1、轴系零件与结构设计轴系零件与结构设计 第一节 轴的分类、材料和结构 第二节 轴的结构设计 第三节 轴的强度设计 第四节 键与花键连接一、轴的用途及分类一、轴的用途及分类轴的功用：轴的功用：1 1）支承回转件；）支承回转件；2 2）传递运动和动力。）传递运动和动力。按所受载荷的不同，分为：按所受载荷的不同，分为：按轴线形状的不同，轴可分：按轴线形状的不同，轴可分：转轴转轴同时承受弯矩和扭矩的轴，如减速器的轴。同时承受弯矩和扭矩的轴，如减速器的轴。心轴心轴只承受弯矩的轴，如火车车轮轴。只承受弯矩的轴，如火车车轮轴。传动轴传动轴只承受扭矩的轴，如汽车的传动轴。只承受扭矩的轴，如汽车的传动轴。可以随意
2、弯曲，把回转运动灵活地传到任意空间位置。可以随意弯曲，把回转运动灵活地传到任意空间位置。曲轴曲轴直轴直轴挠性轴（钢丝软轴）：挠性轴（钢丝软轴）：光轴光轴阶梯轴阶梯轴实心轴实心轴空心轴空心轴:有特殊要求时，如航空发动机的主有特殊要求时，如航空发动机的主轴。轴。转动心轴转动心轴固定心轴固定心轴 第一节第一节 轴的分类、材料和结构轴的分类、材料和结构光轴光轴阶梯轴阶梯轴（按轴线形状分：）（按轴线形状分：）曲曲 轴轴挠性轴挠性轴 四四.轴的结构组成轴的结构组成 d1d4d2d3d3轴 套轴 头轴 颈轴 肩轴 头 轴 环轴 颈砂 轮 越 程 槽 第一节第一节 轴的分类、材料和结构轴的分类、材料和结构 第
3、二节第二节 轴的结构设计轴的结构设计 第三节第三节 轴的强度设计轴的强度设计 第四节第四节 键与花键连接键与花键连接第二节第二节 轴的结构设计轴的结构设计 轴的结构设计应满足的要求：轴的结构设计应满足的要求：轴和轴上零件要有准确、牢固的工作位置。轴和轴上零件要有准确、牢固的工作位置。轴上零件装拆、调整方便。轴上零件装拆、调整方便。轴应具有良好的制造工艺性等。轴应具有良好的制造工艺性等。尽量提高轴的疲劳强度。尽量提高轴的疲劳强度。（一）拟定轴上零件的装配方案（一）拟定轴上零件的装配方案 原则：一是轴的结构越简单越合理；原则：一是轴的结构越简单越合理；二是装配越简单、方便越合理。二是装配越简单、方
4、便越合理。（二）轴上零件的定位与固定（二）轴上零件的定位与固定轴向定位与固定轴向定位与固定周向定位与固定周向定位与固定 固定的作用是使轴上零件与轴结合成一体，固定的作用是使轴上零件与轴结合成一体，作为一个构件运转。作为一个构件运转。定位是使零件在不需要采取任何测量手段定位是使零件在不需要采取任何测量手段的条件下一次安装到位。的条件下一次安装到位。定位和固定含义上有差别，但在结构措施定位和固定含义上有差别，但在结构措施上却可以相同。上却可以相同。1.1.零件的轴向定位与固定零件的轴向定位与固定 常用的轴向定位和固定装置有轴肩轴环、圆常用的轴向定位和固定装置有轴肩轴环、圆螺母、弹性挡圈、套筒、紧定
5、螺钉等，在轴端螺母、弹性挡圈、套筒、紧定螺钉等，在轴端也常使用圆锥面和轴端挡圈。也常使用圆锥面和轴端挡圈。要求要求r r轴轴RR孔孔或或r r轴轴CC孔孔 错错 误误 正正 确确 1 1）轴肩和轴环）轴肩和轴环错错 误误 正正确确1.1.要求轴肩高度要求轴肩高度 滚动轴承内圈高度；滚动轴承内圈高度；2.2.轴颈宽轴颈宽 轴承宽轴承宽2 2）套筒）套筒 3 3）轴用圆螺母）轴用圆螺母 当用轴肩、轴环、套筒、圆螺母、轴端挡圈当用轴肩、轴环、套筒、圆螺母、轴端挡圈进行零件的轴向定位时，为保证轴向定位可靠，进行零件的轴向定位时，为保证轴向定位可靠，要求要求L L轴轴LL毂毂4 4）轴端挡圈）轴端挡圈
6、整体式径向滑动轴承径向滑动轴承一般由壳体、轴承（轴瓦）和润滑装置组成。多个键应位于同一母线上。改进表面质量提高轴的疲劳强度。滑动轴承的应用场合Fr较大，Fa较小时：深沟球轴承。设计轴的基本要求：前置代号：表示成套轴承的分部件，用字母表示，标准规定有L、K、R、NU、WS、GS。要求nnlim极限转速。轴的功用：1）支承回转件；（一）拟定轴上零件的装配方案剖分式径向滑动轴承调心性能好的轴承为：调心性能：轴承适应角偏斜，保持正常工作的性能。边界摩擦状态摩擦阻力显著降低并能有效地减轻磨损，是一般滑动轴承应保持的最低摩擦状态。5 5）轴承端盖）轴承端盖 6 6）弹性挡圈）弹性挡圈 轴承端盖与机座间加垫
7、片，以调整轴的位置。轴承端盖与机座间加垫片，以调整轴的位置。7 7）锁紧挡圈、紧定螺钉或销）锁紧挡圈、紧定螺钉或销 8 8）圆锥面（）圆锥面（+挡圈、螺母）挡圈、螺母）错错误误 半 联 轴 器滚 动 轴 承平 键1套 筒齿 轮轴 承 端 盖轴 端 挡 圈平 键2正正确确2.2.零件的周向定位与固定零件的周向定位与固定 （三）提高轴的疲劳强度（三）提高轴的疲劳强度 rrrd1.05ddd1 2.2.改进表面质量提高轴的疲劳强度。改进表面质量提高轴的疲劳强度。1.1.改进轴的结构，减少应力集中。改进轴的结构，减少应力集中。3.3.合理布置轴上零件以减少轴的载荷。合理布置轴上零件以减少轴的载荷。4.
8、4.改进轴上零件的结构，减小轴的载荷。改进轴上零件的结构，减小轴的载荷。T4T2432143T2T3T4T1T312T1(a)(b)QQ（四）轴的结构工艺性（四）轴的结构工艺性 1 1）轴肩圆角）轴肩圆角r r 2 2）轴端倒角）轴端倒角 3 3）砂轮越程槽）砂轮越程槽 4 4）螺纹退刀槽）螺纹退刀槽 1.6 5 5）同一轴上键槽位于圆柱同一母线上，且取相同尺寸。）同一轴上键槽位于圆柱同一母线上，且取相同尺寸。轴的结构设计改错轴的结构设计改错四处错误四处错误正确答案正确答案三处错误三处错误正确答案正确答案三处错误三处错误 1.1.左侧键太长，左侧键太长，套筒无法装入。套筒无法装入。2.2.齿轮
9、键槽孔齿轮键槽孔应为通槽。应为通槽。3.3.多个键应位多个键应位于同一母线上。于同一母线上。同时受Fr和Fa均较大时，n较高时选角接触球轴承7类；宽度系列代号：右起第4位，分特窄、窄、正常、宽、特宽。N-圆柱滚子轴承便于装拆和间隙调整选内、外圈不分离的轴承。要求nnlim极限转速。滑动轴承与轴颈表面直接接触的部分是轴瓦。工作载荷、转速、支承刚性、安装精度WS表示推力圆柱滚子轴承轴圈。例：6204、N2310、1322、7015C、30334、51224、7211AC/P53。轴应具有良好的制造工艺性等。轴和轴上零件要有准确、牢固的工作位置。可以随意弯曲，把回转运动灵活地传到任意空间位置。所以，
10、在滑动轴承中不允许出现干摩擦。K表示滚子和保持架组件；同时受Fr和Fa均较大时，n较高时选角接触球轴承7类；第三节第三节 轴的强度计算轴的强度计算 轴在工作时不仅要有足够的能力来承受载荷，轴在工作时不仅要有足够的能力来承受载荷，而且还要能够安装零件。而且还要能够安装零件。设计轴的基本要求：设计轴的基本要求：具有足够的承载能力，也就是要求轴具有具有足够的承载能力，也就是要求轴具有足够的强度和刚度，以保证轴能正常工作；足够的强度和刚度，以保证轴能正常工作；具有合理的结构，使轴的加工方便，降低具有合理的结构，使轴的加工方便，降低生产成本，同时使轴上零件有可靠的固定方式，生产成本，同时使轴上零件有可靠
11、的固定方式，且便于装拆。且便于装拆。轴的工作条件不同，其失效形式也各不相同。轴的工作条件不同，其失效形式也各不相同。在一般情况下，大多由于轴的强度或刚度不足而在一般情况下，大多由于轴的强度或刚度不足而导致失效。导致失效。轴的设计准则是强度准则和刚度准则。轴的设计准则是强度准则和刚度准则。第四节第四节 键与花键连接键与花键连接 键和花键连接广泛应用于轴和轮毂零件键和花键连接广泛应用于轴和轮毂零件之间的周向固定并且传递转矩。其中，之间的周向固定并且传递转矩。其中，有的还能实现轴向固定以传递轴向力；有的还能实现轴向固定以传递轴向力；有的则能实现轴向滑动连接。有的则能实现轴向滑动连接。键是标准件，主要
12、类型有平键、半圆键键是标准件，主要类型有平键、半圆键、楔键和切向键。、楔键和切向键。键及键连接的类型、特点和应用（键及键连接的类型、特点和应用（P182 P182 表表15-615-6）。普通平键又分成普通平键又分成A A型（双圆头）见图型（双圆头）见图a a、B B型（方头）见图型（方头）见图b b、C C型（单圆头）见图型（单圆头）见图c c三种。三种。A A型键：轴上的键槽用圆柱铣刀加工，轮毂上的键槽用插削型键：轴上的键槽用圆柱铣刀加工，轮毂上的键槽用插削、拉削或线切割等方法加工。键在键槽中固定良好，但是键、拉削或线切割等方法加工。键在键槽中固定良好，但是键的工作长度小于它的总长度，所以
13、圆头部分并未被充分利用的工作长度小于它的总长度，所以圆头部分并未被充分利用；再有轴上键槽端部产生应力集中。；再有轴上键槽端部产生应力集中。B B型键：轴上的键槽用圆盘铣刀加工，避免了型键：轴上的键槽用圆盘铣刀加工，避免了A A型键的缺点型键的缺点。必要时用螺钉紧固。必要时用螺钉紧固。C C型键：常用于轴端与轮毂配合键连接，装配时简单方便。型键：常用于轴端与轮毂配合键连接，装配时简单方便。（a）A型键 (b)B型键 (c)C型键图图2 滑键滑键图图1 导向平键导向平键图图3 半圆键连接半圆键连接花键连接花键连接花键连接是由多个键齿与键槽在轴和轮毂孔的周向均布花键连接是由多个键齿与键槽在轴和轮毂孔
14、的周向均布而成。花键齿侧面为工作面，适用于动连接和静连接。而成。花键齿侧面为工作面，适用于动连接和静连接。（a）外花键 （b）内花键 2 2、花键类型、花键类型按齿形不同分为矩形花键、渐开线花键、三角花键按齿形不同分为矩形花键、渐开线花键、三角花键（a）矩形花键 （b）渐开线花键 国标规定，矩形花键采国标规定，矩形花键采用小径定心方式，即外用小径定心方式，即外花键和内花键的小径作花键和内花键的小径作为配合表面。其特点是为配合表面。其特点是定心精度高，定心的稳定心精度高，定心的稳定性好，可以利用磨削定性好，可以利用磨削的方法消除热处理产生的方法消除热处理产生的变形。的变形。（a）矩形花键 作业：
15、作业：P187#6、7第十六章第十六章 轴承轴承 轴承是重要的支承零件，根据摩擦方式的不轴承是重要的支承零件，根据摩擦方式的不同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。同，轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。滚动轴承是各类机械中普遍使用的重要支承滚动轴承是各类机械中普遍使用的重要支承零件，它是由专业厂大批量生产的一种标准件。零件，它是由专业厂大批量生产的一种标准件。由于滚动轴承的类型、尺寸及精度等级已有国家由于滚动轴承的类型、尺寸及精度等级已有国家标准，滚动轴承在一般机器中广泛应用。标准，滚动轴承在一般机器中广泛应用。滑动轴承可用于高速、重载、高精度或较大滑动轴承可用于高速、重载、高精度或较大冲
16、击载荷的机器，在需要剖分式结构的场合，必冲击载荷的机器，在需要剖分式结构的场合，必须采用滑动轴承。须采用滑动轴承。二是装配越简单、方便越合理。调心性能：轴承适应角偏斜，保持正常工作的性能。二、滑动轴承的结构型式2）轴瓦磨损后，间隙无法调整例：6204、N2310、1322、7015C、30334、51224、7211AC/P53。径向滑动轴承一般由壳体、轴承（轴瓦）和润滑装置组成。转动圈与旋转部分的配合：n6、m6、k6、js6工作载荷、转速、支承刚性、安装精度调心性能：轴承适应角偏斜，保持正常工作的性能。再有轴上键槽端部产生应力集中。左侧键太长，套筒无法装入。油沟开在非承载区，否则会降低油膜
17、的承载能力。二、滑动轴承的结构型式二、滑动轴承的结构型式大的轴向力，能调心，第一节第一节 滑滑 动动 轴轴 承承 一、滑动轴承的类型一、滑动轴承的类型 推力滑动轴承推力滑动轴承向心滑动轴承向心滑动轴承非液体摩擦滑动轴承非液体摩擦滑动轴承液体摩擦滑动轴承液体摩擦滑动轴承动压动压静压静压根据摩擦状态根据摩擦状态根据承载方向根据承载方向类类型型 摩擦状态是指两相对运动表面因润滑膜存在摩擦状态是指两相对运动表面因润滑膜存在的状态不同而有的不同润滑状态。的状态不同而有的不同润滑状态。滑动轴承的摩擦状态滑动轴承的摩擦状态 1.1.干摩擦干摩擦 两摩擦表面间不加任何润滑剂而直接接触的两摩擦表面间不加任何润滑
18、剂而直接接触的摩擦称为干摩擦。干摩擦的摩擦功损耗大，磨损摩擦称为干摩擦。干摩擦的摩擦功损耗大，磨损严重，温升很高，会导致轴瓦烧毁。所以，在滑严重，温升很高，会导致轴瓦烧毁。所以，在滑动轴承中不允许出现干摩擦。动轴承中不允许出现干摩擦。2.2.边界摩擦边界摩擦 两摩擦表面间有润滑油存在，由于润滑油对两摩擦表面间有润滑油存在，由于润滑油对金属表面的吸附作用，在金属表面上形成一层极金属表面的吸附作用，在金属表面上形成一层极薄的油膜（厚度薄的油膜（厚度1m1m，即边界油膜。由于边界，即边界油膜。由于边界油膜的厚度很小，不能将两金属表面完全分隔开，油膜的厚度很小，不能将两金属表面完全分隔开，所以相互运动
19、时，金属表面的微观峰顶仍将相互所以相互运动时，金属表面的微观峰顶仍将相互搓削，摩擦、磨损现象仍然存在。边界摩擦状态搓削，摩擦、磨损现象仍然存在。边界摩擦状态虽不能完全消除但能有效地减轻磨损，这种摩擦虽不能完全消除但能有效地减轻磨损，这种摩擦状态的摩擦因数状态的摩擦因数f f0.080.080.10.1。3.3.液体摩擦液体摩擦 若两摩擦表面间有充足的润滑油，在一定的条件下，若两摩擦表面间有充足的润滑油，在一定的条件下，两摩擦表面间能形成足够厚的润滑油膜，将两金属表面完两摩擦表面间能形成足够厚的润滑油膜，将两金属表面完全隔开。由于两金属表面不直接接触，只存在液体内部的全隔开。由于两金属表面不直接
20、接触，只存在液体内部的摩擦，所以摩擦因数很小摩擦，所以摩擦因数很小f f0.0010.0010.010.01，这是一种理想，这是一种理想的摩擦状态。的摩擦状态。4.4.混合摩擦混合摩擦 若摩擦表面间的摩擦状态介于边界摩擦和液体摩擦之若摩擦表面间的摩擦状态介于边界摩擦和液体摩擦之间时，称为混合摩擦，或称为非液体摩擦。间时，称为混合摩擦，或称为非液体摩擦。干摩擦状态摩擦阻力大并有剧烈磨损，在滑动轴承中干摩擦状态摩擦阻力大并有剧烈磨损，在滑动轴承中是不允许出现的。是不允许出现的。边界摩擦状态摩擦阻力显著降低并能有效地减轻磨损，边界摩擦状态摩擦阻力显著降低并能有效地减轻磨损，是一般滑动轴承应保持的最低
21、摩擦状态。是一般滑动轴承应保持的最低摩擦状态。液体摩擦状态摩擦阻力低、无磨损、运转平稳，是最液体摩擦状态摩擦阻力低、无磨损、运转平稳，是最好的润滑状态，但液体摩擦滑动轴承需要一定运转条件，好的润滑状态，但液体摩擦滑动轴承需要一定运转条件，加工精度也较高。加工精度也较高。混合摩擦状态是在一般机器中大都存在的一种摩擦状混合摩擦状态是在一般机器中大都存在的一种摩擦状态。这种摩擦状态能有效地降低摩擦，减轻磨损，所以，态。这种摩擦状态能有效地降低摩擦，减轻磨损，所以，设计非液体摩擦轴承时，必须维持这种摩擦状态。设计非液体摩擦轴承时，必须维持这种摩擦状态。二、滑动轴承的结构型式二、滑动轴承的结构型式 径向
22、滑动轴承一般由壳体、轴承（轴瓦）和径向滑动轴承一般由壳体、轴承（轴瓦）和润滑装置组成。可分为整体式和剖分式两种结构。润滑装置组成。可分为整体式和剖分式两种结构。1.1.径向滑动轴承径向滑动轴承 整体式径向滑动轴承整体式径向滑动轴承轴承座轴承座整体轴瓦整体轴瓦油杯螺纹孔油杯螺纹孔油沟油沟油孔油孔 剖分式径向滑动轴承剖分式径向滑动轴承 特点：特点：1 1）结构简单、成本低）结构简单、成本低 2 2）轴瓦磨损后，间隙无法调整）轴瓦磨损后，间隙无法调整 3 3）装拆不便（只能从轴端装拆）装拆不便（只能从轴端装拆）适于低速、轻载或间隙工作的机器。适于低速、轻载或间隙工作的机器。特点：特点：1 1）安装方
23、便）安装方便 2 2）间隙可调）间隙可调调隙式径向滑动轴承调隙式径向滑动轴承1234511-轴瓦 2-轴 3、5-螺母 4-轴承座旋转精度较高时选较高的公差等级和较小的游隙。3）装拆不便（只能从轴端装拆）左侧键太长，套筒无法装入。5nlim较低。径向滑动轴承一般由壳体、轴承（轴瓦）和润滑装置组成。当用轴肩、轴环、套筒、圆螺母、轴端挡圈进行零件的轴向定位时，为保证轴向定位可靠，要求L轴L毂干摩擦状态摩擦阻力大并有剧烈磨损，在滑动轴承中是不允许出现的。其特点是定心精度高，定心的稳定性好，可以利用磨削的方法消除热处理产生的变形。这种摩擦状态能有效地降低摩擦，减轻磨损，所以，设计非液体摩擦轴承时，必须
24、维持这种摩擦状态。油沟开在非承载区，否则会降低油膜的承载能力。适于低速、轻载或间隙工作的机器。可以随意弯曲，把回转运动灵活地传到任意空间位置。调心性能好的轴承为：特轻 轻 中 重有的则能实现轴向滑动连接。2.2.推力滑动轴承推力滑动轴承 Fa实心型实心型Fa空心型空心型Fa单环型单环型Fa多环型多环型 普通推力滑动轴承由轴承座和轴普通推力滑动轴承由轴承座和轴颈组成。轴颈结构形式有实心式、空颈组成。轴颈结构形式有实心式、空心式、单环式和多环式等几种，因而心式、单环式和多环式等几种，因而推力轴承的工作表面可以是轴的端面推力轴承的工作表面可以是轴的端面或轴的环形平面。或轴的环形平面。三、轴瓦结构三、
25、轴瓦结构 滑动轴承与轴颈表面直接接触的部分是轴瓦。常用的滑动轴承与轴颈表面直接接触的部分是轴瓦。常用的轴瓦有整体式和剖分式两种结构。轴瓦有整体式和剖分式两种结构。整体式轴瓦分为光滑的和带纵向油沟的两种。整体式轴瓦分为光滑的和带纵向油沟的两种。剖分式轴瓦由上、下轴瓦组合而成。其两端的凸肩用剖分式轴瓦由上、下轴瓦组合而成。其两端的凸肩用以限制轴瓦的轴向窜动。为了调整轴承间隙，可在上、下以限制轴瓦的轴向窜动。为了调整轴承间隙，可在上、下瓦剖分面处去掉瓦剖分面处去掉0.30.30.5mm0.5mm，加上垫片。为了防止轴瓦随，加上垫片。为了防止轴瓦随轴转动，可用定位销钉或紧定螺钉将其固定在轴承座上。轴转
26、动，可用定位销钉或紧定螺钉将其固定在轴承座上。剖分式轴瓦用于对开式滑动轴承。剖分式轴瓦用于对开式滑动轴承。2.2.油孔和油沟的位置油孔和油沟的位置 油孔是润滑油进入轴瓦摩擦表面的孔道。油孔是润滑油进入轴瓦摩擦表面的孔道。油沟是加工在轴瓦工作表面上以使润滑油流油沟是加工在轴瓦工作表面上以使润滑油流到表面各部位的沟槽。到表面各部位的沟槽。油孔和油沟的位置是否正确直接影响润滑效油孔和油沟的位置是否正确直接影响润滑效果。果。油孔和油沟的开设原则：油孔和油沟的开设原则：1.1.润滑油应从油膜压力最小处输入轴承。润滑油应从油膜压力最小处输入轴承。2.2.油沟开在非承载区，否则会降低油膜的承油沟开在非承载区
27、，否则会降低油膜的承载能力。载能力。3.3.油沟轴向不能开通，以免油从油沟端部大油沟轴向不能开通，以免油从油沟端部大量流失。量流失。4.4.水平安装的轴承油沟开半周，不要延伸到水平安装的轴承油沟开半周，不要延伸到承载区，全周油沟应开在靠近轴承端部处。承载区，全周油沟应开在靠近轴承端部处。F有油槽无油槽OO油槽 为了使润滑油能够很好地分布到轴瓦的整个工为了使润滑油能够很好地分布到轴瓦的整个工作表面，在轴瓦的非承载区要开设油沟和油孔。作表面，在轴瓦的非承载区要开设油沟和油孔。常见的油沟形式有轴向的、周向的和斜向的三常见的油沟形式有轴向的、周向的和斜向的三种。为了使油在整个接触表面上均匀分布，油沟沿
28、种。为了使油在整个接触表面上均匀分布，油沟沿轴向应有足够的长度，通常取为轴瓦宽度的轴向应有足够的长度，通常取为轴瓦宽度的80%80%左左右，但不能开通，以免油从轴瓦端部漏掉，起不到右，但不能开通，以免油从轴瓦端部漏掉，起不到应有的润滑作用。应有的润滑作用。第二节第二节 滚滚 动动 轴轴 承承 与滑动轴承相比，滚动轴承的主要优点：启与滑动轴承相比，滚动轴承的主要优点：启动灵活、摩擦阻力小、效率高、轴向结构紧凑、动灵活、摩擦阻力小、效率高、轴向结构紧凑、润滑简便及易于互换等。所以应用广泛。润滑简便及易于互换等。所以应用广泛。滚动轴承的缺点是：抗冲击能力差，高速时滚动轴承的缺点是：抗冲击能力差，高速
29、时有噪声，工作寿命不及液体摩擦的滑动轴承。有噪声，工作寿命不及液体摩擦的滑动轴承。一、滚动轴承的特点一、滚动轴承的特点 二、滚动轴承的结构（组成）二、滚动轴承的结构（组成）滚动轴承由内圈滚动轴承由内圈1 1、外圈、外圈2 2、滚动体、滚动体3 3和保持架和保持架4 4四个基本元件组成。通常，内圈装在轴颈上随轴四个基本元件组成。通常，内圈装在轴颈上随轴一起转动，外圈装在轴承座孔内不转。滚动体在一起转动，外圈装在轴承座孔内不转。滚动体在内、外圈的滚道中滚动。保持架将滚动体均匀隔内、外圈的滚道中滚动。保持架将滚动体均匀隔开，以减小滚动体的摩擦和磨损。开，以减小滚动体的摩擦和磨损。推力轴承推力轴承 向
30、心轴承向心轴承 内圈内圈1、外圈、外圈2（组成环形滚边）。（组成环形滚边）。滚动体：球、圆滚动体：球、圆柱滚子（短、长）、柱滚子（短、长）、螺旋滚子、圆锥滚螺旋滚子、圆锥滚子、鼓形滚子、滚子、鼓形滚子、滚针。针。保持架：将滚动体保持架：将滚动体均匀隔开，避免直接均匀隔开，避免直接接触，引起摩擦、磨接触，引起摩擦、磨损。损。三、滚动轴承的材料三、滚动轴承的材料 四、滚动轴承的基本类型四、滚动轴承的基本类型 滚动轴承的内、外圈和滚动体均采用强度高、滚动轴承的内、外圈和滚动体均采用强度高、耐磨性好的含铬轴承钢制造，如耐磨性好的含铬轴承钢制造，如GCr9GCr9、GCr15GCr15、GCr15SiM
31、nGCr15SiMn等（等（G G表示专用的滚动轴承钢），经淬表示专用的滚动轴承钢），经淬火后表面硬度可达火后表面硬度可达606065HRC65HRC。保持架多用低碳钢冲压制成，也可以采用铜保持架多用低碳钢冲压制成，也可以采用铜合金、铝材或塑料等制造。合金、铝材或塑料等制造。按国家标准，滚动轴承有十三种类型，每种类型的轴按国家标准，滚动轴承有十三种类型，每种类型的轴承都各自具有不同的结构和性能，适用于不同负荷、转速承都各自具有不同的结构和性能，适用于不同负荷、转速或其他工作要求。常用的滚动轴承有或其他工作要求。常用的滚动轴承有0 0、1 1、2 2、3 3、5 5、6 6、7 7、N N等八类
32、，它们的结构特点和性能应很好地掌握，以便能正等八类，它们的结构特点和性能应很好地掌握，以便能正确选用。同时还要了解它们的结构图及简图的画法，以便确选用。同时还要了解它们的结构图及简图的画法，以便能正确表达。能正确表达。（一）按承受载荷的方向分：向心轴承、推力（一）按承受载荷的方向分：向心轴承、推力轴承、向心推力轴承。轴承、向心推力轴承。（二）按滚动体的形状分：球轴承、滚子轴承。（二）按滚动体的形状分：球轴承、滚子轴承。（三）（三）接触角、游隙及调心性质接触角、游隙及调心性质1.1.接触角：滚动体与外圈接触点处的法线与径接触角：滚动体与外圈接触点处的法线与径向平面的夹角向平面的夹角。越大，承受轴
33、向载荷的能力越大。越大，承受轴向载荷的能力越大。(b)0 4 5=0(a)4 5 9 0(c)=9 0(d)（1 1）向心轴承）向心轴承 向心轴承是主要用于承受径向心轴承是主要用于承受径向负荷的滚动轴承，其公称接触角为向负荷的滚动轴承，其公称接触角为0 00 045450 0。向。向心轴承按公称接触角的不同又可分为心轴承按公称接触角的不同又可分为 径向接触轴承：公称接触角为径向接触轴承：公称接触角为0 00 0的向心轴承。的向心轴承。向心角接触轴承：公称接触角为向心角接触轴承：公称接触角为0 00 045450 0的向心轴承。的向心轴承。（2 2）推力轴承）推力轴承 推力轴承是主要用于承受推力
34、轴承是主要用于承受轴向负荷的滚动轴承，其公称接触角为轴向负荷的滚动轴承，其公称接触角为45450 090900 0 。推力轴承按公称接触角的不同，又可分为推力轴承按公称接触角的不同，又可分为 轴向接触轴承：公称接触角为轴向接触轴承：公称接触角为90900 0的推力轴承。的推力轴承。推力角接触轴承：公称接触角为推力角接触轴承：公称接触角为45450 090900 0的的推力轴承。推力轴承。向心球轴承：未承受载荷时向心球轴承：未承受载荷时=0=0；受轴向载荷；受轴向载荷时增至时增至 向心滚子轴承：向心滚子轴承：=0=0向心推力轴承：向心推力轴承：较大较大 向心推力球轴承：向心推力球轴承：1212、
35、2626、3636圆锥滚子轴承：圆锥滚子轴承：=11=111616、=25=252929 2.2.游隙：两套圈间相对最大移动量：分为径游隙：两套圈间相对最大移动量：分为径向游隙、轴向游隙。向游隙、轴向游隙。标准中规定：基本游隙组及辅助游隙组。应优标准中规定：基本游隙组及辅助游隙组。应优先选用基本游隙组的轴承。先选用基本游隙组的轴承。向心推力轴承的游隙依靠安装时调整套圈间向心推力轴承的游隙依靠安装时调整套圈间的相对位置确定。的相对位置确定。3.3.调心性能：轴承适应角偏斜，保持正常工调心性能：轴承适应角偏斜，保持正常工作的性能。作的性能。调心性能好的轴承为：调心性能好的轴承为：调心轴承、自位轴承
36、。调心轴承、自位轴承。五、滚动轴承的代号五、滚动轴承的代号 为使用时选择方便，采用为使用时选择方便，采用“轴承代号轴承代号”来表来表示轴承的类型、特点及结构尺寸、精度等级等。示轴承的类型、特点及结构尺寸、精度等级等。前置代号前置代号基本代号基本代号后置代号后置代号 例：例：62046204、N2310N2310、13221322、7015C7015C、3033430334、5122451224、7211AC/P537211AC/P53。1.1.前置代号：表示成套轴承的分部件，用字前置代号：表示成套轴承的分部件，用字母表示，标准规定有母表示，标准规定有L L、K K、R R、NUNU、WSWS、
37、GS GS。例如，例如，L L表示可分离轴承的可分离内圈或外表示可分离轴承的可分离内圈或外圈；圈；K K表示滚子和保持架组件；表示滚子和保持架组件；WSWS表示推力圆柱表示推力圆柱滚子轴承轴圈。滚子轴承轴圈。2.2.内径代号：右起内径代号：右起1 1、2 2位。位。内内 径径 代代 号号 00 01 02 0300 01 02 03 04049696 内内 径径 尺尺 寸寸 10 12 15 1710 12 15 17 数字数字5 5 直径系列代号：右起直径系列代号：右起3 3位。位。0 0或或1 2 3 4 1 2 3 4 特轻特轻 轻轻 中中 重重基基 本本 代代 号号类型代号类型代号尺寸
38、系列代号尺寸系列代号内径代号内径代号数字或字母数字或字母（或（或）数数 字字宽度或高度系列代号宽度或高度系列代号直径系列代号直径系列代号数数 字字 宽度系列代号：右起第宽度系列代号：右起第4 4位，分特窄、窄、正常、宽、位，分特窄、窄、正常、宽、特宽。其代号分别为特宽。其代号分别为1 1、2 2、0 0、3 3、4 4。正常宽度（正常宽度（0 0）不标，）不标，但对于调心滚子轴承和但对于调心滚子轴承和圆锥滚子轴承，宽度系圆锥滚子轴承，宽度系列代号列代号0 0应标出。应标出。直径系列的对比直径系列的对比 1-1-调心球轴承调心球轴承 主要受径向力和不主要受径向力和不 大的轴向力，能调心，大的轴向
39、力，能调心，速度较高，不耐冲击。速度较高，不耐冲击。FrFrFaFa 类型代号：右起第类型代号：右起第5 5位（或字母）位（或字母）2-2-调心滚子轴承调心滚子轴承 主要受径向力和不主要受径向力和不 大的轴向力，能调心，大的轴向力，能调心，速度较低，耐冲击。速度较低，耐冲击。FrFrFaFa 3-3-圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承（成对使用）。（成对使用）。能承受较大径向能承受较大径向 力和单方向轴向力，力和单方向轴向力，速度较低，耐冲击。速度较低，耐冲击。FaFaFrFr 5-5-推力球轴承推力球轴承 不能承受径向力不能承受径向力 仅能承受单方向轴向仅能承受单方向轴向 载荷，低速，不耐冲载荷，低速
40、，不耐冲 击。击。FaFa 6-6-深沟球轴承深沟球轴承 可承受较大的径可承受较大的径 向力和两个方向不向力和两个方向不 大的轴向力，速度大的轴向力，速度 较高，不耐冲击。较高，不耐冲击。FaFaFrFr 7-7-角接触球轴承角接触球轴承（成对使用）。（成对使用）。主要承受径向力和主要承受径向力和 单方向轴向力，速度单方向轴向力，速度 较高，不耐冲击。较高，不耐冲击。FrFrFaFa二、滑动轴承的结构型式当用轴肩、轴环、套筒、圆螺母、轴端挡圈进行零件的轴向定位时，为保证轴向定位可靠，要求L轴L毂轴的刚性较差，轴承孔不同心选调心轴承。剖分式轴瓦用于对开式滑动轴承。常见的油沟形式有轴向的、周向的和
41、斜向的三种。轴的结构设计应满足的要求：B型键：轴上的键槽用圆盘铣刀加工，避免了A型键的缺点。同时受Fr和Fa均较大时，n较高时选角接触球轴承7类；2）传递运动和动力。当公差等级代号与游隙代号同时表示时，可进行简化，取公差等级代号加上游隙组号组合表示。2）传递运动和动力。其代号分别为1、2、0、3、4。轴颈结构形式有实心式、空心式、单环式和多环式等几种，因而推力轴承的工作表面可以是轴的端面或轴的环形平面。Fa较大，Fr较小时：深沟球轴承+推力球轴承、推力角接触轴承。轴在工作时不仅要有足够的能力来承受载荷，而且还要能够安装零件。N-N-圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承 承受较大的径向力，承受较大的径向力，
42、速度低，耐冲击。速度低，耐冲击。FrFr 3.3.后置代号：用字母和数字等表示轴的结构、后置代号：用字母和数字等表示轴的结构、公差及材料的特殊要求等（无特殊要求不标）。公差及材料的特殊要求等（无特殊要求不标）。（1 1）内部结构代号）内部结构代号 C C、ACAC、B B：角接触球轴承的接：角接触球轴承的接触角触角=15=15O O、2525O O、4040O O。（2 2）密封、防尘与外部形状变化代号）密封、防尘与外部形状变化代号 例例 7211AC/P537211AC/P53：7-7-角接触球轴承，角接触球轴承，正常宽度，正常宽度，2-2-直径直径系列为轻系列，系列为轻系列，11-11-内
43、径为内径为55mm55mm，AC-AC-公称接触角为公称接触角为2020O O ，P53-P53-公差等级为公差等级为5 5级，径向游隙为级，径向游隙为3 3组。组。7211C/P57211C/P5：表示内径为：表示内径为55mm55mm，轻系列角接触球轴承，轻系列角接触球轴承，正常宽度，接触角正常宽度，接触角=15=15，5 5级公差，级公差，0 0组游隙。组游隙。（3 3）轴承的公差等级分为）轴承的公差等级分为2 2级、级、4 4级、级、5 5级、级、6 6级、级、6x6x级级和和0 0级，共级，共6 6个组别，依次由高级到低级，其代号分别为个组别，依次由高级到低级，其代号分别为/P2/P
44、2、/P4/P4、/P5/P5、/P6/P6、/P6x/P6x和和/P0/P0。公差等级中，。公差等级中，6x6x级仅适用于级仅适用于圆锥滚子轴承；圆锥滚子轴承；0 0级为普通级，在轴承代号中不标出。级为普通级，在轴承代号中不标出。（4 4）轴承的游隙代号）轴承的游隙代号 游隙分为游隙分为1 1组、组、2 2组、组、3 3组、组、4 4组、组、5 5组和组和0 0组（在轴承代号中不表示），其代号分别为组（在轴承代号中不表示），其代号分别为/C1/C1、/C2/C2、/C3/C3、/C4/C4、/C5/C5。当公差等级代号与游隙代号同时表示时，可进行简化，当公差等级代号与游隙代号同时表示时，可进
45、行简化，取公差等级代号加上游隙组号组合表示。取公差等级代号加上游隙组号组合表示。（5 5）保持架代号）保持架代号 包括保持架材料代号、保持架结构包括保持架材料代号、保持架结构型式及表面处理。型式及表面处理。六、滚动轴承类型的选择六、滚动轴承类型的选择 工作载荷、转速、支承刚性、安装精度工作载荷、转速、支承刚性、安装精度 1.n 1.n高，载荷小，旋转精度高高，载荷小，旋转精度高球轴承。球轴承。n n低，载荷大，或冲击载荷低，载荷大，或冲击载荷滚子轴承。滚子轴承。2.2.主要受主要受Fr Fr 向心轴承。向心轴承。主要受主要受FaFa，n n不高时不高时推力轴承。推力轴承。同时受同时受FrFr和
46、和FaFa均较大时，均较大时，n n较高时选角接触球较高时选角接触球轴承轴承7 7类；类；n n较低时选圆锥滚子轴承较低时选圆锥滚子轴承3 3类。类。FrFr较大，较大，FaFa较小时：深沟球轴承。较小时：深沟球轴承。FaFa较大，较大，FrFr较小时：深沟球轴承较小时：深沟球轴承+推力球轴承、推力球轴承、推力角接触轴承。推力角接触轴承。3.3.要求要求nnnnlimlim极限转速。极限转速。6 6、7 7、N Nn nlimlim较高；较高；5 5n nlimlim较低。较低。4.4.轴的刚性较差，轴承孔不同心选调心轴承。轴的刚性较差，轴承孔不同心选调心轴承。5.5.便于装拆和间隙调整选内、
47、外圈不分离的便于装拆和间隙调整选内、外圈不分离的轴承。轴承。6.36.3、7 7两类轴承应成对使用，对称安装。两类轴承应成对使用，对称安装。7.7.旋转精度较高时选较高的公差等级和较小旋转精度较高时选较高的公差等级和较小的游隙。的游隙。8.8.优先考虑用普通公差等级的深沟球轴承。优先考虑用普通公差等级的深沟球轴承。七、滚动轴承的配合七、滚动轴承的配合 滚动轴承的配合是指内圈与轴颈、外圈与座孔滚动轴承的配合是指内圈与轴颈、外圈与座孔的配合。的配合。轴承内外径公差带都为单向负公差。轴承内外径公差带都为单向负公差。转动圈应比不动圈的配合紧些，且转速越高、转动圈应比不动圈的配合紧些，且转速越高、载荷越
48、大、振动越强烈时，配合应越紧。载荷越大、振动越强烈时，配合应越紧。转动圈与旋转部分的配合：转动圈与旋转部分的配合：n6n6、m6m6、k6k6、js6js6 不动圈与不动部分的配合：不动圈与不动部分的配合：J7J7、J6J6、H7H7、G7G7 轴承内圈和轴颈的配合为基孔制过盈配合，轴轴承内圈和轴颈的配合为基孔制过盈配合，轴承外圈与机座孔的配合为基轴制间隙配合（间隙较承外圈与机座孔的配合为基轴制间隙配合（间隙较小）或过渡配合（较松）。小）或过渡配合（较松）。选择滚动轴承的配合应具体考虑轴承的工作条选择滚动轴承的配合应具体考虑轴承的工作条件，一般情况下的原则是保证运转精度、便于安装件，一般情况下
49、的原则是保证运转精度、便于安装拆卸和有利于提高轴承寿命。拆卸和有利于提高轴承寿命。(a)(a)错错 误误 (b)(b)正正 确确 滚动轴承的配合标注只标注机座孔的尺寸公滚动轴承的配合标注只标注机座孔的尺寸公差和轴颈的尺寸公差。而按照普通圆柱体的公差差和轴颈的尺寸公差。而按照普通圆柱体的公差标注则是错误的。标注则是错误的。作业作业 P209P20972H7/h635H7/m672H735m6常见的油沟形式有轴向的、周向的和斜向的三种。轴承端盖与机座间加垫片，以调整轴的位置。例：6204、N2310、1322、7015C、30334、51224、7211AC/P53。液体摩擦状态摩擦阻力低、无磨损
50、、运转平稳，是最好的润滑状态，但液体摩擦滑动轴承需要一定运转条件，加工精度也较高。边界摩擦状态摩擦阻力显著降低并能有效地减轻磨损，是一般滑动轴承应保持的最低摩擦状态。第一节 轴的分类、材料和结构键及键连接的类型、特点和应用（P182 表15-6）。按国家标准，滚动轴承有十三种类型，每种类型的轴承都各自具有不同的结构和性能，适用于不同负荷、转速或其他工作要求。前置代号：表示成套轴承的分部件，用字母表示，标准规定有L、K、R、NU、WS、GS。油沟轴向不能开通，以免油从油沟端部大量流失。滚动轴承的配合标注只标注机座孔的尺寸公差和轴颈的尺寸公差。第一节 轴的分类、材料和结构轴承是重要的支承零件，根据
