第八章支承零部件

第八章支承零部件

第一節(jié)軸

§8－1軸的用途和分類§8－2軸的材料§8－3轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)§8－1軸的用途和分類一、用途

支承回轉(zhuǎn)零件（如齒輪、帶輪等），傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。按軸線形狀按承載情況直軸曲軸撓性鋼絲軟軸（簡(jiǎn)稱撓性軸）心軸：僅承受彎矩而不傳遞轉(zhuǎn)矩。自行車的軸傳動(dòng)軸：只傳遞轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩。汽車傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)軸：既承受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩。減速器的軸二、分類§8－2軸的材料

軸的主要材料是優(yōu)質(zhì)碳鋼和合金鋼。1、中碳鋼一般的軸用45號(hào)鋼，應(yīng)用最廣。對(duì)于受力較小或不太重要的軸，可以使用Q235、Q275等普通碳鋼。2、合金鋼對(duì)于要求強(qiáng)度較高，尺寸較小或有其他特殊要求的軸，可以采用合金鋼。耐磨要求高：20Cr、20CrMnTi要求較高的軸：40Cr、40CrNi3、高強(qiáng)度鑄鐵和球墨鑄鐵應(yīng)用于曲軸、凸輪軸。§8－3轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)軸頸：用于裝配軸承的部分軸頭：裝配回轉(zhuǎn)零件（如帶輪、齒輪）的部分

軸身：連接軸頭與軸頸的部分軸肩或軸環(huán)：軸上截面尺寸變化的部分。軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足三方面的要求：

軸上的零件要有可靠的周向固定與軸向固定軸應(yīng)便于加工和盡量避免或減小應(yīng)力集中便于軸上零件的安裝與拆卸一、軸上零件的固定1．軸上零件的軸向固定

目的：保證零件在軸上有確定的軸向位置，防止零件作軸向移動(dòng)，并能承受軸向力。1）軸肩和軸環(huán)

要求r軸<R孔或r軸<C孔

錯(cuò)誤

正確2）套筒

3）軸用圓螺母

錯(cuò)誤

正確要求軸肩高度<滾動(dòng)軸承內(nèi)圈高度當(dāng)用軸肩、軸環(huán)、套筒、圓螺母、軸端擋圈進(jìn)行零件的軸向定位時(shí)，為保證軸向定位可靠，要求L軸<L轂4）軸端擋圈

5）軸承端蓋

6）彈性擋圈

7）鎖緊擋圈、緊定螺釘或銷

軸承端蓋與機(jī)座間加墊片，以調(diào)整軸的位置

8）圓錐面（+擋圈、螺母）

1）鍵2）花鍵2．軸上零件的周向固定

目的：保證軸能可靠地傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，防止軸上零件與軸產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。3）緊定螺釘、銷

4）過(guò)盈配合二、軸上常見(jiàn)的工藝結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)工藝性——軸的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于加工、便于軸上零件的裝配和便于使用維修，并且能提高生產(chǎn)率，降低成本。軸的結(jié)構(gòu)和形狀應(yīng)便于加工、裝配和維修。階梯軸的直徑應(yīng)該是中間大，兩端小，以便于軸上零件的裝拆。軸端、軸頸與軸肩（或軸環(huán)）的過(guò)渡部位應(yīng)有倒角或過(guò)渡圓角，并應(yīng)盡可能使倒角大小一致和圓角半徑相同，以便于加工。軸上需要切制螺紋或進(jìn)行磨削時(shí)，應(yīng)有螺紋退刀槽或砂輪越程槽。當(dāng)軸上有兩個(gè)以上鍵槽時(shí)，槽寬應(yīng)盡可能統(tǒng)一，并布置在同一直線上，以利加工。有關(guān)軸的工藝結(jié)構(gòu)應(yīng)注意問(wèn)題：234567811．鍵過(guò)長(zhǎng)；2．過(guò)定位，輪轂寬應(yīng)大于配合軸段長(zhǎng)度；3．軸承內(nèi)圈軸向定位臺(tái)肩過(guò)高；4．箱體端面應(yīng)留出和端蓋接觸的凸臺(tái)；5．應(yīng)加密封墊圈，端蓋和軸應(yīng)留有間隙6．應(yīng)設(shè)一軸肩，便于軸承安裝；7．應(yīng)在軸上開(kāi)設(shè)聯(lián)軸器定位臺(tái)肩；8．軸頭應(yīng)開(kāi)設(shè)鍵槽。①——定位軸肩過(guò)高②——鍵的長(zhǎng)度太短③——兩個(gè)鍵應(yīng)在同一母線上④——齒輪右端沒(méi)有定位⑤——該傳動(dòng)件不能裝入⑥——安裝右軸承的軸段應(yīng)設(shè)一軸肩⑦——右軸承與右邊的傳動(dòng)件之間應(yīng)有一個(gè)端蓋，且有一個(gè)密封裝置①——該處軸端應(yīng)短于皮帶輪左端面②——皮帶輪右端未軸向定位③——皮帶輪沒(méi)有周向定位④——端蓋軸孔處未密封⑤——接合面沒(méi)有密封圈和調(diào)整墊片⑥——軸承內(nèi)圈沒(méi)有定位⑦——齒輪左右端面沒(méi)有軸向定位⑧——齒輪沒(méi)有周向定位①——聯(lián)軸器左端無(wú)軸端擋圈②——聯(lián)軸器無(wú)周向固定（缺鍵）③——聯(lián)軸器右端無(wú)軸向固定④——套筒過(guò)高⑤——軸頭長(zhǎng)度等于輪轂寬度⑥——齒輪無(wú)周向固定（缺鍵）⑦——定位軸肩過(guò)高⑧——缺調(diào)整墊片①——軸承端蓋與軸之間應(yīng)留有間隙②——左端軸承內(nèi)圈和套筒裝不上③——與齒輪輪轂相配的軸頭長(zhǎng)度應(yīng)小于輪轂長(zhǎng)度④——齒輪沒(méi)有周向固定⑤——定位軸肩過(guò)高⑥——左端軸承應(yīng)的窄邊應(yīng)與右端軸承的窄邊相對(duì)安裝軸承的功用是支承軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度，減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦和磨損,并承受載荷。

滑動(dòng)摩擦軸承和滾動(dòng)摩擦軸承，分別簡(jiǎn)稱為滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承。第二節(jié)滑動(dòng)軸承1.按受載方向不同，分為：徑向滑動(dòng)軸承：推力滑動(dòng)軸承：承受徑向力承受軸向力徑向滑動(dòng)軸承推力滑動(dòng)軸承一、滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)2.根據(jù)軸系和拆裝需要整體式對(duì)開(kāi)式1、滑動(dòng)軸承的分類⑴、向心滑動(dòng)軸承組成：軸承座、軸套或軸瓦、聯(lián)接螺栓等。1.結(jié)構(gòu)形式1)整體式向心滑動(dòng)軸承軸承座軸套如圖，由軸承座、整體軸套、油孔等組成油孔2、滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低

2）軸套磨損后，間隙無(wú)法調(diào)整

3）裝拆不便（只能從軸端裝拆）適于低速、輕載或間隙工作的機(jī)器。2)對(duì)開(kāi)式向心滑動(dòng)軸承定位口油孔軸承座軸承蓋聯(lián)接螺栓剖分軸瓦

對(duì)開(kāi)式滑動(dòng)軸承,由軸承座、軸承蓋、對(duì)開(kāi)軸瓦、螺栓等組成。軸瓦和軸承座均為對(duì)開(kāi)式結(jié)構(gòu),在軸承蓋與軸承座的對(duì)開(kāi)面上制有階梯形定位口,便于安裝時(shí)定心。軸瓦直接支承軸頸,因而軸承蓋應(yīng)適度壓緊軸瓦,以使軸瓦不能在軸承孔中轉(zhuǎn)動(dòng)。軸承蓋頂端制有螺紋孔,以便安裝油杯或油管。應(yīng)用于中、高速、重載工作的機(jī)器中。當(dāng)載荷垂直向下或略有偏斜時(shí)，軸承剖分面常為水平方向。若載荷方向有較大偏斜時(shí)，則軸承的剖分面也斜著布置（通常傾斜45），使剖分平面垂直于或接近垂直于載荷方向。3、滑動(dòng)軸承的特點(diǎn)1．承載能力大，耐沖擊；2．工作平穩(wěn)，噪音低；3．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，徑向尺寸小，軸向尺寸大。

軸上的軸向力應(yīng)采用止推軸承來(lái)承受。止推面可以利用軸的端面，或在軸的中段做出凸肩或裝上止推圓盤。⑵、推力（止推）滑動(dòng)軸承

軸瓦和軸承襯的材料稱為軸承材料.

基本要求：足夠的強(qiáng)度（抗壓、抗沖擊、抗疲勞），承載能力大，良好的減摩性、耐磨性和磨合性，提高效率延長(zhǎng)使用壽命。足夠的強(qiáng)度和良好的導(dǎo)熱性、耐腐蝕性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性二、軸承材料滑動(dòng)軸承材料有：1）軸承合金；2）銅合金；3）粉末冶金材料；4）非金屬材料—如塑料、橡膠、硬木等。進(jìn)油孔油溝F薄壁軸瓦厚壁軸瓦整體軸套卷制軸套三、軸瓦

滑動(dòng)軸承中的軸瓦結(jié)構(gòu)有整體式和剖分式兩種。剖分式軸瓦軸瓦的定位為防止軸瓦做軸向和周向移動(dòng)，常將軸瓦兩端做出凸緣作軸向定位，也可用緊定螺釘或銷釘將其固定在軸承座上。油孔和油溝：徑向滑動(dòng)軸承的軸瓦內(nèi)孔為圓柱形。若載荷方向向下，則下軸瓦為承載區(qū)，上軸瓦為非承載區(qū)。潤(rùn)滑油應(yīng)由非承載區(qū)引入，所以在頂部開(kāi)進(jìn)油孔。在軸瓦內(nèi)表面，以進(jìn)油口為中心沿縱向、斜向或橫向開(kāi)有油溝，以利于潤(rùn)滑油均布在整個(gè)軸頸上。通常油溝的軸向長(zhǎng)度約為軸瓦寬度的80%,

如圖所示,以便在軸瓦兩端留出封油部分,防止?jié)櫥偷牧魇?。軸瓦的油溝一般應(yīng)開(kāi)設(shè)在非壓力區(qū)或剖分面上。滑動(dòng)軸承殼體和軸瓦的結(jié)構(gòu)尺寸,可參看有關(guān)手冊(cè)、圖冊(cè)中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和公式，并結(jié)合設(shè)計(jì)要求確定。油溝的形式軸承襯為節(jié)約貴重的減摩材料和便于修理,常制成雙金屬軸瓦,即以鋼、鑄鐵或青銅做瓦背,再在瓦背上澆鑄一薄層減摩材料(軸承襯)以提高軸瓦的工作性能。厚度從零點(diǎn)幾個(gè)毫米到6毫米。金屬軸瓦一般是鑄造的，在瓦背上澆鑄軸承襯時(shí),為了使軸承襯貼附牢固,應(yīng)在瓦背上預(yù)制燕尾形或螺紋形溝槽,如圖所示。

通常由外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體和保持架組成。內(nèi)圈裝在軸頸上,外圈裝在軸承座孔內(nèi),多數(shù)情況下內(nèi)圈與軸一起轉(zhuǎn)動(dòng),外圈保持不動(dòng)。工作時(shí),滾動(dòng)體在內(nèi)外圈間滾動(dòng),保持架將滾動(dòng)體均勻地隔開(kāi),以減少滾動(dòng)體之間的摩擦和磨損。第三節(jié)滾動(dòng)軸承一、滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)滾動(dòng)體有球、圓錐滾子、圓柱滾子、鼓形滾子和滾針等幾種形狀,如圖所示。

實(shí)物滾動(dòng)軸承材料用滾動(dòng)軸承鋼制造，常用的材料有GCr6、GCr9、GCr15、GCr15SiMn等。保持架：外圈、內(nèi)圈和滾動(dòng)體：一般有低碳鋼沖壓成型，有時(shí)用有色金屬或塑料滾動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承優(yōu)點(diǎn)多，應(yīng)用廣用于高速、高精度、重載、結(jié)構(gòu)上要求剖分等場(chǎng)合。滾動(dòng)軸承的特點(diǎn):缺點(diǎn)：抗沖擊能力差、壽命較短、安裝精度要求高、高速時(shí)出現(xiàn)噪音。優(yōu)點(diǎn)：摩擦阻力小、啟動(dòng)靈敏、效率高、潤(rùn)滑簡(jiǎn)便、標(biāo)準(zhǔn)化，易于互換等。1.按滾動(dòng)體的種類可分為球軸承和滾子軸承

在外廓尺寸相同的條件下，滾子軸承比球軸承的承載能力和耐沖擊能力都好，但球軸承摩擦小、高速性能好且價(jià)格低。二、滾動(dòng)軸承的分類(1)向心軸承：主要承受或只承受徑向載荷。如深溝球、調(diào)心軸承等。(2)推力軸承：主要承受或只承受軸向載荷。如推力球、推力滾子軸承等。(3)向心推力軸承：同時(shí)承受徑向和軸向載荷，如角接觸球軸承、圓錐滾子軸承等。接觸角大，承受軸向載荷的能力越強(qiáng)。2.按滾動(dòng)軸承承載方向分類表10-4滾動(dòng)軸承的主要類型和特性軸承名稱、類型及代號(hào)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖承載方向極限轉(zhuǎn)速允許角偏差主要特性和應(yīng)用雙列角接觸球軸承00000較高相當(dāng)于一對(duì)角接觸球軸承背靠背安裝。調(diào)心球軸承10000中2?~3?

主要承受徑向載荷，同時(shí)也能承受少量軸向載荷。因?yàn)橥鉂L道表面是以軸承中點(diǎn)為中心的球面，故能自動(dòng)調(diào)心。2’~10’調(diào)心滾子軸承20000C低1?~2.5?

能承受很大的徑向載荷和少量軸向載荷。承載能力大，具有自動(dòng)調(diào)心性能。圓錐滾子軸承30000中2’能同時(shí)承受較大的徑向、軸向聯(lián)合載荷。因線性接觸，承載能力大，內(nèi)外圈可分離，裝拆方便，需成對(duì)使用。設(shè)計(jì)：潘存云推力球軸承50000低不允許a)單向表10-4滾動(dòng)軸承的主要類型和特性（續(xù)）軸承名稱、類型及代號(hào)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖承載方向極限轉(zhuǎn)速允許角偏差主要特性和應(yīng)用只能承受單向軸向載荷，高速時(shí)，滾動(dòng)體離心力大，可用于軸向載荷大、轉(zhuǎn)速不高之處。推力球軸承50000低不允許承受雙向軸向載荷，高速時(shí)，滾動(dòng)體離心力大，可用于軸向載荷大、轉(zhuǎn)速不高之處。設(shè)計(jì)：潘存云b)雙向深溝球軸承60000高2’~10’主要承受徑向載荷、也能承受一定軸向載荷，極限轉(zhuǎn)速高。耐沖擊能力差。角接觸球軸承70000C(α=15?)70000AC(α=25?)70000B(α=40?)較高2’~10’能同時(shí)承受較大的徑向、單向軸向載荷。α大，承載能力越大，有三種規(guī)格。需成對(duì)使用。表10-4滾動(dòng)軸承的主要類型和特性（續(xù)）軸承名稱、類型及代號(hào)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖承載方向極限轉(zhuǎn)速允許角偏差主要特性和應(yīng)用表10-4滾動(dòng)軸承的主要類型和特性（續(xù)）軸承名稱、類型及代號(hào)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖承載方向極限轉(zhuǎn)速允許角偏差主要特性和應(yīng)用推力圓柱滾子軸承80000低不允許能承受很大的單向軸向載荷。圓柱滾子軸承N0000較高2’~4’能承受較大的徑向載荷。因線性接觸，內(nèi)外圈只允許有小的軸向移動(dòng)，內(nèi)外圈可分離。三、滾動(dòng)軸承的代號(hào)前置代號(hào)基本代號(hào)后置代號(hào)

軸承的分

部件代號(hào)內(nèi)

部

結(jié)

構(gòu)

代

號(hào)密

封

與

防

塵

結(jié)

構(gòu)

代

號(hào)保

持

架

及

其

材

料

代

號(hào)特

殊

軸

承

材

料

代

號(hào)公

差

等

級(jí)

代

號(hào)游

隙

代

號(hào)多

軸

承

配

置

代

號(hào)其

它

代

號(hào)五四三二一類

型

代

號(hào)尺寸系

列代號(hào)內(nèi)

徑

代

號(hào)寬

度

系

列

代

號(hào)直

徑

系

列

代

號(hào)前置代號(hào)——表示軸承的分部件?；敬?hào)——表示軸承的類型與尺寸等主要特征。后置代號(hào)——表示軸承的精度與材料的特征。

類型代號(hào)為字母時(shí)與后數(shù)字空半格6深溝球軸承四點(diǎn)接觸球軸承5推力球軸承U外球面球軸承4雙列深溝球軸承NN雙列或多列圓柱滾子軸承3圓錐滾子軸承N圓柱滾子軸承2調(diào)心滾子軸承和推力調(diào)心滾子軸承8推力滾子軸承1調(diào)心球軸承7角接觸球軸承0雙列角接觸球軸承代號(hào)軸承類型代號(hào)軸承類型QJ表10-6常用滾動(dòng)軸承類型及代號(hào)1、基本代號(hào)（1）軸承類型基本代號(hào)右起五位

寬度系列——右起第四位

數(shù)字

0~9（2）尺寸系列基本代號(hào)右起三、四位

寬度系列在前，直徑系列在后801234567912特窄

窄正常寬特寬特低低正常向心軸承寬度增加推力軸承高度增加但對(duì)圓錐滾子軸承(3類)和調(diào)心滾子軸承(2類)不能省略“0”。寬度系列代號(hào)：一般正常寬度為“0”，通常不標(biāo)注。直徑系列——右起第三位

數(shù)字

0~9789012345

超輕特輕輕中重特重直徑增加（3）軸承的內(nèi)徑代號(hào)——右起一二位數(shù)字a)d=10,12,15,17mm時(shí)

代號(hào)00010203

b)d=20~480mm時(shí)d=代號(hào)×5(mm)

c)d<10mm，d>500mm，d=22，28，32mm時(shí)

代號(hào)=內(nèi)徑尺寸

直徑代號(hào)/內(nèi)徑代號(hào)

代號(hào)04~96

2、前置代號(hào)

——表示軸承的分部件，用字母表示

L——可分離軸承的可分離內(nèi)圈或外圈如LN207K——軸承的滾動(dòng)體與保持架組件K81107R——不帶可分離內(nèi)圈或外圈的軸承，如RNU207NU——表示內(nèi)圈無(wú)檔邊的圓柱滾子軸承WS、GS——分別為推力圓柱滾子軸承的軸圈和座圈，如WS81107、GS81107。3、后置代號(hào)（8組）——軸承的結(jié)構(gòu)、公差、游隙及材料的特殊要求等（1）內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)

C、AC、B——角接觸球軸承的接觸角（2）密封、防塵與外部形狀變化代號(hào)

（3）軸承的公差等級(jí)

精度高————————————→