中文科技期刊資料庫（文摘版）自然科學綜述２０１５年６月 ２３７
吳振平蘭州真空裝置有限責任公司技術部，甘肅蘭州 ７３００００
摘要：對於機械裝置而言，軸是乙個極為關鍵的部件。軸不但發揮著支撐軸上零件的功能，還負責運動和動力的傳遞，
是機械裝置工作能力以及工作質量的重要保障。文章針對機械設計中軸系的結構方案設計展開研究，並結合例項進行**，旨在促進機械產品設計水平的進一步提高。
關鍵詞：機械設計；軸系結構；功能元中圖分類號：ｔｈ１２２文獻標識碼：ａ文章編號導言
３．２．１零件在軸上的軸向定位軸系的結構方案設計和機器的整體質量息息相關，一旦發零件在軸上的軸向定位通常依靠以下部件實現：軸肩、套生軸失效，將導致嚴重後果。軸系的結構方案設計和一般零部筒、圓螺母、軸端擋圈、軸承蓋。
至於定位方面，則需要根據件的設計存在很大的差異，不僅包括強度設計，還包括結構設軸向力的大小確定。除此之外，還需要考慮軸的製造難度、零計。件裝拆難度以及工作穩定性等各類因素。
１基於功能元的結構方案設計分析
３．２．２零件在軸上的周向定位機械產品概念設計內容主要包括下列三個部分：功能抽象周向定位是為了避免零件和軸之間出現相對轉動。主要的化、功能分解、功能結構圖設計。
機器可被視作乙個大系統，周向定位零件包括以下幾種：鍵、花鍵、銷、緊定螺釘、過盈在這個系統中，各種零件按照某種關係組合在一起，以滿足客配合。其中緊定螺釘僅適用於傳力不大的部分。
戶的特定需求，其基本功能要素如下：（１）軸承集一一支撐功３．３各軸段直徑和長度的確定能的功能元；（２）齒輪副集一一傳遞運動的功能元；（３）螺栓當零件定位方案與裝拆方案被確定之後，軸的基本形狀也集一一緊固功能元。在每一類功能元中，又可根據功能特性的便基本被確定了。
各軸段直接取決於軸上載荷的大小，一般根
差異而做進一步的細分。
據軸所承受的扭矩對軸直徑進行初步估算。將初步估算的直徑２軸系主要功能元的特徵屬性分析
視作軸段的最小直徑編，並根據零件裝配方案以及相關定位要２．１軸的屬性
求，對各段軸的直徑進行逐一確定，同時注意以下四點：（１）軸發揮著支撐以及傳遞轉矩的功能，其決定效能的因素主對於那些存在配合要求的軸段，盡可能採用標準直徑；（２）便要有兩個：一是剛度，二是強度。
在軸的設計過程中，不僅要於裝拆，同時降低配合表面擦傷機率，在配合軸段前一般採用以工作能力準則為基礎，而且要兼顧如下要求：（１）軸向定位相對較小的直徑；（３）確定各軸段長度時，主要依據軸上配合方法的運用；（２）周向固定軸上的各類零件，使其符合轉矩傳零件的有關引數，如毅孔長度、位置、軸承寬度以及軸承端蓋遞的要求；（３）軸和其他部分存在相對滑動的表面要具有良好的厚度等。
的耐磨性；（４）符合實際工藝生產要求。
３．４提高軸強度的措施２．２傳動類結構功能元
軸上零件（包括結構、工藝、安裝等各個因素）將會對軸兩軸間的運動通常依靠齒輪傳動來完成。齒輪傳動不僅效的強度產生極大的影響。為了進一步加強軸的承載力，同時減率高，而且持續穩定，因而具有很強的適應性。
齒輪副有以下輕機器重量，減小軸尺寸，降低綜合製造成本，應認真研究以分類：（１）平面齒輪一一直齒／斜齒圓柱齒輪傳動；（２）空間下四點：（１）做好軸上零件的科學布置，從而有效減小軸的載齒輪一一傳遞相交軸／交錯軸運動。
結合齒輪的特點及使用條荷；（２）做好軸上零件結構的改進，從而有效減小軸的載荷；（３）件，採用功能元劃分的方法將齒輪副的十大特徵總結如下：（１）做好軸結構的改進，從而降低應力集中的不利影響；（４）做好
傳動比；（２）傳動平穩性；（３）傳動效率；（４）耐磨性；（５）軸表面質量的改進，從而提高軸的抗疲勞強度。
結構緊湊性；（６）軸向力；（７）承載能力；（８）轉速要求；（９）４軸系結構方案設計例項
兩軸線方向；（１０）製造成本。
本文以鏈式運輸機為例，對基於結構功能元的軸系結構方２．３支撐類結構功能元
案設計進行說明。該鏈式運輸機的設計需求如下：（１）中等衝在機器中，軸承裝置是一種應用廣泛且相當關鍵的部件，擊環境；（２）以電動機驅動；（３）功率為２．２ｋｗ；（４）轉速為
其設計質量關係著機器是否能夠正常運轉。軸承裝置的設計涉
鏈輪轉速為９４ｒ／ａｒｉｎ。通過相關分析與計算，得及多種知識與技術，表現出了一定的複雜性和靈活性。設計師出其可使用的運動方案。
應在充分滿足使用者需求的基礎上，對軸承的規格、型號、安裝５結語
等進行科學確定。對於軸承裝置設計而言，建立知識庫是前提
本文結合了筆者多年的實踐工作經驗，從理論的角度出發，條件。以滾動軸承為例，可總結出十二個特徵：（１）高速效能；對機械設計中軸系的結構方案設計進行了深入的分析與研究。
（２）雜訊效能；（３）旋轉精度；（４）使用壽命；（５）剛性；（６）實踐證明，本文所給出的方法在實踐環節具有非常不錯的實用摩擦效能；（７）聯合載荷；（８）軸向載荷；（９）徑向載荷；（１０）價值。隨著研究的進一步深入，發現該系統在通用性方面還存
耐衝擊性；（１１）徑向尺寸；（１２）內外圈可分離性。
在一定的不足，另外，系統的智慧型化方向將成為日後工作的一３軸系結構設計
個重點。３．１擬定軸上零件的裝配方案參考文獻
擬定軸上零件的裝配方案，其重點在於確定軸上關鍵零件［１】王海濤，李初曄．基於力學分析的主軸軸系結構優化設計［ｊ］．的裝配方向、順序以及彼此關係。它決定了軸的基本形式，是製造技術與工具機軸結構設計的基礎，擬定軸上零件裝配方案的過程中，通常需［２】尚文剛，何志華，董青海．碳纖維複合材料傳動軸設計與要設計多個不同方案，然後展開分析對比，確定最佳方案。製造技術研究［ｊ］．玻璃鋼／複合材料軸上零件的定位［３］竺芳．機械設計中軸系結構主要功能元的特徵屬性研究［ｊ］．
軸上零件在受力條件下，有可能沿軸向或者周向發生位移，科技資訊為避免這一問題，兩種特殊情況（有游動要求或者空轉要求）［４】李純潔，洪軍，張進華，朱永生，黃東洋，張秀華，王煜．角除外，其他軸上零件需要做好軸向和周向的有效定位，從而確接觸球軸承動剛度的實驗研究［ｊ］．西安交通大學學報，２０１３，保軸上零件工作位置的準確性。（７）
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