减轻零件受力的有效方法

（1）合理传力 设计时应该注意拖动功率在各零件之间的传递过程，有关的传力零件应该保证具有足够的强度和刚度。因此减小零件受力可以减小零件的尺寸和重量。如图2-3所示，当转矩由一个零件输入，而由几个传动零件输出时，为了减小受转矩最大的轴段的转矩，应该将输入转矩的零件放在中间。图2-3a中受最大转矩的轴段，所受转矩为T=T₁（T₁＞T₂）；图2-3b中受最大转矩的轴段，所受转矩为T=T₁+T₂。因此，方案a的轴直径可以小一些。在图2-4所示的起重机卷筒的两种安装方案中，图2-4b中，大齿轮的转矩经过轴传给卷筒，轴受转矩和弯矩的联合作用。而图2-4a大齿轮与卷筒直接连在一起，转矩由大齿轮直接传给卷筒，轴不受转矩，只受弯矩，因而设计较为合理。

图2-3 轴上传动零件布置方案

a）较好 b）较差

图2-4 起重机卷筒的两种安装方案

a）较好 b）较差

（2）载荷分担和均化 把作用在一个零件上面的载荷，分给两个或更多的零件来承担，从而减小该零件的载荷。图2-5所示的卸载带轮，常用于机床传动箱的带传动。平带的压轴力从带轮经滚动轴承、轴承支座及螺钉传给箱体，转矩从带轮通过左端带有花键孔的凸缘，经过轴端的花键使轴转动。这样的结构，轴只受转矩，而不受压轴力产生的弯曲力矩，可以减小轴的直径。

图2-6所示是中华世纪坛滚轮车组结构。中华世纪坛的旋转圆坛，质量为3000t，直径47m，由96台滚轮车组支持，每个车组有两个车轮。如果各车轮受力不均匀，则会缩短车轮和轨道的寿命。为了使车轮均载，在车组中设置弹簧均载装置，因载荷较大采用碟形弹簧。用电阻片贴在钢轨上面测量各轮的压力，世纪坛转动，使各轮通过测试位置时测量。靠增减调整垫片6使各车轮的载荷接近。

减小和均化载荷的目的，是减小零件的尺寸，以减轻其重量，节约材料。

（3）载荷自平衡 图2-7a所示的斜齿圆柱齿轮有轴向力，由轴承承担。而图2-7b所示人字齿轮两边的轴向力互相平衡，没有轴向载荷作用在轴承上面。这种结构称为自平衡，减小结构的载荷。摩擦轮传动装置要求有很大的压紧力，以产生足够大的摩擦力，对于机架、轴和轴承的承载能力提出了较高的要求。图2-8所示的滚锥平盘式（FU型）无级变速器，采用对称布置结构，充分利用压紧力的互相平衡，传递功率大，结构紧凑，设计巧妙，是载荷自平衡利用较好的实例，但是比较复杂。(www.xing528.com)

图2-5 机床卸荷带轮结构

图2-6 中华世纪坛滚轮车组结构

1—上支座 2—导杆 3—碟形弹簧 4—导柱 5—调整板 6—调整垫片 7—下支座 8—车轮

图2-7 自平衡轴向载荷的人字齿轮传动

图2-8 滚锥平盘式（FU型）无级变速器

1—输入轴 2、3—传动齿轮 4—主动平盘 5—滚锥 6—从动平盘 7、8—输出轴