轴系结构设计实验原理

工业工程专业课

天津大学

机械设计实验室

轴系结构设计实验

工业工程专业课

天津大学轴系结构设计实验

机械设计实验室

实验目的: 实验目的

1. 2. 3. 4.

熟悉常用轴系零部件的结构。 熟悉常用轴系零部件的结构。 加深理解轴的结构设计要领。 加深理解轴的结构设计要领。 设计的基本要求。 掌握轴承组合结构 设计的基本要求。 培养创新意识、提高工程实践能力。 培养创新意识、提高工程实践能力。

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天津大学轴系结构设计实验

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实验步骤: 实验步骤 1、按装配草图，利用模块化轴段组装 阶梯； 2、按装配草图，顺序装配轴上各零件； 3、按自检提纲检查装配结果； 4、修改错误，直到正确为止； 5、按照组装好的轴系，用卡尺测量各零件尺 寸； 6、完成实验报告。实验报告要求如下：

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实验报告要求: 实验报告要求

1、按1:1的比例画出完整的轴系结构装 配图(包括：阶梯轴、轴承、调整垫 片、轴承端盖、密封形式、轴承座、 套筒等); 2、欢迎提出实验改进意见或感想。

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轴系结构设计实验 讲评

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错误结构案例之一： 错误结构案例之一：

机械设计课程轴系实验指导书

组合式轴系结构设计与分析实验

一、实验目的

1．通过轴系结构的观察分析，理解轴、轴承、轴上零件的结构特点，建立对轴系结构的感性认识；

2．熟悉和掌握轴的结构设计和轴承组合设计的基本要求和设计方法；

3．了解并掌握轴、轴承和轴上零件的结构与功用、工艺要求、装配关系、轴与轴上零件的定位、固定及调整方法等，巩固轴系结构设计理论知识；

4．分析并了解润滑及密封装置的类型和机构特点；

5． 了解并掌握轴承类型、布置和轴承相对机座的固定方式。

二、实验设备

1. 组合式轴系结构设计分析实验箱

实验箱提供能进行减速器组装的圆柱齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计实验的全套零件。该实验箱能够方便的组合二十种以上的轴系结构方案，具有内容系统方案多样的特点，学生可以在实验老师的指导下，按图选取零件和标准件进行组装分析，也可以另行设计新的方案组装。

该设备主要零件包括底板、轴承、垫圈、孔用弹性挡圈、轴用弹性挡圈、端盖、轴承座、齿轮、蜗杆、圆螺母、轴端挡圈、轴套、键、套杯、螺栓、螺钉、螺母等。

2. 测量及绘图工具

300mm钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔及三角板（学生自备）等。

三、实验内容与要求

1．指导教师根据下表选择性安排每组的实验内容（实验题号）

机械

轴系结构的分析与测绘

一、实验目的 1.

通过拼装和测绘，熟悉并掌握轴的结构设计以及轴承组合设计的基本要求和方法。

2.了解并掌握轴系结构的基本形式，熟悉轴、轴承和轴上零件的结构、功能和工艺要求。掌握轴系零、部件的定位和固定、装配与调整、润滑与密封等方面的原理和方法。 二、实验内容

1. 根据选定的轴系结构设计实验方案，按照预先画出的装配草图进行轴系结构拼装。检查原设计是否合理，并对不合理的结构进行修改。

2. 测量一种轴系各零、部件的结构尺寸，并绘出轴系结构的装配图，

标注必要的尺寸及配合，并列出标题栏及明细表。 三、实验设备和用具

1. 模块化轴段(可组装成不同结构形状的阶梯轴)。

2. 轴上零件：齿轮、蜗杆、带轮、联轴器、轴承、轴承座、端盖、套杯、套筒、圆螺母、轴端挡板、止动垫圈、轴用弹性挡圈、孔用弹性挡圈、螺钉、螺母等。

3. 工具：活搬手、胀钳、内、外卡钳、钢板尺、游标卡尺等。 四、实验步骤

1. 利用模块化轴段组装阶梯轴，该轴应与装配草图中轴的结构尺寸一致或尽可能相近。

2. 根据轴系结构设计装配草图，选择相应的零件实物，按装配工艺要求顺序装到轴上，完成轴系结构设计。

3. 检查轴系结构设计是否合理，并对不合理的结构进

轴系结构的分析与测绘

一、实验目的 1.

通过拼装和测绘，熟悉并掌握轴的结构设计以及轴承组合设计的基本要求和方法。

2.了解并掌握轴系结构的基本形式，熟悉轴、轴承和轴上零件的结构、功能和工艺要求。掌握轴系零、部件的定位和固定、装配与调整、润滑与密封等方面的原理和方法。 二、实验内容

1. 根据选定的轴系结构设计实验方案，按照预先画出的装配草图进行轴系结构拼装。检查原设计是否合理，并对不合理的结构进行修改。

2. 测量一种轴系各零、部件的结构尺寸，并绘出轴系结构的装配图，

标注必要的尺寸及配合，并列出标题栏及明细表。 三、实验设备和用具

1. 模块化轴段(可组装成不同结构形状的阶梯轴)。

2. 轴上零件：齿轮、蜗杆、带轮、联轴器、轴承、轴承座、端盖、套杯、套筒、圆螺母、轴端挡板、止动垫圈、轴用弹性挡圈、孔用弹性挡圈、螺钉、螺母等。

3. 工具：活搬手、胀钳、内、外卡钳、钢板尺、游标卡尺等。 四、实验步骤

1. 利用模块化轴段组装阶梯轴，该轴应与装配草图中轴的结构尺寸一致或尽可能相近。

2. 根据轴系结构设计装配草图，选择相应的零件实物，按装配工艺要求顺序装到轴上，完成轴系结构设计。

3. 检查轴系结构设计是否合理，并对不合理的结构进

复习思考题 一．单选题： 12．有两根条件相同的受弯构件，但正截面受拉区受拉钢筋的配筋率?不同，一根大，另一根小，设Mcr是正截面开

26．受扭构件的配筋方式可为（ B、配置抗扭箍筋和抗扭

纵筋

我国现行规范中，混凝土立方体抗压强度fcu与其轴心抗压

裂弯矩，Mu是正截面抗弯强度，则?与Mcr/Mu的关系是（??强度fc的关系为（D、fc=0.7fcu)

小的，Mcr/Mu大）

2．当混凝土双向受力时，它的抗压强度随另一方向压应力

13．提高受弯构件正截面抗弯能力最有效的方法是（C、

的增大而（ A、增加)

增加截面高度）

3．在轴向压力和剪力的共同作用下，混凝土的抗剪强度

14钢筋混凝土板中分布钢筋的主要作用不是（A承受另一

（ C、随压应力的增大而增大，但压应力过大，抗剪强度

方向的弯矩

反而减小)

15．在T形梁正截面承载力计算中，认为在受压区翼缘计

4．一对称配筋的钢筋混凝土构件两端固定，由于混凝土收

算宽度b’f内，（压应力均匀分布）16．在T形截面正截面

缩（未受外荷）（B、混凝土中产生拉应力，钢筋中无应力)

强度计算中，当?0Md＞fcb’fh’f(h0-h’f/2)时，则该截面属于（B、

5．线性徐变不是指（ A、徐变与荷载持续时间t为

机械设计 轴系设计

机械设计大作业齿轮及轴系零件结构设计机械工程及自动化学院 姓名： 学号： 指导教师： 完成日期 2010 年 11 月 26 日

机械设计 轴系设计

目

录

一、目的…………………………………(3)

二、题目及方案…………………………(3)

三、结构简图……………………………(3)

四、计算内容……………………………(4)

五、参考文献……………………………(12)

附：装配简图

- () 2-

机械设计 轴系设计

一. 目的1、掌握齿轮及轴系零件结构设计的方法 2、培养独立设计能力 3、学会查阅有关手册及设计资料

二. 题目及方案1、题目： 齿轮及轴系零件设计 2、设计方案：输出轴转 项目 速 输出轴 大齿轮 功率 齿数 Z2 数 mn (r/min) (kW) 设计方 170 案 6 大齿轮模 旋角 β 宽度 B (左旋) 9° 22 齿数 Z1 大齿轮螺 大齿轮 小齿轮 限(班、 况 年) 工作年 工作情

113

3

80

26

1/10

平稳

三.结构简图：

- () 3-

机械设计 轴系设计

计算及说明： 四.计算内容(一)估算轴径 1)选材，定热处理 45 钢，调质， 1 =60MPa 2) 初步确定轴的最小直径 按许用切应力的方法初

大学结构设计原理重点

一、简答题（每题5分，共计30分）

1. 钢筋混凝土之所以能一起工作的原因有哪些?

（1）钢筋和混凝土之间有着可靠的粘结力，能相互牢固地结成整体。在外荷载作用下，钢筋与相邻混凝土能够协调变形，共同受力；

-1（2）钢筋与混凝土的温度线膨胀系数(linear expansion coefficient)相近（钢为1.2×10-5℃，

-1混凝土为(1.0～1.5)×10-5℃）。因此，当温度发生变化时，在钢筋混凝土构件内只产生较小

的温度应力，因而不致破坏钢筋和相邻混凝土之间的粘结力；

（3）钢筋被混凝土所包裹，从而防止了钢筋的锈蚀，保证了结构的耐久性(durability)。

2. 钢筋和混凝土之间的粘结力是怎样产生的？

(1) 钢筋与混凝土接触面上的化学吸附作用，

(2) 混凝土收缩(shrinkage)，将钢筋紧紧握裹而产生的摩擦力。

(3) 钢筋与混凝土之间机械咬合作用力。

(4) 附加咬合作用

3. 什么是混凝土徐变？混凝土分别在什么情况下发生是线性徐变和非线性徐变？

在荷载的长期作用下，混凝土的变形将随时间而增加，亦即在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间继续增长，这种现象被称为徐变。

当应力 0.5fc时，徐变大致与

工程结构设计原理

工程结构设计原理 天津城市建设学院土木工程系 结构教研室 2005年8月 年 月

工程结构设计原理

第一章 绪 论

工程结构设计原理

第一章 绪论

本章要点 建筑结构的基本概念； 建筑结构的基本概念； 建筑结构的分类; 建筑结构的分类 钢筋混凝土梁与素混凝土梁的差别； 钢筋混凝土梁与素混凝土梁的差别； 钢筋与混凝土共同工作的条件； 钢筋与混凝土共同工作的条件； 钢筋混凝土结构的优、缺点； 钢筋混凝土结构的优、缺点； 混凝土结构的发展简况; 混凝土结构的发展简况 学习本课程需注意的问题； 学习本课程需注意的问题；

工程结构设计原理

第一章 绪论

1.1 建筑结构的基本概念及其分类 1.1.1建筑结构的基本概念 建筑结构的基本概念所谓建筑结构，就是由梁、板、墙(或柱)、基 础等基本构件构成的建筑物的承重骨架体系 承重骨架体系。 承重骨架体系

1.1.2建筑结构的分类 建筑结构的分类

1.1 建筑结构的基本概念及其分类

工程结构设计原理

第一章 绪论

按所使用的材料分类: 混凝土结构 砌体结构 钢结构 木结构

1.1 建筑结构的基本概念及其分类

工程结构设计原理

第一章 绪论

按承重结构类型分类:

例3-6 某钢筋混凝土T形梁，已定截面尺寸b=160mm，

b'f=1600mm，h=1000mm，h'f=110mm，跨中弯矩组合设计值Md=735KN.M，结构重要性系数?0=1.1，拟采用C25混凝土

（fcd=11.5MPa）、HRB335钢筋（fsd=280MPa），求受拉钢筋截面积As

解 先看看梁肋的宽度b和梁的高度h的大小，以此判断受拉钢筋的排数布置（此步骤不作计算要求）

查表1-1、表1-4得：C25混凝土fcd=11.5MPa,ftd=1.23MPa，HRB335钢筋fsd=280MPa；查表3-2得：HRB335钢筋?b=0.56 首先判断T形梁截面类型

由于梁肋宽度b=160mm，相对比较小，设此T形梁截面受拉钢筋为3排，设as=100mm

截面的有效高度：h0?h?as=1000-100=900mm 由公式?0Md?fcdb'fx(h0?)得，当x?h'f时

fcdb'fh'f(h0?h'f) 2110) 2x2=11.5?1600?110?(900-

=1710.28KN?m??0Md?1.1?735?808.5KN?m

则x?h'f，可判定此截面属于第一种T形梁截面。可按矩形截面计算 由公式?0Md?fcdb

1．试述钢筋混凝土受弯构件第Ⅱ工作阶段计算的基本假定?（5分）

2．钢筋混凝土梁内有几种钢筋？每种钢筋有何作用？它们各自如何确定？（10分） 3．为什么预应力混凝土结构必须采用高强混凝土和高强钢筋？（10分） 1．（5分）答：平截面、弹性体、不考虑受拉区混凝土承受拉应力

2．（10分）答：五种。纵筋：承受纵向拉、压力，由正截面承载力计算确定。箍筋：抗剪、定位、构成钢筋骨架，由计算和构造要求确定。斜筋：抗剪，由计算和构造要求共同确定。架立钢筋：形成钢筋骨架，定位，由构造确定；纵向水平钢筋，防止混凝土收缩、温度变化而引起的开裂，由构造确定。

3．（10分）答：采用高强混凝土的原因：预应力混凝土结构相对于普通钢筋混凝土结构而言，处在更高的应力状态，因而要求有较高的承压和其它能力，而高强混凝土具有较高的抗拉、抗弯、局部抗压等能力，而且有大的弹性模量，使得受力变形小、收缩徐变小、应力损失小，为了能充分发挥高强钢筋的作用，也必须采用高标混凝土。如果不使用高强钢筋，就无法克服由于预应力损失而建立起有效预应力。

1．什么是极限状态？试述《公路桥规》中承载能力极限状态计算的理论基础、设计原则及其表达式？（8分）

2．钢筋混凝土梁斜截面抗剪承载力计算是建立在哪