齿轮的轴向位置，有关内容请参阅图16-41和图16-42的说明。

（9）完成轴系部件装配图。

①检查、修改并完成轴系部件装配工作图。轴系部件装配工作图可参阅图22-4。

②标注主要尺寸和公差配合。减速器主要零件的推荐配合可参阅表16-3。

③编写装配工作图标题栏和明细表。标题栏和明细表的格式如图16-36和图16-37所示。

（10）编写设计计算说明书。设计计算说明书的编写可参阅本书18.1节以及附录5的有关内容。

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图22-4　轴系部件装配工作图