第 19章机械零部件结构设计的基本知识
第 21章轴系的结构设计
第 19章机械零部件结构设计的基本知识
19.1概述
19.2制造工艺
19.2.1毛坯的成形方法
19.2.2零件的成形方法
19.2.3工艺流程
19.3装配工艺性
第 21章轴系的结构设计
21.1轴的结构设计
21.1.0拟订轴上零件的装配方案
21.1.1轴上零件的周向、轴向定位
21.1.2轴的结构工艺
21.1.3提高轴的强度的常用措施
21.1.3总结：轴结构设计的步骤
21.2轮体的结构设计
21.3轴系的结构设计
21.4轴系的润滑和密封
21.1.1轴上零件的周向、轴向定位
轴
向
定
位
的
方
法
轴肩定位,多用于轴向力较大的场合
套筒定位：多用于两个零件之间的定位。
圆螺母定位,可承受大的轴向力，一般用于轴端零件的
固定。（图 15-9）（注意：防松结构）
轴端挡圈,用于轴端零件的固定。
其它：用于较小轴向力的场合。如,弹性挡圈,紧定螺钉、
锁紧挡圈、圆锥面定位等。（图 15-10---图 15-13）
轴承端盖定位,一般也用于整个轴系的轴向定位
键、花键、销、紧定螺钉、过盈配合、成型联
接等。
定位 ----使轴上的零件保持准确的工作位置，防止轴上零件
受力时发生轴向或周向的相对运动。
周向定位,
1.轴肩与轴环
套筒
轴向定位
2、圆螺母
轴向定位
3、轴端挡圈轴向定位
4、端盖
轴向定位
5、其他
弹性挡圈
轴向定位
紧定螺钉
轴向定位
平键、花键
紧定螺钉
销
过盈配合
成形联接
零件的周向固定
21.1.2轴的结构工艺
轴常常做成阶梯轴，目的是
1、满足轴上零件的定位和固定
2、区别不同精度、粗糙度、配合等
3、便于轴上零件的装拆
轴的工艺包括：
倒角、砂轮越程槽、键槽、减小应力集中
合理布置轴上零件的以减少轴的载荷（ P335图 21-1）
改进轴上零件的结构以减少轴的载荷（ P335图 21-2、
21-3,21-4）
改进轴的结构以减小应力集中的影响
改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度
21.1.3提高轴的强度的常用措施
估算轴径 初步结构设计 按弯扭合
成强度计算 修正结构设计 绘制工作图
21.1.3总结：轴结构设计的步骤
21.2轮体的结构设计
由轮的大小，确定轮体的结构形式
1、盘式（实心式 ）
2、腹板式
3、孔板式
4、轮辐式
总结
带轮的结构设计
齿轮的结构设计
蜗杆的结构设计
1、盘式（实心式）
2、腹板式
3、孔板式
4、轮辐式
总结
带轮的结构
齿轮的结构设计
me )5.2~2(?？
e
e
me )2~6.1(?
齿轮的结构设计
L
d
a
d
w
d
齿轮的结构设计
L
d
a
d
d
w
腹板式 焊接式
齿轮的结构设计
齿轮的结构设计
蜗杆与蜗轮的结构设计
蜗杆结构
蜗杆与蜗轮的结构设计
蜗轮结构
21.3轴系的结构设计
21.3.1支承结构形式
滚动轴承的支承结构
21.3.2支承的刚度和同心度
21.3.3轴系的固定和定位
21.3.4轴系的调整
21.3.5滚动轴承的配合和拆卸
1.双支点单向固定
滚动轴承的支承结构
2, 单支点双向固定
滚动轴承的支承结构
2, 单支点双向固定
细长轴；
跨距大；
温升大
滚动轴承的支承结构
2, 单支点双向固定
细长轴；
跨距大；
温升大
滚动轴承的支承结构
3.两端游动, 人字齿轮的轴
滚动轴承的支承结构
图 21-19
21.3.2支承的刚度和同心度
一,支承的刚性
刚性：跨距尽量小，悬臂短；
支承座加筋、加厚；
轴承的安装形式
滚动轴承的预紧
同心度：两孔一次镗出；采用调心轴承
Fr
Fr
安装方式
正装（面对面）
反装（背靠背 )
Fr
Fr
刚度好
刚度好
滚动轴承的预紧
目的：提高旋转精度、刚度，减小振动。
即安装时消除游隙，使轴承中保持一定轴向力。
21.3.3轴系的固定和定位
垫片圆螺母
21.3.4轴系的调整
圆螺母调整盘
21.3.4轴系的调整
2456
0
滚动轴承的公差带
内径用基孔制：公差带为负值，比同类配合紧得多；
外径用基轴制：公差带为负值，外径的配合也较紧；
0 6 5 4 2
选择的原则：紧些的配合旋转精度高、振动小
动圈比定圈要紧些；
转速高、载荷大应紧些；
温度的影响
拆装
支承的形式
薄壁座、空心轴
21.3.5滚动轴承的配合和拆卸
目的：防尘、防漏油
方式,1.接触式密封 毡圈 V?5~7m/s
唇形密封圈 V?10~15m/s
密封环
2.非接触式密封 缝隙密封
甩油密封
曲路密封
21.4轴系的润滑和密封
1.接触式密封
毡圈 唇形密封圈
21.4轴系的润滑和密封
2.非接触式密封
缝隙密封 甩油密封
21.4轴系的润滑和密封
2.非接触式密封
曲路密封（迷宫密封）
21.4轴系的润滑和密封
