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1、课件制作课件制作 官德娟官德娟 等等机机 械械 工工 业业 出出 版版 社社第十八章第十八章 轴系部件的结构设计轴系部件的结构设计本章主要内容本章主要内容第一节第一节概概述述第二节第二节滚动轴承支承的结构设计滚动轴承支承的结构设计第三节第三节轴承部件的润滑与密封轴承部件的润滑与密封本章基本要求本章基本要求1、掌握滚动轴承与轴的位置尺寸及固定方式、掌握滚动轴承与轴的位置尺寸及固定方式2、掌握滚动轴承与机架的固定方式的确定、掌握滚动轴承与机架的固定方式的确定3、掌握轴承部件的润滑与密封形式、掌握轴承部件的润滑与密封形式4、掌握轴承部件的定位与调整方法、掌握轴承部件的定位与调整方法本章重点难点本章重
2、点难点轴及滚动轴承轴系结构设计轴及滚动轴承轴系结构设计(结构图）结构图）第一节第一节 概概 述述轴承轴承轴轴轴系零部件轴系零部件组成：组成：支承传动零件的旋转支承传动零件的旋转传递运动和动力传递运动和动力作用作用:一般原则一般原则（明确、简单、安全）（明确、简单、安全）功能功能要求要求加工工艺性要求加工工艺性要求轴系部件结构轴系部件结构设计设计应满足应满足装配要求装配要求标准化要求标准化要求第一节第一节 概概 述述轴轴轴轴系部件系部件结构设计的要求结构设计的要求结构设计的要求结构设计的要求经济性要求经济性要求第一节第一节 概概 述述轴系部件结构设计轴系部件结构设计的主要内容的主要内容确定支承零
3、件与轴的位置尺寸及确定支承零件与轴的位置尺寸及固定固定方式方式确定支承零件与机架的固定方式确定支承零件与机架的固定方式确定支承部件的润滑与密封形式确定支承部件的润滑与密封形式确定定位与调整方法确定定位与调整方法一、滚动轴承在支承（轴系）结构中的配置一、滚动轴承在支承（轴系）结构中的配置 第二节第二节滚动轴承支承的结构设计滚动轴承支承的结构设计要求轴、轴承及轴上零件位置正确；防止轴向窜动；热膨胀后不卡死。要求轴、轴承及轴上零件位置正确；防止轴向窜动；热膨胀后不卡死。适用于工作温度变化不大，轴的适用于工作温度变化不大，轴的支承支承跨距较小的情况。跨距较小的情况。两端轴承各限制一个方向的轴向移动，从
4、而实现轴的轴向固定。两端轴承各限制一个方向的轴向移动，从而实现轴的轴向固定。（一）两端单向固定（一）两端单向固定图图181两端单向固定配置支承方案之一两端单向固定配置支承方案之一图图182两端单向固定配置支承方案之二两端单向固定配置支承方案之二一、滚动轴承在支承（轴系）结构中的配置一、滚动轴承在支承（轴系）结构中的配置第二节第二节滚动轴承支承的结构设计滚动轴承支承的结构设计（二）一端双向固定，另一端游动（二）一端双向固定，另一端游动适用于跨距较大、工作温度高、适用于跨距较大、工作温度高、轴的热伸长较大的情况。轴的热伸长较大的情况。图图184一端双向固定，另一端游动支一端双向固定，另一端游动支承
5、方案之一承方案之一图图183一端双向固定，另一端游动支承方案之一一端双向固定，另一端游动支承方案之一一、滚动轴承在支承（轴系）结构中的配置一、滚动轴承在支承（轴系）结构中的配置 第二节第二节滚动轴承支承的结构设计滚动轴承支承的结构设计（二）一端双向固定，另一端游动（二）一端双向固定，另一端游动（三）两端游动（三）两端游动人字齿轮中的一根应采用两端游动支承结构。人字齿轮中的一根应采用两端游动支承结构。当轴的载荷较大时，双向固定的一端可当轴的载荷较大时，双向固定的一端可采用深沟球轴承和推力球轴承的组合结构。采用深沟球轴承和推力球轴承的组合结构。也可采用角接触球轴承和也可采用角接触球轴承和圆锥滚子轴
6、承的组合结构。圆锥滚子轴承的组合结构。图图186一端双向固定，另一端游动支一端双向固定，另一端游动支承方案之四承方案之四图图185一端双向固定，另一端游动一端双向固定，另一端游动支承方案之三支承方案之三二、滚动轴承的轴向固定二、滚动轴承的轴向固定内圈轴向固定的常用方法：内圈轴向固定的常用方法：第二节第二节滚动轴承支承的结构设计滚动轴承支承的结构设计 1 1）采用轴肩；）采用轴肩；2 2）采用轴用弹性挡圈；）采用轴用弹性挡圈；3 3）采用圆螺母和止动垫圈；）采用圆螺母和止动垫圈；4 4）采用轴端挡圈；）采用轴端挡圈；5 5）采用紧定衬套、止动垫圈和圆螺母。）采用紧定衬套、止动垫圈和圆螺母。适用于
7、光轴上轴向力和转速都不大的情况。适用于光轴上轴向力和转速都不大的情况。图图 18 18 7 7 滚动轴承的内圈轴向固定方法滚动轴承的内圈轴向固定方法a a）轴用弹性挡圈）轴用弹性挡圈 b b）圆螺母和止动垫圈圆螺母和止动垫圈c）轴端挡圈）轴端挡圈d）紧定衬套、止动垫圈和圆螺母）紧定衬套、止动垫圈和圆螺母二、滚动轴承的轴向固定二、滚动轴承的轴向固定外圈轴向固定的常用方法：外圈轴向固定的常用方法：第二节第二节滚动轴承支承的结构设计滚动轴承支承的结构设计1）采用孔用弹性挡圈，适用于轴向力且轴承装置尺寸不宜过大的情况；）采用孔用弹性挡圈，适用于轴向力且轴承装置尺寸不宜过大的情况；2）采用轴向弹性挡圈，
8、适用于带有止动槽的深沟球轴承和外壳不便设）采用轴向弹性挡圈，适用于带有止动槽的深沟球轴承和外壳不便设凸阶的剖分式结构的情况；凸阶的剖分式结构的情况；3）采用轴承盖，适用于转速较高和轴向力较大的情况；）采用轴承盖，适用于转速较高和轴向力较大的情况；4）采用螺纹环，适用于不便采用轴承盖，）采用螺纹环，适用于不便采用轴承盖，且转速高和轴向力大的情况。且转速高和轴向力大的情况。a）孔用弹性挡圈）孔用弹性挡圈b）轴向弹性挡圈）轴向弹性挡圈c）轴承盖）轴承盖d）螺纹环）螺纹环图图188滚动轴承的外圈轴向固定方法滚动轴承的外圈轴向固定方法第二节第二节滚动轴承支承的结构设计滚动轴承支承的结构设计三、轴承游隙及
9、轴上零件位置的调整三、轴承游隙及轴上零件位置的调整 轴承间隙的调整：轴承间隙的调整：1）靠增减轴承盖下的调整垫片来调整（图）靠增减轴承盖下的调整垫片来调整（图185）2）利用轴承盖上的调整螺钉和外圈压盖来调整（图）利用轴承盖上的调整螺钉和外圈压盖来调整（图189）图图185一端双向固定，另一端游动支承一端双向固定，另一端游动支承方案之三方案之三图图189采用调整螺钉和外圈压盖来采用调整螺钉和外圈压盖来实现轴承间隙的调整实现轴承间隙的调整第二节第二节滚动轴承支承的结构设计滚动轴承支承的结构设计三、轴承游隙及轴上零件位置的调整（续）三、轴承游隙及轴上零件位置的调整（续）轴承间隙的调整：轴承间隙的调
10、整：3）齿轮轴靠圆螺母来调整，但会削弱轴的强度）齿轮轴靠圆螺母来调整，但会削弱轴的强度(图图1810a)。图图1810a两种小锥齿轮支承结构两种小锥齿轮支承结构第二节第二节滚动轴承支承的结构设计滚动轴承支承的结构设计三、轴承游隙及轴上零件位置的调整三、轴承游隙及轴上零件位置的调整 轴上零件位置的调整轴上零件位置的调整靠增减套杯端面与外壳之间垫片的数量，来调整锥齿轮或蜗杆的轴向位置。靠增减套杯端面与外壳之间垫片的数量，来调整锥齿轮或蜗杆的轴向位置。图图1810b两种小锥齿轮支承结构两种小锥齿轮支承结构第二节第二节 滚动轴承支承的结构设滚动轴承支承的结构设计计四、提高轴系支承的刚度四、提高轴系支承
11、的刚度 轴轴安装轴承的外壳或轴承座安装轴承的外壳或轴承座轴承装置的其他受力零件轴承装置的其他受力零件必须保证足够的刚度必须保证足够的刚度轴上零件的位置合理布置轴承，有利于提高轴系支承的刚度。轴上零件的位置合理布置轴承，有利于提高轴系支承的刚度。预紧的方式可以增强轴承的轴向刚度，并提高其旋转精度。预紧的方式可以增强轴承的轴向刚度，并提高其旋转精度。常用的预紧方法如图常用的预紧方法如图1811所示（见下页）所示（见下页）第二节第二节 滚动轴承支承的结构设滚动轴承支承的结构设计计四、提高轴系支承的刚度（续）四、提高轴系支承的刚度（续）图图1811滚动轴承常用的预紧方法滚动轴承常用的预紧方法第二节第二
12、节滚动轴承支承的结构设计滚动轴承支承的结构设计五、滚动轴承的配合与装配五、滚动轴承的配合与装配 滚动轴承的配合滚动轴承的配合内圈内圈与轴与轴与轴与轴基孔制；基孔制；基孔制；基孔制；外圈与孔外圈与孔外圈与孔外圈与孔基轴制。基轴制。基轴制。基轴制。基准制基准制滚动轴承滚动轴承配合配合和它的基准面偏差和它的基准面偏差见表见表1812图图1812滚动轴承配合和它的基准面偏差滚动轴承配合和它的基准面偏差第二节第二节滚动轴承支承的结构设计滚动轴承支承的结构设计五、滚动轴承的配合与装配五、滚动轴承的配合与装配滚动轴承的装配滚动轴承的装配图图1813小型轴承的安装小型轴承的安装图图1814采用液力加压装置安装
13、轴承采用液力加压装置安装轴承图图1815轴承的拆卸工具轴承的拆卸工具第三节第三节 轴承部件的润滑与密封轴承部件的润滑与密封一、滑动轴承的润滑一、滑动轴承的润滑 根据根据k值选择润滑方式值选择润滑方式油量的计算：油量的计算：边界润滑条件下，轴承间隙中保持的油量为边界润滑条件下，轴承间隙中保持的油量为循环供油方式润滑的滑动轴承，循环供油方式润滑的滑动轴承，高速条件下的供油量为高速条件下的供油量为低速条件下的供油量为低速条件下的供油量为第三节第三节 轴承部件的润滑与密封轴承部件的润滑与密封二、滚动轴承的润滑二、滚动轴承的润滑 由由dn值选择润滑方式值选择润滑方式选择润滑剂种类选择润滑剂种类 ：润滑脂
14、转速、温度不高的情况下采用润滑脂转速、温度不高的情况下采用润滑油高速、高温条件下采用润滑油高速、高温条件下采用油润滑的润滑方式油润滑的润滑方式:滴油润滑滴油润滑浸油润滑浸油润滑压力喷油润滑压力喷油润滑油雾润滑油雾润滑第三节第三节 轴承部件的润滑与密封轴承部件的润滑与密封 三、导轨的润滑三、导轨的润滑 四、支承部件的密封设计四、支承部件的密封设计密封导轨常用的润滑方式及其特点，见表密封导轨常用的润滑方式及其特点，见表181（一）毡圈密封（一）毡圈密封图图1816毡圈密封毡圈密封第三节第三节 轴承部件的润滑与密封轴承部件的润滑与密封 四、支承部件的密封设计（续）四、支承部件的密封设计（续）（二）密
15、封圈密封（二）密封圈密封图图1817密封圈密封圈1轴轴2壳体壳体3密封圈密封圈图图1818O型密封圈的型密封圈的“胶料挤出胶料挤出”现现象的发生及防止象的发生及防止a）“胶料挤出胶料挤出”现象的产生现象的产生b）加装挡环防止）加装挡环防止“胶料挤出胶料挤出”现象的产生现象的产生图图1819密封圈转动扭曲损坏及防止密封圈转动扭曲损坏及防止a）密封圈的转动扭曲）密封圈的转动扭曲b）采用矩形密封圈）采用矩形密封圈c）采用）采用X形密封圈形密封圈第三节第三节 轴承部件的润滑与密封轴承部件的润滑与密封 四、支承部件的密封设计四、支承部件的密封设计 （三）唇形密封（三）唇形密封图图 18 18 21 J2
16、1 J形骨架型唇形密封形骨架型唇形密封图图 18 18 20 O20 O形密封圈密封位置改变形密封圈密封位置改变a a）径向位置密封）径向位置密封 b b）端面位置密封端面位置密封第三节第三节 轴承部件的润滑与密封轴承部件的润滑与密封 四、支承部件的密封设计四、支承部件的密封设计 （三）唇形密封（续）（三）唇形密封（续）图图1822不同类型流体介质的密封结构不同类型流体介质的密封结构图图1823聚四氟乙烯（聚四氟乙烯（PTFE）材料制）材料制成的皮碗密封成的皮碗密封第三节第三节 轴承部件的润滑与密封轴承部件的润滑与密封 四、支承部件的密封设计（续）四、支承部件的密封设计（续）（四）迷宫密封（四）迷宫密封 图图1826滚动轴承的组合密封滚动轴承的组合密封图图1824间隙密封间隙密封图图1825曲路密封曲路密封