1、第十二章第十二章 支承零部件支承零部件研究內容：研究內容：1.軸的結構設計和強度計算2.滾動軸承的類型選擇、尺寸選擇和組合設計重點：重點：軸、軸承支承零部件：起支持作用的零部件軸承軸3.滑動軸承的類型、結構第一節(jié)軸的分類和材料第一節(jié)軸的分類和材料軸是組成機器的重要零件之一。一、軸的功用一、軸的功用軸的主要功用是2.傳遞轉矩和運動。1.支承旋轉零件（如齒輪）（3）轉軸轉軸既傳遞轉矩、又承受彎矩。既傳遞轉矩、又承受彎矩。如如減速器中的軸減速器中的軸。（2）傳動軸傳動軸只受轉矩，不受彎矩。只受轉矩，不受彎矩。如汽車傳動軸。二、軸的分類二、軸的分類1.按承受載荷不同，可分為：心軸、傳動軸、心軸、傳動軸

2、、轉軸。轉軸。（1）心軸心軸只受彎矩，不傳遞轉矩。只受彎矩，不傳遞轉矩。： 軸固定，如自行車前輪軸軸轉動，如火車輪軸自行車前輪軸火車輪軸2.按軸線形狀的不同，可分為：直軸、曲軸、鋼絲軟軸直軸、曲軸、鋼絲軟軸。（1）直軸直軸（2）曲軸曲軸（3）鋼絲軟軸：鋼絲軟軸：軸線可任意彎曲，傳動靈活。動力源被驅動裝置接頭接頭鋼絲軟軸三、軸的材料三、軸的材料1軸的主要失效形式軸的主要失效形式：疲勞斷裂（工作時所承受的應力一般是交變循環(huán)應力）2對軸材料的要求對軸材料的要求（1）具有一定的疲勞強度，對應力集中的敏感性低；（2）具有一定的剛度和韌性；（3）具有足夠的耐磨性；（4）良好的經(jīng)濟性、工藝性。3軸的常用材料

3、軸的常用材料：碳鋼、合金鋼、球墨鑄鐵。（1）碳素鋼碳素鋼：30、35、45、50(正火或調質)，45應用最廣。價廉，對應力集中不敏感，良好的加工性，經(jīng)熱處理后可獲良好的綜合機械性能，常用于受力較小或不重要的場合。（2）中、低碳合金鋼中、低碳合金鋼：有更好的機械性能和熱處理工藝性，對應力集中較敏感。常用于高速、重載、耐磨、耐高溫等特殊場合。注意：鋼材種類、熱處理對鋼材彈性模量E影響很小，所以采用合金鋼、熱處理并不能提高軸的剛度第二節(jié)第二節(jié) 軸承的分類及應用軸承的分類及應用根據(jù)軸承工作的摩擦性質分滾動軸承軸承的作用軸承的作用滑動軸承存在滑動摩擦，為減少摩擦、磨損，加潤滑劑，具有工作平穩(wěn)、噪音小、耐

4、沖擊能力和承載能力大等優(yōu)點， 適用于高速、重載、高精度、結構需剖分、較大沖擊的場合。 內有滾動體，運行時軸承內存在著滾動摩擦，摩擦、磨損較滑動軸承小，已標準化、系列化，有專門廠家生產(chǎn)，供應充足，價格便宜，適用于一般速度、載荷的場合，應用十分廣泛。滾動軸承與滑動軸承性能比較 1.1.支承軸及軸上轉動的零件支承軸及軸上轉動的零件2.2.保持一定的旋轉精度保持一定的旋轉精度3.3.減少摩擦和磨損減少摩擦和磨損第三節(jié)第三節(jié) 滑動軸承的類型、材料和軸瓦結構滑動軸承的類型、材料和軸瓦結構一、滑動軸承的類型和結構一、滑動軸承的類型和結構按潤滑狀態(tài)分按所承載方向不同分向心軸承推力軸承非液體摩擦滑動軸承液體摩擦

5、滑動軸承潤滑油膜將摩擦面完全隔開，軸頸和軸瓦表面不發(fā)生直接接觸。軸頸和軸瓦表間潤滑油膜很薄，無法將摩擦面完全隔開，局部金屬接觸，一般滑動軸承常用。只能承受徑向載荷，軸承上的反作用力與軸的中心線垂直。只能承受軸向載荷，軸承上的反作用力與軸的中心線方向一致。1.1.向心滑動軸承向心滑動軸承（1 1）整體式滑動軸承）整體式滑動軸承裝拆方便。(演示) 結構簡單、成本低，裝拆不便，間隙無法調整。整體式滑動軸承的結構 適用于低速、輕載的間歇工作場合，無法用于曲軸。（2）剖分式滑動軸承）剖分式滑動軸承 結構復雜，磨損后可調整間隙， 已標準化，有水平和45斜開兩種。使用時應保證徑向載荷的實際作用線與剖分面的垂

6、直中心線夾角在35以內。 剖分斜滑動軸承 剖分式（3 3）調心式滑動軸承）調心式滑動軸承 其軸瓦外表面和軸承座孔均為球面，能自動適應軸或機架的變形，適合軸承寬度B與軸頸直徑d之比大于1.5的場合。2.2.推力滑動軸承推力滑動軸承 用于承受軸向載荷。單環(huán)式：單環(huán)式：利用軸環(huán)的端面止推，結構簡單，潤滑方便，廣泛用于低速輕載場合。按軸頸形狀分為：實心式：實心式：結構簡單，但 外緣因線速度大而 磨損大， 中心處線速度小而磨損很小 小，致使應力集中于中心 處，軸頸與 軸瓦間的壓力分 布很不均勻?？招氖剑嚎招氖剑焊纳屏耸芰顩r， 且有利于潤滑油由中心凹孔 處導入并儲存，應用較廣。 圖示為一立式平面立式平面

7、止推滑動軸承止推滑動軸承。徑向軸瓦止推軸瓦多環(huán)式：多環(huán)式：特點同單環(huán)型，可承受較單環(huán) 更大的載荷，也可承受雙向軸向載荷。 二、軸瓦結構二、軸瓦結構1.1.軸瓦的整體結構軸瓦的整體結構（1）按構造分為整體式軸瓦和剖分式軸瓦。整體式軸瓦整體式軸瓦：用于整體式滑動軸承。 剖分式軸瓦剖分式軸瓦：用于剖分式軸承。（2）按材料分為單金屬軸瓦雙金屬軸瓦：以鋼、鑄鐵或青銅做瓦背，在瓦背的內表面上澆注一層減磨材料（如軸承合金等），其厚度一般為0.56mm，此層材料稱為軸承襯 2.2.軸承襯和瓦背的結合形式軸承襯和瓦背的結合形式（1 1）燒結、噴涂和軋制：）燒結、噴涂和軋制： 這三種結合形式者是在加熱狀態(tài)下將軸承

8、合金層與低碳鋼瓦背內壁結合在一起。（2 2）澆注）澆注 在鑄鐵或青銅瓦背的內壁上，采用離心澆注方式澆注軸承合金。為結合牢固，在瓦背內壁上要加工出溝槽。（3 3）刷鍍）刷鍍 將配制好的鍍液刷鍍在瓦背內壁上，使瓦背內壁上形成很薄的合金層。此法可節(jié)省貴重合金材料。3.3.油孔、油溝油孔、油溝油孔：油孔：供應潤滑油。油溝：油溝：輸送和分布潤滑油。開油孔、油溝時應注意：開油孔、油溝時應注意：（2）油溝的軸向長度約為軸瓦長度的80%，即。（1）， 以免降低承載能力；滑動軸承材料軸瓦和軸承襯材料主要失效：磨損，其次強度不足引起的疲勞破壞等。1.1.對材料的要求對材料的要求（1）良好耐磨性、減摩性及磨合性（跑

9、合性）（2）足夠的強度、塑性、嵌藏性、順應性（3）耐腐蝕性（4）導熱性好、線膨脹系數(shù)?。?）工藝性好（6）經(jīng)濟性三、滑動軸承的材料三、滑動軸承的材料2.2.常用材料常用材料金屬材料金屬材料非金屬材料非金屬材料粉末冶金材料粉末冶金材料用不同的金屬粉末經(jīng)高壓燒結而成的多孔性結構材料。這種軸承的孔隙中能吸貯大量潤滑油，故又稱之為含油軸承。塑料、橡膠、尼龍、硬木、石墨 軸承合金軸承合金：主要成分為銅、錫、銻、鉛，以錫或鉛作為基體的軸承合金，又稱之為巴氏合金或白合金。其摩擦系數(shù)小，抗膠合能力強，塑性和跑合性能好。但價格高，且機械強度低，適合作軸承襯的材料。青銅青銅：主要成分為銅與錫、鉛或鋁銅與錫、鉛或鋁

10、組成的合金。跑合性差，熔點高，硬度高，機械強度和耐磨性、減摩性較好，價格低廉，應用廣泛。 鑄鐵鑄鐵：鑄鐵中的石墨被磨落后可起到輔助潤滑作用，且其耐磨性好，價格便宜，但質脆、跑合性差，可用于低速輕載和無沖擊的場合。常用軸瓦（軸襯）金屬材料及性能表常用軸瓦（軸襯）金屬材料及性能表第四節(jié)第四節(jié) 滾動軸承的類型、代號及選擇滾動軸承的類型、代號及選擇、專門軸承廠生產(chǎn)，只需選型和組合設計。一、滾動軸承的結構一、滾動軸承的結構核心元件，滑動滾動有時無裝在軸頸上 裝在機座或零件的軸承孔內 多數(shù)情況下，外圈不轉動，內圈與軸一起轉動。使?jié)L動體等距離分布，避免滾動體間的摩擦、磨損。點擊圖片演示二、滾動軸承的材料二、

11、滾動軸承的材料內外圈、滾動體內外圈、滾動體：含鉻的合金鋼（滾動軸承鋼）制造，如 GCr15、GCr15SiMn等。保持架保持架：軟材料，低碳鋼板、有色金屬沖壓后鉚接或焊接。三、滾動軸承的類型和性能三、滾動軸承的類型和性能公稱：外圈滾道與滾動體接觸處的法線和垂直于軸承軸心線間夾角。1.按載荷方向、按載荷方向、 的不同分為的不同分為：（0 45，主要徑向載荷）（450=0）（45 90，主要軸向載荷）（ 90）（90452.按滾動體的形狀分為： 球軸承：球軸承：滾子軸承：滾子軸承：為點接觸為線接觸。承載能力：球軸承滾子軸承耐沖擊： 球軸承滾子軸承極限轉速：球軸承滾子軸承摩擦：球軸承滾子軸承常用滾動

12、軸承的基本類型及特性常用滾動軸承的基本類型及特性 類型代號類型名稱簡 圖（結構）承載方向性能和特點1調心球軸承承受徑向載荷為主，一般不宜承受純軸向載荷；能自動調心，允許角偏差23；適用于多支點傳動軸、剛性較小的軸以及難以對中的軸2調心滾子軸承性能和特點與調心球軸承基本相同，但承載能力大些；允許角偏差1.52.5；常用于軋鋼機、大功率減速器、吊車車輪等重載情況3圓錐滾子軸承可同時承受徑向和單向軸向載荷；外圈可分離，軸承間隙容易調整。允許角偏差2；常用于斜齒輪軸、錐齒輪和蝸桿減速器軸等；一般成對使用類型代號類型名稱簡 圖承載方向性能和特點5推力球軸承51000只能承受軸向載荷，51000型用于承受

13、單向軸向載荷，52000型用于承受雙向軸向載荷；不宜在高速下工作；常用于起重機吊鉤、蝸桿軸和立式車床主軸的支承等雙向推力球軸承520006深溝球軸承主要承受徑向載荷，也能承受一定的軸向載荷；極限轉速高，高速時可用來承受不大的純軸向載荷；承受沖擊能力差；價格低廉，應用最廣；允許角偏差210；適用于剛性較大的軸，常用于機床齒輪箱、小功率電動機等7角接觸球軸承=15（C）=25（AC）=40（B）可同時承受徑向和單向軸向載荷；接觸角越大，承受軸向載荷的能力越大，一般成對使用；高速下能正常工作；允許角偏差210；適用于剛性較大的軸，常用于斜齒輪及蝸桿減速器中軸的支承等 GB/T272-93規(guī)定，滾動軸

14、承代號包括：后置代號 基本代號是軸承代號的基礎，一般由數(shù)字或字母與數(shù)字組合來表示，最多五位。三、滾動軸承的代號三、滾動軸承的代號滾動軸承的代號一般印刻在軸承座圈的端面上。前置代號基本代號基本代號1.基本代號基本代號類型代號內徑代號尺寸系列代號二 一直徑系列代號 寬度系列代號 三 四 五（1）內徑代號內徑代號右起一二位數(shù)字，表示軸承的內徑d尺寸。 a) d=10, 12, 15, 17mm 時 內徑代號 00 01 02 03 b) d= 20480mm 時，代號代號= d (mm) / 5 c) d500mm，d=22，28，32mm時 內徑代號 = 內徑尺寸(mm)但用“/”與直徑系列代號分

15、開， a)直徑系列代號右起第三位，表示同一內徑但不同外徑的系列。 用數(shù)字7、8、9、0、1、2、3、4、5 表示。 外徑增大外徑增大 b)寬度系列代號右起第四位 ，表示同一內徑但寬（高）度不 同的系列。 向心軸承：用數(shù)字8、0、1、2、3、4、5、6 表示。 寬度增大寬度增大 推力軸承： 用數(shù)字7、9、1、2表示 高度高度T增大增大 寬度系列代號為“0”時通常不標注。但對圓錐滾子軸承(3類)和調心滾子軸承(2類)不能省略“0”。（2）尺寸系列代號）尺寸系列代號 為適應不同承載能力的要求，同一內徑的滾動軸承軸承，采用不同滾動體，致使外徑和寬度不同。（3 3）軸承類型代號）軸承類型代號右起第五位

16、6深溝球軸承3圓錐滾子軸承7角接觸球軸承1調心球軸承N圓柱滾子軸承5推力球軸承2.前置代號 表示軸承的分部件，用字母表示。 L可分離軸承的可分離內圈或外圈；K滾子和保持架組件；KIW無座圈推力軸承等。3.后置代號軸承的結構、公差、游隙及材料的特殊要求等。（1）內部結構代號 C、AC、B角接觸球軸承的接觸角分別為15、25、40。（2）軸承的公差等級代號 公差分2、4、5 、6、6x、 0六個級別。以/P2 、/P4、 /P5、 /P6(/P6x)為代號，0級不標注 。高級 低級 （3）游隙代號 游隙分為1、2、0、3、4、5共六組， 徑向游隙依次增大 代號為 /C1、/C2、/C3、/C4、/

17、C5，0組游隙不標注 。 當公差代號與游隙代號同時表示時，可簡化標注，如 /P63表示軸承公差等級為6級，徑向游隙為3組 6 2 1 2N 2 2 0 8寬度系列代號為0，直徑系列代號為2 2表示軸承內徑 8 5=40mm 深溝球軸承圓柱滾子軸承表示軸承內徑 12 5=60mm 寬度、直徑系列代號分別為2 23 3 3 1 5 /P6表示軸承內徑 15 5=75mm 圓錐滾子軸承寬度、直徑系列代號分別為3 3公差等級為6級 舉例：1.1.類型的選擇類型的選擇（1） 載荷條件（大小、方向、性質）同時Fa、Fr：或；Fr大、Fa?。海籉a大、 Fr ?。和屏墙佑|軸承；四、滾動軸承的選擇四、滾動軸

18、承的選擇 包括類型選擇、精度選擇和尺寸選擇。 （2） 轉速條件 轉速高高，選球軸承球軸承，轉速低低，選滾子軸承。滾子軸承。軸的剛性剛性較差差，軸承孔不同心調心軸承調心軸承 （3 3）調心性能）調心性能（4 4）安裝、調整性能）安裝、調整性能便于裝拆和間隙調整內、外圈可分離的軸承；3、7兩類軸承應成對使用，對稱安裝；旋轉精度較高時較高的公差等級和較小的游隙。（5 5）經(jīng)濟性）經(jīng)濟性優(yōu)先考慮用普通公差等級的深溝球軸承。一般球軸承比滾子軸承便宜；同型號軸承，精度越高，價格越高；2尺寸選擇尺寸選擇：即確定內徑代號和尺寸系列再驗算中、小設備：直徑系列初選0、1、2 寬度系列初選用0、1 （1）內徑代號）

19、內徑代號：由軸結構設計確定軸頸直徑d，代號=d/5。（2）尺寸系列選擇）尺寸系列選擇3精度選擇精度選擇一般機械傳動宜選用普通級（0級）精度。二、要求二、要求1.軸與軸上零件要有準確的相對位置；2.受力合理軸結構有利于提高軸的強度和剛度；3.軸的加工、裝配有良好的工藝性、減少應力集中。一、目的一、目的確定軸的結構形狀和尺寸：d、l。第五節(jié)第五節(jié) 軸的結構設計軸的結構設計三、軸的結構及各部分名稱三、軸的結構及各部分名稱軸上零件拆卸和裝配演示組成：裝軸承處 ：裝輪轂處 直徑與輪轂內徑相當；：聯(lián)接和部分；軸頸軸頭軸身兩頭小中間大的階梯軸。四、零件在軸上的固定四、零件在軸上的固定.軸向固定軸向固定a）借

20、助軸本身形狀定位：軸肩、圓錐形軸頭；b）借助擋圈、圓螺母、套筒等定位。（）軸肩（）軸肩軸肩：軸上截面突變的部位。非定位軸肩：便于裝拆、起過渡作用，h=(12)mm。定位軸肩：起軸向定位作用。特點：特點：結構簡單，定位可靠，可承受較大的軸向力。 ） 定位軸肩高度定位軸肩高度： 定位軸肩寬度定位軸肩寬度：b=1.4h（）圓螺母（）圓螺母特點：特點：定位可靠，可承受較大的軸向力，裝拆方便。但切制螺紋使軸的疲勞強度下降。（2 2）套筒）套筒特點：特點：結構簡單，定位可靠，能承受較大軸向力。能同時固定兩個零件的軸向位置，但兩零件相距不宜太遠，不宜高速。止動墊片（4 4）軸端擋圈）軸端擋圈 特點：特點：固

21、定可靠，能承受較大的軸向力，用于軸端。 當用軸肩、軸環(huán)、套筒、圓螺母、軸端擋圈進行零件的軸向定位時，為保證軸向定位可靠，要求L L軸軸Le，查機械設計手冊得X1=0.4 Y1=1.7因294. 0320094122raFF e， 故 X2=1 Y2=0則 P1=X1Fr1+Y1Fa1=0.46000+1.75741=12160N P2= X2Fr2+Y2Fa2=13200+0941=3200N9646810120001000601216011 . 1106031066hTPnLPffC NCr1.求支反力（力平衡、力矩平衡）Fr1、Fr2；2.求附加軸向力Fs1、Fs23.根據(jù)軸承安裝方式及合

22、力的指向判定“壓緊”、“放松”端，求出Fa1、Fa2；4.根據(jù)eFFra11？：是 X、Y查表，否 X=1、Y=0eFFra22？：是 X、Y查表，否 X=1、Y=0)(111arPYFXFfP)(222arPYFXFfP，取),max(21PPP 5.校核式：球軸承：=3滾子軸承：=10/3（小時）PfCfnLPTh60106設計選擇式：CnLPffChTP61060：無Fs，F(xiàn)A由承受， 即：， FAFR 軸系結構軸系結構：軸和軸上零件組成的結構。減速器軸的結構拆裝。第九節(jié)第九節(jié) 軸系結構設計軸系結構設計 軸系結構軸系結構設計要求：設計要求： 固定可靠、運轉靈活、保證精度、調整方便。 軸系

23、結構內容：軸系結構內容： 正確合理考慮軸承安裝、固定、調整、密封、潤滑、軸系剛度、精度問題。一、滾動軸承的軸向固定一、滾動軸承的軸向固定.內圈固定：內圈固定：軸肩、彈性擋圈、軸端壓板、圓螺母與止動墊圈等。.外圈固定：外圈固定：利用端蓋固定、彈性擋圈、套筒等軸肩與彈性擋圈軸肩與軸端壓板軸肩與圓螺母軸承端蓋作單向固定 軸承端蓋和彈性擋圈作雙向固定 機座孔內凸臺和軸承端蓋作雙向固定 二二 、軸系的支承結構形式、軸系的支承結構形式在軸向載荷、附加軸向力作用下，滾動軸承軸系有“左移”、“右移”趨勢，防止軸向竄動，三種固定結構：1.（雙支點單向固定） 每個軸承內、外圈沿軸向只有一個方向受約束。組合后，限制

24、軸雙向移動，承受雙向軸向力。深溝球軸承，可在軸承蓋與軸承外圈端面間留出0.20.4mm熱補償間隙，以防止軸因受熱伸長，使軸承游隙減小甚至造成卡死。間隙量可用調整軸承蓋與機座端面間的墊片厚度來控制。 調整墊片向心角接觸軸承，補償間隙留在軸承內部，軸承蓋與軸承外圈端面間的間隙在圖中則不應畫出。 兩端單向固定用于mml400t不高不大的軸。2.、（單支點雙向固定）： ：N類:滾子與外圈間游動，內、外圈都作雙向固定。6類:外圈與座間游動，應在軸承外圈與端蓋間留38mm的較大間隙。固定支點游動支點游動支點用于mml400t較高大的軸6類N類3.與其相嚙合的齒輪軸系：兩端單向固定（保證兩軸都得到軸向定位）

25、用于需左、右雙向游動的軸，如人字齒輪的小齒輪軸。三、軸系調整三、軸系調整1.的調整包括的調整(2)利用調整螺釘壓緊或放松壓蓋進行調整。(1)用增減軸承蓋與機座間墊片厚度進行調整。類類L1b2.的調整：要求兩齒輪。：要求。軸系的兩軸承均安裝在套杯中，增減套杯與箱體間的墊片使套杯（整個軸系）相對箱體移動，調整軸系的軸向位置四、提高軸系剛度的措施四、提高軸系剛度的措施剛度 旋轉精度、噪音、振動1.1.選用合理軸承類型選用合理軸承類型滾子軸承剛度球軸承 選用雙列軸承、滾子軸承能提高軸系剛度。2.2.選擇合理的軸承安裝方式選擇合理的軸承安裝方式懸伸端：反安裝時，剛度兩軸承間：正安裝時，剛度3.3.軸承預緊軸承預緊預緊可以軸承剛度、 旋轉精度、 軸承壽命。預緊：預緊：在安裝軸承時采用某種措施，使?jié)L動軸承內保持一個相當?shù)妮S向力，以消除軸承游隙，并使?jié)L動體和內、外套圈之間產(chǎn)生預變形。預緊方法預緊方法不同的內外套筒寬度4.4.增加軸承座處的箱體壁厚和設置加強肋增加軸承座處的箱體壁厚和