第八章支承零部件

第八章支承零部件

第一节轴

§8－1轴的用途和分类§8－2轴的材料§8－3转轴的结构§8－1轴的用途和分类一、用途

支承回转零件（如齿轮、带轮等），传递运动和动力。按轴线形状按承载情况直轴曲轴挠性钢丝软轴（简称挠性轴）心轴：仅承受弯矩而不传递转矩。自行车的轴传动轴：只传递转矩而不承受弯矩。汽车传动轴转轴：既承受弯矩又承受转矩。减速器的轴二、分类§8－2轴的材料

轴的主要材料是优质碳钢和合金钢。1、中碳钢一般的轴用45号钢，应用最广。对于受力较小或不太重要的轴，可以使用Q235、Q275等普通碳钢。2、合金钢对于要求强度较高，尺寸较小或有其他特殊要求的轴，可以采用合金钢。耐磨要求高：20Cr、20CrMnTi要求较高的轴：40Cr、40CrNi3、高强度铸铁和球墨铸铁应用于曲轴、凸轮轴。§8－3转轴的结构轴颈：用于装配轴承的部分轴头：装配回转零件（如带轮、齿轮）的部分

轴身：连接轴头与轴颈的部分轴肩或轴环：轴上截面尺寸变化的部分。轴的结构应满足三方面的要求：

轴上的零件要有可靠的周向固定与轴向固定轴应便于加工和尽量避免或减小应力集中便于轴上零件的安装与拆卸一、轴上零件的固定1．轴上零件的轴向固定

目的：保证零件在轴上有确定的轴向位置，防止零件作轴向移动，并能承受轴向力。1）轴肩和轴环

要求r轴<R孔或r轴<C孔

错误

正确2）套筒

3）轴用圆螺母

错误

正确要求轴肩高度<滚动轴承内圈高度当用轴肩、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4）轴端挡圈

5）轴承端盖

6）弹性挡圈

7）锁紧挡圈、紧定螺钉或销

轴承端盖与机座间加垫片，以调整轴的位置

8）圆锥面（+挡圈、螺母）

1）键2）花键2．轴上零件的周向固定

目的：保证轴能可靠地传递运动和转矩，防止轴上零件与轴产生相对转动。3）紧定螺钉、销

4）过盈配合二、轴上常见的工艺结构

结构工艺性——轴的结构形式应便于加工、便于轴上零件的装配和便于使用维修，并且能提高生产率，降低成本。轴的结构和形状应便于加工、装配和维修。阶梯轴的直径应该是中间大，两端小，以便于轴上零件的装拆。轴端、轴颈与轴肩（或轴环）的过渡部位应有倒角或过渡圆角，并应尽可能使倒角大小一致和圆角半径相同，以便于加工。轴上需要切制螺纹或进行磨削时，应有螺纹退刀槽或砂轮越程槽。当轴上有两个以上键槽时，槽宽应尽可能统一，并布置在同一直线上，以利加工。有关轴的工艺结构应注意问题：234567811．键过长；2．过定位，轮毂宽应大于配合轴段长度；3．轴承内圈轴向定位台肩过高；4．箱体端面应留出和端盖接触的凸台；5．应加密封垫圈，端盖和轴应留有间隙6．应设一轴肩，便于轴承安装；7．应在轴上开设联轴器定位台肩；8．轴头应开设键槽。①——定位轴肩过高②——键的长度太短③——两个键应在同一母线上④——齿轮右端没有定位⑤——该传动件不能装入⑥——安装右轴承的轴段应设一轴肩⑦——右轴承与右边的传动件之间应有一个端盖，且有一个密封装置①——该处轴端应短于皮带轮左端面②——皮带轮右端未轴向定位③——皮带轮没有周向定位④——端盖轴孔处未密封⑤——接合面没有密封圈和调整垫片⑥——轴承内圈没有定位⑦——齿轮左右端面没有轴向定位⑧——齿轮没有周向定位①——联轴器左端无轴端挡圈②——联轴器无周向固定（缺键）③——联轴器右端无轴向固定④——套筒过高⑤——轴头长度等于轮毂宽度⑥——齿轮无周向固定（缺键）⑦——定位轴肩过高⑧——缺调整垫片①——轴承端盖与轴之间应留有间隙②——左端轴承内圈和套筒装不上③——与齿轮轮毂相配的轴头长度应小于轮毂长度④——齿轮没有周向固定⑤——定位轴肩过高⑥——左端轴承应的窄边应与右端轴承的窄边相对安装轴承的功用是支承轴及轴上零件，保持轴的旋转精度，减少转轴与支承之间的摩擦和磨损,并承受载荷。

滑动摩擦轴承和滚动摩擦轴承，分别简称为滑动轴承和滚动轴承。第二节滑动轴承1.按受载方向不同，分为：径向滑动轴承：推力滑动轴承：承受径向力承受轴向力径向滑动轴承推力滑动轴承一、滑动轴承的结构与特点2.根据轴系和拆装需要整体式对开式1、滑动轴承的分类⑴、向心滑动轴承组成：轴承座、轴套或轴瓦、联接螺栓等。1.结构形式1)整体式向心滑动轴承轴承座轴套如图，由轴承座、整体轴套、油孔等组成油孔2、滑动轴承的结构特点：1）结构简单、成本低

2）轴套磨损后，间隙无法调整

3）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。2)对开式向心滑动轴承定位口油孔轴承座轴承盖联接螺栓剖分轴瓦

对开式滑动轴承,由轴承座、轴承盖、对开轴瓦、螺栓等组成。轴瓦和轴承座均为对开式结构,在轴承盖与轴承座的对开面上制有阶梯形定位口,便于安装时定心。轴瓦直接支承轴颈,因而轴承盖应适度压紧轴瓦,以使轴瓦不能在轴承孔中转动。轴承盖顶端制有螺纹孔,以便安装油杯或油管。应用于中、高速、重载工作的机器中。当载荷垂直向下或略有偏斜时，轴承剖分面常为水平方向。若载荷方向有较大偏斜时，则轴承的剖分面也斜着布置（通常倾斜45），使剖分平面垂直于或接近垂直于载荷方向。3、滑动轴承的特点1．承载能力大，耐冲击；2．工作平稳，噪音低；3．结构简单，径向尺寸小，轴向尺寸大。

轴上的轴向力应采用止推轴承来承受。止推面可以利用轴的端面，或在轴的中段做出凸肩或装上止推圆盘。⑵、推力（止推）滑动轴承

轴瓦和轴承衬的材料称为轴承材料.

基本要求：足够的强度（抗压、抗冲击、抗疲劳），承载能力大，良好的减摩性、耐磨性和磨合性，提高效率延长使用寿命。足够的强度和良好的导热性、耐腐蚀性、工艺性、经济性二、轴承材料滑动轴承材料有：1）轴承合金；2）铜合金；3）粉末冶金材料；4）非金属材料—如塑料、橡胶、硬木等。进油孔油沟F薄壁轴瓦厚壁轴瓦整体轴套卷制轴套三、轴瓦

滑动轴承中的轴瓦结构有整体式和剖分式两种。剖分式轴瓦轴瓦的定位为防止轴瓦做轴向和周向移动，常将轴瓦两端做出凸缘作轴向定位，也可用紧定螺钉或销钉将其固定在轴承座上。油孔和油沟：径向滑动轴承的轴瓦内孔为圆柱形。若载荷方向向下，则下轴瓦为承载区，上轴瓦为非承载区。润滑油应由非承载区引入，所以在顶部开进油孔。在轴瓦内表面，以进油口为中心沿纵向、斜向或横向开有油沟，以利于润滑油均布在整个轴颈上。通常油沟的轴向长度约为轴瓦宽度的80%,

如图所示,以便在轴瓦两端留出封油部分,防止润滑油的流失。轴瓦的油沟一般应开设在非压力区或剖分面上。滑动轴承壳体和轴瓦的结构尺寸,可参看有关手册、图册中的经验数据和公式，并结合设计要求确定。油沟的形式轴承衬为节约贵重的减摩材料和便于修理,常制成双金属轴瓦,即以钢、铸铁或青铜做瓦背,再在瓦背上浇铸一薄层减摩材料(轴承衬)以提高轴瓦的工作性能。厚度从零点几个毫米到6毫米。金属轴瓦一般是铸造的，在瓦背上浇铸轴承衬时,为了使轴承衬贴附牢固,应在瓦背上预制燕尾形或螺纹形沟槽,如图所示。

通常由外圈、内圈、滚动体和保持架组成。内圈装在轴颈上,外圈装在轴承座孔内,多数情况下内圈与轴一起转动,外圈保持不动。工作时,滚动体在内外圈间滚动,保持架将滚动体均匀地隔开,以减少滚动体之间的摩擦和磨损。第三节滚动轴承一、滚动轴承的结构滚动体有球、圆锥滚子、圆柱滚子、鼓形滚子和滚针等几种形状,如图所示。

实物滚动轴承材料用滚动轴承钢制造，常用的材料有GCr6、GCr9、GCr15、GCr15SiMn等。保持架：外圈、内圈和滚动体：一般有低碳钢冲压成型，有时用有色金属或塑料滚动轴承滑动轴承优点多，应用广用于高速、高精度、重载、结构上要求剖分等场合。滚动轴承的特点:缺点：抗冲击能力差、寿命较短、安装精度要求高、高速时出现噪音。优点：摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、润滑简便、标准化，易于互换等。1.按滚动体的种类可分为球轴承和滚子轴承

在外廓尺寸相同的条件下，滚子轴承比球轴承的承载能力和耐冲击能力都好，但球轴承摩擦小、高速性能好且价格低。二、滚动轴承的分类(1)向心轴承：主要承受或只承受径向载荷。如深沟球、调心轴承等。(2)推力轴承：主要承受或只承受轴向载荷。如推力球、推力滚子轴承等。(3)向心推力轴承：同时承受径向和轴向载荷，如角接触球轴承、圆锥滚子轴承等。接触角大，承受轴向载荷的能力越强。2.按滚动轴承承载方向分类表10-4滚动轴承的主要类型和特性轴承名称、类型及代号结构简图承载方向极限转速允许角偏差主要特性和应用双列角接触球轴承00000较高相当于一对角接触球轴承背靠背安装。调心球轴承10000中2˚~3˚

主要承受径向载荷，同时也能承受少量轴向载荷。因为外滚道表面是以轴承中点为中心的球面，故能自动调心。2’~10’调心滚子轴承20000C低1˚~2.5˚

能承受很大的径向载荷和少量轴向载荷。承载能力大，具有自动调心性能。圆锥滚子轴承30000中2’能同时承受较大的径向、轴向联合载荷。因线性接触，承载能力大，内外圈可分离，装拆方便，需成对使用。设计：潘存云推力球轴承50000低不允许a)单向表10-4滚动轴承的主要类型和特性（续）轴承名称、类型及代号结构简图承载方向极限转速允许角偏差主要特性和应用只能承受单向轴向载荷，高速时，滚动体离心力大，可用于轴向载荷大、转速不高之处。推力球轴承50000低不允许承受双向轴向载荷，高速时，滚动体离心力大，可用于轴向载荷大、转速不高之处。设计：潘存云b)双向深沟球轴承60000高2’~10’主要承受径向载荷、也能承受一定轴向载荷，极限转速高。耐冲击能力差。角接触球轴承70000C(α=15˚)70000AC(α=25˚)70000B(α=40˚)较高2’~10’能同时承受较大的径向、单向轴向载荷。α大，承载能力越大，有三种规格。需成对使用。表10-4滚动轴承的主要类型和特性（续）轴承名称、类型及代号结构简图承载方向极限转速允许角偏差主要特性和应用表10-4滚动轴承的主要类型和特性（续）轴承名称、类型及代号结构简图承载方向极限转速允许角偏差主要特性和应用推力圆柱滚子轴承80000低不允许能承受很大的单向轴向载荷。圆柱滚子轴承N0000较高2’~4’能承受较大的径向载荷。因线性接触，内外圈只允许有小的轴向移动，内外圈可分离。三、滚动轴承的代号前置代号基本代号后置代号

轴承的分

部件代号内

部

结

构

代

号密

封

与

防

尘

结

构

代

号保

持

架

及

其

材

料

代

号特

殊

轴

承

材

料

代

号公

差

等

级

代

号游

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代

号多

轴

承

配

置

代

号其

它

代

号五四三二一类

型

代

号尺寸系

列代号内

径

代

号宽

度

系

列

代

号直

径

系

列

代

号前置代号——表示轴承的分部件。基本代号——表示轴承的类型与尺寸等主要特征。后置代号——表示轴承的精度与材料的特征。

类型代号为字母时与后数字空半格6深沟球轴承四点接触球轴承5推力球轴承U外球面球轴承4双列深沟球轴承NN双列或多列圆柱滚子轴承3圆锥滚子轴承N圆柱滚子轴承2调心滚子轴承和推力调心滚子轴承8推力滚子轴承1调心球轴承7角接触球轴承0双列角接触球轴承代号轴承类型代号轴承类型QJ表10-6常用滚动轴承类型及代号1、基本代号（1）轴承类型基本代号右起五位

宽度系列——右起第四位

数字

0~9（2）尺寸系列基本代号右起三、四位

宽度系列在前，直径系列在后801234567912特窄

窄正常宽特宽特低低正常向心轴承宽度增加推力轴承高度增加但对圆锥滚子轴承(3类)和调心滚子轴承(2类)不能省略“0”。宽度系列代号：一般正常宽度为“0”，通常不标注。直径系列——右起第三位

数字

0~9789012345

超轻特轻轻中重特重直径增加（3）轴承的内径代号——右起一二位数字a)d=10,12,15,17mm时

代号00010203

b)d=20~480mm时d=代号×5(mm)

c)d<10mm，d>500mm，d=22，28，32mm时

代号=内径尺寸

直径代号/内径代号

代号04~96

2、前置代号

——表示轴承的分部件，用字母表示

L——可分离轴承的可分离内圈或外圈如LN207K——轴承的滚动体与保持架组件K81107R——不带可分离内圈或外圈的轴承，如RNU207NU——表示内圈无档边的圆柱滚子轴承WS、GS——分别为推力圆柱滚子轴承的轴圈和座圈，如WS81107、GS81107。3、后置代号（8组）——轴承的结构、公差、游隙及材料的特殊要求等（1）内部结构代号

C、AC、B——角接触球轴承的接触角（2）密封、防尘与外部形状变化代号

（3）轴承的公差等级

精度高————————————→