常用裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、第第16章章 常用裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計常用裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計16.1 輪類零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計輪類零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計16.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計16.3 滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計16.4 滑動軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計滑動軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計16.5 螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計16.6 典型零部件的潤滑設(shè)計典型零部件的潤滑設(shè)計帶輪常用材料帶輪常用材料 16.1 輪類零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計輪類零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計16.1.1帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計灰鑄鐵灰鑄鐵 （HT150、HT200） 用于：用于：v30m/s 1帶輪的結(jié)構(gòu)形式帶輪的結(jié)構(gòu)形式實心式實心式dmmdd5 . 2daddBLd球墨鑄鐵球墨鑄鐵 用于：用于：

2、v25m/s40m/s 鑄鋼鑄鋼 用于：用于：v25m/s40m/s 鑄鋁、工程塑料鑄鋁、工程塑料 用于小功率傳動用于小功率傳動 腹板式腹板式mmdd300dadd 孔板式孔板式mmdd300且：且：mmdD10011mmdd300輪輻式輪輻式D1d1da2輪槽及其他尺寸的確定輪槽及其他尺寸的確定輪槽及帶輪的其他結(jié)構(gòu)尺寸可查輪槽及帶輪的其他結(jié)構(gòu)尺寸可查表表3.4，和參照，和參照圖圖16.1中的經(jīng)驗中的經(jīng)驗公式計算。公式計算。3帶輪的技術(shù)要求帶輪的技術(shù)要求V帶輪的技術(shù)要求是：帶輪的技術(shù)要求是：鑄造、焊接或燒結(jié)的帶輪在輪緣、腹板、輪輻及輪轂上不允許鑄造、焊接或燒結(jié)的帶輪在輪緣、腹板、輪輻及輪轂上不

3、允許 有砂眼、裂縫、縮孔及氣飽；有砂眼、裂縫、縮孔及氣飽；轉(zhuǎn)速高于極限轉(zhuǎn)速的帶輪要做動平衡，反之要做靜平衡。轉(zhuǎn)速高于極限轉(zhuǎn)速的帶輪要做動平衡，反之要做靜平衡。鑄造帶輪在不提高內(nèi)部應(yīng)力的前提下，允許對輪緣、凸臺、鑄造帶輪在不提高內(nèi)部應(yīng)力的前提下，允許對輪緣、凸臺、 腹板及輪轂的表面缺陷進(jìn)行修補；腹板及輪轂的表面缺陷進(jìn)行修補；其他條件參見其他條件參見GB/T 13575.1.92中的規(guī)定。中的規(guī)定。16.1.2 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計包括輪緣、輪輻及輪轂等。齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計包括輪緣、輪輻及輪轂等。1鍛造齒輪鍛造齒輪對于齒輪齒頂圓直徑小于對于齒輪齒頂圓直徑小于500mm的齒輪，一般采用

4、鍛造毛坯。的齒輪，一般采用鍛造毛坯。 1）齒輪軸齒輪軸e圓柱齒輪齒根與鍵槽頂部圓柱齒輪齒根與鍵槽頂部距離距離, ,e2.5mn ,圓錐齒輪圓錐齒輪e1.6mn 需做成齒輪軸。需做成齒輪軸。1 1）實體式齒輪）實體式齒輪齒輪的齒頂圓直徑齒輪的齒頂圓直徑da 160mm時，可采用實心式結(jié)構(gòu)。時，可采用實心式結(jié)構(gòu)。bdsdhda 斜度斜度1:10lhc 2）腹板式結(jié)構(gòu)）腹板式結(jié)構(gòu)da500mm時，可做成時，可做成腹板式結(jié)構(gòu)腹板式結(jié)構(gòu)當(dāng)當(dāng)da500mm時，為減輕重量，也可時，為減輕重量，也可做成做成孔板式結(jié)構(gòu)?？装迨浇Y(jié)構(gòu)。3）孔板式結(jié)構(gòu)）孔板式結(jié)構(gòu)輪輻式結(jié)構(gòu)輪輻式結(jié)構(gòu)400da1000mm時，可做成時

5、，可做成輪輻式結(jié)構(gòu)輪輻式結(jié)構(gòu)2鑄造齒輪鑄造齒輪圓錐齒輪常用圓錐齒輪常用腹板代替輪輻。腹板代替輪輻。 3鑲套齒輪鑲套齒輪（a a）組裝齒圈的結(jié)構(gòu)）組裝齒圈的結(jié)構(gòu)（b b）非金屬板齒輪組裝結(jié)構(gòu)）非金屬板齒輪組裝結(jié)構(gòu)對于尺寸較大而需要用較貴重金屬齒輪，要采用組裝齒輪結(jié)構(gòu)，對于尺寸較大而需要用較貴重金屬齒輪，要采用組裝齒輪結(jié)構(gòu)，以節(jié)約材料。輪圈用以節(jié)約材料。輪圈用鋼鋼制成，而輪芯用制成，而輪芯用鑄鐵鑄鐵或或鑄鋼鑄鋼 4焊接齒輪焊接齒輪對于單件或小批量生產(chǎn)的大齒輪，還可以采用焊接結(jié)構(gòu)。對于單件或小批量生產(chǎn)的大齒輪，還可以采用焊接結(jié)構(gòu)。16.1.3齒輪與軸連接的設(shè)計方法齒輪與軸連接的設(shè)計方法為使軸與輪轂的

6、連接具有足夠的承載能力和定位精度，應(yīng)合理為使軸與輪轂的連接具有足夠的承載能力和定位精度，應(yīng)合理地確定輪轂的寬度和直徑。地確定輪轂的寬度和直徑。輪轂寬度輪轂寬度L可取為輪轂孔直徑可取為輪轂孔直徑d的的0.8-1.0 倍。載荷較大或承受較倍。載荷較大或承受較大軸向載荷時取大值。大軸向載荷時取大值。LdS非實心齒輪通常取輪轂外徑為非實心齒輪通常取輪轂外徑為輪轂孔直徑的輪轂孔直徑的1.61.8 倍。承受倍。承受較大載荷、沖擊載荷、或開有鍵槽較大載荷、沖擊載荷、或開有鍵槽、銷孔的輪轂應(yīng)取較大值。、銷孔的輪轂應(yīng)取較大值。D1軸與軸與輪轂輪轂連接部分的直徑連接部分的直徑ds（輪轂孔徑）根據(jù)裝入端相鄰軸段（輪

7、轂孔徑）根據(jù)裝入端相鄰軸段的直徑加的直徑加5-10mm估算，若強(qiáng)度不足可加大輪轂寬度。估算，若強(qiáng)度不足可加大輪轂寬度。d1d2mmdd)105(12輪轂孔與軸頸接觸處，輪轂孔與軸頸接觸處，應(yīng)注意連接配合的選擇應(yīng)注意連接配合的選擇： 對轉(zhuǎn)速較高、承載較大，或承受對轉(zhuǎn)速較高、承載較大，或承受沖擊載荷的連沖擊載荷的連接應(yīng)接應(yīng)選擇選擇較緊的配合較緊的配合。 對于有相對滑動或轉(zhuǎn)動的連接，對于有相對滑動或轉(zhuǎn)動的連接， 應(yīng)選擇應(yīng)選擇間隙配合間隙配合形式；形式； 對固定連接應(yīng)選擇對固定連接應(yīng)選擇過盈配合過盈配合或過渡配合；或過渡配合；16.1.4 蝸桿及蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計蝸桿及蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計蝸桿因為蝸桿因為直徑直

8、徑不大，常與軸做成一體的，稱為蝸桿軸。不大，常與軸做成一體的，稱為蝸桿軸。 1蝸桿蝸桿結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 銑制蝸桿銑制蝸桿 無退刀槽，螺紋部分只能用銑刀銑制。無退刀槽，螺紋部分只能用銑刀銑制。車制蝸桿車制蝸桿 有退刀槽，螺紋部分既有退刀槽，螺紋部分既可以可以銑制又可以車制。銑制又可以車制。2蝸輪結(jié)構(gòu)蝸輪結(jié)構(gòu)1）整體澆鑄式整體澆鑄式 主要用于鑄鐵蝸輪或尺寸很小的青銅蝸輪。主要用于鑄鐵蝸輪或尺寸很小的青銅蝸輪。2）齒圈式齒圈式 這種結(jié)構(gòu)由青銅齒圈及鑄鐵輪心所組成。這種結(jié)構(gòu)由青銅齒圈及鑄鐵輪心所組成。 3）螺栓連接式螺栓連接式 多用于尺寸較大或容易磨損的蝸輪。多用于尺寸較大或容易磨損的蝸輪。 4）拼鑄式拼鑄式

9、 只用于成批制造的蝸輪。只用于成批制造的蝸輪。整體澆鑄式整體澆鑄式齒圈式齒圈式螺栓連接式螺栓連接式拼鑄式拼鑄式16.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容軸結(jié)構(gòu)設(shè)計的內(nèi)容: : 定出軸的定出軸的合理外形合理外形和和全部結(jié)構(gòu)尺寸全部結(jié)構(gòu)尺寸軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計要考慮的因素軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計要考慮的因素 1）軸上零件的定位要求軸上零件的定位要求 2）軸上零件的拆裝、調(diào)整要求軸上零件的拆裝、調(diào)整要求 3）軸的制造工藝性要求軸的制造工藝性要求 4）軸上零件的結(jié)構(gòu)和位置安排軸上零件的結(jié)構(gòu)和位置安排 16.2.1擬訂軸上零件的裝配方案擬訂軸上零件的裝配方案裝配方案裝配方案決定軸上主要零件的決定軸上主要零件的:

10、:裝配方向裝配方向 裝配順序裝配順序 相互關(guān)系相互關(guān)系（a）（b）兩種裝配方案的比較兩種裝配方案的比較套筒過長套筒過長齒輪從左側(cè)裝入齒輪從左側(cè)裝入齒輪零件右側(cè)裝入齒輪零件右側(cè)裝入16.2.2 軸上零件的定位軸上零件的定位定位的分類定位的分類軸向定位軸向定位周向定位周向定位定位的目的定位的目的防止軸上零件相對軸發(fā)生沿軸向或周向的相對運動防止軸上零件相對軸發(fā)生沿軸向或周向的相對運動1.1.軸肩與軸環(huán)軸肩與軸環(huán) 軸肩的分類軸肩的分類 定位軸肩定位軸肩非定位非定位 軸肩軸肩非定位軸肩非定位軸肩便于裝配便于裝配: :h=(0.5 1)mm定位軸肩定位軸肩: : h 35 mm軸環(huán)軸環(huán)rh 未實現(xiàn)定位未實

11、現(xiàn)定位rh 定位準(zhǔn)確定位準(zhǔn)確為了使零件能靠軸肩準(zhǔn)確定位，軸肩為了使零件能靠軸肩準(zhǔn)確定位，軸肩處的過渡圓角半徑處的過渡圓角半徑r必須小于零件榖孔必須小于零件榖孔端部的圓角半徑端部的圓角半徑R或倒角高度或倒角高度h。hrr軸肩處過渡圓角半徑軸肩處過渡圓角半徑h轂孔倒角高度轂孔倒角高度2. 套筒定位套筒定位優(yōu)點：優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、定位可靠，對軸的強(qiáng)度削弱小結(jié)構(gòu)簡單、定位可靠，對軸的強(qiáng)度削弱小適用場所：適用場所：軸上兩零件的軸向距離不太大軸上兩零件的軸向距離不太大太長太長 軸承定位軸肩軸承定位軸肩( (套筒套筒) )不能過高不能過高( (以便拆卸以便拆卸) ) FlB 軸的軸的長度長度應(yīng)短于與之相配合零

12、件的應(yīng)短于與之相配合零件的轂轂寬寬（定位可靠）（定位可靠） 定位可靠定位可靠定位不可靠定位不可靠 定位定位零件有準(zhǔn)確的工作位置零件有準(zhǔn)確的工作位置 固定固定零件在軸上的位置牢固可靠零件在軸上的位置牢固可靠lBmmBl)32(lB3.軸端擋圈夾緊軸端擋圈夾緊4圓錐面圓錐面5. 圓螺母圓螺母夾緊夾緊雙螺母固定雙螺母固定單螺母加止動墊片單螺母加止動墊片雙螺母固定雙螺母固定單螺母加止動墊片單螺母加止動墊片6彈性擋圈彈性擋圈夾緊夾緊彈性擋圈彈性擋圈緊定螺釘定位緊定螺釘定位零件的周向定位零件的周向定位周向定位的目的周向定位的目的限制軸上零件相對軸的轉(zhuǎn)動。限制軸上零件相對軸的轉(zhuǎn)動。周向定位的常見形式周向定位

13、的常見形式鍵聯(lián)接鍵聯(lián)接，銷聯(lián)接銷聯(lián)接，緊定螺釘聯(lián)接緊定螺釘聯(lián)接和和過盈配合過盈配合等。等。H7r6d16.2.3 各段軸長度與直徑的確定各段軸長度與直徑的確定首先，按純扭初估外伸端最小直徑首先，按純扭初估外伸端最小直徑dminmin95500000.2TPdn3min41PdAn3P傳遞的功率傳遞的功率( (kw););d軸的直徑軸的直徑( (mm) )；d0空心軸的內(nèi)徑；空心軸的內(nèi)徑；A計算系數(shù)計算系數(shù), ,查查表表7.2； 3PAn0/dd實心軸：實心軸：空心軸：空心軸：詳細(xì)內(nèi)容參見詳細(xì)內(nèi)容參見“第第7章軸的設(shè)計章軸的設(shè)計”。各軸段直徑和長度的確定各軸段直徑和長度的確定軸軸 確定軸各段長度

14、及直徑確定軸各段長度及直徑 應(yīng)與軸所在的箱體整體結(jié)應(yīng)與軸所在的箱體整體結(jié) 構(gòu)相結(jié)合，綜合考慮。構(gòu)相結(jié)合，綜合考慮。 軸上與標(biāo)準(zhǔn)件配合軸段，應(yīng)軸上與標(biāo)準(zhǔn)件配合軸段，應(yīng) 盡量采用標(biāo)準(zhǔn)直徑。盡量采用標(biāo)準(zhǔn)直徑。 軸上與零件相配合部分的軸段長度，應(yīng)比輪轂長度略短軸上與零件相配合部分的軸段長度，應(yīng)比輪轂長度略短23mm。 16.2.4 提高軸的強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施提高軸的強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)措施1. 1. 合理安排軸上載荷的傳遞路線合理安排軸上載荷的傳遞路線輸入輪輸入輪輸入輪輸入輪不合理的布置不合理的布置合理的布置合理的布置12342134T1T2T3T4T2T1T3T42改善軸上零件結(jié)構(gòu)改善軸上零件結(jié)構(gòu)（b）結(jié)構(gòu)比結(jié)構(gòu)

15、比（a）結(jié)構(gòu)的最大彎矩值小，受力合理。結(jié)構(gòu)的最大彎矩值小，受力合理。MmaxMmax軸未受扭矩作用軸未受扭矩作用軸受扭矩作用軸受扭矩作用FF改進(jìn)軸上零件的結(jié)構(gòu)以減小軸的載荷改進(jìn)軸上零件的結(jié)構(gòu)以減小軸的載荷3減小應(yīng)力集中減小應(yīng)力集中采用內(nèi)凹圓角采用內(nèi)凹圓角靠軸肩定位的零件的圓角半徑很小時，可采用靠軸肩定位的零件的圓角半徑很小時，可采用此方法此方法加裝隔離環(huán)加裝隔離環(huán)在輪榖或軸上開卸載槽在輪榖或軸上開卸載槽當(dāng)軸與輪轂為過盈配合時，配合邊緣處會產(chǎn)生較大的應(yīng)力集當(dāng)軸與輪轂為過盈配合時，配合邊緣處會產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，為減小應(yīng)力集中，采用卸載槽結(jié)構(gòu)中，為減小應(yīng)力集中，采用卸載槽結(jié)構(gòu)過盈配合時過盈配合時的

16、應(yīng)力分布的應(yīng)力分布輪轂采用卸載槽輪轂采用卸載槽 后的應(yīng)力分布后的應(yīng)力分布軸上開卸載槽軸上開卸載槽4提高軸頸的表面品質(zhì)提高軸頸的表面品質(zhì)采用表面碾壓、噴丸、高頻表面淬火、滲碳及滲氮等表面強(qiáng)化采用表面碾壓、噴丸、高頻表面淬火、滲碳及滲氮等表面強(qiáng)化工藝都可以顯著提高軸疲勞強(qiáng)度。工藝都可以顯著提高軸疲勞強(qiáng)度。 應(yīng)考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性軸的結(jié)構(gòu)工藝性是指軸的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)便于加工和裝配軸的結(jié)構(gòu)工藝性是指軸的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)便于加工和裝配原則：原則：在滿足使用的前提下，軸的結(jié)構(gòu)越簡單越好在滿足使用的前提下，軸的結(jié)構(gòu)越簡單越好 為便于裝配，常將軸做成階梯形軸端應(yīng)制出為便于裝配，常將軸做成階梯形軸端應(yīng)制

17、出245倒角。倒角。 需要磨削的軸段應(yīng)留有砂輪越程槽需要磨削的軸段應(yīng)留有砂輪越程槽 需要車制螺紋的軸段應(yīng)留有退刀槽需要車制螺紋的軸段應(yīng)留有退刀槽 為了減少裝夾工件的時間，為了減少裝夾工件的時間，同一軸同一軸上上不同軸段不同軸段的鍵槽應(yīng)的鍵槽應(yīng) 布置在布置在軸的同一母線上軸的同一母線上 軸上直徑相近處的軸上直徑相近處的圓角圓角、倒角倒角、鍵槽寬度鍵槽寬度等應(yīng)取相同尺寸等應(yīng)取相同尺寸16.3 滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計軸承組合的內(nèi)容為：軸承組合的內(nèi)容為：1）軸承的配置；軸承的配置； 2）軸系調(diào)節(jié)；軸系調(diào)節(jié)； 3）軸承的緊固和裝配；軸承的緊固和裝配； 4）軸承的配合；軸承的配合；

18、5 ) ) 軸承的潤滑密封；軸承的潤滑密封；6 ) ) 軸承系統(tǒng)的剛度等。軸承系統(tǒng)的剛度等。16.3.1 滾動軸承的配置滾動軸承的配置1.兩支點單向固定兩支點單向固定（全固式全固式）1軸的游動趨勢軸的游動趨勢每一個支承只限制單方向移動，每一個支承只限制單方向移動，兩個支承共同防止軸的雙向移動。兩個支承共同防止軸的雙向移動。 在軸向力的作用下，軸系在軸向力的作用下，軸系左、右方向均不能軸向游動左、右方向均不能軸向游動外伸端剛度差，且軸受外伸端剛度差，且軸受熱變形后軸承易卡死熱變形后軸承易卡死軸的游動趨勢軸的游動趨勢（全固式全固式）外伸端剛度大，且軸受熱變形后軸承不易卡死外伸端剛度大，且軸受熱變形

19、后軸承不易卡死在軸向力的作用下，軸系在軸向力的作用下，軸系左、右方向均不能軸向游動左、右方向均不能軸向游動適用場所：適用場所：兩軸承跨度較小，兩軸承跨度較小， 工作溫度不高。工作溫度不高。2b軸的游動趨勢軸的游動趨勢軸的游動趨勢軸的游動趨勢角接觸球軸承用于全固式角接觸球軸承用于全固式右側(cè)軸承與端蓋間右側(cè)軸承與端蓋間留有留有很小的軸向間隙很小的軸向間隙，以適當(dāng)，以適當(dāng)補償軸受熱后的伸長變形。由于軸向間隙的存在補償軸受熱后的伸長變形。由于軸向間隙的存在，這種全固式支承不能做，這種全固式支承不能做精確的軸向定位。精確的軸向定位。熱補償間隙熱補償間隙軸的游動趨勢軸的游動趨勢軸的游動趨勢軸的游動趨勢2.

20、 一支點雙向固定，另一支點游動一支點雙向固定，另一支點游動（固游式固游式）固游式固游式適用的場所：受熱較大的長軸。適用的場所：受熱較大的長軸。游動端游動端固定端固定端軸的游動趨勢軸的游動趨勢軸的游動趨勢軸的游動趨勢2. 一支點雙向固定，另一支點游動一支點雙向固定，另一支點游動（固游式固游式）軸的游動趨勢軸的游動趨勢軸的游動趨勢軸的游動趨勢固游式固游式適用的場所：受熱較大的長軸。適用的場所：受熱較大的長軸。3 兩端游動支承（全游式）兩端游動支承（全游式）適用場所：適用場所：一對人字齒輪嚙合一對人字齒輪嚙合 全固式全固式全游式全游式當(dāng)一根軸上的軸承采用當(dāng)一根軸上的軸承采用全固式全固式時，另一根軸上

21、的軸承須時，另一根軸上的軸承須采用采用全游式全游式，以防止齒輪卡死或人字齒的兩側(cè)受力不均。，以防止齒輪卡死或人字齒的兩側(cè)受力不均。軸的游動趨勢軸的游動趨勢軸的游動趨勢軸的游動趨勢軸的游動趨勢軸的游動趨勢軸的游動趨勢軸的游動趨勢3 兩端游動支承（全游式）兩端游動支承（全游式）軸的游動趨勢軸的游動趨勢軸的游動趨勢軸的游動趨勢左右兩端均能沿軸向移動。左右兩端均能沿軸向移動。16.3.2 軸系軸向位置調(diào)整和軸承游隙調(diào)整軸系軸向位置調(diào)整和軸承游隙調(diào)整調(diào)整盤調(diào)整盤 游隙對功能的影響游隙對功能的影響軸承游隙的調(diào)整軸承游隙的調(diào)整 調(diào)整游隙的方法：調(diào)整游隙的方法：靠端蓋下的墊片調(diào)整靠端蓋下的墊片調(diào)整調(diào)整盤調(diào)整調(diào)

22、整盤調(diào)整游隙過小游隙過小，運轉(zhuǎn)不靈活。，運轉(zhuǎn)不靈活。游隙過大游隙過大，承載能力降低，同時在運轉(zhuǎn)時會出現(xiàn)振動和噪聲。，承載能力降低，同時在運轉(zhuǎn)時會出現(xiàn)振動和噪聲。 調(diào)整軸系位置墊片調(diào)整軸系位置墊片調(diào)整軸承游隙墊片調(diào)整軸承游隙墊片16.3.3 滾動軸承的預(yù)緊滾動軸承的預(yù)緊預(yù)緊預(yù)緊是指在安裝軸承時是指在安裝軸承時預(yù)先預(yù)先對軸承施加對軸承施加一軸向載荷一軸向載荷，以消，以消 除軸承中的除軸承中的軸向游隙軸向游隙，并使?jié)L動體和內(nèi)、外圈滾道之間，并使?jié)L動體和內(nèi)、外圈滾道之間產(chǎn)生一定的產(chǎn)生一定的預(yù)變形預(yù)變形。（因軸承受力后還要發(fā)生變形，產(chǎn)。（因軸承受力后還要發(fā)生變形，產(chǎn)生間隙，如不預(yù)緊，過大的變形量會影響工

23、作質(zhì)量）生間隙，如不預(yù)緊，過大的變形量會影響工作質(zhì)量）預(yù)緊量預(yù)緊量應(yīng)根據(jù)軸承的受載情況和使用要求合理確定，預(yù)緊量應(yīng)根據(jù)軸承的受載情況和使用要求合理確定，預(yù)緊量過大，軸承的磨損量和發(fā)熱量加大，會導(dǎo)致軸承壽命降低。過大，軸承的磨損量和發(fā)熱量加大，會導(dǎo)致軸承壽命降低。軸承預(yù)緊的目的：軸承預(yù)緊的目的：提高軸承的提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度旋轉(zhuǎn)精度，增加軸承裝置的，增加軸承裝置的剛度剛度，減小機(jī)器工作時的減小機(jī)器工作時的軸向振動，軸向振動，延長軸承壽命。延長軸承壽命。 。常見的預(yù)緊方式常見的預(yù)緊方式圖（圖（a）正裝的圓錐滾子正裝的圓錐滾子軸承通過夾緊外圈而預(yù)緊軸承通過夾緊外圈而預(yù)緊圖（圖（b）用彈簧預(yù)緊用彈簧預(yù)緊

24、可得到穩(wěn)定的預(yù)緊力可得到穩(wěn)定的預(yù)緊力圖（圖（a）圖（圖（b）圖（圖（C）在一對軸承中間在一對軸承中間裝入長度不等的套筒，裝入長度不等的套筒，預(yù)緊量由套筒的長度差預(yù)緊量由套筒的長度差來控制來控制圖（圖（d）為角接觸軸承反為角接觸軸承反裝，將軸承外圈磨窄，通裝，將軸承外圈磨窄，通過圓螺母夾緊使軸承預(yù)緊過圓螺母夾緊使軸承預(yù)緊圖（圖（C）圖（圖（d）16.3.4 滾動軸承的配合滾動軸承的配合1 1滾動軸承配合的特點滾動軸承配合的特點2）通?；字婆浜现谢鶞?zhǔn)孔的尺寸公差帶采用下偏差為零，通?；字婆浜现谢鶞?zhǔn)孔的尺寸公差帶采用下偏差為零， 上偏差為正值的分布。上偏差為正值的分布。 3）滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)組件，

25、在裝配圖中尺寸標(biāo)注時，不需要標(biāo)注滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)組件，在裝配圖中尺寸標(biāo)注時，不需要標(biāo)注 軸承的公差符號，只需標(biāo)注與之配合的軸和孔的公差符號。軸承的公差符號，只需標(biāo)注與之配合的軸和孔的公差符號。4 4）設(shè)計中不但要規(guī)定與滾動軸承配合的表面尺寸公差，同時設(shè)計中不但要規(guī)定與滾動軸承配合的表面尺寸公差，同時 也要規(guī)定相應(yīng)的形位公差。也要規(guī)定相應(yīng)的形位公差。1）滾動軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制，滾動軸承外圈與孔滾動軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制，滾動軸承外圈與孔 的配合采用基軸制的配合采用基軸制 滾動軸承的公差帶滾動軸承的公差帶 滾動軸承內(nèi)圈與外圈的滾動軸承內(nèi)圈與外圈的尺寸公差帶均采用尺寸公差帶均采用上偏差

26、上偏差為零為零，下偏差為負(fù)值下偏差為負(fù)值的分布，的分布，所以與滾動軸承內(nèi)圈配合的所以與滾動軸承內(nèi)圈配合的軸在采用同樣的配合符號時，軸在采用同樣的配合符號時，與滾動軸承所形成的配合比與滾動軸承所形成的配合比一般基孔制的基準(zhǔn)孔所形成一般基孔制的基準(zhǔn)孔所形成的的配合更緊配合更緊。 2滾動軸承配合的滾動軸承配合的選用的原則選用的原則1）載荷的大小和方向載荷的大小和方向2）軸承的工作溫度軸承的工作溫度3）軸承的固定形式軸承的固定形式4）軸承的拆裝條件軸承的拆裝條件5）軸承精度等級軸承精度等級軸承受載較大時，配合容易松動，應(yīng)選用較緊配合軸承受載較大時，配合容易松動，應(yīng)選用較緊配合; 當(dāng)載荷方向當(dāng)載荷方向不

27、變時，轉(zhuǎn)動圈比固定圈有更緊的配合。不變時，轉(zhuǎn)動圈比固定圈有更緊的配合。當(dāng)發(fā)熱量較大，散熱條件較差時，外圈配合選的稍松，內(nèi)圈當(dāng)發(fā)熱量較大，散熱條件較差時，外圈配合選的稍松，內(nèi)圈配合選的稍緊。配合選的稍緊。 固定支點的軸承外圈與孔的相對位置固定，可選擇較緊的配合。固定支點的軸承外圈與孔的相對位置固定，可選擇較緊的配合。 外圈相對于孔有軸向移動時，應(yīng)采用間隙配合。外圈相對于孔有軸向移動時，應(yīng)采用間隙配合。經(jīng)常拆卸、更換、拆裝的軸承應(yīng)選用較松的配合。不經(jīng)常拆卸經(jīng)常拆卸、更換、拆裝的軸承應(yīng)選用較松的配合。不經(jīng)常拆卸的軸承可選用較緊的配合。的軸承可選用較緊的配合。高精度軸承也應(yīng)提高與之相配合的軸和孔的加工

28、精度要求。高精度軸承也應(yīng)提高與之相配合的軸和孔的加工精度要求。16.3.5 滾動軸承的安裝與拆卸滾動軸承的安裝與拆卸軸承安裝有軸承安裝有熱套法熱套法和和冷壓法冷壓法。所謂熱套法就是將軸承放入油池中，。所謂熱套法就是將軸承放入油池中，加熱至加熱至80100，然后套裝在軸上。冷壓法需有專用壓套，然后套裝在軸上。冷壓法需有專用壓套，用壓力機(jī)壓入。用壓力機(jī)壓入。滾動軸承與軸和孔配合較緊，設(shè)計中要為拆卸留有必要的空間，滾動軸承與軸和孔配合較緊，設(shè)計中要為拆卸留有必要的空間， FFFFl壓頭壓頭軸軸手柄手柄螺桿螺桿螺母螺母鉤爪鉤爪軸承內(nèi)圈壓裝軸承內(nèi)圈壓裝軸承外圈壓裝軸承外圈壓裝壓力機(jī)拆卸壓力機(jī)拆卸鉤爪拆卸

29、器鉤爪拆卸器壓套壓套組裝壓套組裝壓套16.3.6 滾動軸承的密封裝置滾動軸承的密封裝置滾動軸承密封的目的是防止灰塵、滾動軸承密封的目的是防止灰塵、水分和其他雜物侵入軸承，并可水分和其他雜物侵入軸承，并可阻止?jié)櫥瑒┑牧魇?。阻止?jié)櫥瑒┑牧魇А?按照原理可分為：按照原理可分為： 接觸式密封接觸式密封非接觸式密封非接觸式密封1接觸式密封接觸式密封1）氈圈密封氈圈密封 2 ）密封圈式密封密封圈式密封2 非接觸式密封非接觸式密封1 ）隙縫密封）隙縫密封2 ）甩油密封）甩油密封注意：注意：圖軸的轉(zhuǎn)向必須有利于油流回箱體內(nèi)圖軸的轉(zhuǎn)向必須有利于油流回箱體內(nèi)）軸上開油槽）軸上開油槽）甩油環(huán)）甩油環(huán)）螺旋式送油槽）

30、螺旋式送油槽3. 迷宮式密封（曲路密封）迷宮式密封（曲路密封）使用場所：使用場所：潮濕或較臟的工作環(huán)境。潮濕或較臟的工作環(huán)境。對軸向曲路密封端蓋的結(jié)構(gòu)要求：對軸向曲路密封端蓋的結(jié)構(gòu)要求：剖分式端蓋。剖分式端蓋。密封效果好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價較高。密封效果好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價較高。）軸向曲路密封）軸向曲路密封）徑向曲路密封）徑向曲路密封16.4 滑動軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計滑動軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計16.4.1 滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)型式滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)型式1徑向滑動軸承徑向滑動軸承1）整體式徑向滑動軸承整體式徑向滑動軸承油杯螺紋孔油杯螺紋孔軸承座軸承座軸套軸套這種軸承結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，這種軸承結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，

31、但磨損后無法修整，對曲軸無法但磨損后無法修整，對曲軸無法安裝。所以，多用于低速、輕載安裝。所以，多用于低速、輕載和間歇工作的場合。和間歇工作的場合。軸承座軸承座 油孔油孔油杯螺紋孔油杯螺紋孔油溝油溝軸套軸套2）剖分式滑動軸承剖分式滑動軸承軸承座軸承座剖分軸瓦剖分軸瓦軸承蓋軸承蓋雙頭螺柱雙頭螺柱軸承座軸承座軸承蓋軸承蓋雙頭螺柱雙頭螺柱軸瓦軸瓦對開式滑動軸承在對開式滑動軸承在裝拆軸裝拆軸時，軸頸時，軸頸不需要軸向移動不需要軸向移動，裝拆方便。，裝拆方便。另外，適當(dāng)增減軸瓦剖分面間的調(diào)整墊片，可以調(diào)節(jié)軸頸與軸承另外，適當(dāng)增減軸瓦剖分面間的調(diào)整墊片，可以調(diào)節(jié)軸頸與軸承之間的間隙。之間的間隙。 對開式對

32、開式正正滑動軸承滑動軸承對開式對開式斜斜滑動軸承滑動軸承調(diào)心滑動軸承調(diào)心滑動軸承 適用于軸頸較長（寬徑比適用于軸頸較長（寬徑比B/L大于大于1.51.75），軸的剛度較小，或），軸的剛度較小，或兩軸承，座孔同心度較難保證時。兩軸承，座孔同心度較難保證時。2推力滑動軸承推力滑動軸承（a）（b）（d）（c）（a）結(jié)構(gòu)由于靠近邊緣處相對滑動速度大，磨損嚴(yán)重，工作）結(jié)構(gòu)由于靠近邊緣處相對滑動速度大，磨損嚴(yán)重，工作 面上壓強(qiáng)分布不均勻；面上壓強(qiáng)分布不均勻； （b）結(jié)構(gòu)由于采用環(huán)狀端面，改善了壓強(qiáng)分布不均勻狀態(tài)；）結(jié)構(gòu)由于采用環(huán)狀端面，改善了壓強(qiáng)分布不均勻狀態(tài)；（d）結(jié)構(gòu)適用于載荷較大，承受雙向軸向載荷的

33、場所。）結(jié)構(gòu)適用于載荷較大，承受雙向軸向載荷的場所。單環(huán)結(jié)構(gòu)單環(huán)結(jié)構(gòu)多環(huán)結(jié)構(gòu)多環(huán)結(jié)構(gòu)FFFF16.4.2 軸瓦的結(jié)構(gòu)軸瓦的結(jié)構(gòu)整體式軸承中與軸頸配合的零件稱為整體式軸承中與軸頸配合的零件稱為軸套軸套，分為，分為不帶油溝不帶油溝和和帶油溝帶油溝兩種結(jié)構(gòu)。兩種結(jié)構(gòu)。 帶油溝帶油溝整體軸瓦整體軸瓦對開式軸瓦對開式軸瓦油溝油溝油孔油孔油孔油孔油溝油溝 無油溝整體無油溝整體軸瓦軸瓦為使為使剖分式軸承剖分式軸承軸瓦既有一定的軸瓦既有一定的強(qiáng)度強(qiáng)度和良好的和良好的減磨性減磨性，常在軸瓦，常在軸瓦內(nèi)表面澆鑄一層減磨性好的材料（如內(nèi)表面澆鑄一層減磨性好的材料（如軸承合金軸承合金），稱為軸承襯。），稱為軸承襯。

34、軸瓦與軸承襯結(jié)合型式軸瓦與軸承襯結(jié)合型式 要求要求軸承襯軸承襯能可靠地貼合在軸瓦表面上。能可靠地貼合在軸瓦表面上。供油孔和油溝應(yīng)開在軸瓦的供油孔和油溝應(yīng)開在軸瓦的非承載區(qū)非承載區(qū)，否則會，否則會降低降低油膜的油膜的承載能力承載能力 圖圖（b）中虛線為未開油溝前的壓力分布。中虛線為未開油溝前的壓力分布。 圖圖（a）中中 a曲線為未開油溝前的壓力分布。曲線為未開油溝前的壓力分布。 （a）（b）a油室油室 對于一些重型機(jī)器的軸承軸瓦，其上常開設(shè)對于一些重型機(jī)器的軸承軸瓦，其上常開設(shè)油室油室。它既可以使。它既可以使?jié)櫥臻g增大，并有貯油和保證潤滑油穩(wěn)定性的作用，潤滑空間增大，并有貯油和保證潤滑油穩(wěn)定性

35、的作用， 16.5 螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計16.5.1 連接結(jié)合面的形狀連接結(jié)合面的形狀結(jié)合面的形狀應(yīng)為軸對稱的簡單幾何形狀以便于加工制造，結(jié)合面的形狀應(yīng)為軸對稱的簡單幾何形狀以便于加工制造，保證受力合理。保證受力合理。16.5.2 螺栓的空間布置螺栓的空間布置1為了便于在圓周上鉆孔時的分度和畫線，通常分布在同一為了便于在圓周上鉆孔時的分度和畫線，通常分布在同一 圓周上的螺栓數(shù)目取成圓周上的螺栓數(shù)目取成3、4、6、8等數(shù)；等數(shù)； 在布置螺栓時，螺栓中心線與機(jī)體壁、螺栓之間的距離，要依據(jù)在布置螺栓時，螺栓中心線與機(jī)體壁、螺栓之間的距離，要依據(jù)扳手扳手所需的所需的活動空間活動空間大小和連接的

36、大小和連接的密封性要求密封性要求來決定。來決定。 2螺栓之間的距離螺栓之間的距離t t一般按照經(jīng)驗公式選擇：一般按照經(jīng)驗公式選擇： （用于密封性要求高及壓力（用于密封性要求高及壓力P （1.010） MPa 的場合。的場合。dt) 5 . 45 . 2 (dt)85( （用于一般連接及壓力（用于一般連接及壓力P1.6MPa的壓力容器）的壓力容器）dt10（用于無密封要求的場合）（用于無密封要求的場合）t =3螺栓布置應(yīng)使各螺栓的受力合理。螺栓布置應(yīng)使各螺栓的受力合理。對對鉸制孔螺栓鉸制孔螺栓不能在受力方向成排不能在受力方向成排布置布置8個個以上螺栓，以免受力不均。以上螺栓，以免受力不均。FFt

37、dr2(b)r1(a)螺栓連接承受螺栓連接承受彎、扭矩彎、扭矩作用時，應(yīng)使螺栓靠近結(jié)合面的作用時，應(yīng)使螺栓靠近結(jié)合面的邊緣，以減小螺栓的受力。邊緣，以減小螺栓的受力。TTF1F2扭矩扭矩T相同相同，結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)（a）比結(jié)構(gòu)比結(jié)構(gòu)（b）螺栓受力小螺栓受力小ZrTF 21rr 因為：因為：21FF所以：所以：（a）方案方案比比（b）方案方案合理合理為簡化設(shè)計、制造，對為簡化設(shè)計、制造，對同一螺栓組內(nèi)同一螺栓組內(nèi)的螺栓應(yīng)選擇的螺栓應(yīng)選擇同樣材料同樣材料、同樣規(guī)格同樣規(guī)格、同一標(biāo)準(zhǔn)同一標(biāo)準(zhǔn)的螺栓，以便于采購、管理和裝配。的螺栓，以便于采購、管理和裝配。16.5. 3 基于受力合理性的螺栓結(jié)構(gòu)設(shè)計基于受力合

38、理性的螺栓結(jié)構(gòu)設(shè)計螺栓連接的強(qiáng)度主要取決于螺栓的強(qiáng)度螺栓連接的強(qiáng)度主要取決于螺栓的強(qiáng)度影響螺栓強(qiáng)度的因素影響螺栓強(qiáng)度的因素1. 危險截面的應(yīng)力幅危險截面的應(yīng)力幅2. 螺紋牙上的載荷不均螺紋牙上的載荷不均3. 螺栓上的應(yīng)力集中螺栓上的應(yīng)力集中4. 螺栓上的附加應(yīng)力螺栓上的附加應(yīng)力5. 螺栓的制造工藝螺栓的制造工藝1降低影響螺栓疲勞強(qiáng)度的應(yīng)力幅降低影響螺栓疲勞強(qiáng)度的應(yīng)力幅在最小應(yīng)力不變的情況下，在最小應(yīng)力不變的情況下，應(yīng)力應(yīng)力幅值幅值越小，螺栓越不容易發(fā)生越小，螺栓越不容易發(fā)生疲勞失效。疲勞失效。FFFF前提：前提： 預(yù)緊力預(yù)緊力 F不變不變; 工作拉力工作拉力F不變。不變。結(jié)果：結(jié)果：總拉力總拉

39、力 F0 減小，殘余預(yù)緊力減小，殘余預(yù)緊力F減小減小, F 減小。減小。212dFa降低螺栓剛度降低螺栓剛度應(yīng)力幅減小應(yīng)力幅減小結(jié)論：結(jié)論： 降低螺栓的剛度降低螺栓的剛度降低螺栓應(yīng)力幅的措施降低螺栓應(yīng)力幅的措施mb FF00FFF212aFd aa bFFF 增加被連接件的剛度增加被連接件的剛度m0FF前提：前提：預(yù)緊力預(yù)緊力 F不變，工作拉力不變，工作拉力 F 不變不變增加被連接件剛度增加被連接件剛度應(yīng)力幅減小應(yīng)力幅減小結(jié)結(jié) 論論bmF0FF F212dFa212aFd aa 結(jié)果：結(jié)果：總拉力總拉力 F0減小至減小至 ，殘余預(yù)緊力減小，殘余預(yù)緊力減小，F(xiàn) 減小為減小為0FF同時降低螺栓剛度

40、、增加被連接件剛度同時降低螺栓剛度、增加被連接件剛度F前提：總拉力前提：總拉力F0不變不變 ，工作拉力，工作拉力F、殘余預(yù)緊力、殘余預(yù)緊力F均不變均不變結(jié)果：預(yù)緊力結(jié)果：預(yù)緊力 F 增大，增大，F(xiàn) 減小減小同時降低螺栓剛度、增加被連接件剛度同時降低螺栓剛度、增加被連接件剛度 是最有效的降低應(yīng)力幅的方法是最有效的降低應(yīng)力幅的方法結(jié)結(jié) 論：論：FFFbFFmmF212dFa212aFd aa 降低應(yīng)力幅的具體措施降低應(yīng)力幅的具體措施采用腰狀螺栓與空心螺栓采用腰狀螺栓與空心螺栓在螺母下采用彈性元件在螺母下采用彈性元件采用剛度較大的密封環(huán)采用剛度較大的密封環(huán)效果不好效果不好效果好效果好剛度小剛度小 2

41、. 改善螺紋牙上載荷分布不均的現(xiàn)象改善螺紋牙上載荷分布不均的現(xiàn)象 螺紋牙上載荷分布不均的原因螺紋牙上載荷分布不均的原因螺栓和螺母的剛度螺栓和螺母的剛度 及變形性質(zhì)不同及變形性質(zhì)不同1/3載荷載荷第八圈以上螺紋第八圈以上螺紋 幾乎不受力幾乎不受力采用加高螺母不能采用加高螺母不能 提高連接的強(qiáng)度提高連接的強(qiáng)度F0改善螺紋牙上載荷分布不均的措施改善螺紋牙上載荷分布不均的措施旋置螺母旋置螺母內(nèi)斜螺母內(nèi)斜螺母環(huán)槽螺母環(huán)槽螺母內(nèi)斜、環(huán)槽結(jié)合新型螺母內(nèi)斜、環(huán)槽結(jié)合新型螺母F0F0內(nèi)斜、環(huán)槽結(jié)合螺母內(nèi)斜、環(huán)槽結(jié)合螺母 3.減小應(yīng)力集中的影響減小應(yīng)力集中的影響加大圓角加大圓角r卸載槽卸載槽rr0.51.0卸載過

42、渡結(jié)構(gòu)卸載過渡結(jié)構(gòu)r2支承面不平，支承面不平，被連接件被連接件 變形太大變形太大(a) 采用球面墊圈采用球面墊圈(b) 采用斜面墊圈采用斜面墊圈e避免采用勾頭螺栓避免采用勾頭螺栓（c）凸臺）凸臺（d）沉頭座）沉頭座F0MF0F0MF0F0(a) 采用球面墊圈采用球面墊圈(b) 采用斜面墊圈采用斜面墊圈支承面不平，支承面不平，被連接件被連接件 變形太大變形太大MF0e避免采用勾頭螺栓避免采用勾頭螺栓F0MF0F0（c）凸臺）凸臺（d）沉頭座）沉頭座4. 避免附加應(yīng)力避免附加應(yīng)力16.6 典型零部件的潤滑設(shè)計典型零部件的潤滑設(shè)計16.6.1 滑動軸承的潤滑設(shè)計滑動軸承的潤滑設(shè)計對于相對滑動速度對于

43、相對滑動速度V較低，在邊界潤滑狀態(tài)的滑動軸承：較低，在邊界潤滑狀態(tài)的滑動軸承：如果密封防塵較好，可采用油潤滑，否則應(yīng)采用脂潤滑。如果密封防塵較好，可采用油潤滑，否則應(yīng)采用脂潤滑。對于在混合潤滑狀態(tài)下的滑動軸承可采用對于在混合潤滑狀態(tài)下的滑動軸承可采用:飛濺潤滑、油環(huán)或油鏈等潤滑方法，并保證適當(dāng)?shù)墓┯土?；飛濺潤滑、油環(huán)或油鏈等潤滑方法，并保證適當(dāng)?shù)墓┯土?；對于在流體動壓潤滑狀態(tài)下的滑動軸承應(yīng)采用對于在流體動壓潤滑狀態(tài)下的滑動軸承應(yīng)采用: 壓力供油潤滑力式，并保證充分供油；壓力供油潤滑力式，并保證充分供油；對于采用連續(xù)供油方式潤滑的滑動軸承：對于采用連續(xù)供油方式潤滑的滑動軸承：應(yīng)使軸承內(nèi)的潤滑油保持流動，以加強(qiáng)散熱和清洗潤滑應(yīng)使軸承內(nèi)的潤滑油保持流動，以加強(qiáng)散熱和清洗潤滑表面，防止熱量和污物滯留。表面，防止熱量和污物滯留。16.6.2 滾動軸承的潤滑設(shè)計滾動軸承的潤滑設(shè)計常用滾動軸承的潤滑劑為潤滑脂和潤滑油兩種常用滾動軸承的潤滑劑為潤滑脂和潤滑油兩種 。具體選擇可按速度因數(shù)具體選擇可按速度因數(shù)dn值值來決定。來決定。d 滾動軸承的內(nèi)徑，滾動軸承的內(nèi)徑，mm；n 為軸承的轉(zhuǎn)速，為軸承的轉(zhuǎn)速，r/min。當(dāng)當(dāng)dn 23105 mm r/min時，一般