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第第6章轴系零部件章轴系零部件 一台机器从制造和装配的角度讲是由零件和部件组成的。常用的轴系一台机器从制造和装配的角度讲是由零件和部件组成的。常用的轴系零部件包括轴、轴承和减速机等，通过本章的学习，应达到如下目标零部件包括轴、轴承和减速机等，通过本章的学习，应达到如下目标:知识目标知识目标了解轴的分类和材料选择，理解轴的结构设计了解轴的分类和材料选择，理解轴的结构设计掌握轴上零件的固定方法掌握轴上零件的固定方法了解滑动轴承的特点和应用场合，了解滑动轴承的典型结构和轴瓦材了解滑动轴承的特点和应用场合，了解滑动轴承的典型结构和轴瓦材料料掌握滚动轴承常用的类型及代号掌握滚动轴承常用的类型及代号掌握滚动轴承的拆装与调整掌握滚动轴承的拆装与调整了解减速机的类型了解减速机的类型掌握减速机的结构掌握减速机的结构下一页返回第第6章轴系零部件章轴系零部件能力目标能力目标能结合实际判明轴的类型，在此基拙上掌握轴的材料选择、轴的结构能结合实际判明轴的类型，在此基拙上掌握轴的材料选择、轴的结构设计和常用的轴毅连接方法设计和常用的轴毅连接方法能正确的选择滚动轴承类型能正确的选择滚动轴承类型具备滚动轴承的拆装与调整的能力具备滚动轴承的拆装与调整的能力上一页返回6.1 轴轴6.1.1轴的作用轴的作用轴是组成机器的重要零件之一。用于支承做回转运动或摆动的零件，轴是组成机器的重要零件之一。用于支承做回转运动或摆动的零件，使其有确定的工作位置。它的结构和尺寸是由被它支承的零件和支承使其有确定的工作位置。它的结构和尺寸是由被它支承的零件和支承它的轴承的结构和尺寸决定的，轴是重要的非标准零件它的轴承的结构和尺寸决定的，轴是重要的非标准零件6.1.2轴的分类轴的分类轴的分类方法很多。按照轴线形状，轴可分为直轴轴的分类方法很多。按照轴线形状，轴可分为直轴(图图6一一1)、曲轴、曲轴(图图6一一2)和挠性轴和挠性轴(图图6-3);按照外形，轴可分为光轴按照外形，轴可分为光轴(图图6一一1)和阶梯轴和阶梯轴(图图6一一4);按照心部结构，轴可分为实心轴和空心轴。按照心部结构，轴可分为实心轴和空心轴。根据承受载荷的不同，轴可分为传动轴、心轴和转轴三种。根据承受载荷的不同，轴可分为传动轴、心轴和转轴三种。下一页返回6.1 轴轴1.传动轴传动轴只承受扭矩、不承受弯矩或受很小弯矩的轴。只承受扭矩、不承受弯矩或受很小弯矩的轴。如图如图6一一5所示所示为汽车的为汽车的传动轴。传动轴。2.心轴心轴通常指只承受弯矩而不承受扭矩的轴。心轴按其是否转动可分为转动通常指只承受弯矩而不承受扭矩的轴。心轴按其是否转动可分为转动心轴和固定心轴。心轴和固定心轴。如图如图6-6(a)所示为车辆的转动心轴所示为车辆的转动心轴;如图如图6-6(b)所示所示为自行车前轮的固定心轴。为自行车前轮的固定心轴。3.转轴转轴既承受弯矩又承受扭矩的轴。转轴在各种机器中最为常见，如既承受弯矩又承受扭矩的轴。转轴在各种机器中最为常见，如1 h.轮轮轴。轴。图图6-7所示所示齿轮减速器中的轴都是车专轴。齿轮减速器中的轴都是车专轴。上一页 下一页返回6.1 轴轴6.1.3轴的材料轴的材料在轴的设计中，首先要选择合适的材料。轴的材料常采用碳素钢在轴的设计中，首先要选择合适的材料。轴的材料常采用碳素钢和合金钢。和合金钢。碳素钢有碳素钢有35,45,50等优质中碳钢。它们具有较高的综合机械性能，等优质中碳钢。它们具有较高的综合机械性能，因此应用较多，特别是因此应用较多，特别是45号钢应用最为广泛为了改善碳素钢的机械性号钢应用最为广泛为了改善碳素钢的机械性能，应进行正火或调质处理。不重要或受力较小的轴，可采用能，应进行正火或调质处理。不重要或受力较小的轴，可采用Q235,Q275等普通碳素钢。等普通碳素钢。上一页 下一页返回6.1 轴轴合金钢具有较高的机械性能，但价格较贵，多用于有特殊要求的轴。合金钢具有较高的机械性能，但价格较贵，多用于有特殊要求的轴。例如采用滑动轴承的高速轴，常用例如采用滑动轴承的高速轴，常用20Cr,20CrMnTi等低碳合金钢，经等低碳合金钢，经渗碳悴火后可提高轴颈耐磨性渗碳悴火后可提高轴颈耐磨性;汽轮发电机转子轴在高温、高速和重载汽轮发电机转子轴在高温、高速和重载条件下工作，必须具有良好的高温机械性能，常采用条件下工作，必须具有良好的高温机械性能，常采用38 CrMoAIA合合金结构钢。值得注意的是金结构钢。值得注意的是:钢材的种类和热处理对其弹性模量的影响甚钢材的种类和热处理对其弹性模量的影响甚小，因此如欲采用合金钢或通过热处理来提高轴的刚度，并无实效。小，因此如欲采用合金钢或通过热处理来提高轴的刚度，并无实效。此外，合金钢对应力集中的敏感性较高，因此设计合金钢此外，合金钢对应力集中的敏感性较高，因此设计合金钢轴时，更应从结构上避免或减小应力集中，并减小其表面粗糙度。轴时，更应从结构上避免或减小应力集中，并减小其表面粗糙度。轴的毛坯一般用圆钢或锻件，有时也可采用铸钢或球墨铸铁。例如，轴的毛坯一般用圆钢或锻件，有时也可采用铸钢或球墨铸铁。例如，用球墨铸铁制造曲轴、凸轮轴，具有成本低廉、吸振性较好、对应力用球墨铸铁制造曲轴、凸轮轴，具有成本低廉、吸振性较好、对应力集中的敏感性较低、强度较好等优点，适合制造结构形状复杂的轴。集中的敏感性较低、强度较好等优点，适合制造结构形状复杂的轴。表表6一一1列出轴的常用材料及其主要机械性能。列出轴的常用材料及其主要机械性能。上一页 下一页返回6.1 轴轴6.1.4车由的结构设计车由的结构设计轴的结构设计就是根据轴的受载情况和工作条件确定轴的形状和全部轴的结构设计就是根据轴的受载情况和工作条件确定轴的形状和全部结构尺寸。轴的结构设计的总原则是结构尺寸。轴的结构设计的总原则是:在满足工作能力的前提下，力求在满足工作能力的前提下，力求轴的尺寸小、重量轻、工艺性好轴的尺寸小、重量轻、工艺性好轴的结构应满足的基本要求轴的结构应满足的基本要求:(1)安装在轴上的零件要有准确的定位和牢固而可靠的固定安装在轴上的零件要有准确的定位和牢固而可靠的固定(2)良好的工艺性，便于轴的加工和轴上零件的装拆和调整良好的工艺性，便于轴的加工和轴上零件的装拆和调整(3)轴上零件的位置和受力要合理，尽量减少应力集中，有利于提高轴轴上零件的位置和受力要合理，尽量减少应力集中，有利于提高轴的强度和刚度。的强度和刚度。(4)有利于节省材料，减轻重量。有利于节省材料，减轻重量。上一页 下一页返回6.1 轴轴1.轴的各部分名称轴的各部分名称如图如图6一一8所示所示，轴上被轴承支承部分称为轴颈，轴上被轴承支承部分称为轴颈(和和处处);与传动零件与传动零件(带轮、齿轮、联轴器带轮、齿轮、联轴器)轮毅配合部分称为轴头轮毅配合部分称为轴头(和和处处);连接轴颈和连接轴颈和轴头的非配合部分叫轴身轴头的非配合部分叫轴身(处处);阶梯轴上直径变化处叫做轴肩，起轴阶梯轴上直径变化处叫做轴肩，起轴向定位作用。图中向定位作用。图中与与间的轴肩使联轴器在轴上定位间的轴肩使联轴器在轴上定位;与与间的间的轴肩使左端滚动轴承定位轴肩使左端滚动轴承定位;处为轴环处为轴环.2.轴上零件的固定轴上零件的固定(1)轴上零件的轴向固定轴上零件的轴向固定目的目的:保证轴上零件在轴上具有确定的位置，防止在工作中零件沿轴向保证轴上零件在轴上具有确定的位置，防止在工作中零件沿轴向窜动，承受一定的轴向力。零件的轴向固定可采用轴肩、轴环、套简、窜动，承受一定的轴向力。零件的轴向固定可采用轴肩、轴环、套简、圆螺母、轴端挡圈、弹性挡圈、紧定螺钉等方式，其结构形式、特点圆螺母、轴端挡圈、弹性挡圈、紧定螺钉等方式，其结构形式、特点与应用见与应用见表表6-2上一页 下一页返回6.1 轴轴(2)轴上零件的周向固定轴上零件的周向固定轴上零件周向固定的目的是使其能同轴一起转动并传递转矩，防止轴轴上零件周向固定的目的是使其能同轴一起转动并传递转矩，防止轴上零件与轴产生相对的转动。常用的周向固定方法有键连接、花键连上零件与轴产生相对的转动。常用的周向固定方法有键连接、花键连接、销连接和轴与零件的过盈配合等。例如对于齿轮和轴通常可采用接、销连接和轴与零件的过盈配合等。例如对于齿轮和轴通常可采用平键连接作为周向固定平键连接作为周向固定;若工作中受到较大的冲击、振动或常有过载时若工作中受到较大的冲击、振动或常有过载时，则可采用过盈配合加键连接作为周向固定。对于轻载或不重要的场，则可采用过盈配合加键连接作为周向固定。对于轻载或不重要的场合，可采用销连接或紧定螺钉连接作为周向固定。合，可采用销连接或紧定螺钉连接作为周向固定。2)安装滚动轴承的轴颈，应按滚动轴承标准规定的内孔直径选取安装滚动轴承的轴颈，应按滚动轴承标准规定的内孔直径选取3)定位轴肩，其高度定位轴肩，其高度a按表按表6-2给定的原则确定给定的原则确定;非定位轴肩是为了便非定位轴肩是为了便于轴上零件的安装而设置的工艺轴肩于轴上零件的安装而设置的工艺轴肩(如图如图6一一8中轴段中轴段与轴段与轴段间间的轴肩的轴肩)，其高度可以很小，一般取，其高度可以很小，一般取12 mm即可。滚动轴承的定位轴即可。滚动轴承的定位轴肩高度必须低于轴承内圈端面厚度肩高度必须低于轴承内圈端面厚度(见表见表6-2中的序号中的序号3中的图中的图)，以便，以便于轴承的拆卸，具体数值查相应的轴承标准。于轴承的拆卸，具体数值查相应的轴承标准。上一页 下一页返回6.1 轴轴4)轴中装有过盈配合零件时轴中装有过盈配合零件时(图图6一一8中的轴段中的轴段)，该零件毅孔与装配，该零件毅孔与装配时需要通过的其他轴段时需要通过的其他轴段(轴段轴段、轴段、轴段)之间应留有间隙，以便于安之间应留有间隙，以便于安装装(2)各轴段长度应满足的要求各轴段长度应满足的要求轴的各段长度主要是根据得到轴上零件的轴向尺寸及轴系结构的总体轴的各段长度主要是根据得到轴上零件的轴向尺寸及轴系结构的总体布置来确定，设计时应满足的要求是布置来确定，设计时应满足的要求是:1)轴与传动件轮毅相配合的部分轴与传动件轮毅相配合的部分(图图6-8中中和和)的长度，一般应比的长度，一般应比轮毅长度短轮毅长度短2 3 mm，以保证传动件能得到可靠的轴向固定。轮毅长，以保证传动件能得到可靠的轴向固定。轮毅长L(1-1.5)d。2)安装滚动轴承的轴颈长度取决于滚动轴承的宽度。安装滚动轴承的轴颈长度取决于滚动轴承的宽度。3)其余段的轴径长度，可根据总体结构的要求其余段的轴径长度，可根据总体结构的要求(如零件间的相对位置、如零件间的相对位置、拆装要求、轴承间隙的调整等拆装要求、轴承间隙的调整等)，在结构设计中确定。，在结构设计中确定。上一页 下一页返回6.1 轴轴4.影响轴结构的一些因素影响轴结构的一些因素轴的结构设计应满足以下准则轴的结构设计应满足以下准则:轴上零件相对于轴必须有可靠的轴向固轴上零件相对于轴必须有可靠的轴向固定和周向固定定和周向固定;轴的结构要便于加工，轴上零件要便于装拆轴的结构要便于加工，轴上零件要便于装拆;轴的结构轴的结构要有利于提高轴的疲劳强度。要有利于提高轴的疲劳强度。(1)轴的加工工艺性轴的加工工艺性为使轴具有良好的加工工艺性，应注意以下几点为使轴具有良好的加工工艺性，应注意以下几点:1)轴直径变化尽可能小，并尽量限制轴的最小直径与各段直径差，这轴直径变化尽可能小，并尽量限制轴的最小直径与各段直径差，这样既可以节省材料又可以减少切削加工量。样既可以节省材料又可以减少切削加工量。2)轴上有磨削或需切螺纹处，应留砂轮越程槽和螺纹退刀槽，轴上有磨削或需切螺纹处，应留砂轮越程槽和螺纹退刀槽，如图如图6一一9所示所示，以保证加工完整。，以保证加工完整。上一页 下一页返回6.1 轴轴3)应尽量使轴上同类结构要素应尽量使轴上同类结构要素(如过渡圆角、倒角、键槽、越程槽、退如过渡圆角、倒角、键槽、越程槽、退刀槽及中心孔等刀槽及中心孔等)的尺寸相同，并符合标准和规定的尺寸相同，并符合标准和规定;如数个轴段上有键如数个轴段上有键槽，应将它们布置在同一母线上，以便于加工，槽，应将它们布置在同一母线上，以便于加工，如图如图6一一10所示所示。(2)轴的装配工艺性轴的装配工艺性为使轴具有良好的装配工艺性，常采取以下措施为使轴具有良好的装配工艺性，常采取以下措施:1)为了便于轴上零件的装拆和固定，常将轴设计成阶梯形，如图为了便于轴上零件的装拆和固定，常将轴设计成阶梯形，如图6-8为图为图6-7中高速级齿轮轴的简图，轴上装有联轴器和齿轮，并用滚动中高速级齿轮轴的简图，轴上装有联轴器和齿轮，并用滚动轴承支承。如果将轴设计成光轴，虽然便于加工，但轴上齿轮装拆困轴承支承。如果将轴设计成光轴，虽然便于加工，但轴上齿轮装拆困难，而且齿轮和联轴器的轴向位置不便于固定，因此，可设计成如图难，而且齿轮和联轴器的轴向位置不便于固定，因此，可设计成如图6一一8所示的阶梯轴所示的阶梯轴2)为了便于装配，轴端应加工出为了便于装配，轴端应加工出450或或300(600)倒角，过盈配合零件装倒角，过盈配合零件装人端常加工出导向锥面。人端常加工出导向锥面。上一页 下一页返回6.1 轴轴(3)改善轴的受力状况，降低应力集中改善轴的受力状况，降低应力集中合理布置轴上零件可以改善轴的受力状况。合理布置轴上零件可以改善轴的受力状况。如图如图6一一11所示所示，给定轴，给定轴的两种布置方案，当动力从几个轮输出时，为了减小轴上载荷，应将的两种布置方案，当动力从几个轮输出时，为了减小轴上载荷，应将输入轮布置在中间，如图输入轮布置在中间，如图6一一11 fib)所示，这时轴的最大转矩为所示，这时轴的最大转矩为T1一一T2，而在图，而在图6一一11(a)中最大转矩为中最大转矩为T1 改善轴的受力状况的另一重要方面就是减小应力集中。应力集中常常改善轴的受力状况的另一重要方面就是减小应力集中。应力集中常常是产生疲劳裂纹的根源为了提高轴的疲劳强度，应从结构设计、加工是产生疲劳裂纹的根源为了提高轴的疲劳强度，应从结构设计、加工工艺等方面采取措施，减小应力集中，对于合金钢轴尤其应注意这一工艺等方面采取措施，减小应力集中，对于合金钢轴尤其应注意这一要求要求(以下仅从结构方面讨沦以下仅从结构方面讨沦)。(1)避免轴的横截面尺寸发生急剧变化，相邻轴段的直径差不能太大，避免轴的横截面尺寸发生急剧变化，相邻轴段的直径差不能太大，一般取一般取510mm。上一页 下一页返回6.1 轴轴(2)在轴的横截面尺寸突变处应平缓过渡，即制成圆角，圆角半径尽可在轴的横截面尺寸突变处应平缓过渡，即制成圆角，圆角半径尽可能取得大些。能取得大些。(3)要尽量避免在轴上要尽量避免在轴上(特别是应力较大的部位特别是应力较大的部位)安排应力集中严重的结安排应力集中严重的结构，如螺纹、横孔、凹槽等。因此避免产生应力集中，有效地提高轴构，如螺纹、横孔、凹槽等。因此避免产生应力集中，有效地提高轴的强度。的强度。上一页返回6.2 滑动轴承滑动轴承轴承在机器中是用来支承轴及轴上零件的重要零件，轴承在机器中是用来支承轴及轴上零件的重要零件，如图如图6一一12所示所示，它能保证轴的旋转精度，减少轴与支承间的摩擦和磨损。根据轴承工它能保证轴的旋转精度，减少轴与支承间的摩擦和磨损。根据轴承工作的摩擦性质，可分为滑动轴承和滚动轴承。按轴承承受载荷方向的作的摩擦性质，可分为滑动轴承和滚动轴承。按轴承承受载荷方向的不同，可分为向心轴承、推力轴承及向心推力轴承。滑动轴承根据润不同，可分为向心轴承、推力轴承及向心推力轴承。滑动轴承根据润滑状态的不同，又可分为非液体摩擦滑动轴承和液体摩擦滑动轴承，滑状态的不同，又可分为非液体摩擦滑动轴承和液体摩擦滑动轴承，如图如图6一一13所示所示。滑动轴承结构简单，易于制造，便于安装，适用于。滑动轴承结构简单，易于制造，便于安装，适用于高速、重载、高精度或承受较大的冲击载荷的机器。滚动轴承已标准高速、重载、高精度或承受较大的冲击载荷的机器。滚动轴承已标准化，具有启动灵敏，轴向尺寸小，易润滑，维修方便，效率较高，类化，具有启动灵敏，轴向尺寸小，易润滑，维修方便，效率较高，类型规格多，载荷、转速及工作温度的适用范围广等优点。型规格多，载荷、转速及工作温度的适用范围广等优点。下一页返回6.2 滑动轴承滑动轴承6.2.1滑动轴承的类型及特点滑动轴承的类型及特点1.滑动轴承的结构滑动轴承的结构滑动轴承按所受载荷的方向分为径向滑动轴承和推力滑动轴承。滑动轴承按所受载荷的方向分为径向滑动轴承和推力滑动轴承。(1)径向滑动轴承的结构径向滑动轴承的结构工作时只承受径向载荷的滑动轴承称为径向滑动轴承。这类轴承的结工作时只承受径向载荷的滑动轴承称为径向滑动轴承。这类轴承的结构形式有整体式、剖分式和自动调心式三种。构形式有整体式、剖分式和自动调心式三种。1)整体式滑动轴承它由轴承座和轴瓦组成，整体式滑动轴承它由轴承座和轴瓦组成，如图如图6-14所示所示。轴瓦压装。轴瓦压装在轴承座孔中在轴承座孔中;轴承座用螺栓与机座连接，顶部设有安装注油杯的螺纹轴承座用螺栓与机座连接，顶部设有安装注油杯的螺纹孔。孔。上一页 下一页返回6.2 滑动轴承滑动轴承整体式滑动轴承结构简单，成本低廉。但是摩擦表面磨损后，轴颈与整体式滑动轴承结构简单，成本低廉。但是摩擦表面磨损后，轴颈与轴瓦之间的间隙无法调整，必须重新更换轴套。装拆时必需轴向移动轴瓦之间的间隙无法调整，必须重新更换轴套。装拆时必需轴向移动轴承或轴，给安装带来不便。这种轴承常用于低速轻载、间歇工作且轴承或轴，给安装带来不便。这种轴承常用于低速轻载、间歇工作且不需要经常装拆的场合。如手动机械、农业机械等。不需要经常装拆的场合。如手动机械、农业机械等。2)对开式滑动轴承它由轴承座对开式滑动轴承它由轴承座1,轴承盖轴承盖2、对开轴瓦、对开轴瓦3和双头螺柱和双头螺柱4等等组成。组成。如图如图6一一15所示所示轴承座是对开滑动轴承的基础部分，用螺栓连接在机器上，轴承盖与轴承座是对开滑动轴承的基础部分，用螺栓连接在机器上，轴承盖与轴承座之间用双头螺柱连接，压紧轴瓦。轴承盖与轴承座的配合表面轴承座之间用双头螺柱连接，压紧轴瓦。轴承盖与轴承座的配合表面上设置阶梯形的定位止口，便于安装时对中和防止工作时错动。当轴上设置阶梯形的定位止口，便于安装时对中和防止工作时错动。当轴瓦磨损后，可以利用减薄上下轴瓦之间的调整垫片厚度的方法来调整瓦磨损后，可以利用减薄上下轴瓦之间的调整垫片厚度的方法来调整轴颈与轴瓦之间的间隙。由于对开式滑动轴承便于装拆和调整间隙，轴颈与轴瓦之间的间隙。由于对开式滑动轴承便于装拆和调整间隙，故应用广泛。故应用广泛。上一页 下一页返回6.2 滑动轴承滑动轴承3)调心式滑动轴承调心式滑动轴承又称为自位滑动轴承，其结构如图调心式滑动轴承调心式滑动轴承又称为自位滑动轴承，其结构如图6一一16所示所示。这种轴承的轴瓦支承面和轴承座的接触部分做成球面，。这种轴承的轴瓦支承面和轴承座的接触部分做成球面，使轴瓦可以在一定角度范围内摆动。能自动适应轴或机架工作时的变使轴瓦可以在一定角度范围内摆动。能自动适应轴或机架工作时的变形及安装误差所造成的轴颈与轴瓦不同心现象，避免出现如形及安装误差所造成的轴颈与轴瓦不同心现象，避免出现如图图6一一17所示轴与轴承两端局部接触和局部磨损。由于球面不易加工，故只用所示轴与轴承两端局部接触和局部磨损。由于球面不易加工，故只用于轴承宽径比于轴承宽径比b/d 1.51.75的轴承。的轴承。(2)止推滑动轴承止推滑动轴承如图如图6一一18所示所示的止推滑动轴承由轴承座的止推滑动轴承由轴承座1、衬套、衬套2、径向轴瓦、径向轴瓦3、止推、止推轴瓦轴瓦4和销钉和销钉5等组成。轴的端面与止推轴瓦是轴承的主要工作部分，等组成。轴的端面与止推轴瓦是轴承的主要工作部分，轴瓦的底部为球面与轴承座相接触，可以自动调整位置，以保证轴承轴瓦的底部为球面与轴承座相接触，可以自动调整位置，以保证轴承摩擦表面的良好接触。径向轴瓦只是用来固定轴颈的位置，并承受意摩擦表面的良好接触。径向轴瓦只是用来固定轴颈的位置，并承受意外的径向载荷。销钉是用来防止止推轴瓦随轴转动。工作时润滑油由外的径向载荷。销钉是用来防止止推轴瓦随轴转动。工作时润滑油由下部注人，从上部油管导出。下部注人，从上部油管导出。上一页 下一页返回6.2 滑动轴承滑动轴承止推滑动轴承轴颈的常见形式止推滑动轴承轴颈的常见形式如图如图6一一19所示所示。当载荷较小时，可采。当载荷较小时，可采用空心端面止推轴颈用空心端面止推轴颈(图图6一一19 (a)和环形止推轴颈和环形止推轴颈(图图6一一19 (b)，当载荷较大时可采用多环形止推轴颈当载荷较大时可采用多环形止推轴颈(图图6一一19(c)。多环形止推轴颈。多环形止推轴颈不仅承载能力较大，而且能够承受双向轴向载荷。不仅承载能力较大，而且能够承受双向轴向载荷。2.轴瓦轴瓦(轴套轴套)的结构和材料的结构和材料(1)轴瓦轴瓦(轴套轴套)的结构的结构轴瓦轴瓦(轴套轴套)是滑动轴承中直接与轴颈相接触的重要零件，它的结构形是滑动轴承中直接与轴颈相接触的重要零件，它的结构形式和性能将直接影响轴承的寿命、效率和承载能力。式和性能将直接影响轴承的寿命、效率和承载能力。轴瓦的结构轴瓦的结构如图如图6一一20所示所示。它分为光滑轴瓦。它分为光滑轴瓦(图图6-20(a)和带纵向油和带纵向油沟轴瓦沟轴瓦(图图6一一20(b)两种。光滑轴瓦的构造简单，适用于轻载、低速两种。光滑轴瓦的构造简单，适用于轻载、低速或不经常转动、不重要的场合。带纵向油沟轴瓦便于向工作面供油，或不经常转动、不重要的场合。带纵向油沟轴瓦便于向工作面供油，应用比较广泛为了保证轴瓦在轴承座孔中不游动，套和孔之间可采用应用比较广泛为了保证轴瓦在轴承座孔中不游动，套和孔之间可采用过盈配合过盈配合;若载荷不稳定时，还可用紧定螺钉或销钉来固定轴套。若载荷不稳定时，还可用紧定螺钉或销钉来固定轴套。上一页 下一页返回6.2 滑动轴承滑动轴承为了改善摩擦、提高承载能力和节省贵重减摩材料，常在轴瓦内表面为了改善摩擦、提高承载能力和节省贵重减摩材料，常在轴瓦内表面浇铸一层或两层很薄的减摩材料浇铸一层或两层很薄的减摩材料(如巴氏合金等如巴氏合金等)，即轴承衬，这种轴，即轴承衬，这种轴瓦称为双金属或三金属轴瓦，以钢、青铜或铸铁为其衬背，轴承衬厚瓦称为双金属或三金属轴瓦，以钢、青铜或铸铁为其衬背，轴承衬厚度一般为度一般为0.50.6 mm为了保证轴承衬与衬背之间结合牢固，常在衬为了保证轴承衬与衬背之间结合牢固，常在衬背上做出不同形式的沟槽，背上做出不同形式的沟槽，如图如图6一一21所示所示。为了将润滑油引入和分布到轴承的整个工作表面上，轴瓦上加工有油为了将润滑油引入和分布到轴承的整个工作表面上，轴瓦上加工有油孔，并在内表面上开油槽，常见油槽形式孔，并在内表面上开油槽，常见油槽形式如图如图6-22所示所示。油槽应设。油槽应设置在不承受载荷的区域内。为了使润滑油能均匀分布在整个轴颈上，置在不承受载荷的区域内。为了使润滑油能均匀分布在整个轴颈上，油沟应有足够的长度，通常可取轴瓦长度的油沟应有足够的长度，通常可取轴瓦长度的80%。上一页 下一页返回6.2 滑动轴承滑动轴承(2)轴瓦的材料轴瓦的材料轴瓦轴瓦(轴套轴套)和轴承衬的材料统称为轴承材料。通常滑动轴承工作时，和轴承衬的材料统称为轴承材料。通常滑动轴承工作时，轴瓦与轴颈直接接触并有相对运动，将产生摩擦、磨损和发热，故常轴瓦与轴颈直接接触并有相对运动，将产生摩擦、磨损和发热，故常见的失效形式是磨损、胶合或疲劳破坏。因此对轴承材料的要求主要见的失效形式是磨损、胶合或疲劳破坏。因此对轴承材料的要求主要是是:具有足够的强度和良好的塑性具有足够的强度和良好的塑性;良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性;良好的导热性和耐腐蚀性良好的导热性和耐腐蚀性;良好的工艺性和经济性。良好的工艺性和经济性。常用的轴承材料有以下几种常用的轴承材料有以下几种:1)轴承合金轴承合金(巴氏合金巴氏合金)轴承合金有锡锑轴承合金和铅锑轴承合金两类。这两类合金分别以锡、轴承合金有锡锑轴承合金和铅锑轴承合金两类。这两类合金分别以锡、铅作为基体，加人适量的锑、铜制成。基体较软，使材料获得塑性，铅作为基体，加人适量的锑、铜制成。基体较软，使材料获得塑性，硬的锑、铜晶粒起抗磨作用。因此，这两类材料减摩性、跑合性好，硬的锑、铜晶粒起抗磨作用。因此，这两类材料减摩性、跑合性好，抗胶合能力强，适用于高速和重载轴承。但合金的机械强度较低，价抗胶合能力强，适用于高速和重载轴承。但合金的机械强度较低，价格较贵，故只用于作轴承衬材料。格较贵，故只用于作轴承衬材料。上一页 下一页返回6.2 滑动轴承滑动轴承2)铜合金铜合金铜合金是常用的轴瓦材料。主要有锡青铜、铝青铜和铅青铜三种，青铜合金是常用的轴瓦材料。主要有锡青铜、铝青铜和铅青铜三种，青铜的强度高，减摩性、耐磨性和导热性都较好，但材料的硬度较高，铜的强度高，减摩性、耐磨性和导热性都较好，但材料的硬度较高，不易跑合。它适用于中速重载、低速重载的场合。不易跑合。它适用于中速重载、低速重载的场合。3)铸铁铸铁分为灰铸铁和球墨铸铁。材料中的片状或球状石墨成分在材料表面上分为灰铸铁和球墨铸铁。材料中的片状或球状石墨成分在材料表面上覆盖后，可以形成一层起润滑作用的石墨层。这是这类材料可以用作覆盖后，可以形成一层起润滑作用的石墨层。这是这类材料可以用作轴瓦材料的主要原因。铸铁的性能不如轴承合金和铜合金，但价格低轴瓦材料的主要原因。铸铁的性能不如轴承合金和铜合金，但价格低廉，适用于低速、轻载不重要的轴承。廉，适用于低速、轻载不重要的轴承。上一页 下一页返回6.2 滑动轴承滑动轴承4)粉末冶金粉末冶金粉末冶金是一种多孔金属材料，由铜、铁、石墨等粉末经压制、烧结粉末冶金是一种多孔金属材料，由铜、铁、石墨等粉末经压制、烧结而成，若将轴承浸在润滑油中，使微孔中充满润滑油，则称为含油轴而成，若将轴承浸在润滑油中，使微孔中充满润滑油，则称为含油轴承，具有自润滑性能。但该材料韧性小，只适用于平稳的无冲击载荷承，具有自润滑性能。但该材料韧性小，只适用于平稳的无冲击载荷及中、小速度情况下及中、小速度情况下除了上述几种材料外，还可采用非金属材料，如塑料、尼龙、橡胶等除了上述几种材料外，还可采用非金属材料，如塑料、尼龙、橡胶等作为轴瓦材料。作为轴瓦材料。上一页返回6.3 滚动轴承滚动轴承滚动轴承是机械中广泛应用的标准零部件。它具有摩擦阻力小、效率滚动轴承是机械中广泛应用的标准零部件。它具有摩擦阻力小、效率高、易于启动、润滑方便、互换性好等优点。但其抗冲击能力差，高高、易于启动、润滑方便、互换性好等优点。但其抗冲击能力差，高速时噪声大。设计时，可根据载荷性质与大小、转速及旋转精度等条速时噪声大。设计时，可根据载荷性质与大小、转速及旋转精度等条件，正确选择轴承类型和尺寸，进行轴承的组合结构设计，并确定润件，正确选择轴承类型和尺寸，进行轴承的组合结构设计，并确定润滑及密封方式等。滑及密封方式等。6.3.1滚动轴承的结构滚动轴承的结构滚动轴承一般是由内圈、外圈、滚动体和保持架组成滚动轴承一般是由内圈、外圈、滚动体和保持架组成(图图6-23)。1.内圈内圈内圈是一个环形的零件，安装在轴颈上，且与轴紧密配合在一起。在内圈是一个环形的零件，安装在轴颈上，且与轴紧密配合在一起。在内圈的外表面上开有一个或几个凹槽内圈的外表面上开有一个或几个凹槽下一页返回6.3 滚动轴承滚动轴承2.外圈外圈外圈也是一个环形的零件，安装在机座或零件的轴承座孔中。在外圈外圈也是一个环形的零件，安装在机座或零件的轴承座孔中。在外圈的内表面上同样开有一个或几个凹槽，与内圈外表面上的凹槽形成了的内表面上同样开有一个或几个凹槽，与内圈外表面上的凹槽形成了运动滚道，作为滚动体的运动滚道。运动滚道，作为滚动体的运动滚道。3.滚动体滚动体滚动体排列在内、外圈之间的滚道中。当内、外圈相对转动时，滚动滚动体排列在内、外圈之间的滚道中。当内、外圈相对转动时，滚动体沿着滚道滚动，实现滚动摩擦并传递载荷。滚动体是滚动轴承中的体沿着滚道滚动，实现滚动摩擦并传递载荷。滚动体是滚动轴承中的关键零件关键零件.常见的滚动体的形状有球与滚子两类，按滚子的形状又可分常见的滚动体的形状有球与滚子两类，按滚子的形状又可分为圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子和滚针，为圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子和滚针，如图如图6-24所示所示4.保持架保持架保持架与滚动体一起运动，它的作用是将滚动体隔离开，使其沿滚道保持架与滚动体一起运动，它的作用是将滚动体隔离开，使其沿滚道均匀地分布，并减少滚动体之间的相互碰撞和摩擦。均匀地分布，并减少滚动体之间的相互碰撞和摩擦。上一页 下一页返回6.3 滚动轴承滚动轴承此外，为了适应某些特殊的要求，有些滚动轴承还要附加其他特殊元此外，为了适应某些特殊的要求，有些滚动轴承还要附加其他特殊元件或采用特殊结构，如轴承无保持架、无内圈或外圈、带有防尘密封件或采用特殊结构，如轴承无保持架、无内圈或外圈、带有防尘密封结构或在外圈上加止动环等。结构或在外圈上加止动环等。多数情况下，内圈随轴颈一起转动，外圈固定不动。有时，也可以是多数情况下，内圈随轴颈一起转动，外圈固定不动。有时，也可以是外圈转动而内圈固定。外圈转动而内圈固定。6.3.2滚动轴承的类型及其特点滚动轴承的类型及其特点1.滚动轴承常用的类型和特性，滚动轴承常用的类型和特性，见表见表6-3。2.滚动轴承的类型选择滚动轴承的类型选择类型不同的滚动轴承具有不同的性能特点，要根据实际工作情况，按类型不同的滚动轴承具有不同的性能特点，要根据实际工作情况，按工作载荷的性质、转速高低、装配结构及经济性要求进行选择。工作载荷的性质、转速高低、装配结构及经济性要求进行选择。上一页 下一页返回6.3 滚动轴承滚动轴承(1)轴承工作载荷的大小、方向和性质轴承工作载荷的大小、方向和性质1)轴承承受纯径向载荷时，选用向心轴承轴承承受纯径向载荷时，选用向心轴承;承受纯轴向载荷时，选用推承受纯轴向载荷时，选用推力轴承，但在高速轻载时，可考虑用深沟轴承或角接触球轴承代替力轴承，但在高速轻载时，可考虑用深沟轴承或角接触球轴承代替2)在同样外形尺寸下，滚子轴承比球轴承承载能力高、抗冲击能力强，在同样外形尺寸下，滚子轴承比球轴承承载能力高、抗冲击能力强，因而载荷大，有冲击时，宜选用滚子轴承因而载荷大，有冲击时，宜选用滚子轴承;载荷小而平稳时，宜选用球载荷小而平稳时，宜选用球轴承轴承3)轴承同时承受径向及轴向载荷时，应综合考虑。若轴向载荷较小，轴承同时承受径向及轴向载荷时，应综合考虑。若轴向载荷较小，可选用小接触角的角接触轴承可选用小接触角的角接触轴承(如如70000 C型型)或深沟球轴承或深沟球轴承;轴向载荷轴向载荷较大时，可选用大接触角的角接触轴承及圆锥滚子轴承较大时，可选用大接触角的角接触轴承及圆锥滚子轴承;轴向载荷很大轴向载荷很大时，可选用向心轴承与推力轴承的组合使用，分别承受径向和轴向载时，可选用向心轴承与推力轴承的组合使用，分别承受径向和轴向载荷。荷。上一页 下一页返回6.3 滚动轴承滚动轴承 (2)轴承工作转速轴承工作转速受离心力影响，滚动轴承选用时应保证工作转速低于极限值。一般只受离心力影响，滚动轴承选用时应保证工作转速低于极限值。一般只有在转速较高时，才需考虑轴承类型的选择，通常在尺寸公差等级相有在转速较高时，才需考虑轴承类型的选择，通常在尺寸公差等级相同时，球轴承比滚子轴承有较高的极限转速，故高速时应优先选用。同时，球轴承比滚子轴承有较高的极限转速，故高速时应优先选用。(3)轴承的装卸、调整，支承轴的刚度轴承的装卸、调整，支承轴的刚度受加工、装配误差及受力变形等影响，轴在工作时将产生弯曲变形，受加工、装配误差及受力变形等影响，轴在工作时将产生弯曲变形，尤其在支点跨距大、刚性差等场合下变形更大，应选用调心轴承。并尤其在支点跨距大、刚性差等场合下变形更大，应选用调心轴承。并应保证所选用轴承的相对角位移小于该类型轴承的允许值。对于不便应保证所选用轴承的相对角位移小于该类型轴承的允许值。对于不便装卸的结构，应选取内、外圈可分离轴承。装卸的结构，应选取内、外圈可分离轴承。(4)经济性经济性球轴承制造容易、价格低廉，在满足基本工作要求的条件下，应优先球轴承制造容易、价格低廉，在满足基本工作要求的条件下，应优先选用选用;同型号不同公差等级的轴承，价格相差较大，应以够用为原则。同型号不同公差等级的轴承，价格相差较大，应以够用为原则。上一页 下一页返回6.3 滚动轴承滚动轴承6.3.3滚动轴承的代号滚动轴承的代号滚动轴承的类型很多，而各类轴承又有不同的结构、尺寸、精度和技滚动轴承的类型很多，而各类轴承又有不同的结构、尺寸、精度和技术要求，为便于组织生产和选用，应规定滚动轴承的代号。滚动轴承术要求，为便于组织生产和选用，应规定滚动轴承的代号。滚动轴承的代号表示方法的代号表示方法见表见表6一一4。基本代号表示轴承的类型与尺寸等主要特征。由类型代号、尺寸系列基本代号表示轴承的类型与尺寸等主要特征。由类型代号、尺寸系列代号和内径系列代号组成。代号和内径系列代号组成。1.类型代号类型代号用数字或大写拉丁字母表示，后两者用数字表示。对于常用的结构上用数字或大写拉丁字母表示，后两者用数字表示。对于常用的结构上没有特殊要求的轴承，轴承代号由基本代号和公差等级代号组成。没有特殊要求的轴承，轴承代号由基本代号和公差等级代号组成。上一页 下一页返回6.3 滚动轴承滚动轴承2.尺寸系列代号尺寸系列代号尺寸系列是轴承的宽度系列尺寸系列是轴承的宽度系列(或高度系列或高度系列)与直径系列的总称。宽度系与直径系列的总称。宽度系列列(高度系列高度系列)是指径向接触轴承是指径向接触轴承(轴向接触轴承轴向接触轴承)的内径相同，而宽度的内径相同，而宽度(高度高度)有一个递增的系列尺寸。直径系列是表示同一类型、内径相同有一个递增的系列尺寸。直径系列是表示同一类型、内径相同的轴承，其外径有一个递增的系列尺寸。即对同一类型的轴承，相同的轴承，其外径有一个递增的系列尺寸。即对同一类型的轴承，相同的内径可以有不同的外径和不同的宽度。的内径可以有不同的外径和不同的宽度。3.内径系列代号内径系列代号内径系列代号表示轴承公称直径的大小，用数字表示，表示方法内径系列代号表示轴承公称直径的大小，用数字表示，表示方法见表见表6一一5。4.内部结构代号内部结构代号表示同一类型轴承的不同内部结构，用紧跟着基本代号的字母表示。表示同一类型轴承的不同内部结构，用紧跟着基本代号的字母表示。如公称接触角如公称接触角a=150,250,400的角接触球轴承，分别用的角接触球轴承，分别用C,AC和和B表表示其内部结构的不同。示其内部结构的不同。上一页 下一页返回6.3 滚动轴承滚动轴承5.公差等级代号公差等级代号轴承公差等级分轴承公差等级分0,6、6X,5,4,2共共6级，分别用级，分别用/PO,/P6,/P6X,/PS,/P4,/P2表示，其中表示，其中2级最高，级最高，0级最低级最低(称为普通级称为普通级)，且，且/PO在在轴承代号中可省略不标。轴承代号中可省略不标。【例例6.1】解释轴承代号解释轴承代号7210 AC,N2208/P6的含义的含义解解(1)7210AC7角接触球轴承角接触球轴承;2尺寸系列尺寸系列02:宽度系列宽度系列0(省略省略)，直径系列，直径系列2;10轴承内径轴承内径d=10 x5=50(mm);AC公称接触角公称接触角a=250;公差等级为普通级公差等级为普通级0(省略省略)。上一页 下一页返回6.3 滚动轴承滚动轴承(2)N2208/P6N圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承;22尺寸系列尺寸系列22，宽度系列，宽度系列2，直径系列，直径系列2;08轴承内径轴承内径d=8 x5=40 (mm);P6公差等级为公差等级为P6。6.3.4滚动轴承的组合设计滚动轴承的组合设计1.滚动轴承的组合设计滚动