機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 課件 李水利 項(xiàng)目7 齒輪減速器中軸系零部件的分析與設(shè)計(jì)

螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接的預(yù)緊與防松螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接

（1）三角螺紋

三角螺紋（即普通螺紋）的牙型為等邊三角形，牙型角α=60°，β=30°。牙根強(qiáng)度高、自鎖性好、工藝性能好，主要用于聯(lián)接。同一公稱直徑按螺距P大小分為粗牙螺紋和細(xì)牙螺紋。粗牙螺紋用于一般聯(lián)接。細(xì)牙螺紋升角小、螺距小、螺紋深度淺、自鎖性最好、螺桿強(qiáng)度較高，適用于受沖擊、振動和變載荷的聯(lián)接、細(xì)小零件、薄壁管件的聯(lián)接和微調(diào)裝置，但細(xì)牙螺紋耐磨性較差，牙根強(qiáng)度較低，易滑扣，如圖1所示。圖1三角形螺紋螺紋聯(lián)接

（2）矩形螺紋

矩形螺紋的牙型為正方形，牙厚是螺距的一半。牙型角

α=0°，β＝0°。矩形螺紋當(dāng)量摩擦因數(shù)小，傳動效率高，用于傳動。但牙根強(qiáng)度較低，難于精確加工，磨損后間隙難以修復(fù)，補(bǔ)償、對中精度低，如圖2所示。圖2矩形螺紋螺紋聯(lián)接

（3）梯形螺紋

梯形螺紋牙型為等腰梯形，牙型角α=30°，β＝15°。梯形螺紋比三角形螺紋當(dāng)量摩擦因數(shù)小，傳動效率較高；比矩形螺紋牙根強(qiáng)度高，承載能力高，加工容易，對中性能好，可補(bǔ)償磨損間隙，故綜合傳動性能好，是常用的傳動螺紋，如圖3所示。圖3梯形螺紋螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接

（4）鋸齒形螺紋

鋸齒形螺紋牙型為不等腰梯形，牙型角α=33°，工作面的牙側(cè)角β＝3°，非工作面的牙側(cè)角β＝15°。鋸齒形螺紋綜合了矩形螺紋傳動效率高和梯形螺紋牙根強(qiáng)度高的特點(diǎn)，但只能用于單向受力的傳動，如圖4所示。圖4鋸齒形螺紋螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接

（5）管螺紋

管螺紋的牙型為等腰三角形，牙型角α=55°，β＝27.5°。公稱直徑近似為管子孔徑，以in（英寸）為單位。由于牙頂呈圓弧狀，內(nèi)外螺紋旋合相互擠壓變形后無徑向間隙，多用于有緊密性要求的管件聯(lián)接，以保證配合緊密。

適于壓力不大的水、煤、氣、油等管路聯(lián)接，如圖5所示。錐管螺紋與管螺紋相似，但螺紋是繞制在1:16的圓錐面上，緊密性更好。適用于水、氣、潤滑和電氣，以及高溫、高壓的管路聯(lián)接。圖5管螺紋上述螺紋類型，除了矩形螺紋外，其余都已標(biāo)準(zhǔn)化。螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接

螺紋的代號

螺紋代號由特征代號和尺寸代號組成。粗牙普通螺紋用字母M與公稱直徑表示；細(xì)牙普通螺紋用字母M與公稱直徑×螺距表示。當(dāng)螺紋為左旋時(shí)，在代號之后加“LH”字母。

M40——表示公稱直徑為40mm的粗牙普通螺紋。

M40×1.5——表示公稱直徑為40mm，螺距為1.5mm的細(xì)牙普通螺紋。

M40×1.5LH——表示公稱直徑為40mm，螺距為1.5mm的左旋細(xì)牙普通螺紋。螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接

圖6a、b所示為螺栓聯(lián)接，適用于被聯(lián)接件不太厚又需經(jīng)常拆裝的場合使用，有兩種聯(lián)接形式：

一種是被聯(lián)接件上的通孔和螺栓桿間留有間隙的普通螺栓聯(lián)接（圖a)；

另一種是螺桿與孔是基孔制過渡配合的鉸制孔用螺栓聯(lián)接（圖b）。圖6螺栓連接螺紋聯(lián)接

圖7所示為雙頭螺柱聯(lián)接。這種聯(lián)接適用于被聯(lián)接件之一太厚而不便于加工通孔并需經(jīng)常拆裝的場合。其特點(diǎn)是被聯(lián)接件之一制有與螺柱相配合的螺紋，另一被聯(lián)接件則為通孔。圖7雙頭螺柱聯(lián)接螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接

圖8所示為螺釘聯(lián)接。這種聯(lián)接的適用場合與雙頭螺柱聯(lián)接相似，但多用于受力不大，不需經(jīng)常拆裝的場合。其特點(diǎn)是不用螺母，螺釘直接擰入被聯(lián)接件的螺孔中。圖8螺釘連接螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接雙頭螺柱聯(lián)接

圖9所示為緊定螺釘聯(lián)接。這種聯(lián)接適用于固定兩零件的相對位置，并可傳遞不大的力和轉(zhuǎn)矩。其特點(diǎn)是螺釘被旋入被聯(lián)接件之一的螺紋孔中，末端頂住另一被聯(lián)接件的表面或頂入相應(yīng)的坑中，以固定兩個零件的相對位置。圖9緊定螺釘聯(lián)接螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接的預(yù)緊與防松預(yù)緊

在生產(chǎn)實(shí)踐中，大多數(shù)螺紋聯(lián)接在安裝時(shí)都需要預(yù)緊。聯(lián)接在工作前因預(yù)緊所受到的力，稱為預(yù)緊力。預(yù)緊可以增強(qiáng)聯(lián)接的剛性、緊密性和可靠性，防止受載后被聯(lián)接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對移動。對于普通場合使用的螺紋聯(lián)接，為了保證聯(lián)接所需的預(yù)緊力，同時(shí)又不使螺紋聯(lián)接件過載，通常由工人用普通扳手憑經(jīng)驗(yàn)決定。對重要場合，如氣缸蓋、管路凸緣等緊密性要求較高的螺紋聯(lián)接，預(yù)緊時(shí)應(yīng)控制預(yù)緊力。螺紋聯(lián)接

圖10所示為測力矩扳手的示意圖和實(shí)物圖。利用控制擰緊力矩的方法來控制預(yù)緊力的大小。測力矩扳手的工作原理是：扳手長柄在擰緊時(shí)產(chǎn)生彈性彎曲變形，但和扳手頭部固聯(lián)的指針不發(fā)生變形，當(dāng)扳手長柄彎曲時(shí)，和長柄固聯(lián)的刻度盤在指針下便顯示出擰緊力矩的大小。螺紋聯(lián)接圖10測力矩扳手螺紋聯(lián)接的預(yù)緊與防松

兩螺母對頂擰緊后使旋合螺紋間始終受到附加的壓力和摩擦力，從而起到防松作用。該方式結(jié)構(gòu)簡單，適用于平穩(wěn)、低速和重載的固定裝置上的聯(lián)接，但軸向尺寸較大，如圖11所示。圖11對頂螺母螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接的預(yù)緊與防松防松

螺母擰緊后，靠墊圈壓平而產(chǎn)生的彈簧彈性反力使旋合螺紋間壓緊，同時(shí)墊圈斜口的尖端抵住螺母與被聯(lián)接件的支承面也有防松作用。該方式結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。但在沖擊振動的工作條件下，其防松效果較差，一般用于不重要的聯(lián)接，如圖12所示。圖12彈簧墊圈螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接的預(yù)緊與防松

將開口銷穿入螺栓尾部小孔和螺母槽內(nèi)，并將開口銷尾部掰開與螺母側(cè)面貼緊，靠開口銷阻止螺栓與螺母相對轉(zhuǎn)動以防松。該方式適用于較大沖擊、振動的高速機(jī)械中，如圖13所示。圖13開口銷與六角開槽螺母螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接的預(yù)緊與防松

墊圈的內(nèi)圓有一內(nèi)舌，墊圈的外圓有若干的外舌，螺桿（軸）上開有槽，使用時(shí)，先將止動墊圈的內(nèi)舌插入螺桿的槽內(nèi)，當(dāng)螺母擰緊后，再將止動墊圈的外舌之一折嵌入圓螺母的溝槽中，使螺母和螺桿之間沒有相對運(yùn)動，該方式防松效果較好，多用于軸上滾動軸承的軸向固定，如圖13所示。圖14圓螺母與止動墊圈螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接的預(yù)緊與防松

用低碳鋼絲穿入各螺釘頭部的孔內(nèi)，將各螺釘串聯(lián)起來使其相互制約，使用時(shí)必須注意鋼絲的穿入方向。該方式適用于螺釘組聯(lián)接，其防松可靠，但裝拆不方便，如圖14所示。圖15串聯(lián)鋼絲螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接的預(yù)緊與防松沖點(diǎn)

在螺紋件旋合好后，用沖頭在旋合縫處或在端面沖點(diǎn)防松。這種防松方法效果很好，但此時(shí)螺紋聯(lián)接成了不可拆聯(lián)接，如圖15所示。粘結(jié)劑

用粘合劑涂于螺紋旋合表面，擰緊螺母后粘合劑能自行固化，防松效果良好，但不便拆卸，如圖16所示。圖16沖點(diǎn)圖17粘結(jié)劑螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接的預(yù)緊與防松知識總結(jié)螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接的預(yù)緊與防松鍵聯(lián)接的類型鍵聯(lián)接的作用鍵聯(lián)接的類型鍵聯(lián)接的作用鍵聯(lián)接的類型

實(shí)現(xiàn)軸與軸上零件（如齒輪、帶輪等）之間的周向固定，并傳遞運(yùn)動和扭矩。鍵聯(lián)接的分類鍵聯(lián)接的類型平鍵半圓鍵切向鍵楔鍵鍵聯(lián)接的類型平鍵的工作原理

平鍵的兩側(cè)面是工作面，上表面與輪轂上的鍵槽底面之間留有間隙?？挎I與鍵槽側(cè)面的相互擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩。鍵聯(lián)接的類型平鍵的特點(diǎn)（1）結(jié)構(gòu)簡單；（2）裝拆方便；（3）對中性好。鍵聯(lián)接的類型應(yīng)用場合

A型平鍵用端銑刀加工軸上鍵槽，鍵在槽中固定好，但應(yīng)力集中來較大。

B型鍵用盤銑刀加工軸上鍵槽，應(yīng)力集中較小。

鍵的一端為方頭，一端為圓頭，C型鍵一般用于軸端。

鍵聯(lián)接的類型導(dǎo)向平鍵

零件可以在軸上移動，構(gòu)成動聯(lián)接，適合軸向相對移動距離較短的場合。鍵聯(lián)接的類型滑鍵雙勾頭滑鍵單圓勾頭滑鍵

兩端有勾頭，鍵固定在輪轂上。

單圓勾頭，嵌入輪轂中。鍵聯(lián)接的類型半圓鍵

鍵呈半圓形，其側(cè)面為工作面，鍵能在軸上的鍵槽中繞其圓心擺動，以適應(yīng)輪轂上鍵槽的斜度，安裝方便。常用于錐形軸端與輪轂的聯(lián)接。鍵聯(lián)接的類型切向鍵

工作原理：楔鍵沿斜面拼合后相互平行的兩窄面為工作面，其中一個面在通過軸心線的平面內(nèi)，工作面上的壓力沿軸的切線方向作用，靠鍵與軸轂楔緊產(chǎn)生摩擦傳遞轉(zhuǎn)矩，能傳遞很大的轉(zhuǎn)矩。鍵聯(lián)接的類型楔鍵

適用于輕載聯(lián)接，特別是錐形軸端的聯(lián)接。楔鍵的上下面是工作面，鍵的上表面有l(wèi):100的斜度，輪轂鍵槽的底面也有1:100的斜度。把楔鍵打入軸和輪轂槽內(nèi)時(shí)，其表面產(chǎn)生很大的預(yù)緊力，工作時(shí)主要靠摩擦力傳遞扭矩，并能承受單方向的軸向力。其缺點(diǎn)是會迫使軸和輪轂產(chǎn)生偏心，僅適用于對定心精度要求不高、載荷平穩(wěn)和低速的聯(lián)結(jié)。鍵聯(lián)接的類型知識總結(jié)鍵聯(lián)接的作用鍵聯(lián)接的類型平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)平鍵類型的選擇平鍵的尺寸的選擇平鍵的主要失效形式平鍵的強(qiáng)度校核平鍵的類型的選擇平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)平鍵的類型選擇（1）考慮使用要求；

（2）工作條件；（3）結(jié)合各種類型鍵聯(lián)接的特點(diǎn)。平鍵的尺寸的選擇

截面尺寸b*h（1）--確定方式

按裝鍵的軸段的公稱直徑d來選平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)平鍵的尺寸的選擇

鍵長尺寸L（2）--數(shù)值平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)平鍵的主要失效形式平鍵的主要失效形式（1）--壓潰

（1）鍵、輪轂、軸弱者被壓潰（主要）；平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)平鍵的主要失效形式平鍵的主要失效形式（2）--磨損

（2）過度磨損(主要發(fā)生在動聯(lián)接)；平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)平鍵的主要失效形式平鍵的主要失效形式（3）--剪斷

（3）鍵被剪斷（個別）。平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)平鍵的設(shè)計(jì)

平鍵的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

（1）通常只須按擠壓強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算；（2）重要的鍵聯(lián)接還要校核其剪切強(qiáng)度；平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)平鍵的校核

平鍵的擠壓強(qiáng)度校核（1）--模型

假設(shè)載荷沿鍵長的分布是均勻的；平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)平鍵的校核

平鍵的擠壓強(qiáng)度校核（2）--公式

平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)平鍵的校核平鍵的擠壓強(qiáng)度校核（3）--工作長度l平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)平鍵的擠壓強(qiáng)度校核公式平鍵的擠壓強(qiáng)度校核（4）--[σjy](5)鍵、輪轂、軸三者間最弱者的許用擠壓應(yīng)力，MPa平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)任務(wù)一：鍵的設(shè)計(jì)

技術(shù)參數(shù)：某鋼制輸出軸與鑄鐵齒輪采用鍵聯(lián)接。軸徑d=60mm，齒輪輪轂長度為L=90mm，傳遞扭矩T=500KN.mm，輕微沖擊。試確定鍵的型號和尺寸。解：（1）選擇鍵連接的類型：為保證齒輪傳動嚙合良好，要求軸、轂對中性好，選普通平鍵A型。（2）確定尺寸按軸徑：d=60mm，查表得：鍵寬b=18mm，鍵高h(yuǎn)=11mm，鍵長L=[90-（5～10）]mm=（85～80）mm。取標(biāo)準(zhǔn)長度=80mm。標(biāo)記為：鍵18×80GB/T1096平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)平鍵連接的設(shè)計(jì)（3）校核鍵聯(lián)接強(qiáng)度鑄鐵材料

計(jì)算擠壓強(qiáng)度

所選鍵的強(qiáng)度足夠。平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)知識總結(jié)平鍵的類型的選擇平鍵的尺寸的選擇平鍵的主要失效形式平鍵的強(qiáng)度校核軸的類型及材料軸的作用軸的類型軸的材料軸的作用軸的類型及材料支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動和動力軸的分類軸的類型及材料按承受載荷分有：轉(zhuǎn)軸——傳遞扭矩又承受彎矩傳動軸——只傳遞扭矩心軸——只承受彎矩轉(zhuǎn)軸實(shí)例軸的類型及材料軸承1齒輪套筒軸承2聯(lián)軸器傳動軸實(shí)例軸的類型及材料心軸軸的類型及材料車廂重力貨車輪軸轉(zhuǎn)動心軸支撐反力前輪輪轂固定心軸自行車前輪軸前叉軸的分類軸的類型及材料按軸線形狀分直軸光軸階梯軸又可分為實(shí)心、空心（加工困難）曲軸：發(fā)動機(jī)專用零件軸的分類軸的類型及材料撓性鋼絲軸：軸線可任意彎曲，傳動靈活。動力源被驅(qū)動裝置接頭接頭撓性鋼絲軸軸的材料軸的類型及材料主要是碳素鋼（35、45、50、Q235）和合金鋼（20Cr、20CrMnTi、40CrNi、38CrMoAlA）；（1）碳素結(jié)構(gòu)鋼比合金鋼價(jià)廉，對應(yīng)力集中的敏感性比較低，應(yīng)用較多，尤其是45鋼應(yīng)用最廣；（2）合金鋼比碳鋼有更高的力學(xué)性能和更好的淬火性能，但價(jià)格較貴，多用于有特殊要求的軸。軸的材料軸的類型及材料知識總結(jié)軸的作用軸的類型軸的材料軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)零件在軸上的定位和固定軸的結(jié)構(gòu)工藝性軸的結(jié)構(gòu)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對于階梯軸常設(shè)計(jì)成兩端小中間大的形狀，以便于零件從兩端裝拆軸的結(jié)構(gòu)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是使各部分都具有合理的形狀和尺寸。對其要求：1.軸的結(jié)構(gòu)簡單，便于加工，軸上零件要易于裝拆；2.軸和軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置；3.軸與軸上零件聯(lián)接要牢固可靠；4.改善受力情況，減少應(yīng)力集中。零件在軸上的定位與固定軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)定位：是指零件在軸上安裝到位。（位置準(zhǔn)確）固定：是指工作時(shí)零件與軸之間相對位置保持不變。（位置不動）1.軸上零件的軸向定位與固定目的：使零件在軸上有準(zhǔn)確的定位和可靠的固定，并能承受軸向力而不產(chǎn)生軸向位移。零件在軸上的定位與固定軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）軸肩和軸環(huán)

能承受較大的軸向力。常用于齒輪、鏈輪等軸向定位。零件在軸上的定位與固定軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2）套筒注意：L軸<L轂（2--3mm)零件在軸上的定位與固定軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3）圓螺母裝拆方便，可承受較大的軸向力。零件在軸上的定位與固定軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意：L軸<L轂（2--3mm)4）軸端擋圈用于固定軸端零件，可以承受振動和沖擊。零件在軸上的定位與固定軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5）彈性擋圈

當(dāng)軸向力不大而軸上零件間的距離較大時(shí)，可采用彈性擋圈固定。零件在軸上的定位與固定軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6）緊定螺釘

一般用于固定兩個受力不大的零件的相對位置。零件在軸上的定位與固定軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件的周向定位與固定花鍵銷過盈配合鍵軸的結(jié)構(gòu)工藝性軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝性2.加工工藝1.裝配工藝軸上零件要便于裝拆軸要便于加工軸的結(jié)構(gòu)工藝性軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配工藝軸肩高度<滾動軸承內(nèi)圈高度圓螺母定位錯誤

軸的結(jié)構(gòu)工藝性軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)加工工藝1）螺紋退刀槽——標(biāo)準(zhǔn)2）砂輪越程槽——標(biāo)準(zhǔn)3）不同軸段鍵槽位置4）軸端倒角5）軸肩圓角r6）階梯盡可能少軸的結(jié)構(gòu)工藝性軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析軸系結(jié)構(gòu)中的錯誤①——聯(lián)軸器左端無軸端擋圈②——聯(lián)軸器無周向固定（缺鍵）③——聯(lián)軸器右端無軸向固定④——套筒過高⑤——軸頭長度等于輪轂寬度⑥——齒輪無周向固定（缺鍵）⑦——定位軸肩過高⑧——缺調(diào)整墊片知識總結(jié)軸的結(jié)構(gòu)零件在軸上的定位和固定軸的結(jié)構(gòu)工藝性軸的設(shè)計(jì)選材與確定熱處理初步估算軸的最小直徑軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的強(qiáng)度校核任務(wù)引入軸的設(shè)計(jì)任務(wù):

如圖所示為一級直齒圓柱齒輪減速器的傳動簡圖。已知從動軸傳遞功率P=12kW，轉(zhuǎn)速n2=200r/min，大齒輪齒寬b=70mm，齒數(shù)Z=40，m=5mm，軸端裝聯(lián)軸器。試設(shè)計(jì)此從動軸。1.主動齒輪2.主動軸3.從動齒輪4.從動軸相關(guān)知識軸的設(shè)計(jì)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算對于只傳遞扭轉(zhuǎn)的圓截面軸，強(qiáng)度條件為：設(shè)計(jì)公式為：相關(guān)知識軸的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果為：最小直徑應(yīng)圓整為：標(biāo)準(zhǔn)直徑！軸的材料

A3,20354540Cr,35SiMn[τ](N/mm)12~2020~3030~4040~52C160~135135~118118~107107~92常用材料的[τ]值和C值注:當(dāng)作用在軸上的彎矩比傳遞的轉(zhuǎn)矩小或只傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí),C取較小值;

否則取較大值對于既傳遞扭轉(zhuǎn)又傳遞彎矩的軸，可按上式初步估算軸的直徑。相關(guān)知識軸的設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初步完成后，通常要對轉(zhuǎn)軸進(jìn)行彎扭合成強(qiáng)度校核。對于鋼制軸可按第三強(qiáng)度理論計(jì)算，強(qiáng)度條件為：

式中：σe——當(dāng)量應(yīng)力(MPa)；W為軸危險(xiǎn)截面的抗彎截面系數(shù)（mm3）；Me——當(dāng)量彎矩(N·mm)，

b為對稱循環(huán)狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力，

M為危險(xiǎn)截面上的合成彎矩MH、MV分別為水平面上、垂直面上的彎矩；為折合系數(shù)相關(guān)知識軸的設(shè)計(jì)軸設(shè)計(jì)的一般步驟：1、選材及確定熱處理方法（一般為45鋼或合金鋼）；2、初估軸的最小直徑；3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；4、對軸進(jìn)行強(qiáng)度、剛度及振動方面的校核計(jì)算；任務(wù)實(shí)施軸的設(shè)計(jì)（1）選擇軸的材料。

無特殊要求，故選最常用的45鋼并作正火處理。（2）按轉(zhuǎn)矩估算軸的最小直徑。

考慮該軸段上有一個鍵槽，故應(yīng)將直徑增大4%，即

d=(49.33-40.32)x1.04mm=51.3-41.93mm；軸頭安裝聯(lián)軸器，應(yīng)取對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)直徑系列值，取d=42mm。任務(wù)實(shí)施軸的設(shè)計(jì)

(3)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

①軸的結(jié)構(gòu)分析：要確定軸的結(jié)構(gòu)形狀，必須先確定軸上零件的裝拆順序和固定方式，因?yàn)椴煌难b拆順序和固定方式對應(yīng)著不同的軸的形狀。

本題考慮齒輪從軸的右端裝人，齒輪的左端用軸肩（或軸環(huán)）定位和固定，右端用套筒固定。因單級傳動，一般將齒輪安裝在箱體中間，軸承安裝在箱體的軸承孔內(nèi)，相對于齒輪左右對稱為好，并取相同的內(nèi)徑，最后確定軸的形狀如圖所示。任務(wù)實(shí)施軸的設(shè)計(jì)

②確定各段的直徑：

根據(jù)軸各段直徑確定的原則，本題中各段直徑選取如下：

軸段①的直徑為最小直徑，已由前面的計(jì)算確定為d1＝42mm；

軸段②要考慮聯(lián)軸器的定位和安裝密封圈的需要，取d2=50mm，取定位軸肩高h(yuǎn)=(0.07～0.1)d1；

軸段③安裝軸承，為便于裝拆應(yīng)取d3>d2，且與軸承的內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)系列相符，故取d3=55mm（軸承型號為6311)；

軸段④安裝齒輪，此直徑盡可能采用推薦的標(biāo)準(zhǔn)系列值，但軸的尺寸不宜取的過大，故取d4=56mm；

軸段⑤為軸環(huán)，考慮左面軸承的拆卸以及右面齒輪的定位和固定，取軸徑d5=65mm；

軸段⑥取與軸段3同樣的直徑，即d6=55mm。任務(wù)實(shí)施軸的設(shè)計(jì)

③確定各軸段的長度：

為保證齒輪固定可靠，軸段④的長度應(yīng)略短于齒輪輪轂的長度（設(shè)齒輪輪轂長與齒寬b相等，為70mm）

，取L4=68mm。

為保證齒輪端面與箱體內(nèi)壁不相碰，應(yīng)留一定間隙，取兩者間距為15

mm，為保證軸承含在箱體軸承孔內(nèi)，并考慮軸承的潤滑，取軸承端面距箱體內(nèi)壁距離為5mm（圖示為油潤滑，如為脂潤滑應(yīng)取大些），故軸段⑤長度為L5=（15+5）mm=20mm；

根據(jù)軸承內(nèi)圈寬度B=29mm，故取軸段⑥L6=31mm。

因兩軸承相對齒輪對稱，故取軸段③L3=（2+20+29）mm=51mm；任務(wù)實(shí)施軸的設(shè)計(jì)

為保證聯(lián)軸器不與軸承端蓋聯(lián)接螺釘相碰，并使軸承蓋拆卸方便，聯(lián)軸器左端面與端蓋間應(yīng)留適當(dāng)?shù)拈g隙，再考慮箱體和軸承端蓋的尺寸取定軸段②的長度，經(jīng)查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》，取L2=48mm；根據(jù)聯(lián)軸器軸孔長度L1=84mm,本題選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，型號為TL7,J型軸孔），取L1=82mm。任務(wù)實(shí)施軸的設(shè)計(jì)(4)按彎曲和扭轉(zhuǎn)復(fù)合強(qiáng)度對軸進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。

①繪制軸的計(jì)算簡圖：對于圖所示的軸，將載荷簡化，兩端軸承視為一端活動鉸鏈，一端固定鉸鏈，其受力簡圖如圖所示。任務(wù)實(shí)施軸的設(shè)計(jì)②

計(jì)算軸上的作用力：從動輪上的轉(zhuǎn)矩

齒輪分度圓直徑齒輪的圓周力齒輪的徑向力③

計(jì)算支反力及彎矩：a.求垂直平面內(nèi)的支反力及彎矩求支反力：對稱布置，只受一個力，故任務(wù)實(shí)施軸的設(shè)計(jì)求垂直平面內(nèi)的彎矩Ⅰ-Ⅰ截面Ⅱ-Ⅱ截面b.求水平平面內(nèi)的支反力及彎矩求支反力：對稱布置，只受一個力，故求水平平面內(nèi)的彎矩Ⅰ-Ⅰ截面Ⅱ-Ⅱ截面任務(wù)實(shí)施軸的設(shè)計(jì)c.求各剖面的合成彎矩Ⅰ-Ⅰ截面Ⅱ-Ⅱ截面Ⅰ-Ⅰ截面的應(yīng)力Ⅱ-Ⅱ截面的應(yīng)力知識總結(jié)選材與確定熱處理初步估算軸的最小直徑軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的強(qiáng)度校核認(rèn)識滑動軸承滑動軸承的類型軸瓦的結(jié)構(gòu)和軸承材料滑動軸承的結(jié)構(gòu)認(rèn)識滑動軸承

在高速、重載、高精密度和結(jié)構(gòu)要求剖分或大直徑和很小直徑的場合，尤其是在低速、有較大沖擊的機(jī)械中（如水泥攪拌機(jī)、破碎機(jī)等）不便使用滾動軸承，應(yīng)使用滑動軸承?；瑒虞S承一般由軸承座、軸瓦（或軸套）、潤滑裝置和密封裝置等部分組成?；瑒虞S承根據(jù)承受載荷方向的不同可分為向心滑動軸承和推力滑動軸承兩類。向心滑動軸承只能承受徑向載荷。它有整體式和對開式兩種形式。滑動軸承的結(jié)構(gòu)

如圖所示為典型的整體式滑動軸承，它由軸和軸套組成。整體式滑動軸承結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，成本低，常用于低速、輕載、間歇工作而不需要經(jīng)常裝拆的場合。它的缺點(diǎn)是軸只能從軸承的端部裝入，裝拆不便；軸瓦磨損后，軸與孔之間的間隙無法調(diào)整。認(rèn)識滑動軸承

如圖所示為典型的對開式滑動軸承。它由軸承座，軸承蓋，剖分的上軸瓦和下軸瓦以及雙頭螺柱等組成。這種軸承的軸瓦采用對開式，在分合面上配置有調(diào)整墊片，當(dāng)軸瓦磨損后，可適當(dāng)調(diào)整墊片或?qū)S瓦分合面進(jìn)行刮削、研磨等切削加工來調(diào)整軸頸與軸瓦間的間隙。認(rèn)識滑動軸承滑動軸承的結(jié)構(gòu)

以立式軸端推力滑動軸承為例，它由軸承座、襯套、軸瓦和止推瓦組成，如右圖所示。止推瓦底部制成球面，可以自動復(fù)位，避免偏載。銷釘用來防止軸瓦轉(zhuǎn)動。軸瓦用于固定軸的徑向位置，同時(shí)也可承受一定的徑向負(fù)荷。潤滑油靠壓力從底部注入，并從上部油管流出?；瑒虞S承的結(jié)構(gòu)認(rèn)識滑動軸承

軸瓦（軸套）是滑動軸承中直接與軸頸相接觸的重要零件，它的結(jié)構(gòu)形式和性能將直接影響軸承的壽命、效率和承載能力。軸瓦的結(jié)構(gòu)

整體式滑動軸承通常采用圓筒形軸套，對開式滑動軸承則采用對開式軸瓦。它們的工作表面既是承載面，又是摩擦面，因而是滑動軸承中的核心零件。圓筒形軸套對開式軸瓦認(rèn)識滑動軸承

許多軸瓦（軸套）內(nèi)壁上開有油溝，其目的是為了把潤滑油引人軸頸和軸瓦的摩擦面，使軸頸和軸瓦（軸套）的摩擦面上建立起必要的潤滑油膜。油溝一般開在非承載區(qū)，并不得與端部接通，以免漏油，通常軸向油溝長度為軸瓦寬度的

80％。油溝的形式見圖所示，油溝的上方開有油孔。軸瓦的結(jié)構(gòu)認(rèn)識滑動軸承軸瓦的結(jié)構(gòu)

為了節(jié)約貴重金屬，常在軸瓦內(nèi)表面澆注一層軸承合金作減摩材料，以改善軸瓦接觸表面的摩擦狀況，提高軸承的承載能力，這層材料通常稱為軸承襯。為保證軸承襯與軸瓦貼附牢固，一般在軸瓦內(nèi)表面預(yù)制一些溝槽等，溝槽形式如右圖所示。鑄鐵或鋼制軸瓦的溝槽形式青銅軸瓦的溝槽形式認(rèn)識滑動軸承

軸瓦（或軸套）和軸承襯的材料統(tǒng)稱為軸承材料?；瑒虞S承工作時(shí)，因軸瓦與軸頸直接接觸并有相對運(yùn)動，將產(chǎn)生摩擦、磨損并發(fā)熱，故常見的失效形式是磨損、膠合或疲勞破壞。因此，軸承材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和良好的塑性、減摩性（對潤滑油的吸附性強(qiáng)，摩擦因數(shù)小）和耐磨性，容易跑合（指經(jīng)短期輕載運(yùn)轉(zhuǎn)后能消除表面不平度，使軸頸與軸瓦表面相互吻合），易于加工等性能。軸承材料有金屬、粉末冶金、非金屬材料幾類。

1）金屬材料包括軸承合金、青銅、鑄鐵等。軸承合金（巴氏合金）常用的有錫基和鉛基兩種，這些材料的減摩性、抗膠合性、塑性好，但強(qiáng)度低、價(jià)格貴。青銅強(qiáng)度高，承載能力大，導(dǎo)熱性好，且可以在較高溫度下工作，但與軸承合金相比，其抗膠合能力較差，不易跑合，與之相配的軸頸必須經(jīng)淬硬處理。

軸承材料認(rèn)識滑動軸承

2）粉末冶金材料是以粉末狀的鐵或銅為基本材料與石墨粉混合，經(jīng)壓制和燒結(jié)制成的多孔性材料。用這種材料制成的成形軸瓦，可在其材料孔隙中存儲潤滑油，具有自潤滑作用，即運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)因熱膨脹和軸頸的抽吸作用，使?jié)櫥蛷目紫吨凶詣舆M(jìn)人工作表面起潤滑作用，停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)軸瓦降溫，潤滑油回到孔隙。由于它不需要經(jīng)常加油，故又稱之為含油軸承。含油軸承有鐵-石墨和青銅-石墨兩種。粉末冶金材料的價(jià)格低廉、耐磨性好，但韌性差，常用于低、中速、輕載或中載、潤滑不便或要求清潔的場合，如食品機(jī)械、紡織機(jī)械或洗衣機(jī)等機(jī)械中。軸承材料認(rèn)識滑動軸承軸承材料

3）非金屬材料主要有塑料、硬木、橡膠等，使用最多的是塑料。塑料軸承材料的特點(diǎn)是：有良好的耐磨性和抗腐蝕能力，良好的吸振和自潤滑性。缺點(diǎn)是承載能力一般較低，導(dǎo)熱性和尺寸穩(wěn)定性差，熱變形大，故常用于工作溫度不高、載荷不大的場合。認(rèn)識滑動軸承知識總結(jié)滑動軸承的結(jié)構(gòu)軸瓦的結(jié)構(gòu)和軸承材料滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)軸承的作用滾動軸承的特點(diǎn)滾動軸承的結(jié)構(gòu)軸承的作用滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)支承軸及軸上回轉(zhuǎn)零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度，減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦和磨損。

軸承的分類軸承用在高速、重載、高精度以及結(jié)構(gòu)要求剖分等場合已標(biāo)準(zhǔn)化，使用維護(hù)方便，一般機(jī)器中使用廣泛

滑動軸承

滾動軸承

滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)滾動軸承的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：◆

啟動力矩小，發(fā)熱小◆

維護(hù)方便，潤滑劑消耗少◆

軸向尺寸小◆

大大減少有色金屬的消耗缺點(diǎn)：◆

接觸應(yīng)力大，高速重載時(shí)噪聲大且壽命短◆

抗沖擊、減振能力差◆

小批生產(chǎn)特殊滾動軸承時(shí)成本高滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)滾動軸承的結(jié)構(gòu)滾動體是必不可少的內(nèi)圈：支撐軸，通常隨軸一起轉(zhuǎn)動外圈：安裝在軸承座孔或零件孔內(nèi)，通常是不動的

滾動體：將滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦保持架：將滾動體均勻分開

滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)滾動軸承的結(jié)構(gòu)滾動副材料要求：

—高硬度—高接觸疲勞強(qiáng)度—良好的耐磨性和沖擊韌性滾動體：球和滾子滾動體、內(nèi)、外圈由專門的滾動軸承鋼如GCr15制造經(jīng)熱處理后硬度達(dá)61~65HRC。工作表面需經(jīng)磨削或拋光

保持架的材料，如：低碳鋼、銅合金、鋁合金等滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，由專業(yè)軸承廠集中生產(chǎn)

設(shè)計(jì)人員只需按工作要求正確選用滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)滾動軸承的結(jié)構(gòu)保持架的功能分離各個滾動體，防止?jié)L動體直接接觸，使摩擦和熱量生成降到最低。在軸承非載荷區(qū)引導(dǎo)滾動體。保持滾動體間距離相等，使載荷平均分配。在安裝或卸裝可分離設(shè)計(jì)的軸承時(shí)，使?jié)L動體不致掉出。滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)知識總結(jié)軸承的作用滾動軸承的特點(diǎn)滾動軸承的結(jié)構(gòu)滾動軸承的類型及代號滾動軸承的類型滾動軸承的代號滾動軸承的類型滾動軸承的類型及代號1.按軸承承載的方向（公稱接觸角）向心軸承推力軸承向心推力軸承滾動軸承的類型滾動軸承的類型及代號2.按滾動體形狀分球軸承滾子軸承圓柱滾子圓錐滾子球面滾子滾針滾動軸承的類型各類軸承的公稱接觸角

軸承類型公稱接觸角向心軸承推力軸承徑向接觸角接觸軸向接觸角接觸α=0?0?<α<45?45?<α<90?α=90?

3.按工作時(shí)能否調(diào)心剛性軸承調(diào)心軸承滾動軸承的類型及代號滾動軸承的類型

滾動體與外圈接觸處的法線與垂直于軸承軸心線的平面之間的夾角。α愈大,可承受的軸向力愈大。FaFr滾動軸承的類型及代號滾動軸承的類型滾動軸承的類型及代號滾動軸承的類型滾動軸承的類型及代號滾動體的類型滾動軸承的類型雙排鋼球，外圈滾道為內(nèi)球面形，具有自動調(diào)心性能，主要承受徑向載荷。滾動軸承的類型及代號調(diào)心球軸承（類型代號1）結(jié)構(gòu)簡圖

承載方向滾動軸承的類型能同時(shí)受徑向和單向軸向載荷，承載能力大。內(nèi)、外圈可分離，安裝時(shí)可調(diào)整游隙。成對使用。滾動軸承的類型及代號圓錐滾子軸承（類型代號3）結(jié)構(gòu)簡圖

承載方向滾動軸承的類型只能受單向軸向載荷，回轉(zhuǎn)時(shí)，因鋼球離心力與保持架摩擦發(fā)熱，故極限轉(zhuǎn)速較低。套圈可分離滾動軸承的類型及代號推力球軸承（類型代號5）結(jié)構(gòu)簡圖

承載方向滾動軸承的類型結(jié)構(gòu)簡單，主要受徑向載荷，也可承受一定的雙向軸向載荷，摩擦系數(shù)小，極限轉(zhuǎn)速高，價(jià)廉。應(yīng)用范圍廣。滾動軸承的類型及代號深溝球軸承（類型代號6）結(jié)構(gòu)簡圖

承載方向滾動軸承的類型能同時(shí)受徑向載荷和單向軸向載荷。接觸角α有15°、25°和40°三種，軸向承載能力隨接觸角增大而提高。需成對使用

滾動軸承的類型及代號角接觸球軸承（類型代號7）結(jié)構(gòu)簡圖

承載方向滾動軸承的類型用以受較大的徑向載荷。內(nèi)、外圈間可作自由軸向移動，不能受軸向載荷。滾子與套圈間是線接觸。滾動軸承的類型及代號外圈無擋邊圓柱滾子軸承（類型代號N）結(jié)構(gòu)簡圖

承載方向滾動軸承的代號滾動軸承代號構(gòu)成基本代號

—表示軸承的類型與尺寸等主要特征。后置代號

—表示軸承的精度與材料的特征。前置代號

—表示軸承的分部件。前置代號

基本代號

后置代號

軸承的分

部件代號內(nèi)

部

結(jié)

構(gòu)

代

號密

封

與

防

塵

結(jié)

構(gòu)

代

號保

持

架

及

其

材

料

代

號特

殊

軸

承

材

料

代

號公

差

等

級

代

號游

隙

代

號多

軸

承

配

置

代

號其

它

代

號五四三二一類

型

代

號尺寸系

列代號內(nèi)

徑

代

號寬

度

系

列

代

號直

徑

系

列

代

號滾動軸承的類型及代號滾動軸承的代號1.基本代號五四三二一類型代號尺寸系列代號內(nèi)徑代號寬度系列代號直徑系列代號內(nèi)徑代號0001020304～96內(nèi)徑尺寸10121517代號×5=(20～480mm)當(dāng)

d<10mm，d>500mm，d=22，28，32mm時(shí)

軸承用公稱內(nèi)徑數(shù)值直接表示，但在與尺寸系列代號之間用“/”分開滾動軸承的類型及代號內(nèi)徑代號

—基本代號右起第1、2位滾動軸承的代號000200300400

特輕

輕

中重

表達(dá)相同內(nèi)徑但外徑和寬度不同的軸承。a.直徑系列(右起第三位)—結(jié)構(gòu)內(nèi)徑相同、外徑寬度變化。直徑系列代號：特輕(0、1)、輕(2)、中(3)、重(4)。b.寬度系列(右起第四位)—結(jié)構(gòu)內(nèi)徑外徑相同、寬度變化。寬度系列代號：一般正常寬度為“0”，通常不標(biāo)注。但對圓錐滾子軸承(3類)和調(diào)心滾子軸承(2類)不能省略“0”。滾動軸承的類型及代號尺寸系列代號

—右起第3、4位滾動軸承的代號滾動軸承的類型及代號軸承類型代號軸承類型代號雙列角接觸球軸承0深溝球軸承6調(diào)心球軸承1角接觸球軸承7調(diào)心滾子軸承和推力調(diào)心滾子軸承2推力圓柱滾子軸承8圓錐滾子軸承3圓柱滾子軸承N雙列深溝球軸承4外球面球軸承U推力球軸承5四點(diǎn)接觸球軸承QJ類型代號：右起第5位常用軸承為3、5、6、7、N

五類滾動軸承的代號2.后置代號（字母或數(shù)字）基本代號的補(bǔ)充：表示結(jié)構(gòu)、尺寸、公差、材料特殊性（1）內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號

C、AC、B——角接觸球軸承的接觸角α=15°25°40°（2）公差等級代號：公差分

2、4、5、6x、6、0級，共六個級別

。以/P2、/P4、/P5、/P6x、/P6為代號，0級不標(biāo)注。（3）游隙代號：游隙分1、2、0、3、4、5共六個組別。

游隙值：小

大

以/C1、/C2、/C3、/C4、/C5為代號，0組不標(biāo)注。滾動軸承的類型及代號滾動軸承的代號軸承代號示例6308：6─深溝球軸承，03─尺寸系列（3─中系列），08─內(nèi)徑d=40mm，公差等級為0級，游隙組為0組；

N105/P5：N─圓柱滾子軸承，01─尺寸系列（1─特輕系列）05─內(nèi)徑d=25mm，公差等級為5級，游隙組為0組；7214AC/P4：7─角接觸球軸承，02─尺寸系列（2-輕系列），14─內(nèi)徑d=70mm，公差等級為4級，游隙組為0組，公稱接觸角α=25°；30213：3─圓錐滾子軸承，2─輕系列，13─內(nèi)徑d=65mm，0─正常寬度(0不可省略)，公差等級為0級，游隙組為0組；滾動軸承的類型及代號滾動軸承的代號滾動軸承的類型及代號知識總結(jié)滾動軸承的類型滾動軸承的代號滾動軸承的壽命計(jì)算滾動軸承類型的選擇滾動軸承的失效形式滾動軸承的疲勞壽命計(jì)算滾動軸承類型的選擇1.載荷條件軸承承受載荷的大小、方向和性質(zhì)是選擇軸承類型主要依據(jù)。如載荷小而平穩(wěn)時(shí)，可選球軸承；載荷大又有沖擊時(shí)，宜選滾子軸承；

如軸承僅受徑向載荷時(shí)，選徑向接觸球軸承或圓柱滾子軸承；只受軸向載荷時(shí)，宜選推力軸承；軸承同時(shí)受徑向和軸向載荷時(shí)，選用角接觸軸承。軸向載荷越大，應(yīng)選擇接觸角越大的軸承，必要時(shí)也可選用徑向軸承和推力軸承的組合結(jié)構(gòu)。應(yīng)該注意推力軸承不能承受徑向載荷，圓柱滾子軸承不能承受軸向載荷。滾動軸承的壽命計(jì)算滾動軸承類型的選擇2.軸承的轉(zhuǎn)速若軸承的尺寸和精度相同，則球軸承的極限轉(zhuǎn)速比滾子軸承高，所以當(dāng)轉(zhuǎn)速較高且旋轉(zhuǎn)

精度要求較高時(shí)，應(yīng)選用球軸承.

推力軸承的極限轉(zhuǎn)速低。當(dāng)工作轉(zhuǎn)速較高，而軸向載荷不大時(shí)，可采用角接觸球軸承或深溝球軸承。

對高速回轉(zhuǎn)的軸承，為減小滾動體施加于外圈滾道的離心力，宜選用外徑和滾動體直徑較小的軸承。一般應(yīng)保證軸承在低于極限轉(zhuǎn)速條件下工作。若工作轉(zhuǎn)速超過軸承的極限轉(zhuǎn)速，可通過提高軸承的公差等級、適當(dāng)加大其徑向游隙等措施來滿足要求。滾動軸承的壽命計(jì)算3.調(diào)心性能

軸承內(nèi)、外圈軸線間的偏移角應(yīng)控制在極限值之內(nèi)，否則會增加軸承的附加載荷而降低其

壽命。對于剛度差或安裝精度差的軸系，軸承內(nèi)、外圈軸線間的偏位角較大，宜選用調(diào)心類軸承。如調(diào)心球軸承（1類）、調(diào)心滾子軸承（2類）等。4.允許的空間當(dāng)軸向尺寸受到限制時(shí)，宜選用窄或特窄的軸承。當(dāng)徑向尺寸受到限制時(shí)，宜選用滾動體較小的軸承。如要求徑向尺寸小而徑向載荷又很大時(shí)，可選用滾針軸承。滾動軸承的壽命計(jì)算滾動軸承類型的選擇5.裝調(diào)性能

圓錐滾子軸承（3類）和圓柱滾子軸承（N類）的內(nèi)外圈可分離，裝拆比較方便。6.經(jīng)濟(jì)性

在滿足使用要求的情況下應(yīng)盡量選用價(jià)格低廉的軸承。一般情況下球軸承的價(jià)格低于滾子軸承。軸承的精度等級越高，其價(jià)格也越高。滾動軸承的壽命計(jì)算滾動軸承類型的選擇

在同尺寸和同精度的軸承中深溝球軸承的價(jià)格最低。同型號、尺寸，不同公差等級的深溝球軸承的價(jià)格比約為P0∶P6∶P5∶P4∶P2≈1∶1.5∶2∶7∶10。如無特殊要求，應(yīng)盡量選用普通級精度軸承，只有對旋轉(zhuǎn)精度有較高要求時(shí)，才選用精度較高的軸承。除此之外，還可能有其他各種各樣的要求，如軸承裝置整體設(shè)計(jì)的要求等。因此設(shè)計(jì)時(shí)要全面分析比較，選出最合適的軸承。滾動軸承的壽命計(jì)算滾動軸承類型的選擇滾動軸承的失效形式主要失效形式有：1）疲勞點(diǎn)蝕：是最常見的失效形式。

滾動體和套圈滾道承受循環(huán)接觸應(yīng)力。

點(diǎn)蝕使軸承產(chǎn)生振動和噪音而失效。2）塑性變形：對于轉(zhuǎn)速很低或間歇擺動的軸承，會因過大的載荷或沖擊載荷，使?jié)L動體或內(nèi)、外圈滾道產(chǎn)生塑性變形，形成不均勻的凹坑。點(diǎn)蝕滾動軸承的壽命計(jì)算3）磨粒磨損、粘著磨損（膠合）：多塵條件下工作的軸承，易產(chǎn)生磨粒磨損。潤滑不良的高速軸承，易產(chǎn)生粘著磨損（膠合）。磨損膠合滾動軸承的壽命計(jì)算滾動軸承的失效形式軸承在不同工況下其主要失效形式不同：中速運(yùn)轉(zhuǎn)，主要失效形式是疲勞點(diǎn)蝕，按疲勞壽命進(jìn)行校核計(jì)算。

高速運(yùn)轉(zhuǎn)，主要失效形式是過渡磨損和燒傷，除進(jìn)行疲勞壽命進(jìn)行校核計(jì)算外，還要校核其極限轉(zhuǎn)速。低速運(yùn)轉(zhuǎn)或不轉(zhuǎn)動，主要失效形式是過大的塑性變形，按靜強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算。

此外，軸承組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要合理，保證充分的潤滑和可靠的密封，對提高軸承的壽命和保證正常工作是非常重要的。滾動軸承的壽命計(jì)算滾動軸承的失效形式滾動軸承的疲勞壽命計(jì)算1.軸承壽命：軸承中任一元件出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕前,一個套圈相對另一套圈的轉(zhuǎn)數(shù)或工作小時(shí)數(shù)。2.基本額定壽命Ｌ10：

按一組軸承中10％的軸承發(fā)生點(diǎn)蝕破壞，而90％的軸承不發(fā)生點(diǎn)蝕破壞前的轉(zhuǎn)數(shù)（以百萬轉(zhuǎn)為單位）或工作小時(shí)數(shù)作為軸承的壽命，并把這個壽命叫做基本額定壽命，以L10或L10h計(jì)。寓意：⑴一批軸承中有90％的壽命將比其基本額定壽命長。

⑵一個軸承在基本額定壽命期內(nèi)正常工作的概率為90％，失效率為10％。滾動軸承的壽命計(jì)算3.滾動軸承的基本額定動載荷

使軸承的基本額定壽命恰好為10６轉(zhuǎn)時(shí)，軸承所能承受的載荷值，用C表示。C=｛Cr——徑向載荷或分量Ca——軸向載荷4.滾動軸承壽命的計(jì)算公式：軸承壽命曲線：PC1234=25.6KNL10

×106(r)滾動軸承的壽命計(jì)算滾動軸承的疲勞壽命計(jì)算軸承壽命計(jì)算公式：（轉(zhuǎn)）（h）或：式中：n——轉(zhuǎn)速r／minε——壽命指數(shù)球軸承ε＝滾子軸承ε＝10/3

Ｐ——當(dāng)量動載荷

(假定的載荷)→與實(shí)際載荷相當(dāng)高溫下軸承的C值將減少，

引入溫度系數(shù)gt

：滾動軸承的壽命計(jì)算滾動軸承的疲勞壽命計(jì)算5.當(dāng)量動載荷Ｐ

P＝fd（XFr

＋YFa

）

滾動軸承若同時(shí)承受徑向和軸向的聯(lián)合載荷作用，為了計(jì)算軸承壽命時(shí)在相同條件下比較，在進(jìn)行壽命計(jì)算時(shí)，必須把實(shí)際載荷轉(zhuǎn)換為與確定基本額定動載荷的載荷條件相一致的當(dāng)量動載荷。用P表示只能承受純徑向載荷的軸承（N、NA類）P＝fdFr只能承受純軸向載荷的軸承（5類）：P＝fdFaｆd－沖擊載荷系數(shù)，查表Fr

、

Fa

－軸承的徑向、軸向力（注意區(qū)別軸上載荷）

X、Y－徑向、軸向動載荷系數(shù)查表①查判斷系數(shù)e

→(Ｃ0r－軸承的額定靜載荷）按Fa/C0r查

e滾動軸承的壽命計(jì)算滾動軸承的疲勞壽命計(jì)算②判Fa/Fr

與e的關(guān)系→定X、Y

－軸向力較小,可忽略不計(jì),只計(jì)Fr

Ｐ＝fdFr

即：X=1,Y=0Fa/Fr

≤e－軸向力較大,要計(jì)

即：X≠1,Y≠0Fa/Fr

＞e設(shè)計(jì)軸承的基本方法：⑴由工作條件定軸承類型→×0000⑵由結(jié)構(gòu)定軸承直徑→×00××⑶初選型號→×××××→查C、C0r⑷驗(yàn)算壽命：