项目十 轴系零部件

项目十火车轮对及轴箱装置中的零部件火车轮对用是于机车车辆在钢轨上的运行和转向，承受来自机车车辆的全部静、动载荷。车轮通过压装方式与车轴固定在一起。在车轴轴颈上连接轮对与转向架构架的部件称为轴箱装置。车轴在工作过程中，只承受弯矩，不承受扭矩，主要用于支撑轮对和轴箱装置。任务一火车轮对及轴箱装置的认识任务二

轴的分类及应用轴的功用：

1）支撑回转件；

2）传递运动和动力。

轴是组成机器的主要零件之一。◆转轴─同时承受弯矩和扭矩的轴，如减速器的轴。◆心轴─只承受弯矩的轴，如火车车轮轴。◆传动轴─只承受扭矩的轴，如汽车的传动轴。转动心轴固定心轴按承受的载荷不同按轴线形状的不同，轴可分：

可以随意弯曲，把回转运动灵活地传到任意空间位置。曲轴直轴钢丝软轴：光轴：主要用于心轴和传动轴阶梯轴：主要用于转轴。实心轴空心轴:有特殊要求时，如航空发动机的主轴。

合金钢比碳钢有更高的强度和更好的淬火性能。一般情况下用碳钢，重要的轴用合金钢。毛坯多用圆钢或锻件,最常用的是45号钢。

碳钢合金钢钢球墨铸铁：用于外形复杂的轴。价廉、吸振性和耐磨性好，对应力集中的敏感性较低，但是质较脆。正火调质淬火等常用热处理

合金钢代替碳钢并不能提高轴的刚度。

各种热处理（如高频淬火、渗碳、氮化、氰化等）以及表面强化处理（如喷丸、滚压等），对提高轴的抗疲劳强度都有着显著的效果。任务三轴的材料及选择任务四轴的设计

轴的结构设计

根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理确定轴的结构形式和尺寸。

轴的工作能力计算轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的计算。一、轴的设计内容

结构设计结束之后，对轴进行适当简化，并进行受力分析，计算出轴所受的载荷，即可对轴进行校核计算。

进行轴的强度校核计算时，应根据轴的具体受载及应力情况，采取相应的计算方法，并恰当地选取其许用应力。

对于仅仅承受扭矩的轴(传动轴),应按扭转强度条件计算；

对于只承受弯矩的轴（心轴），应按弯曲强度条件计算；

对于既承受弯矩又承受扭矩的轴（转轴），应按弯扭合成强度条件进行计算，需要时还应按疲劳强度条件进行精确校核。此外，对于瞬时过载很大或应力循环不对称性较为严重的轴，还应按峰尖载荷校核其静强度，以免产生过量的塑性变形。二、轴的设计步骤1.轴的最小直径计算这种方法用于只受转矩或主要受转矩作用轴的强度计算。通常按这种方法估算转轴的直径。实心轴的直径为：扭转强度条件为：空心轴的直径为：式中β＝d1/d，即空心轴的内径d1与外径d之比，通常取β＝0.5~0.6。

当轴截面上开有键槽时，应增大轴径以考虑键槽对轴的强度的削弱。对于直径d＞100mm的轴，有一个键槽时，轴径增大3%；有两个键槽时，应增大7%。对于直径d≤100mm的轴，有一个键槽时，轴径应增大5%~7%；有两个键槽时，应增大10%~15%。然后将轴径圆整为标准直径。这样求出的直径，只能作为承受扭转作用的轴段的最小直径dmin。2.轴的结构设计

轴的合理外形全部结构尺寸③、⑦——轴颈①、④——轴头◆名称如图⑤——轴环齿轮联轴器轴承套筒闷盖透盖密封圈（1）轴的结构组成零件在轴上的固定如齿轮：周向：普通平键轴向：左－套筒右－轴肩如轴承：周向：过盈配合轴向：（待讨论）套筒1、轴上零件的定位常用的有轴肩、轴环、套筒定位等。2、轴上零件的固定◆安装过程（2）轴上零件的轴向定位与固定零件在轴上作轴向定位与固定是为了防止零件作轴向移动，并将作用在零件上的轴向力通过轴传递给轴承。齿轮套筒轴承盖轴颈轴颈轴环轴头轴身轴头滚动轴承联轴器轴端挡圈轴肩5）为便于零件的装拆而设计的非定位轴肩高度（半径差）h≈

1～2mm。2）与标准件配合的轴径应根据标准件的尺寸设计。1）按轴所受的扭矩初步估算的轴径作为轴上最细处的直径。4）滚动轴承的定位轴肩，应小于轴承内圈的厚度。3）定位轴肩的高度（半径差）h≈（0.07～0.1）d＋1～2mm

。1）

轴头的长度应比轮毂的宽度小2～3mm

，以保证固定可靠。2）

轴颈的长度一般等于轴承的宽度。2.长度的确定原则（3）轴上零件的周向定位与固定轴上零件的周向定位与固定是为了防止零件与轴产生相对转动并保证同心度，以更好地传递运动与转矩，避免轴上零件与轴发生相对转动。常用的固定方式有键、花键、销、紧定螺钉及过盈配合。在进行轴的结构设计时，必须综合考虑轴上载荷的大小和性质、轴的转速、轴上零件的类型及使用要求等，合理作出固定选择。齿轮与轴一般采用平键连接；当传递小转矩时，可采用销或紧定螺钉连接。

在满足使用要求的前提下，轴的结构越简单越好。

轴上应设计加工和装配所需要的倒角、螺纹退刀槽和砂轮越程槽等。

不同轴段的键槽应设计在同一母线上。（4）轴的结构工艺性◆合理布置轴上零件以减小轴的载荷为了减小轴所承受的弯矩，传动件应尽量靠近轴承，并尽可能不采用悬臂的支承形式，力求缩短支承跨距及悬臂长度等。图中a)方案较b)方案优。

◆改进轴上零件的结构以减小轴的载荷

通过改进轴上零件的结构也可减小轴上的载荷。下图的两种结构中b)方案(双联)均优于a)方案(分装)，因为a)方案中轴Ⅰ既受弯矩又受扭矩，而b)方案中轴Ⅰ只受扭矩。

图中b)方案较a)方案优。◆改进轴的结构以减小应力集中的影响

◆改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度

轴的表面愈粗糙，疲劳强度也愈低。应合理减小轴的表面及圆角处的加工粗糙度值。表面强化处理的方法有：表面高频淬火等热处理；表面渗碳、氰化、氮化等化学热处理；碾压、喷丸等强化处理。拟定轴上零件的装配方案圆锥－圆柱齿轮减速器

第一种方案第二种方案3.轴的强度计算轴的强度计算是设计轴的重要内容之一，其目的在于根据轴的受载情况及相应的强度条件来确定轴的直径，或对轴的强度进行校核。常用的轴的强度计算方法有三种：（1）按扭转强度计算；（2）按弯扭合成强度计算；（3）安全系数校核计算。（1）按扭转强度条件计算传动轴只受转矩作用，可仅按转矩计算轴的直径；转轴既受转矩又受弯矩作用，可先用转矩计算法估算轴的最小直径，然后进行轴的结构设计，并用弯扭合成强度校核。实心圆轴扭转的强度条件为（2）按弯扭合成强度条件计算

通过轴的结构设计，轴的主要结构尺寸、轴上零件的位置、以及外载荷和支反力的作用位置均已确定，轴上的载荷（弯矩和扭矩）已可以求得，因而可按弯扭合成强度条件对轴进行强度校核计算。一般的轴使用这种方法计算即可。①作出轴的计算简图（即力学模型）

轴所受的载荷是从轴上零件传来的。计算时，常将轴上的分布载荷简化为集中力,其作用点取为载荷分布段的中点。作用在轴上的扭矩，一般从传动件轮毂宽度的中点算起。通常把轴当作置于铰链支座上的梁，支反力的作用点与

有关。在作计算简图时，应先求出轴上受力零件的载荷，并将其分解为水平分力和垂直分力，然后求出各支承处的水平反力FNH和垂直反力FNV。②作出弯矩图根据上述简图，分别按水平面和垂直面计算各力产生的弯矩，并按计算结果分别作出水平面上的弯矩MH图和垂直面上的弯矩MV图，然后按下式计算总弯矩并作出M图：③作出扭矩图作出轴所受的扭矩图（为了使扭矩图符合下述强度计算公式，图中把T折算为αT)。④作出计算弯矩图根据已作出的总弯矩和扭矩图，求出计算弯矩Mca，并作出Mca图，Mca的计算公式为：式中α是考虑扭转和弯矩的加载情况及产生应力的循环特征差异的系数。当扭转切应力为静应力时取α≈0.3；扭转切应力为脉动循环变应力时，取α≈0.6；若扭转切应力亦为对称循环变应力时，则取α＝1。⑤校核轴的强度已知轴的计算弯矩后，即可针对某些危险截面（即计算弯矩大而直径可能不足的截面）作强度校核计算。按第三强度理论，计算弯曲应力：式中：W——轴的抗弯截面系数m。

[σ-1]——轴的许用弯曲应力。

心轴工作时只承受弯矩而不承受扭矩，所以在应用上式时，应取T＝0，亦即Mca=M。

转动心轴的弯矩在轴截面上所引起的应力是对称循环变应力；固定心轴，考虑起动、停车等的影响，弯矩在轴截面上所引起的应力可视为脉动循环变应力,所以在应用上式时,其许用应力应为[σ0]([σ0]为脉动循环变应力时的许用弯曲应力),[σ0]≈1.7[[σ-1]。（3）按疲劳强度条件进行精确校核

这种校核计算的实质在于确定变应力情况下轴的安全程度。在已知轴的外形、尺寸及载荷的基础上，即可通过分析确定出一个或几个危险截面（这时不仅要考虑计算弯曲应力的大小，而且要考虑应力集中和绝对尺寸等因素的影响程度）按公式求出计算安全系数Sca，并应使其稍大于或至少等于设计安全系数S，即仅有法向应力时，应满足仅有扭转切应力时，应满足设计安全系数值可按下述情况选取：S＝1.3~1.5，用于材料均匀，载荷与应力计算精确时；S＝1.5~1.8，用于材料不够均匀，计算精确度较低时；S＝1.8~2.5，用于材料均匀性及计算精确度很低，或轴的直径d>200mm时。（4）按静强度条件进行校核静强度校核的目的在于评定轴对塑性变形的抵抗能力。这对那些瞬时过载很大，或应力循环的不对称性较为严重的的轴是很有必要的。轴的静强度是根据轴上作用的最大瞬时载荷来校核的。静强度校核时的强度条件是：4.轴的刚度计算

轴在载荷作用下，将产生弯曲或扭转变形。若变形量超过允许的限度，就会影响轴上零件的正常工作，甚至会丧失机器应有的工作性能。例如：安装齿轮的轴，若弯曲刚度不足而导致挠度过大时，将影响齿轮的正确啮合，使齿轮沿齿宽和齿高方向接触不良，造成载荷在齿面上严重分布不均。又如采用滑动轴承的轴，若挠度过大而导致轴颈偏斜过大时，将使轴颈和滑动轴承发生边沿接触，造成不均匀磨损和过度发热。

因此，在设计有刚度要求的轴时，必须进行刚度的校核计算。

弯曲刚度以挠度或偏转角来度量；

扭转刚度以扭转角来度量。轴的刚度校核计算通常是计算出轴在受载时的变形量，并控制其不大于允许值。

常见的轴大多可视为简支梁。若是光轴，可直接用材料力学中的公式计算其挠度或偏转角；若是阶梯轴，如果对计算精度要求不高，则可用当量直径法作近似计算。即把阶梯轴看成是当量直径为dv的光轴，然后再按材料力学中的公式计算。当量直径为：

当载荷作用于两支承之间时，L＝l（l为支承跨距）；当载荷作用于悬臂端时，L=l+K（K为轴段的悬臂长度）。轴的弯曲刚度条件为：挠度：y≤[y]mm偏转角：θ≤[θ]rad

轴的扭转变形用每米长的扭转角来表示。圆轴扭转角的计算公式为：光轴阶梯轴轴的扭矩刚度条件为对于一般传动轴，可取[]＝0.5~1；对于精密传动轴，可取[]＝0.25~0.5；对于精度要求不高的轴，[]可大于15.轴的设计计算初步估算轴径初步结构设计按弯扭合成强度计算修正结构设计按疲劳强度精确核算绘制工作图任务五滚动轴承的认识滚动轴承是现代机器中广泛应用的零件之一，它是依靠主要元件间的滚动接触来支承转动零件的。常用的滚动轴承绝大多数已经标准化，并由专业工厂大量制造即供应各种规格常用的轴承。滚动轴承构成：内圈、外圈、滚动体、保持架

内圈外圈滚动体保持架一、滚动轴承的基本结构内圈用来和轴颈装配。外圈用来和轴承座孔装配。保持架的作用主要是均匀地隔开滚动体。滚动体的基本类型有：钢球、圆柱滚子、圆锥滚子、鼓形滚子、不对称鼓形滚子、滚针。

通常是内圈随轴颈回转，外圈固定，但也可以用于外圈回转而内圈不动，或是内、外圈同时回转的场合。当内、外圈相对转动时，滚动体即在内、外圈的滚道内滚动。冲压：低碳钢冲压制成，与滚动体间有较大间隙。实体：常用铜合金、铝合金或塑料等经切削加工制成，定心作用较好。与滑动轴承相比，滚动轴承具有旋转精度高、启动力矩小、是标准件、选用方便等特点。滚动轴承的常用材料内、外套圈和滚动体：用滚动轴承钢（GCr15、GCr15SiMn等）制造。淬火后表面硬度可达58～66HRC。保持架：用比较软的低碳钢、铜合金、铝或塑料制造。二、滚动轴承的主要型号及其代号（一）滚动轴承的主要类型、性能与特点

按用于承受外载荷方向的不同来分向心轴承：承受径向载荷Fr的轴承，其中有几种可承受不大的轴向载荷；推力轴承：只能承受轴向载荷Fa的轴承；向心推力轴承：能同时承受径向载荷与轴向载荷的轴承。接触角---向心推力轴承的滚动体与外圈滚道接触点（线）处的法线N-N与半径方向的夹角α。载荷角---轴承实际所承受的径向载荷Fr与轴向载荷Fa的合力与半径方向的夹角β。－接触角

能同时承受径向力和较大的轴向力

主要用来承受轴向力主要用来承受径向力径向接触轴承向心角接触轴承轴向接触轴承接触角α：滚动体的载荷方向线与轴承径向平面之间的夹角。α↑，承受轴向力的能力↑。◆按可承受的载荷方向不同，滚动轴承分为三类：向心轴承推力轴承向心推力轴承◆按结构形式不同，标准滚动轴承分为13类，最常用的有六类:深沟球轴承（6）圆柱滚子轴承（N、NU）推力球轴承（5）角接触球轴承（7）圆锥滚子轴承（3）调心球轴承（1）调心滚子轴承（2）滚针轴承（NA)向心角接触轴承径向接触轴承推力滚子轴承（8）轴向接触轴承类型代号成对使用，反向安装§13-2滚动轴承的代号（二）滚动轴承的代号前置代号基本代号后置代号

轴承组件内

部

结

构

代

号密

封

与

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尘

结

构

代

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料

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号承

配

置

代

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代

号×××××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

号滚动轴承代号构成1、基本代号用代号表示轴承的结构、尺寸、类型、精度等内容，并打印在轴承上。◆内径代号：代号0001020304～96内径d10121517代号×5◆类型代号：常用轴承有：6、7、3、5、N等类型。◆公差等级代号：分为/P0

、/P6(/P6x)、/P5、/P4、/P2共五级。游隙分为：/C1、/C2、0

、/C3、/C4、/C5共六个组别。低级

高级

游隙值：小

大

◆尺寸系列代号：直径系列代号：特轻(0、1)、轻(2)、中(3)、重(4)。宽度系列为正常宽度时，代号为“0”，省略不标。尺寸系列：指内径相同时，轴承有不同的外径（直径系列）和不同的宽度（宽度系列）。0级省略

0组省略。2、后置代号◆

游隙代号：游隙：指一个套圈相对于另一个套圈，沿径向或沿轴向，从一个极限位置到另一个极限位置的移动量。◆内部结构代号：7000C：α＝15°；7000AC：α＝25°；7000B：α＝40°；◆配置代号：/DB：背对背安装（反装）/DF：面对面安装（正装）6308：深沟球轴承，3─中系列，内径d=40mm，公差为0级，游隙为0组；N105/P5C3：圆柱滚子轴承，1─特轻系列，内径d=25mm，公差为5级，游隙为3组；7214AC/P4：7─角接触球轴承，2─轻系列，内径d=70mm，公差为4级，游隙为0组，公称接触角α=25°；30213：圆锥滚子轴承，2─轻系列，内径d=65mm，公差为0级，游隙为0组；注：遇到看不懂的代号时，查阅GB/T272-93。

滚动轴承是标准零件，在机械设计过程中应能较熟练地选择滚动轴承的类型与规格。（一）在机械设计中，滚动轴承选择的一般过程如下图所示三、滚动轴承类型的选择选择轴承类型时主要考虑以下问题：1）载荷方向；当FA很大时，选6（N）＋5（8）组合使用。当FA较小时，可选6类。只受FR时，选径向接触轴承（1、2、6、N）。只受FA时，选轴向接触轴承（5、8）或选（7、3）类。同时受FR和

FA时，选向心角接触轴承（7、3）。2）载荷大小；载荷大或有冲击振动时，宜选滚子轴承。3）转速高低；转速高或要求旋转精度高时，宜选球轴承。轴向接触轴承不适宜高转速，可用6或7类代替。4）调心要求；轴的刚度低、轴承座孔的同轴度低或多支点轴，选调心轴承。5）经济性；精度高的价格高，滚子轴承比球轴承价格高。（二）滚动轴承类型选择应注意的问题四、滚动轴承失效形式及设计原则1.滚动轴承的失效形式及基本额定寿命点蚀胶合磨损1）疲劳点蚀：是最常见的失效形式。

滚动体和套圈滚道承受循环接触应力。

点蚀使轴承产生振动和噪音而失效。2）塑性变形：

对于转速很低或间歇摆动的轴承，会因过大的载荷或冲击载荷，使滚动体或内、外圈滚道产生塑性变形，形成不均匀的凹坑。3）磨粒磨损、粘着磨损（胶合）

多尘条件下工作的轴承，易产生磨粒磨损。

润滑不良的高速轴承，易产生粘着磨损（胶合）。计算准则：1.转速较高的轴承，主要失效形式为“点蚀”，需进行寿命计算。2.转速很低或摆动的轴承，主要失效形式为塑性变形，需计算静强度。3.高转速轴承，主要失效形式为粘着磨损，需校核极限转速。滚动轴承的寿命：指轴承的滚动体或套圈首次出现点蚀之前，轴承的转数或相应的运转小时数。滚动轴承的承载能力计算主要是指轴承的寿命计算。与一般结构的疲劳寿命一样，滚动轴承的疲劳寿命的离散性也是相当大的。工程中定义具有90％可靠度的轴承寿命为轴承的基本额定寿命(L10)

。基本额定寿命：指一批相同的轴承，在相同的条件下运转，其中恰有90％的轴承尚未产生点蚀时的寿命，用L10或Lh10表示。

L10的可靠度R＝90％。基本额定动载荷：指L10恰为106转时，轴承所能承受的载荷，用C表示。

径向接触轴承的C是径向载荷，用Cr表示。

向心角接触轴承的C

是所受载荷的径向分量，也用Cr表示。

轴向接触轴承的C是中心轴向载荷，用Ca表示。2.滚动轴承的基本额定动载荷3.当量动载荷当量动载荷：是由轴承实际所受载荷转换得到的与基本额定动载荷C

的确定条件及性质相同的假想载荷，用P

表示。

径向当量动载荷Pr

轴向当量动载荷Pa

当量动载荷X、Y—

分别为轴承的径向载荷系数与轴向载荷系数

表11-8查询对于只受到径向载荷Fr的轴承对于只受到轴向载荷Fa的轴承Fr、Fa—轴承实际载荷的径向分量和轴向分量

对于只受到径向载荷Fr的轴承对于只受到轴向载荷Fa的轴承

实际计算时，轴承当量动载荷为（据经验而定的载荷系数）例题1一水泵选用深沟球轴承，已知轴颈d=35mm，转速n=2900r/min，轴承所受的径向力Fr=2300(N)，轴向力Fa=540(N)，要求使用寿命L10h=5000h，试选择轴承型号。4.角接触球轴承和圆锥滚子轴承的径向载荷与轴向载荷计算正装反装12211当Fae＋Fd2＞Fd1时,则轴有向左窜动的趋势,相当于轴承1被“压紧”,轴承2被“放松”,但实际上轴必须处于平衡位置，所以被“压紧”的轴承1所受的总轴向力Fa1必须与Fae＋Fd2平衡，即

Fa1＝Fae＋Fd2

而被“放松”的轴承2只受其本身派生的轴向力Fd2，即Fa2＝Fd2

2当Fae＋Fd2＜Fd1时,同前理，被“放松”的轴承1只受其本身派生的轴向力Fa1，即Fa1＝Fd1而被“压紧”的轴承2所受的总轴向力为:

Fa2＝Fd1－Fae五、滚动轴承的组合设计

组合设计是合理解决轴承的润滑与密封、位置固定、配合关系、间隙调整和装拆等问题。1.滚动轴承的轴向固定

要保证轴系正常工作，滚动轴承的内圈和外圈需要轴向固定。（1）内圈固定轴肩固定一端的位置，轴肩高度既要保证与轴承端面充分接触，还要便于轴承拆卸。弹性挡圈结构紧凑，装拆方便，用于承受较小的轴向载荷和转速不高的场合。轴端挡圈用螺钉固定在轴端，可承受中等轴向载荷。圆螺母与止动垫圈用于轴向载荷较大、转速较高的场合。（2）外圈固定外圈的轴向固定装置a）挡肩b）轴承盖c）孔用弹性挡圈座孔挡肩和轴承盖用于承受较大的轴向载荷。弹性挡圈用于承受较小的轴向载荷。2.滚动轴承的支承结构（1）两端单向固定：每个支点限制轴的单向移动。深沟球轴承两端固定的支承当轴承跨距较小（L

350mm），工作温度不高时，采用。

这种结构是使两端轴承各限制轴一个方向的轴向移动，两个轴承合在一起限制了轴的双向移动。为了补偿轴的受热伸长，可在一端轴承的外圈和轴承端面间留出c=0.2~0.4mm的轴向间隙。（2）一端双向固定、一端游动

当轴的跨距较大（L>350mm）或工作温度较高时，轴的伸缩量较大时采用。固定端轴承用来限制轴两个方向的轴向移动，游动端轴承的外圈在机座孔内沿轴向游动或内圈沿轴向游动。一端双向固定一端游动支承a）轴承内圈沿轴向游动b）轴承的外圈在机座孔内沿轴向游动（3）两端游动式

用于人字齿轮轴的结构，两端均为游动支承。两端游动支承

由于人字齿轮的啮合作用，当大齿轮的轴向位置固定后，小齿轮轴的轴向位置将随之确定，如再固定小齿轮轴的轴向位置，则会发生干涉以至卡死。3.滚动轴承的预紧目的：使滚动体和内、外圈之间产生预变形，消除游隙，增加支承的刚性，减小轴运转时的径向和轴向摆动量，提高轴承的旋转精度，减少振动和噪声。预紧方法：弹簧预紧锁紧圆螺母压紧一对磨窄的外圈预紧锁紧圆螺母压紧一对轴承中间装入长度不等的套筒预紧4.滚动轴承的调整（1）轴承间隙的调整

常用调整方法：通过加减轴承盖与机座间垫片厚度进行调整；通过螺钉1改变轴承外圈压盖3的位置进行调整，螺母2用于锁紧防松。调整垫片调整螺钉（2）轴承组合位置的调整

轴承组合位置调整的目的是为了使轴上的零件具有准确的工作位置。如锥齿轮传动，要求两个节锥顶点相重合，方能保证正确啮合。锥齿轮轴承组合位置的调整5.滚动轴承的配合

轴承的配合是指内圈与轴、外圈与座孔的配合。滚动轴承是标准件。因此轴承内圈与轴的配合采用基孔制；轴承外圈与座孔的配合采用基轴制。

（2）转速高、载荷大、振动大、旋转精度高、工作温度高时，采用较紧的配合；

轴承配合种类应根据载荷的大小、方向、性质、工作温度、旋转精度和装拆等因素来确定。（1）转动的套圈（内圈或外圈）采用较紧的配合，固定的套圈采用较松的配合；（3）经常拆卸或游动的套圈采用较松的配合。6.滚动轴承的装拆

装拆轴承的作用力应加在紧配合套圈端面上，不允许通过滚动体传递装拆压力，以免在轴承工作表面出现压痕，影响其正常工作。

对于尺寸较大的轴承，可先将轴承放进温度低于100°C的油中预热，然后热装；中、小轴承可用软锤直接打入。7.滚动轴承的润滑和密封（1）滚动轴承的润滑

润滑的目的：降低摩擦、减少磨损、散热、防锈、吸收振动、减小接触应力等。常用的润滑剂为润滑油和润滑脂。

润滑脂不宜流失，密封和维护简单，一次装填可运转较长时间，脂的装填量不宜超过轴承空间的1/3~1/2

滚动轴承的润滑可根据dn值来确定，当dn＜（1.5～2）×105mm·r/min时，采用脂润滑，超过时采用油润滑。

油润滑比脂润滑摩擦阻力小，并能散热，主要用于高速或工作温度较高的轴承。油量不宜过多，若采用浸油润滑，则油面高度应不超过最低滚动体的中心，以免产生过大的搅油损耗和热量。高速轴承通常采用喷油或喷雾方法润滑。润滑油的粘度可按轴承的速度因数dn和工作温度t来确定，如图所示。（2）滚动轴承的密封

密封的目的：防止灰尘、水分等进入轴承；阻止润滑剂流失。1）接触式密封

适用于接触处轴的圆周速度小于4~5m/s，温度低于90℃的脂润滑。毡圈密封结构简单，但摩擦较大。毡圈密封

适用于接触处轴的圆周速度小于7m/s，温度低于100℃的脂或油润滑。

使用时注意密封唇方向朝向密封部位，如密封唇朝向轴承，用于防止润滑剂泄出；密封唇背向轴承，用于防止灰尘和杂物侵入。必要时可以同时安装两个密封，以提高密封效果。唇式密封圈密封使用方便，密封可靠。唇式密封圈

要求轴颈硬度大于40HRC，表面粗糙度Ra<0.8μm。

非接触式密封，可避免接触处产生滑动摩擦，故常用于速度较高的场合。间隙密封：在轴和轴承盖间留有细小的径向间隙，为增加密封效果，可在间隙中填充润滑脂。

间隙密封a）缝隙式密封b）沟槽式密封2）非接触式密封迷宫式密封

在旋转件与固定的密封件之间组成曲折的缝隙来实现密封，缝隙中填充润滑脂，可提高密封效果。

密封形式对脂、油润滑都有较好的密封效果，但结构较复杂，制造、安装不太方便。轴承是支撑轴、轴上零件并保证轴的旋转精度的部件。滑动摩擦轴承（简称滑动轴承）：工作平稳、无噪声、径向尺寸小、耐冲击和承载能力大等优点；滚动摩擦轴承（简称滚动轴承）：标准零件，成批量生产成本低，安装方便，应用广泛。任务六滑动轴承的认识一、滑动轴承的特点及应用滑动轴承主要应用于以下情况：工作转速极高的轴承；要求轴的支承位置特别精确的轴承，以及回转精度要求特别高的轴承；特重型的轴承；承受巨大的冲击和振动载荷的轴承；必须采用剖分式结构的轴承；要求径向尺寸特别小以及特殊工作条件下的轴承。按其承受载荷方向的不同，可分为径向轴承（承受径向载荷）和止推轴承（承受轴向载荷）。根据其滑动表面间润滑状态的不同（本书只讨论液体润滑），可分为液体润滑轴承、不完全液体润滑轴承（指滑动表面间处于边界润滑或混合润滑状态）和无润滑轴承（指工作前和工作时不加润滑剂）。根据液体润滑承载机理的不同，又可分为液体动力润滑轴承（简称液体动压轴承）和液体静力润滑轴承（简称液体静力轴承）。本章主要讨论液体动压轴承。二、滑动轴承的分类及结构1、径向滑动轴承的结构（1）整体式径向滑动轴承---由轴承座、整体式轴套等组成。轴承座上设有安装润滑油杯的螺纹孔。在轴套上开有油孔并在轴套的内表面上开有油槽。特点：结构简单，成本低廉。应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中。轴承座整体轴套螺纹孔油杯孔磨损后轴颈与轴承孔之间的间隙无法调整；只能沿轴向装拆。常用的滑动轴承已经标准化，可根据使用要求从有关手册中合理选用。（2）剖分式（对开式）径向滑动轴承

由轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦和双头螺柱等组成。

这种轴承装拆方便，并且轴瓦磨损后可以用减少剖分面处的垫片厚度来调整轴承间隙。对开式轴承(剖分轴套)特点：便于轴的安装，间隙可调整，但结构复杂。注：剖分面的垂线与径向力的夹角不得大于35°，否则，采用45°倾斜剖分式。应用比较广泛。对开式轴承(整体轴套)（3）调隙式径向滑动轴承特点：便于调整间隙，但结构复杂。（4）调心式径向滑动轴承（自位轴承）特点：轴瓦能自动调整位置，以适应轴的偏斜。注：调心式轴承必须成对使用。球面配合

当轴倾斜时，可保证轴颈与轴承配合表面接触良好，从而避免产生偏载。主要用于轴的刚度较小，轴承宽度较大的场合。2.止推滑动轴承的结构由轴承座和止推轴颈组成。常用的轴颈结构形式有：◆环形轴端：轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件比实心式好。◆单止推环式：利用轴颈的环形端面作为止推面，结构简单，润滑方便，可承受双向轴向载荷。广泛用于低速、轻载的场合。◆多止推环式：承载能力大，可承受双向轴向载荷。但各环间载荷分布不均匀。

环形轴端单止推环式多止推环式三、滑动轴承的材料1.滑动轴承失效形式磨粒磨损刮伤胶合疲劳剥落腐蚀2.轴承材料的性能要求良好的减摩性、耐磨性和抗咬粘性减摩性是指材料副具有低的摩擦系数。耐磨性是指抗磨性能（通常以磨损率表示）。抗咬粘性是指材料的耐热性和抗粘附性。良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性摩擦顺应性是指材料通过表层弹塑性变形来补偿轴承滑动表面初始配合不良的能力。嵌入性是指材料容纳硬质颗粒嵌入，从而减轻轴承滑动发生刮伤或磨粒磨损的性能。磨合性是指轴瓦与轴颈表面经短期轻载运转后，易于形成相互吻合的表面粗糙度。足够的强度和抗腐蚀能力良好的导热性、工艺性、经济性等应该指出，没有一种轴承材料能够全面具备上述性能，因而必须针对各种具体情况，仔细进行分析后合理选用。3.常用轴承材料1）金属材料，如轴承合金、铜合金、铝基合金和铸铁等；2）多孔质金属材料；3）非金属材料，如工程塑料、碳－石墨等。轴承合金（通称巴氏合金或白合金）铜合金铝基合金灰铸铁及耐磨铸铁多孔质金属材料非金属材料四、滑动轴承的润滑滑动轴承润滑的目的是为了减少工作表面间的摩擦和磨损，同时起冷却、散热、防锈蚀及减振等作用。1.润滑剂润滑油：应用最广，多为矿物油，选择原则是：轻载、高速、低温时选用黏度较小的润滑油；重载、低速、高温时应选用黏度较大的润滑油。润滑脂：稠度大、不易流失，承载能力较大；但其物理、化学性质不如润滑油稳定，摩擦功耗也大。固体润滑剂：常用的固体润滑剂有石墨和二硫化钼。2.润滑装置滑动轴承的润滑有连续供油和间歇供油两种方式，间歇式供油只能用于低速、轻载的轴承，对较重要的轴承应采用连续式供油。（1）针阀式油杯（2）旋套式油杯（3）芯捻式油杯（4）油环润滑（5）压力润滑（6）压配式油杯（7）旋盖式油杯一、联轴器1、功用静联接，联接两轴，并传递运动和转矩。

2、使用特点被联接的两轴，只有在运动停止后经过拆卸才能彼此分开。

任务七

联轴器、离合器和制动器的认识3、分类联轴器刚性联轴器弹性联轴器刚性固定式联轴器

刚性可移式联轴器

常用联轴器（一）刚性固定式联轴器—套筒式联轴器

径向尺寸小，机床中应用很广。常用联轴器（一）刚性固定式联轴器—凸缘式联轴器

用凸肩和凹槽对中

用铰制孔螺栓对中

应用：能传递较大载荷；用于两轴同轴度好、载荷平稳场合用于低速。（一）刚性固定式联轴器—夹壳联轴器剖分结构装拆时不用移动轴应用场合应用广泛，维护容易，对中精确可靠，要求准确保持凸缘端面与轴线垂直。适用于载荷较平稳的两轴联接，以及高速重载场合。