章軸系零部件（機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課件）

§11.1軸§11.2滑動(dòng)軸承§11.3滾動(dòng)軸承§11.4聯(lián)軸器§11.5離合器§11.6制動(dòng)器第11章軸承轉(zhuǎn)軸─同時(shí)承受彎矩和扭矩的軸，如減速器的軸。心軸─只承受彎矩的軸，如定滑輪軸，火車車輪軸。傳動(dòng)軸─只承受扭矩的軸，如汽車的傳動(dòng)軸。11.1.1軸的分類按照承受載荷的不同，軸可分為：11.1軸的分類及材料選擇心軸：

用來支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件，只承受彎矩而不傳遞轉(zhuǎn)矩。例：自行車的前輪軸、列車車輪軸傳動(dòng)軸：主要用于傳遞轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩，或所承

受的彎矩很小的軸。例：汽車中聯(lián)接變速箱與后橋之間的軸。轉(zhuǎn)軸：機(jī)器中最常見的軸，通常簡稱為轉(zhuǎn)軸。工作時(shí)既承受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩。齒輪軸齒輪軸撓性鋼絲軸，可以把轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)靈活地傳到任何位置，常用于醫(yī)療器械和小型機(jī)具中。直軸根據(jù)外形的不同，可分為光軸和階梯軸。階梯軸便于軸上零件的裝拆和定位，省材料重量輕，應(yīng)用普遍。按照軸線形狀的不同，軸可分為曲軸、直軸和撓性鋼絲軸。軸一般是實(shí)心軸，有特殊要求時(shí)可制成空心軸，如車床主軸。11.1軸的分類及材料選擇

曲軸是專用零件，主要用在內(nèi)燃機(jī)一類的活塞式機(jī)械中。曲軸空心軸和撓性鋼絲軸

光軸階梯軸2.軸的材料及選擇碳素鋼—35、40、45、Q235特點(diǎn)：

對(duì)應(yīng)力集中的敏感性小、價(jià)格較便宜、可熱處理，應(yīng)用廣泛。合金鋼—20Cr、40Cr特點(diǎn)：良好的力學(xué)性能和熱處理工藝性、對(duì)應(yīng)力集中敏感，價(jià)格較貴。球墨鑄鐵特點(diǎn)：鑄造性能好、吸振性好、對(duì)應(yīng)力集中不敏感、價(jià)格低。注意：常溫下合金鋼和碳素鋼的彈性模量大致相同，用合金鋼代替碳素鋼不能有助于提高軸的剛度。11.1.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

軸設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下要求：應(yīng)具有合理的結(jié)構(gòu)和良好的工藝性，以便于軸上零件的定位和裝拆，便于軸的制造；應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度；應(yīng)具有足夠的剛度；振動(dòng)穩(wěn)定性好，不發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)和共振。

軸設(shè)計(jì)的一般步驟：1.選擇軸的材料；2.進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；3.校核軸的強(qiáng)度；4.校核軸的剛度。1、軸的結(jié)構(gòu)軸頸：軸與軸承配合處的軸段軸頭：安裝輪轂的軸段軸身：軸頭與軸頸間的軸段軸肩或軸環(huán)：階梯軸上截面尺寸變化的部位2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)形式取決于軸上零件的裝配方案軸上零件的裝配方案不同，則軸的結(jié)構(gòu)形狀也不相同。設(shè)計(jì)時(shí)可擬定幾種裝配方案，進(jìn)行分析與選擇。在滿足設(shè)計(jì)要求的情況下，軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單。以下是帶式輸送機(jī)減速器中高速軸的三個(gè)裝配方案及分析。（1）軸和軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置（軸向和周向定位與固定）。（2）軸上零件要便于拆裝和調(diào)整。（3）合理布局軸的受力位置，提高軸的剛度和強(qiáng)度。（4）軸應(yīng)有良好的加工工藝性。（5）與軸承配合的軸頸必須符合滾動(dòng)軸承內(nèi)徑系列。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟齒輪與軸分開制造，齒輪與帶輪均從軸的左端裝入，軸段⑤最粗。該方案較常采用。方案一齒輪與軸分開制造，齒輪從軸的右端裝入，帶輪從軸的左端裝入，軸段⑤最粗。該方案也有采用。方案二方案三齒輪與軸一體，結(jié)構(gòu)簡單，強(qiáng)度和剛度高，但工藝性較差，軸與齒輪同時(shí)失效。適用于軸的直徑接近齒根圓直徑的情況。3、軸上零件的周向定位周向定位的目的是限制軸上零件相對(duì)于軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，以傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。通常采用鍵、花鍵、銷、過盈配合及成型聯(lián)接等。4、軸上零件的軸向定位軸向定位的目的是限制軸上零件相對(duì)于軸的移動(dòng)，使其準(zhǔn)確可靠地處在正確的位置上，以保證機(jī)器正常工作。1）軸肩和軸環(huán)定位。結(jié)構(gòu)簡單，方便可靠，可承受較大軸向力，最為常用。為了準(zhǔn)確定位，軸肩根部圓角應(yīng)小于軸上零件內(nèi)孔圓角或倒角尺寸，軸肩高度則應(yīng)大于軸上零件內(nèi)孔圓角或倒角尺寸。2）套筒定位。多用于軸上兩個(gè)零件之間距離不大，或不便于加工出軸肩的地方。此時(shí)，應(yīng)保證套筒與被定位零件可靠接觸。3）彈性擋圈定位。結(jié)構(gòu)簡單，適用于無軸向力或軸向力較小的情況。軸上的溝槽會(huì)引起應(yīng)力集中，削弱軸的強(qiáng)度。4）圓螺母定位。能承受較大的軸向力，但軸上須加工螺紋，適用于軸向力較大或兩零件間距離較大時(shí)的定位。彈性擋圈定位圓螺母定位5）圓錐形軸端與壓板定位。定位可靠，裝拆方便，適用于經(jīng)常裝拆或有沖擊的場合。7）緊定螺釘定位。承受的軸向力較小，不適用于高速。6）圓柱形軸端與軸端擋圈定位。定位可靠，方便，常用。圓錐形軸端與壓板定位緊定螺釘定位圓柱形軸端與軸端擋圈定位5、提高軸強(qiáng)度的措施（1）改進(jìn)結(jié)構(gòu)，減小應(yīng)力集中盡量避免在軸上開橫孔、切口和凹槽；增大軸肩過渡圓角半徑；采用卸荷槽（圖a）、過渡肩環(huán)（圖b）、凹切圓槽（圖c）；在軸與軸上零件的過盈配合處，在輪轂上開卸荷槽（圖d））。（2）改善軸的表面品質(zhì)降低軸的表面粗糙度，對(duì)軸的表面滲碳、滲氮及碳氮共滲等化學(xué)處理，輾壓、噴丸等機(jī)械強(qiáng)化處理，可顯著提高軸的承載能力。（3）合理布置軸上零件圖示兩種方案中，a)方案軸受到的最大扭矩小，故強(qiáng)度高。1、軸的彎矩和扭矩分析2）畫出軸的空間受力圖；3）畫出軸的水平面受力圖，求出水平面支反力，畫出水平面彎矩圖；4）畫出軸的鉛垂面受力圖，求出鉛垂面支反力，畫出鉛垂面彎矩圖；5）畫合成彎矩圖；6）畫軸的扭矩圖；7）確定危險(xiǎn)截面。1）求出軸上的所有主動(dòng)力；11.1.3

軸設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求及設(shè)計(jì)步驟2、按彎扭強(qiáng)度計(jì)算對(duì)一般鋼制的圓軸（實(shí)心），可按工程力學(xué)理論求出危險(xiǎn)截面的當(dāng)量應(yīng)力，其強(qiáng)度條件為：τ

—危險(xiǎn)截面上的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力（MPa）；M、T—危險(xiǎn)截面上的彎矩和扭矩（N.mm）；

—根據(jù)扭矩性質(zhì)而定的折合因數(shù)。

；d—危險(xiǎn)截面的直徑(mm)?！苡?jì)算軸徑時(shí)≥由于一般轉(zhuǎn)軸的σbb為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力，

而τ

與σbb的循環(huán)特性往往不同。因此，須引入折算系數(shù)α

將非對(duì)稱的τ折算成對(duì)稱變應(yīng)力，此時(shí)軸的強(qiáng)度校核公式為扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力靜應(yīng)力脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力α

≈0.3α

≈0.６α

=1切應(yīng)力折算系數(shù)α[σ-1bb]—許用對(duì)稱循環(huán)彎曲應(yīng)力，見下表。材料σb[σ+1][σ0][σ-1]碳鋼40013070405001707545600200955570023011065合金鋼8002701307590030014080100033015090鑄鋼40010050305001207040軸的許用彎曲應(yīng)力軸的彎曲變形以撓度y和偏轉(zhuǎn)角θ來度量，軸的扭轉(zhuǎn)變形以扭轉(zhuǎn)角

來度量，變形過大會(huì)影響軸的正常工作，故軸的剛度條件為3軸的剛度校核y≤[y]

θ≤[θ]

y、θ及

可按材料力學(xué)的方法計(jì)算，許用變形量[y]、[θ]和[

]見后表。變形種類適用場合許用值變形種類適用場合許用值撓度/mm一般用途的軸(0.0003~0.0005)l轉(zhuǎn)角/rad調(diào)心球軸承≤0.05剛度要求高的軸≤0.0002l圓柱滾子軸承≤0.025感應(yīng)電機(jī)軸≤0.1Δ圓錐滾子軸承≤0.016安裝齒輪的軸(0.01~0.03)mn齒輪處軸的截面0.001~0.002安裝蝸輪的軸(0.02~0.05)m扭角°/m一般傳動(dòng)0.5~1轉(zhuǎn)角/rad滑動(dòng)軸承≤0.001較精密傳動(dòng)0.25~0.5深溝球軸承≤0.005重要傳動(dòng)<0.25l—支承間跨矩；Δ—定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙；mn—齒輪法向模數(shù)；m—蝸輪模數(shù)。軸的許用變形量11.2滑動(dòng)軸承軸承的作用是支承軸。軸在工作時(shí)可以是旋轉(zhuǎn)的，也可以是靜止的。1．能承擔(dān)一定的載荷，具有一定的強(qiáng)度和剛度。2．具有小的摩擦力矩，使回轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。3．具有一定的支承精度，保證被支承零件的回轉(zhuǎn)精度。根據(jù)軸承中摩擦的性質(zhì)，可分為滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承。一、軸承應(yīng)滿足如下基本要求：二、軸承的分類根據(jù)能承受載荷的方向，可分為向心軸承、推力軸承、向心推力軸承。

(或稱為徑向軸承、止推軸承、徑向止推軸承）。11.2.1概述11.2.2滑動(dòng)軸承的類型與結(jié)構(gòu)

滑動(dòng)軸承的分類

按工作表面的摩擦狀態(tài)，可分為：

液體摩擦軸承：兩表面間被潤滑油膜隔開，無摩擦

非液體摩擦軸承：兩表面間為邊界摩擦狀態(tài)，存在摩擦磨損按承受載荷的方向，可分為：

徑向軸承：主要承受徑向載荷

止推軸承：主要承受軸向載荷

11.2滑動(dòng)軸承1、徑向滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)（1）整體式1—軸承座2—軸瓦特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。因磨損而造成的間隙無法調(diào)整。只能從軸向裝拆，不方便。應(yīng)用：低速、輕載、間歇工作而不需要經(jīng)常裝拆的場合。11.2滑動(dòng)軸承（2）剖分式徑向滑動(dòng)軸承特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可以調(diào)整磨損而造成的間隙、裝拆方便。應(yīng)用：需調(diào)整間隙、重型軸及經(jīng)常裝拆的場合。1—螺柱2—軸承蓋3—軸承座4—上軸瓦5—下軸瓦水平剖分式徑向滑動(dòng)軸承11.2滑動(dòng)軸承斜剖分式徑向滑動(dòng)軸承（3）自動(dòng)調(diào)心式徑向滑動(dòng)軸承當(dāng)軸承受到的徑向力有較大偏斜時(shí)，可采用斜剖分式徑向滑動(dòng)軸承，其剖分角一般為45°。特點(diǎn)：軸瓦與軸承座為球面接觸，可自動(dòng)適應(yīng)軸的變形。適用：軸的剛度小、制造精度較低的場合。邊緣摩擦自動(dòng)調(diào)心式軸承11.2滑動(dòng)軸承2、止推滑動(dòng)軸承推力滑動(dòng)軸承用來承受軸向載荷，典型結(jié)構(gòu)如圖所示。軸頸油孔球面推力軸瓦軸承座軸承襯徑向軸瓦油孔11.2滑動(dòng)軸承實(shí)心式：端面受力，壓力分布不均勻，潤滑效果差，邊緣磨損快。空心式：壓力分布較均勻，潤滑條件較實(shí)心式改善。單環(huán)式：環(huán)形端面受力，結(jié)構(gòu)簡單，潤滑方便，常用于低速、輕載的場合。多環(huán)式：可承受較大的單向或雙向載荷，但環(huán)數(shù)較多時(shí),各環(huán)間載荷分布不均。實(shí)心式空心式單環(huán)式多環(huán)式軸頸的結(jié)構(gòu)形式11.2滑動(dòng)軸承11.2滑動(dòng)軸承1.軸瓦的結(jié)構(gòu)常用的軸瓦結(jié)構(gòu)有整體式和剖分式兩類。整體式

整體式軸承采用整體式軸瓦，整體式軸瓦又稱軸套，分為光滑軸套和帶縱向油槽軸套兩種。軸瓦是滑動(dòng)軸承中直接與軸頸接觸的重要零件。11.2.3軸瓦結(jié)構(gòu)和材料部分式

部分式軸承采用部分式軸瓦。為了使軸承與軸瓦結(jié)合牢固，可在軸瓦基體內(nèi)壁制出溝槽，使其與合金軸承襯結(jié)合更牢。

為了使?jié)櫥湍芫鶆蛄鞯秸麄€(gè)工作表面上，軸瓦上要開出油溝，油溝和油孔應(yīng)開在非承載區(qū)，以保證承載區(qū)油膜的連續(xù)性。觀看油孔、油溝樣式動(dòng)畫11.2滑動(dòng)軸承2、軸瓦的材料滑動(dòng)軸承的失效形式：軸承表面的磨損、膠合或疲勞剝落。磨損膠合擴(kuò)展點(diǎn)蝕疲勞剝落11.2滑動(dòng)軸承軸承材料是指在軸承結(jié)構(gòu)中直接參與摩擦部分的材料，如軸瓦和軸承襯的材料。軸承材料性能應(yīng)滿足以下要求：減摩性：材料副具有較低的摩擦系數(shù)。耐磨性：材料的抗磨性能，通常以磨損率表示?？挂д承裕翰牧系哪蜔嵝耘c抗粘附性。摩擦順應(yīng)性：材料通過表層彈塑性變形來補(bǔ)償軸承滑動(dòng)表面初始配合不良的能力。嵌入性：材料容納硬質(zhì)顆粒嵌入，從而減輕軸承滑動(dòng)表面發(fā)生刮傷或磨粒磨損的性能。此外還應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和抗腐蝕能力、良好的導(dǎo)熱性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性。磨合性：軸瓦與軸頸表面經(jīng)短期輕載運(yùn)行后，形成相互吻合的表面形狀和粗糙度的能力（或性質(zhì)）。11.2滑動(dòng)軸承常用軸承材料有：金屬材料粉末冶金材料非金屬材料—軸承合金（巴氏合金、白合金）是由錫、鉛、銻、銅等組成的合金—銅合金分為青銅和黃銅兩類。—鑄鐵有普通灰鑄鐵、球墨鑄鐵等?！摄~、鐵、石墨等粉末經(jīng)壓制、燒結(jié)而成的多孔隙軸瓦材料?！兴芰?、硬木、橡膠和石磨等，其中塑料用的最多11.2滑動(dòng)軸承

減摩性好：摩擦副具有較低的摩擦系數(shù)。

耐磨性好：單位時(shí)間的磨損量（磨損率）小。

抗膠合性好：材料的耐熱性與抗粘附性好。

嵌入性好：材料容納硬質(zhì)顆粒嵌入，從而減輕軸承滑動(dòng)表面發(fā)生刮傷或磨粒磨損的性能。此外還應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和抗腐蝕能力、良好的導(dǎo)熱性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性。

磨合性好：軸瓦與軸頸表面經(jīng)短期輕載運(yùn)行后，形成相互吻合的表面形狀和粗糙度的能力（或性質(zhì)）。對(duì)軸承材料的基本要求11.2滑動(dòng)軸承

減摩性好：摩擦副具有較低的摩擦系數(shù)。

耐磨性好：單位時(shí)間的磨損量（磨損率）小。

抗膠合性好：材料的耐熱性與抗粘附性好。

嵌入性好：材料容納硬質(zhì)顆粒嵌入，從而減輕軸承滑動(dòng)表面發(fā)生刮傷或磨粒磨損的性能。此外還應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和抗腐蝕能力、良好的導(dǎo)熱性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性。

磨合性好：軸瓦與軸頸表面經(jīng)短期輕載運(yùn)行后，形成相互吻合的表面形狀和粗糙度的能力（或性質(zhì)）。對(duì)軸承材料的基本要求11.2滑動(dòng)軸承11.3滾動(dòng)軸承的基本知識(shí)特點(diǎn)：摩擦阻力小，起動(dòng)容易、旋轉(zhuǎn)精度高，潤滑維護(hù)方便；標(biāo)準(zhǔn)件，互換性好，價(jià)格較低。但抗沖擊能力不高，噪聲較大，徑向尺寸大，高速時(shí)壽命較低。適用場合：一般工作條件下的軸承，應(yīng)用廣泛。滾動(dòng)軸承是一種標(biāo)準(zhǔn)部件，它依靠內(nèi)部元件間的滾動(dòng)接觸來支承軸及轉(zhuǎn)動(dòng)零件（如齒輪等）工作。11.3滾動(dòng)軸承11.3.1

滾動(dòng)軸承的組成滾動(dòng)軸承一般由內(nèi)圈1、外圈2、滾動(dòng)體3和保持架4組成。內(nèi)圈裝在軸徑上，與軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。外圈裝在機(jī)座的軸承孔內(nèi)，一般不轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)外圈上設(shè)置有滾道，當(dāng)內(nèi)外圈之間相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾動(dòng)體沿著滾道滾動(dòng)。保持架使?jié)L動(dòng)體均勻分布在滾道上，減少滾動(dòng)體之間的碰撞和磨損。12341233外圈1：有溝槽。與軸承座裝配。

內(nèi)圈2：有溝槽。與軸頸裝配。

滾動(dòng)體3：在內(nèi)、外圈滾道間滾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)摩擦。有球形和滾子兩大類。

保持架4：將滾動(dòng)體均勻地隔開。11.3滾動(dòng)軸承常見的滾動(dòng)體有六種形狀，一種是球形，五種是滾子。11.3滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)畫(3D)11.3滾動(dòng)軸承11.3滾動(dòng)軸承11.3.2

滾動(dòng)軸承的類型及特點(diǎn)1、按所能承受載荷的方向或公稱接觸角的不同可分為向心軸承和推力軸承向心軸承徑向接觸軸承：公稱接觸角α=0°，主要承受徑向載荷，可承受較小的軸向載荷。向心角接觸軸承：公稱接觸角α=0°～45°，同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷。推力軸承推力角接觸軸承：公稱接觸角α=45°～90°，主要承受軸向載荷，可承受較小的軸向載荷。軸向接觸軸承：公稱接觸角α=90°，只能承受軸向載荷。滾動(dòng)軸承公共接觸角11.3滾動(dòng)軸承11.3滾動(dòng)軸承2、按滾動(dòng)體的種類可分為球軸承和滾子軸承在外廓尺寸相同的條件下，滾子軸承比球軸承的承載能力和耐沖擊能力都好，但球軸承摩擦小、高速性能好。

球軸承滾子軸承11.3滾動(dòng)軸承3.按工作時(shí)能否調(diào)心可分為調(diào)心軸承和非調(diào)心軸承。

4.按安裝軸承時(shí)其內(nèi)、外圈可否分別安裝，分為可分離軸承和不可分離軸承。5.按公差等級(jí)可分為0、6、5、4、2級(jí)滾動(dòng)軸承，其中2級(jí)精度最高，0級(jí)為普通級(jí)。另外還只有用于圓錐滾子軸承的6x公差等級(jí)。。6.按照運(yùn)動(dòng)方式可分為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸承和直線運(yùn)動(dòng)軸承。11.3滾動(dòng)軸承3.常用滾動(dòng)軸承的特性調(diào)心球軸承（代號(hào)1000）主要承受徑向載荷，同時(shí)可承受少量的雙向軸向載荷。極限轉(zhuǎn)速中等。外圈滾道是以軸承中心為球心的球面，故能調(diào)心，允許角偏差。11.3滾動(dòng)軸承調(diào)心滾子軸承（代號(hào)2000）能承受很大的徑向載荷，同時(shí)可承受少量的雙向軸向載荷。極限轉(zhuǎn)速低。外圈滾道為球面，故能調(diào)心，允許角偏差。常用在長軸或受載荷作用后軸有較大變形及多支點(diǎn)的軸上。11.3滾動(dòng)軸承圓錐滾子軸承（代號(hào)3000）能同時(shí)承受較大的徑向載荷和單向軸向載荷，極限轉(zhuǎn)速中等，允許角偏差。內(nèi)外圈可分離，游隙可調(diào)，裝拆方便，須成對(duì)使用。11.3滾動(dòng)軸承推力球軸承（代號(hào)5000）只能承受單向或雙向軸向載荷，且載荷作用線必須與軸線重合；高速時(shí)滾動(dòng)體因離心力與保持架摩擦嚴(yán)重，故極限轉(zhuǎn)速低；不允許角偏差。11.3滾動(dòng)軸承深溝球軸承（代號(hào)6000）主要承受徑向載荷，同時(shí)可承受少量的雙向軸向載荷，極限轉(zhuǎn)速高，允許角偏差。在高轉(zhuǎn)速且載荷不大時(shí)，可替代推力球軸承承受純軸向載荷。價(jià)格最低，應(yīng)用最廣。11.3滾動(dòng)軸承角接觸球軸承（代號(hào)7000）能同時(shí)承受較大的徑向載荷和單向軸向載荷。極限轉(zhuǎn)速較高，允許的角偏差2~10。公稱接觸角有15。、20。、40。三種，須成對(duì)使用。11.3滾動(dòng)軸承推力圓柱滾子軸承（代號(hào)8000）只能承受單向軸向載荷（可很大），且載荷作用線必須與軸線重合。極限轉(zhuǎn)速低，不允許角偏差。11.3滾動(dòng)軸承圓柱滾子軸承（代號(hào)N000）滾針軸承（代號(hào)NA）只能承受徑向載荷（很大），摩擦大，極限轉(zhuǎn)速低，不允許角偏差。一般不帶保持架，內(nèi)外圈可分離，徑向尺寸特小。

只能或主要承受徑向載荷（很大）,極限轉(zhuǎn)速較高，允許角偏差，內(nèi)外圈可分離。11.3滾動(dòng)軸承4滾動(dòng)軸承的代號(hào)前置代號(hào)基本代號(hào)后置代號(hào)

軸承的分

部件代號(hào)內(nèi)

部

結(jié)

構(gòu)

代

號(hào)密

封

與

防

塵

結(jié)

構(gòu)

代

號(hào)保

持

架

及

其

材

料

代

號(hào)特

殊

軸

承

材

料

代

號(hào)公

差

等

級(jí)

代

號(hào)游

隙

代

號(hào)多

軸

承

配

置

代

號(hào)其

它

代

號(hào)五四三二一類

型

代

號(hào)尺寸系

列代號(hào)內(nèi)

徑

代

號(hào)寬

度

系

列

代

號(hào)直

徑

系

列

代

號(hào)滾動(dòng)軸承代號(hào)構(gòu)成：代號(hào)用于表征滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、尺寸、類型、精度等，由GB/T272規(guī)定。前置代號(hào)——表示軸承的分部件?；敬?hào)——表示軸承的類型與尺寸等主要特征。后置代號(hào)——表示軸承的精度與材料的特征。例題：說明下列軸承代號(hào)的含義。62205軸承內(nèi)徑為25mm直徑系列為2（輕）系列寬度系列為2（寬）系列深溝球軸承11.3滾動(dòng)軸承例題：說明下列軸承代號(hào)的含義。7（0）315AC/P6/C33組游隙6級(jí)公差接觸角α=25°軸承內(nèi)徑為75mm直徑系列為3（中）系列寬度系列為0（窄）系列，不標(biāo)出角接觸球軸承11.3滾動(dòng)軸承3滾動(dòng)軸承的選擇1.滾動(dòng)軸承的失效形式（1）疲勞點(diǎn)蝕—疲勞壽命計(jì)算。（2）塑性變形—靜強(qiáng)度計(jì)算。

（3）磨損—限制轉(zhuǎn)速、加強(qiáng)密封和潤滑。磨損磨損疲勞點(diǎn)蝕擴(kuò)展性點(diǎn)蝕11.3滾動(dòng)軸承軸承工作載荷的大小、方向及性質(zhì)。當(dāng)載荷較小而平穩(wěn)、轉(zhuǎn)速較高時(shí)，可選球軸承，反之，選擇滾子軸承。軸承同時(shí)受徑向載荷和軸向載荷，若以徑向載荷為主時(shí)可選用深溝球軸承；軸向載荷比徑向載荷大很多時(shí)，可選用推力軸承與向心軸承的組合結(jié)構(gòu)；徑向載荷和軸向載荷均較大時(shí)，可選用向心角接觸軸軸承。11.3滾動(dòng)軸承軸承的轉(zhuǎn)速。

軸承轉(zhuǎn)速較高時(shí)，可選擇球軸承，低速時(shí)選擇滾子軸承。軸承的特殊要求。

跨距較大時(shí)，宜選用調(diào)心軸承；尺寸受限制時(shí)，可選擇輕系列或滾針軸承。經(jīng)濟(jì)型。

球軸承比滾子軸承廉價(jià)；精度越高越貴。11.3滾動(dòng)軸承11.3.2滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)

為了保證軸與軸上旋轉(zhuǎn)零件正常運(yùn)行，還應(yīng)解決軸承組合的結(jié)構(gòu)問題，其中包括，軸承組合的軸向固定，軸承與相關(guān)零件的配合，間隙調(diào)整、裝拆、潤滑等一系列問題。11.3滾動(dòng)軸承②③④①1、滾動(dòng)軸承的軸向固定（1）軸承內(nèi)圈的固定方法①軸肩固定。方便、可靠、最常用。④彈簧擋圈固定。輕巧，承受的軸向力小，常用于深溝球軸承。③軸端擋圈固定。用于高速軸向力較大時(shí)。②圓螺母固定?？煽?，用于高速軸向力較大時(shí)。⑤錐套固定?？磕Σ凉ぷ?，適用光軸、低速、輕載或經(jīng)常裝拆場合。⑤11.3滾動(dòng)軸承（2）軸承外圈的固定方法彈簧擋圈固定。簡單、方便、緊湊，但能承受的軸向力小。軸承端蓋固定。最常用，適于高速、軸向力較大時(shí)。止動(dòng)環(huán)固定。與帶有止動(dòng)槽的軸承配套，用于剖分式軸承座。螺紋環(huán)固定。用于高速、軸向力較大而不便采用軸承蓋時(shí)。彈簧擋圈固定軸承端蓋固定止動(dòng)環(huán)固定螺紋環(huán)固定11.3滾動(dòng)軸承2．滾動(dòng)軸承的周向固定和配合滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制，軸承外圈與軸承座孔的配合采用基軸制。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)及其的工作條件、載荷的大小及性質(zhì)、轉(zhuǎn)速的高低、工作溫度及內(nèi)外圈中哪一個(gè)套圈跳動(dòng)等因素選擇軸承的配合。當(dāng)外載荷方向不變時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)套圈應(yīng)比固定套圈的配合緊一些。高速、重載情況下應(yīng)采用較緊配合。作游動(dòng)支撐的軸承外圈與座孔間應(yīng)采用間隙配合，但又不能過松而發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸承與空心軸的配合應(yīng)選用較緊配合，部分式軸承座座孔與軸承外圈的配合應(yīng)較松。充分考慮溫升對(duì)配合的影響。11.3滾動(dòng)軸承3

軸承組的軸向定位

軸系在機(jī)器中必須有確定的位置，以保證工作時(shí)不發(fā)生軸向竄動(dòng)；但同時(shí)為補(bǔ)償軸的熱伸長，又允許在適當(dāng)范圍有微小自由伸縮。（1）.兩端固定式11.3滾動(dòng)軸承軸向固定特點(diǎn)采用一對(duì)深溝球軸承。兩個(gè)支點(diǎn)各限制一個(gè)方向的軸向移動(dòng)，軸被雙向固定。通過調(diào)整墊片，在軸承蓋與外圈端面之間留出補(bǔ)償間隙C。軸熱脹冷縮時(shí)，軸可在該間隙內(nèi)自由伸縮。但因有間隙，使得軸的位置不準(zhǔn)確，故C不能太大。對(duì)于內(nèi)外圈不可分離的軸承一般取C=0.2~0.4mm。補(bǔ)償熱膨脹的方法適用場合兩支點(diǎn)間的跨距較小、工作溫度變化較小、熱膨脹量不大，及對(duì)軸的位置精度要求不高的場合。雙固式方案分析：（2.）一端固定、一端游動(dòng)式

一端支承的軸承，內(nèi)、外圈雙向固定，另一端支承的軸承可以軸向游動(dòng)。雙向固定端的軸承可承受雙向軸向載荷，游動(dòng)端的軸承端面與軸承蓋之間留有較大的間隙。以適應(yīng)軸的伸縮量，這種支承結(jié)構(gòu)適用于軸的溫度變化大和跨距較大的場合。點(diǎn)擊圖像看大圖11.3滾動(dòng)軸承軸向固定特點(diǎn)右支點(diǎn)限制軸的兩個(gè)方向的移動(dòng)，為固定支點(diǎn)；左支點(diǎn)不限制軸的移動(dòng)，為游動(dòng)支點(diǎn)。補(bǔ)償熱膨脹的方法熱膨脹時(shí)，左軸承隨軸一起在座孔中滑動(dòng)。適用場合軸較長、工作溫度變化較大，熱膨脹量較大的場合，如蝸桿軸等。11.3滾動(dòng)軸承（3）.兩端游動(dòng)式11.3滾動(dòng)軸承軸向固定特點(diǎn)該軸承內(nèi)外圈之間可相對(duì)移動(dòng)，故無軸向限位能力，兩支點(diǎn)均為游動(dòng)支點(diǎn)。軸靠人字齒輪間的嚙合限位。補(bǔ)償熱膨脹的方法靠軸承內(nèi)外圈間的相對(duì)移動(dòng)，軸可以向兩端自由伸縮。

適用場合適用于軸的軸向位置由其他軸上零件限制的情況，如人字齒輪軸，以免過定位，增加摩擦。11.3滾動(dòng)軸承4

軸承組合的調(diào)整（1）軸承間歇的調(diào)整11.3滾動(dòng)軸承

內(nèi)、外滾道與滾動(dòng)體之間的間隙稱為游隙，即為當(dāng)一個(gè)座圈固定時(shí)，另一座圈沿徑向或間隙或軸向的最大移動(dòng)量。

游隙可影響軸承的運(yùn)動(dòng)精度、壽命、噪聲、承載能力等。

調(diào)整游隙方法：增減軸承蓋與機(jī)座間墊片厚度、用螺紋調(diào)整等。11.3滾動(dòng)軸承（2）.軸系位置的調(diào)整

為保證機(jī)械正常工作，軸應(yīng)做必要的軸向調(diào)整。11.3滾動(dòng)軸承（3）

軸承的預(yù)緊軸承的預(yù)緊就是在安裝軸承時(shí)使其受到一定的軸向力，以消除軸承的游隙并使?jié)L動(dòng)體和內(nèi)、外圈接觸處產(chǎn)生彈性預(yù)變形。預(yù)緊的目的在于提高軸承的剛度和旋轉(zhuǎn)精度。11.3滾動(dòng)軸承常用的預(yù)緊方法如下。夾緊外圈夾緊磨窄后的外圈采用長短套筒后夾緊外圈用彈力夾緊外圈11.3滾動(dòng)軸承裝配方法：內(nèi)圈與軸頸采用過盈配合時(shí)，可采用壓力機(jī)壓入，或?qū)⑤S承在油中加熱至80~100℃后進(jìn)行熱裝。拆卸方法：軸承內(nèi)圈的拆卸常采用拆卸器（三抓）進(jìn)行。外圈拆卸則用套筒或螺釘頂出。為便于拆卸，軸肩或孔肩的高度應(yīng)低于定位套圈的高度，并要留出拆卸空間。5．滾動(dòng)軸承的安裝與拆卸11.3滾動(dòng)軸承11.3滾動(dòng)軸承軸承拆卸器（三爪）11.3滾動(dòng)軸承14.7.4

軸承組合支撐部分的剛度和同軸度軸承座孔壁應(yīng)有足夠的厚度，并用加強(qiáng)肋增強(qiáng)其剛性。支撐結(jié)構(gòu)中同一根軸上的軸承座孔盡可能同心。角接觸軸承安裝方式不同時(shí)軸承組合的剛性也不同。11.3滾動(dòng)軸承14.7.7

滾動(dòng)軸承的潤滑與密封1．潤滑的目的潤滑可以降低滾動(dòng)軸承內(nèi)部的摩擦，減少磨損和發(fā)熱量；軸承的摩擦發(fā)熱使軸承升溫，油潤滑可以到起冷卻作用，從而降低軸承的工作溫度，延長使用壽命；良好的潤滑狀態(tài)，可在滾動(dòng)體與滾道間形成一層使兩者隔開的油膜，可以使接觸壓力減??；軸承零件表面覆蓋一層潤滑劑，可以防止表面氧化生銹。選哪一類潤滑方式，這與軸承的速度有關(guān)。選擇潤滑方式時(shí)，可查閱各類潤滑方式的dn值界限表。2．潤滑方式的選擇軸承常用的潤滑方式有油潤滑和脂潤滑兩類。3．密封作用：阻止灰塵、水、酸氣和其它雜物進(jìn)入軸承，防止?jié)櫥瑒┝魇А?1.3滾動(dòng)軸承11.3滾動(dòng)軸承11.3滾動(dòng)軸承10.1.1聯(lián)軸器的分類

聯(lián)軸器：用于將兩軸聯(lián)接在一起，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸不能分離，只有在機(jī)器停車時(shí)才可將兩軸分離。11.4聯(lián)軸器

聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造及安裝誤差、受載變形以及溫度變化的影響等，難以精確對(duì)中，而是存在著某種程度的相對(duì)位移。聯(lián)軸器應(yīng)具有一定的適應(yīng)上述位移的能力，否則就會(huì)在系統(tǒng)中引起附加載荷，影響機(jī)器的正常工作。軸向位移x徑向位移y角位移α綜合位移x、y、α

根據(jù)是否具有彈性元件，聯(lián)軸器可分為剛性和彈性兩大類。剛性聯(lián)軸器又可按是否具有補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移的能力分為固定（無補(bǔ)償能力）和可移式（有補(bǔ)償能力）兩種。兩軸之間的偏差動(dòng)畫（3D）1、固定式剛性聯(lián)軸器（1）套筒聯(lián)軸器10.1.2常見的聯(lián)軸器介紹由套筒和鍵（銷）組成，靠中間套筒傳遞轉(zhuǎn)矩。結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，徑向尺寸小；但要求兩軸線嚴(yán)格對(duì)中，裝拆時(shí)軸須作軸向移動(dòng)。適用于低速、平穩(wěn)、輕載、小尺寸軸的聯(lián)接。該類聯(lián)軸器由剛性零件組成，且零件之間相對(duì)靜止，故其既無緩沖減振能力，又無補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移的能力。套筒聯(lián)軸器動(dòng)畫(3D)套筒聯(lián)軸器動(dòng)畫(3D)（2）凸緣聯(lián)軸器特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，傳遞轉(zhuǎn)矩較大；但要求兩軸嚴(yán)格對(duì)中，不能緩沖減振。適用場合：低速、平穩(wěn)、剛性大、對(duì)中性好的兩軸聯(lián)接。原理：由兩半聯(lián)軸器、螺栓和鍵組成。普通凸緣聯(lián)軸器靠配合螺栓實(shí)現(xiàn)兩軸對(duì)中，靠螺栓受剪切和擠壓傳遞轉(zhuǎn)矩；對(duì)中榫凸緣聯(lián)軸器則靠凸肩和凹槽實(shí)現(xiàn)對(duì)中，靠結(jié)合面的摩擦傳遞轉(zhuǎn)矩。聯(lián)軸器的材料通常為鑄鐵，重載或圓周速度大于30m/s時(shí)采用鑄鋼或鍛鋼。對(duì)中榫凸緣聯(lián)軸器普通凸緣聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器動(dòng)畫(3D)（1）滑塊聯(lián)軸器2、可移式剛性聯(lián)軸器兩半聯(lián)軸器1、3端面開有凹槽，中間盤2兩面有凸塊，凸塊與凹槽配合構(gòu)成移動(dòng)副，故在傳遞轉(zhuǎn)矩的同時(shí)，可補(bǔ)償兩軸線之間的徑向位移和少量角位移。聯(lián)軸器的材料一般為45鋼，工作表面要進(jìn)行熱處理，并進(jìn)行潤滑?；瑝K偏心轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)引起離心力、增大磨損。適用轉(zhuǎn)速n＜300r/min、較平穩(wěn)、有徑向位移的兩軸聯(lián)接。該類聯(lián)軸器不能緩沖減振，但因其組成零件間是可動(dòng)聯(lián)接，故具有補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移的能力。十字滑塊聯(lián)軸器動(dòng)畫滑塊聯(lián)軸器動(dòng)畫(3D)（2）十字軸萬向聯(lián)軸器單萬向聯(lián)軸器：十字軸四端用鉸鏈分別與軸1、2的叉形接頭相聯(lián)，構(gòu)成一空間機(jī)構(gòu)。該聯(lián)軸器允許兩軸間有較大的角位移（可達(dá)40°~45°）。但當(dāng)兩軸不共線時(shí)，它們的角速度比值是變化的，兩軸夾角越大，其變化幅度越大，產(chǎn)生的動(dòng)載荷越大。適用于低速、角位移較小或?qū)ζ椒€(wěn)性要求不高的場合。雙萬向聯(lián)軸器：由兩個(gè)單萬向聯(lián)軸器串接組成。滿足以下兩個(gè)條件時(shí)，可實(shí)現(xiàn)兩軸的等角速度傳動(dòng)。①主、從動(dòng)軸與中間軸的夾角必須相等，α1=α2；②中間軸兩端的叉面必須共面。萬向聯(lián)軸器多采用合金鋼制造。結(jié)構(gòu)緊湊，維護(hù)方便，可適應(yīng)較大的角位移，廣泛應(yīng)用于汽車、軋鋼機(jī)和機(jī)床等機(jī)器的傳動(dòng)系統(tǒng)中。雙萬向聯(lián)軸器動(dòng)畫(3D)3、彈性聯(lián)軸器彈性聯(lián)軸器中裝有金屬或非金屬彈性元件，依靠彈性變形，其不僅可以補(bǔ)償兩軸間的相對(duì)位移，而且具有緩沖減振能力。（1）彈性套柱銷聯(lián)軸器兩半聯(lián)軸器用套有彈性套的柱銷聯(lián)接，工作時(shí)通過擠壓彈性套傳遞轉(zhuǎn)矩，可補(bǔ)償綜合位移和緩沖減振。它制造容易，裝拆方便，但彈性套易磨損，壽命短。適用于聯(lián)接需正反轉(zhuǎn)或起動(dòng)頻繁、受中小轉(zhuǎn)矩及不容易對(duì)中的兩軸。（2）彈性柱銷聯(lián)軸器兩半聯(lián)軸器用尼龍柱銷聯(lián)接，柱銷兩側(cè)裝有擋銷板。結(jié)構(gòu)簡單，安裝、制造方便，壽命較長，有一定的緩沖減振能力，可補(bǔ)償一定的軸向位移及少量的徑向位移和角位移。適用于軸向串動(dòng)量大、經(jīng)常正反轉(zhuǎn)、起動(dòng)頻繁和轉(zhuǎn)速較高的場合。（3）輪胎式聯(lián)軸器兩半聯(lián)軸器用橡膠或橡膠織物制成的輪胎聯(lián)接。其結(jié)構(gòu)比較簡單，彈性大，具有良好的緩沖減振能力和補(bǔ)償較大綜合位移的能力。但其徑向尺寸較大。它適用于啟動(dòng)頻繁、正反向運(yùn)轉(zhuǎn)、有沖擊振動(dòng)、兩軸相對(duì)位移較大以及潮濕、多塵之處。11.4.2聯(lián)軸器的選用1.聯(lián)軸器類型選擇熟悉各類聯(lián)軸器的特性，明確兩軸的聯(lián)接要求，再參照同類機(jī)器的使用經(jīng)驗(yàn)，可合理地選擇聯(lián)軸器的類型。對(duì)于高速、有振動(dòng)和沖擊的機(jī)械，選用彈性聯(lián)軸器；低速、剛性大的短軸可選用固定式剛性聯(lián)軸器；低速、剛性小的長軸可選用可移式剛性聯(lián)軸器；傳遞轉(zhuǎn)矩較大的重型機(jī)械選用齒式聯(lián)軸器；軸線位置有較大變動(dòng)的兩軸，應(yīng)選用萬向聯(lián)軸器。2.聯(lián)軸器型號(hào)選擇聯(lián)軸器的型號(hào)是根據(jù)所傳遞的轉(zhuǎn)矩、軸的直徑和轉(zhuǎn)速，從聯(lián)軸器的標(biāo)準(zhǔn)中選用的，具體應(yīng)滿足以下條件：1）計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc應(yīng)小于等于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩[T]，Tc≤[T]2）轉(zhuǎn)速n應(yīng)小于等于聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)速[n]，n≤[n]3）軸的直徑應(yīng)在所選聯(lián)軸器孔徑范圍之內(nèi)，dmin≤d≤dmaxK—工作情況系數(shù)；T—聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)矩（N.m)。n—工作轉(zhuǎn)速（r/min）；P—傳遞的功率（kw）；其中離合器可根據(jù)需要方便的使兩軸接合和分離，以滿足機(jī)器變速、換向、空載啟動(dòng)、過載保護(hù)等。對(duì)離合器的基本要求：接合平穩(wěn)、分離迅速、工作可靠、操作維護(hù)方便、外廓尺寸小、重量輕、耐磨性和散熱性好。1牙嵌離合器它由兩個(gè)端面帶牙的半離合器組成。左半離合器用鍵和螺釘固定在主動(dòng)軸上，右半離合器則用導(dǎo)向平鍵或花鍵與從動(dòng)軸聯(lián)接，通過操縱機(jī)構(gòu)可使其在軸上作軸向移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)兩半離合器的接合與分離。為了便于兩軸對(duì)中，在離合器中裝有對(duì)中環(huán)，從動(dòng)軸可在對(duì)中環(huán)中自由轉(zhuǎn)動(dòng)。11.5

離合器牙嵌式離合器的牙形有三角形、梯形和鋸齒形。三角形牙傳遞中、小轉(zhuǎn)矩，牙數(shù)為15~60；梯形、鋸齒形牙可傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，牙數(shù)為3~15。梯形牙可補(bǔ)償磨損后的牙側(cè)間隙。鋸齒形牙只能單向工作，反轉(zhuǎn)時(shí)由于有較大軸向分力，會(huì)迫使離合器自行分離。牙嵌式離合器的常用材料為低碳合金鋼（如20Cr，20MnB）經(jīng)表面滲碳淬火后硬度達(dá)56~62HRC。有時(shí)采用中碳合金鋼（如40Cr，45MnB），經(jīng)表面淬火后硬度達(dá)56~62HRC。該離合器結(jié)構(gòu)