轴系结构分析

轴系典型结构例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(GB2822—81)，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①②③⑦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①~②段、④~⑤段、⑥~⑦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＝(2~3)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②~③、③~④)．这种台阶高度很小，一般在直径方向上只差l~3mm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2~3mm(见图1）(4)轴的过渡圆角半径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，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(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．②两端固定结构中，轴左端的弹性挡圈多余，应去掉①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③端盖处没有调整垫片，不能调整油承游隙．(2)转动零件与固定零件接触，不能正常工作方面的错误①轴右端的联轴器不能接触端盖，用端盖轴向定位更不行②轴与右端盖之间不能接触，应有间隙．③定位齿轮的套筒径向尺寸过大，与轴承外圈接触．④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①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)②套筒径向尺寸过大，右轴承拆卸困难．③因轴肩过高，左轴承拆卸困难④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①轴右端的联轴器没有轴向定位②齿轮的轴向定位不可靠，轴头长应短于轮毂宽③齿轮与轴联接键的长度过大，套筒顶不住齿轮④右侧外伸端的长度太长，使得两半联轴器无法连接(5)加上工艺性方面的错误①两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②轴有两个键，两个平槽不在同一母线上．③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①右轴承端盖与轴间没有密封措施②轴承用脂润滑，轴承处没有档油环，润滑脂容易流失例2指出图中的结构错误(在有错处画○编号,并分析错误原因)。并在轴心线下侧画出其正确结构图(齿轮油润滑,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