滚动轴承 轴系的组合结构设计
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y
设计说明书
设计课题：滚动轴承，轴系的组合结构设计课程名称：机械学基础
姓名：潘瑞
学号：6090410429
班级：0936104
院系：英才学院自动化
一钢制圆轴，装有两胶带轮A和B，两轮有相同的直径D=360mm，重量为P=1kN，A 轮上胶带的张力是水平方向的，B轮胶带的张力是垂直方向的，它们的大小如下图所示。设圆轴的许用应力[σ]=80MPa，轴的转速n=960r/min，带轮宽b=60mm，寿命为50000小时。
1). 按强度条件求轴所需的最小直径
2). 选择轴承型号（按受力条件及寿命要求）
3). 按双支点单向固定的方法，设计轴承与轴的组合装配结构，画出装配图（3号图纸）
4). 从装配图中拆出轴，并画出轴的零件图（3号图纸）
一、 根据强度条件计算轴所需的最小直径
1、 先计算C 、D 支点处的受力
0C M =水平 ()0A B B D y P A C P F C B F A D ?-+?+?= (1 2.5)13
18012
Dy F kN kN +?90-1?120=
=
0C M =竖直 0A D x F A C F C D
-?+?= 2.512051803
Dx F kN kN ?=
= 从而可得D 点所受轴向力
21987.8r F N ==
0x
F
=∑ 0A C x D x F F F -+-=
525
2.536
Cx F kN =+
= 0y
F
=∑ 0A C y B B D y P F F P F -+--+=
1341
11 2.51212
Cy F kN =++-
= 从而可得D 点所受轴向力
15388.4r F N ==
2、计算弯矩，求得最小直径 水平方向上：
0120x ≤≤时 10A M F x -?=
12.5M x = 120300x <≤时 2(1
20)0A C y M F x F x -?+?-= 25
5003
M x =-+ 竖直方向上：
0120x ≤≤时 10A M P x +?=
1M x =-
120210
x
<≤时
2
(120) A C y
M P x F x
+?-?-
229
410 12
M x
=-
210300
x
<≤时
3
(120)()(120)0 A C y B B
M P x F x F P x +?-?-++?-=
313
325 12
M x
=-+
Fdx 水平方向：
竖直方向:
120 Nm
97.5 Nm
由弯矩图判断可得：C点为危险点，故可得：
323.11
C
M N m
?
33
360
(20.5)1010270
2
T N m
-
=-???=?
[]σ=
=
σ
解得 37.7d mm ≥
=
所以，最小直径为37.7mm 。
二、轴材料的确定
根据已知条件的[σ]=80MPa ，为对称循环应力状态下的许用弯曲力，确定材料为合金钢。以上最小直径是按弯曲扭转组合强度计算而得来的，即在[σ]=80MPa 的合金钢情况下，37.3d mm ≥，强度足以达到要求。
三、受力条件及寿命要求选择轴承型号
由前面的受力分析可知：所要设计的轴仅受径向作用力，故优先考虑选择深沟球轴承。 分析：若选择深沟球轴承，
0a F =, 0e =, 1X =, 0Y =，15388.4r F N =，21987.8r F N =，1.4d f =，所以：
111()7543.8d r a P f XF YF N =?+= 222()2782.9d r a P f XF YF N =?+=
根据题意
63
101010()[]60r h
h C L L n P
=?≥
107.42r C kN ≥
经查GB/T 276-1994，选择6412型深沟球轴承，60d mm =，109r C kN =。 带入验证：
66333
10101010910()()52370.560609607543.8
r h
C L h n P ?=?=?=?
所以，1010[]50000h h L L ≥=，符合要求，故选择6412。以下为深沟球轴承6412的相关参数如下表所示：
四、设计轴承与轴的组合装配结构
1、确定轴上零件的位置及轴上零件的固定方式
首先确定将B 胶带轮放在箱体内部中央，深沟球轴承对称的分布在B 胶带轮两边，轴的左侧外延伸端安装A 胶带轮。具体设计为：B 胶带轮靠轴环和双螺母实现轴向的定位与固定，靠平键和过盈配合实现周向固定；两端轴承均靠轴颈和轴承套实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定；A 胶带轮通过轴肩、轴端挡圈、平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向固定。
2、 确定轴的各段直径
根据前面的计算与选择，获得如下数据：
深沟球轴6412，60d mm =，min 72a d mm =，max 2.1a r mm =
左侧外伸端直径为48mm ；与透盖毡圈接触的轴直径取58mm ，在轴的外伸端做一个轴肩，轴肩圆角半径1.6mm ；左、右两端轴承的轴直径均取为60mm ，轴肩轴肩半径2.0mm ；与双螺母接触的轴的螺纹公称直径取72mm ；中间B 胶带轮的轴直径取78mm ，轴肩圆角半径2.0mm ；轴环直径取90mm ；右端轴承与轴环之间的轴直径取72mm ，轴肩圆角半径2.0mm 。以上设计数据满足轴承拆装的合理性与方便性。
3、 确定轴的各段长度
根据前面的计算与选择，获得如下数据： 深沟球轴6412，35b mm = 胶带轮：60b mm =
轴的外伸端长度取58mm ，与透盖毡圈接触的轴长度取71.5mm ，左端轴承处轴长度取36mm ，螺纹段取42.5mm ，退刀槽2mm ，B 胶带轮处轴长度取58mm ，轴环长度取10mm ，右端轴承与轴环之间的轴长度取32.5mm ，右端轴承的轴取34mm 垫圈槽取4mm ，轴头6mm 。
4、键以及键槽的尺寸
A 胶带轮处，48d mm =，键尺寸为14b mm =，9h mm =，1 5.5t mm =，2 3.8t mm =。
B 胶带轮处，78d mm =，键尺寸为22b mm =，14h mm =，19.0t mm =，2 5.4t mm =。
4、 双圆螺母的尺寸
根据GB/T812-1998，确定以下参数：72D mm =，105k d mm =，12m mm =。
5、 装配图如图1所示。
五、绘制轴的零件图 轴的零件图如图2所示。
图1
图2
六、设计心得
为了完成这份设计报告，我花了将近两周的时间准备、查手册、设计、绘图，之后又经过了两三次的修改而获得了最终成果，其中光机械设计资料就下载了将近10G。设计初稿时，完全没有参考任何图纸，在完全独立思考的情况下，严格遵循2008版机械设计手册上的要求，完成了设计报告和图纸初样，一些细节上存在不少问题。之后在修改作业时，花了不少时间阅读别人的图纸，从中吸取精华，也在对比中修改了不少错误。
通过这次设计，我觉得自己有很多的收获。一是重新学习了AutoCAD软件，同时也掌握了之前不会一些东西，如设置页面及如何打印等；二是初步掌握的做机械设计的步骤与方法，养成了勤差机械设计手册的习惯，对于一些经验性的东西会阅读别人的图纸而从中获取灵感；三是为课程设计打下了良好的基础。
同时必须感谢蒋秀珍老师和刘永猛老师的帮助与指点，让我更顺利的完成了这份设计。
实验一 轴系结构组合设计实验
实验一轴系结构组合设计实验 一、实验目的 1. 熟悉并掌握轴、轴上零件的结构形状及功用、工艺要求和装配关系； 2. 熟悉并掌握轴及轴上零件的定位与固定方法，为轴系结构设计提供感性认识； 3. 了解轴承的类型、布置、安装及调整方法，以及润滑和密封方式； 4. 掌握轴承组合设计的基本方法，综合创新轴系结构设计方案。 二、实验设备 1. 组合式轴系结构设计与分析实验箱。箱内提供可组成圆柱齿轮轴系、小圆锥齿轮轴系和蜗杆轴系三类轴系结构模型的成套零件，并进行模块化轴段设计，可组装不同结构的轴系部件。 2. 实验箱按照组合设计法，采用较少的零部件，可以组合出尽可能多的轴系部件，以满足实验的要求。实验箱内有齿轮类、轴类、套筒类、端盖类、支座类、轴承类及联接件类等8类40种168个零件。 3. 测量及绘图工具:直尺、游标卡尺、铅笔、三角板、稿纸等（除游标卡尺外，其余需自带）。 三、实验原理 1. 轴系的基本组成 轴系是由轴、轴承、传动件、机座及其它辅助零件组成的，以轴为中心的相互关联的结构系统。传动件是指带轮、链轮、齿轮和其它做回转运动的零件。辅助零件是指键、轴承端盖、调整垫片和密封圈等一类零件。 2. 轴系零件的功用 轴用于支承传动件并传递运动和转矩，轴承用于支承轴，机座用于支承轴承，辅助零件起联接、定位、调整和密封等作用。 3. 轴系结构应满足的要求 （1）定位和固定要求：轴和轴上零件要有准确、可靠的工作位置； （2）强度要求：轴系零件应具有较高的承载能力； （3）热胀冷缩要求：轴的支承应能适应轴系的温度变化； （4）工艺性要求：轴系零件要便于制造、装拆、调整和维护。 四、实验内容 1. 根据教学要求每组学生可自行选择实验内容（圆柱齿轮轴系、小圆锥齿轮轴系或蜗杆轴系等）； 2. 熟悉实验箱内的全套零部件，根据提供的轴系装配方案（可参考图1-图6），选择相应的零部件进行轴系结构模型的组装； 3. 分析轴系结构模型的装拆顺序，传动件的周向和轴向定位方法，轴的类型、支承形式、间隙调整、润滑和密封方式；
轴系结构设计与分析实验报告
轴系结构设计实验报告 一、实验目的 1、熟悉并掌握轴系结构设计中有关轴的结构设计，滚动轴承组合设计的基本方法； 2、熟悉并掌握轴、轴上零件的结构形状及功用、工艺要求和装配关系； 3、熟悉并掌握轴及轴上零件的定位与固定方法； 4、了解轴承的类型、布置、安装及调整方法以及润滑和密封方式。 二、实验设备 1、组合式轴系结构设计分析试验箱。 试验箱提供能进行减速器圆柱齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计实验的全套零件。 2、测量及绘图工具 300mm钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板等。 三、实验步骤 1、明确实验内容，理解设计要求； 已知条件（包括传动零件类型、载荷条件、速度条件）： 直齿圆柱齿轮、圆锥滚子轴承、阶梯轴、载荷变动小、传动平稳 绘制传动零件支撑原理简图： 2、复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法（参看教材有关章节）； 3、构思轴系结构方案 （1）根据齿轮类型选择滚动轴承型号； 轴承类别：圆锥滚子轴承选择依据：能承受径向和轴向方向的力
（2）确定支承轴向固定方式（两端固定或一端固定、一端游动）； 轴承轴向固定方式：两端固定选择依据：传动平稳 （3）根据齿轮圆周速度（高、中、低）确定轴承润滑方式（脂润滑、油润滑）； 润滑方式：油润滑选择依据：齿轮圆周速度中低 （4）选择端盖形式（凸缘式、嵌入式）并考虑透盖处密封方式（毡圈、皮碗、油沟）； 密封方式：毡圈、端盖凸缘式选择依据：更好的密封轴肩 （5）考虑轴上零件的定位与固定，轴承间隙调整等问题； 如何定位：定位的话可以用轴肩、端盖、套筒、挡圈，圆螺母。 选择依据：用外力对零件进行约束，使零件在轴向无法产生相对位移。 （6）绘制轴系结构方案示意图。 4、组装轴系部件 根据轴系结构方案，从实验箱中选取合适零件并组装成轴系部件、检查所设计组装的轴系结构是否正确。 5、测量零件结构尺寸（支座不用测量），并作好记录。 6、将所有零件放入试验箱内的规定位置，交还所借工具。 7、根据结构草图及测量数据，在图纸上绘制轴系结构装配图，要求装配关系表达正确，注明必要尺寸（如支承跨距、齿轮直径与宽度、主要配合尺寸），填写标题栏和明细表。 8、写出实验报告。 四、实验结果分析 1、轴上各键槽是否在同一条母线上。答：是。
轴系结构设计实验指导与参考答案图
轴系结构的分析与测绘 一、实验目的 1.通过拼装和测绘，熟悉并掌握轴的结构设计以及轴承组合设计 的基本要求和方法。 2.了解并掌握轴系结构的基本形式，熟悉轴、轴承和轴上零件的结构、功能和工艺要求。掌握轴系零、部件的定位和固定、装配与调整、润滑与密封等方面的原理和方法。 二、实验内容 1. 根据选定的轴系结构设计实验方案，按照预先画出的装配草图进行轴系结构拼装。检查原设计是否合理，并对不合理的结构进行修改。 2.测量一种轴系各零、部件的结构尺寸，并绘出轴系结构的装配图，
标注必要的尺寸及配合，并列出标题栏及明细表。 三、实验设备和用具 1.模块化轴段(可组装成不同结构形状的阶梯轴)。 2. 轴上零件：齿轮、蜗杆、带轮、联轴器、轴承、轴承座、端盖、套杯、套筒、圆螺母、轴端挡板、止动垫圈、轴用弹性挡圈、孔用弹性挡圈、螺钉、螺母等。 3. 工具：活搬手、胀钳、内、外卡钳、钢板尺、游标卡尺等。 四、实验步骤 1. 利用模块化轴段组装阶梯轴，该轴应与装配草图中轴的结构尺寸一致或尽可能相近。 2. 根据轴系结构设计装配草图，选择相应的零件实物，按装配工艺要求顺序装到轴上，完成轴系结构设计。 3. 检查轴系结构设计是否合理，并对不合理的结构进行修改。合理的
轴系结构应满足下述要求： 1）轴上零件装拆方便，轴的加工工艺性良好。 2）轴上零件固定(轴向周向)可靠。 4.轴系测绘 1）测绘各轴段的直径、长度及轴上零件的相关尺寸。 2）查手册确定滚动轴承、螺纹联接件、键、密封件等有关标准件的尺寸。 5. 绘制轴系结构装配图 1) 测量出的各主要零件的尺寸，对照轴系实物绘出轴系结构装配图。 2)图幅和比例要求适当(一般按1:1)，要求结构清楚合理，装配关系正确，符合机械制图的规定。 3)在图上标注必要的尺寸，主要有：两支承间的跨距，主要零件的配合尺寸等。 4)对各零件进行编号。并填写标题栏及明细表(标题栏及明细表可参阅配套教材《机械设计课程设计》)。
轴系结构设计
小白进阶篇—电机选型案例集 目的：掌握轴系零件设计规范并计算校核轴的强度 课程内容： 1.轴的分类 按所受载荷特点分三种： 心轴：只承受弯矩; 传动轴：只承受转矩; 转轴：同时承受弯矩和转矩;
按轴的结构形状分： 直轴，曲轴，光轴，阶梯轴，挠性轴。 2.轴的材料 碳素钢比合金钢价格低廉，对应力集中的敏感性低，可通过热处理改善其综合性能，加工
工艺性好，故应用最广；一般用途的轴，多用含碳量为0.25～0.5%的优质碳素钢，尤其是45号钢。 合金钢具有比碳钢更好的机械性能和淬火性能，但对应力集中比较敏感，且价格较贵； 多用于对强度和耐磨性有特殊要求的轴。如20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢，经渗碳淬火处理后可提高耐磨性；20CrMoV、38CrMoAl等合金钢，有良好的高温机械性能，常用于在高温、高速和重载条件下工作的轴。 球墨铸铁吸振性和耐磨性好，对应力集中敏感低，价格低廉，使用铸造制成外形复杂的轴。例如：内燃机中的曲轴。对于形状复杂的轴，如曲轴、凸轮轴等，也采用球墨铸铁或高强度铸造材料来进行铸造加工，易于得到所需形状，而且具有较好的吸振性能和好的耐磨性，对应力集中的敏感性也较低。 3.轴的结构设计 合理的轴系结构必须满足下列基本要求： 1）轴和轴承在预期寿命内不失效；
2）轴上零件在轴上准确定位与固定，以及轴系在箱体上的可靠固定；3）轴系结构有良好的工艺性； 4）好的经济性。 轴肩与轴环定位 优点：方便可靠、不需要附加零件，能承受的轴向力大； 缺点：会使轴径增大，阶梯处形成应力集中，阶梯过多将不利于加工。用途：这种方法广泛用于各种轴上零件的定位。
滚动轴承的组合设计
课时授课计划 第六十三次课 【教学课题】：§14-11 滚动轴承的组合设计【教学目的】：掌握滚动轴承的组合设计的内容，方法 【教学重点及处理方法】：滚动轴承的组合设计的内容，方法 处理方法：详细讲解 【教学难点及处理方法】：轴承的组合设计的内容，方法 处理方法：举例讲解 【教学方法】: 讲授法 【教具】：课件 【时间分配】：引入新课5min 新课80 min 小结、作业5min
第六十三次课 【提示启发引出新课】 经过寿命计算选定了轴承的类型，如果没有合理的结构保证，则可能使轴承在工作时由于设计的一些理想条件得不到保证而不能在设计寿命内正常工作，甚至提前失效。因此必须在轴承的组合设计中考虑这些问题。 【新课内容】 §14-11 滚动轴承的组合设计 一、轴承的配置 1、正安装（面对面配置） 两轴承外圈窄端面相对。此方式结构简单，装拆、调整方便，但当轴受热膨胀时，轴承游隙会减小，所以应注意轴向游隙的调整，以防卡死。适合于传动零件在两轴承之间的场合。一般机器中多采用正安装。 2、反安装（背对背配置） 两轴承外圈窄端面相背。此方式轴系刚度较好，但结构
复杂，装拆、调整不便，在轴受热伸长时，轴承的游隙会增大。适合于传动零件处于外伸端的场合。 二、滚动轴承支承的轴系结构 滚动轴承的基本结构有三种基本类型。 1、双支点单向固定支承 每个轴承内、外圈沿轴向只有一个方向受约束。也叫两端固定。 2、单支点双向固定支承
一个支承限制轴的双向轴向位移（称固定支承），另一个支承可沿轴向移动（称游动支承），不能承受轴向负荷。适合于工作温度较高和支点跨距较大的场合。 3、双支点游动支承 两个支承均无轴向约束，又称两端游动支承。常用于人字齿轮场合，以防齿轮卡死和人字齿两侧受力不均匀。 三、滚动轴承的固定 1、周向固定 其作用是保证轴承受力后，轴承的内圈与轴颈、外圈与座孔之间不致于产生相对圆周运动。 利用外圈与轴承座孔、内圈与轴颈之间的配合进行固定；
滚动轴承的组合结构设计
滚动轴承的组合结构设计 尹庆玲 [摘要] 笔者根据多年的教学经验，从滚动轴承的轴向固定定位、调整、装配和拆卸、润滑和密封四方面阐述了滚动轴承的组合结构设计。 [关键词] 滚动轴承轴向固定定位调整装配和拆卸润滑和密封 [作者简介] 尹庆玲，女，柳州运输职业技术学院机电工程系讲师。广西柳州，545007 在《机械设计基础》课程教学中，滚动轴承装置设计这部分内容是生产一线技术人员直接接触最为广泛的实际问题。而传统教学中对此却不太重视，因此，把轴承的固定、装拆、调整、润滑、密封等实践性很强的技术问题重新整合为轴承的组合结构设计，使结构设计与工程实际技术问题紧密结合。 一、轴承的轴向固定定位 为保证滚动轴承轴系能正常传递轴向力且不发生窜动，在轴上零件定位固定的基础上，必须合理地设计轴系支点的轴向固定结构。典型的结构形式有三类： （一）两端固定 工作温度变化不大和支承跨距较小（跨距L<400mm）的短轴，宜采用两端都单向固定的形式，如图1所示。利用轴上两端轴承各限制一个方向的轴向移动，合在一起就可以限制轴的双向移动，轴的热伸长量可由轴承自身的游隙进行补偿，或用调整垫片调节，。 3 2 1 图1 （二）一端固定，一端游动 当轴较长或工作温度较高时，轴的热膨胀收缩量较大，宜采用一端双向固定、一端游动的结构，如图2所示。固定端由单个轴承或轴承组承受双向轴向力，而游动端则保证轴伸缩
时能自由游动。 （三）两端游动 要求能左右双向游动的轴，可采用两端游动的轴系结构。如图3所示，为人字齿轮传动的高速主动轴，为了自动补偿轮齿两侧螺旋角的误差，使轮齿受力均匀，采用允许轴系左右少量轴向游动的结构，故两端都选用圆柱滚子轴承。与其相啮合的低速齿轮轴系则必须两端固定，以便两轴都得到轴向定位。 二、滚动轴承装置的调整 （一）轴向间隙的调整 采用两端固定支承的轴承部件，为补偿轴在工作时的热伸长，在装配时应留有相应的轴向间隙。轴承间隙的调整方法有：①通过加减轴承端盖与轴承座端面间的垫片厚度来实现，如图1(a)所示；②通过调整螺钉1，经过轴承外圈压盖3，移动外圈来实现，在调整后，应拧紧防松螺母2，如图1(b)所示。 （二）轴上传动件位置的调整 在某些机器部件中，轴上传动件需要准确的轴向位置，这可以通过调整移动轴承的轴向位置来达到。如图4所示，是一小圆锥齿轮传动轴的结构图，轴系位置可以通过增减垫片1的厚度得以改变。垫片2则是用来调整轴承的轴向游隙。 图 2 图 3 图4
组合式轴系结构设计与分析实验
组合式轴系结构设计与分析实验 一、实验目的 1．通过轴系结构的观察分析，理解轴、轴承、轴上零件的结构特点，建立对轴系结构的感性认识； 2．熟悉和掌握轴的结构设计和轴承组合设计的基本要求和设计方法； 3．了解并掌握轴、轴承和轴上零件的结构与功用、工艺要求、装配关系、轴与轴上零件的定位、固定及调整方法等，巩固轴系结构设计理论知识； 4．分析并了解润滑及密封装置的类型和机构特点； 5．了解并掌握轴承类型、布置和轴承相对机座的固定方式。 二、实验设备 1. 组合式轴系结构设计分析实验箱 实验箱提供能进行减速器组装的圆柱齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计实验的全套零件。该实验箱能够方便的组合二十种以上的轴系结构方案，具有内容系统方案多样的特点，学生可以在实验老师的指导下，按图选取零件和标准件进行组装分析，也可以另行设计新的方案组装。 该设备主要零件包括底板、轴承、垫圈、孔用弹性挡圈、轴用弹性挡圈、端盖、轴承座、齿轮、蜗杆、圆螺母、轴端挡圈、轴套、键、套杯、螺栓、螺钉、螺母等。2. 测量及绘图工具 300mm钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔及三角板（学生自备）等。 三、实验内容与要求 1．指导教师根据下表选择性安排每组的实验内容（实验题号）
2. 进行轴的结构设计与滚动轴承组合设计 每组学生根据实验题号的要求，进行轴系结构设计，解决轴承类型选择，轴上零件定位固定、轴承安装与调节、润滑及密封等问题。 3. 绘制轴系结构装配图。 4. 每人编写实验报告一份。 四、实验步骤 1．明确实验内容，理解设计要求； 2．复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法（参看教材有关章节）； 3．构思轴系结构方案 （1）根据齿轮类型选择滚动轴承型号； （2）确定支承轴向固定方式（两端固定或一端固定、一端游动）； （3）根据齿轮圆周速度（高、中、低）确定轴承润滑方式（脂润滑或油润滑）； （4）选择端盖形式（凸缘式、嵌入式）并考虑透盖处密封方式（毡圈、皮碗、油沟）； （5）考虑轴上零件的定位与固定，轴承间隙调整等问题； （6）绘制轴系结构方案示意图。 4. 组装轴系部件 根据轴系结构方案，从实验箱中选取合适零件并组装成轴系部件、检查所设计组装的轴系结构是否正确。 5. 绘制轴系结构草图。 6. 测量零件结构尺寸（支座不用测量），并作好记录。 7. 将所有零件放入实验箱内的规定位置，交还所借工具。 8．根据结构草图及测量数据，在3号图纸上用1：l比例绘制轴系结构装配图，要求装配关系表示正确，注明必要尺寸（如支承跨距、齿轮直径与宽度、主要配合尺寸），填写标题栏和明细表。 9．写出实验报告。 组合式轴系结构设计实验报告（样式） 专业__________班级__________姓名___________座号__________成绩________ 一、实验目的 二、实验内容 实验题号 已知条件 三、实验结果 1、轴系结构装配图（附3号图） 2、轴系结构设计说明（说明轴上零件的定位固定，滚动轴承的安装、调整、润滑与密封方法）
轴系结构设计实验报告-new1
轴系结构设计实验报告 实验者：同组者： 班级：日期： 一、实验目的 1、熟悉并掌握轴系结构设计中有关轴的结构设计，滚动轴承组合设计的基本方法； 2、熟悉并掌握轴、轴上零件的结构形状及功用、工艺要求和装配关系； 3、熟悉并掌握轴及轴上零件的定位与固定方法； 4、了解轴承的类型、布置、安装及调整方法以及润滑和密封方式。 二、实验设备 1、组合式轴系结构设计分析试验箱。 试验箱提供能进行减速器援助齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计实验的全套零件。 2、测量及绘图工具 300mm钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板等。 三、实验步骤 1、明确实验内容，理解设计要求； 已知条件（包括传动零件类型、载荷条件、速度条件）： 绘制传动零件支撑原理简图： 2、复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法（参看教材有关章 节）； 3、构思轴系结构方案 （1）根据齿轮类型选择滚动轴承型号； 轴承类别选择依据 （2）确定支承轴向固定方式（两端固定或一端固定、一端游动）； 轴承轴向固定方式选择依据 （3）根据齿轮圆周速度（高、中、低）确定轴承润滑方式（脂润滑、油润滑）； 润滑方式选择依据 （4）选择端盖形式（凸缘式、嵌入式）并考虑透盖处密封方式（毡圈、皮碗、油沟）； 密封方式选择依据 （5）考虑轴上零件的定位与固定，轴承间隙调整等问题； 如何定位 选择依据
（6）绘制轴系结构方案示意图。 4、组装轴系部件 根据轴系结构方案，从实验箱中选取合适零件并组装成轴系部件、检查 所设计组装的轴系结构是否正确。 6、将所有零件放入试验箱内的规定位置，交还所借工具。 7、根据结构草图及测量数据，在图纸上绘制轴系结构装配图，要求装配关 系表达正确，注明必要尺寸（如支承跨距、齿轮直径与宽度、主要配合 尺寸），填写标题栏和明细表。 8、写出实验报告。 四、实验结果分析 1、轴上各键槽是否在同一条母线上。 2、轴上各零件（如齿轮、轴承）能否装到指定位置。 3、轴上零件的轴向、周向固定是否可靠。 4、轴承能否拆下。
滚动轴承轴系的组合结构设计
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 设计说明书 设计课题：滚动轴承，轴系的组合结构设计 课程名称：机械学基础 姓名：潘瑞 学号： 班级： 0936104 院系：英才学院自动化 设计要求： 一钢制圆轴，装有两胶带轮A和B，两轮有相同的直径D=360mm，重量为P=1kN，A轮上胶带的张力是水平方向的，B轮胶带的张力是垂直方向的，它们的大小如下图所示。设圆轴的许用应力[σ]=80MPa，轴的转速n=960r/min，带轮宽b=60mm，寿命为50000小时。 1). 按强度条件求轴所需的最小直径 2). 选择轴承型号（按受力条件及寿命要求） 3). 按双支点单向固定的方法，设计轴承与轴的组合装配结构，画出装配图（3号图纸） 4). 从装配图中拆出轴，并画出轴的零件图（3号图纸） 设计步骤： 一、根据强度条件计算轴所需的最小直径 1、先计算C、D支点处的受力 从而可得D点所受轴向力 从而可得D点所受轴向力
2、计算弯矩，求得最小直径 水平方向上： 0120x ≤≤时 10A M F x -?= 1 2.5M x = 120300x <≤时 2(120)0A Cy M F x F x -?+?-= 25 5003 M x =-+ 竖直方向上： 0120x ≤≤时 10A M P x +?= 1M x =- 120210x <≤时 2(120)A Cy M P x F x +?-?- 229 41012 M x = - 210300x <≤时 3(120)()(120)0A Cy B B M P x F x F P x +?-?-++?-= 由弯矩图判断可得：C 点为危险点，故可得： 解得 223 32 323.1127037.7[] d mm π≥+=?σ 所以，最小直径为37.7mm 。 二、轴材料的确定 根据已知条件的[σ]=80MPa ，为对称循环应力状态下的许用弯曲力，确定材料为合金钢。以上最小直径是按弯曲扭转组合强度计算而得来的，即在[σ]=80MPa 的合金钢情况下， 37.3d mm ≥，强度足以达到要求。 三、受力条件及寿命要求选择轴承型号 由前面的受力分析可知：所要设计的轴仅受径向作用力，故优先考虑选择深沟球轴承。 分析：若选择深沟球轴承，0a F =, 0e =, 1X =, 0Y =，15388.4r F N =，21987.8r F N =， 1.4d f =， 所以： 根据题意 经查GB/T 276-1994，选择6412型深沟球轴承，60d mm =，109r C kN =。 带入验证： 所以， 1010[]50000h h L L ≥=，符合要求，故选择 6412。以下为深沟球
轴的结构设计范例
四、低速轴系的结构设计 1、根据轴的工作条件，选择材料及热处理方法，确定许用应力，由（二）（三）已算得从动齿轮转速n 2=71.7r/min 。齿轮分度圆直径d 2=360mm 。选用45号钢调质。查①表11－1得抗拉强度MPa 650b =σ，查①表11－9得许用弯曲应力[]MPa 60b 1=-σ。 2、按扭转强度估算最小直径 由（二）知，P 2=3.87kw ，T 2＝516.1N.m 查①表11－5取A=110，按①式（11－3）计算得： mm 57.417 .7187.3110n P A d 33 2==≥ 考虑轴和联轴器用一个键联接，故将轴放大5％并取标准值，即取d=45mm 。 3、轴的结构设计 （1）将轴设计成阶梯轴，按T=516.1N.m ，从②查用TL8型弹性联轴器，孔径为45mm ，长L=112mm ，与轴头配合长度为84mm 。取轴头直径为45mm ，故靠近轴头的轴身直径为52mm ，轴颈直径取55mm 。轴两端选用6011型轴承，轴承宽度B=18mm ，外径D=90mm 。轴承由套筒和轴肩实现轴向定位，圆角r=1mm 。取齿轮轴头直径为60mm ，定位环高度h=5mm ，其余圆角r=1.5mm ，挡油盘外径取D=89mm 。 （2）在（三）已经求得轮毂长为90mm ，因此轴头长度为88mm ，轴颈长度与轴承宽度相等为18mm ，齿轮两端与箱体内壁间距离各取15mm ，由于转速较低，故轴承用润滑脂，所以轴承端面与箱体内壁距离取10mm 。这样可定出跨距为158mm 。伸出箱体的轴段长度取44mm 。为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上，应将头长度取短一些，故取轴头长度为75mm 。 3、由于是单级齿轮减速器，因此齿轮布置在中央，轴承对称布置，齿轮与轴环、套筒实现轴向定位，以平键联接及选用过渡配合H7/n6实现周向固定。齿轮轴头有装配锥度，两端轴承分别以轴肩和套筒实现轴向定位，采用过盈配合k6实现周向固定。整个轴系以两端轴承盖实现轴向定位，联轴器以轴肩、平键和选用过渡配合H7/k6实现轴向定位和周向固定。 4、草图如下：
轴系结构设计实验
实验四轴系结构设计实验报告 姓名：胡映光班级： 11级机自1班学号： 11051011035 成绩：实验日期：教师签字： 一、实验目的 1．深入了解及认识轴系部件的结构形式，熟悉零件的结构形状、工艺、作用；2．熟悉和掌握轴的结构设计和轴承组合设计的基本要求和设计方法； 3．对所设计的组成方案，进行组装与测绘等操作的动手技能的训练。 二、实验手段与实验内容 1．组合式轴系结构设计分析实验箱 实验箱所提供的零件，能进行圆柱齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计，实验箱内有齿轮类、轴类、套筒类、端盖类、支座类、轴承类及连接件等8类100多个零件 2.测量及工具 300mm钢板尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板、活扳手、小橡胶锤等。 三、实验结果 1．轴系组成结构图
2．轴系结构分析（组成零件功能表） 序号零件名称数量功能作用 1 支座 4 支撑，固定轴 2 螺钉42 紧固连接 3 键12 传递转矩和运动 4 轴 4 转动零件传递运动、扭矩或弯矩 5 轴套33 轴向定位，保户轴 6 挡圈20 轴向固定，防止其它零件窜动，密封 7 垫片 6 减少摩擦，分散压力 8 套筒 4 轴向固定 9 联轴器 2 联接不同机构中的两根轴，传递扭矩 10 端盖13 密封，防尘 11 蜗杆 2 传递转矩和运动 12 齿轮 5 传递运动和动力 13 螺母 2 固定 四、回答问题 1.滚动轴承一般采用什么润滑方式进行润滑？ 答：常用的方式有脂润滑和油润滑两类。常用的油润滑方法有油浴润滑﹑滴油润滑﹑飞溅润滑﹑喷油润滑﹑油雾润滑。 2.轴上的两个键槽或多个键槽为什么常常设计成加工在一条直线上。 答：为了加工方便
试验轴系结构设计试验
实验二、轴系结构设计实验 一、实验目的 1、熟悉常用轴系零部件的结构； 2、掌握轴的结构设计基本要求； 3、掌握轴承组合结构设计的基本方法。 二、实验设备 ①各种轴； ②轴上零件：齿轮、蜗杆、带轮、联轴器、轴承、轴承座、端盖、 套杯、套筒、圆螺母、止退垫圈、轴端挡板、轴用弹性垫圈、孔用弹性垫圈、螺钉、螺母等。 ③工具包括活搬手、游标卡尺、胀钳。 ④铅笔、三角尺等绘图工具自备。 三、概述 轴系结构是机械的重要组成部分，也是机械设计课程的核心教学内容。由于轴系结构设计的问题多、实践性强、灵活性大，因此既是教师讲授的难点，也是学生学习中最不易掌握的内容。本实验通过学生自己动手，经过装配、调整、拆卸等全过程，不仅可以增强学生对轴系零部件结构的感性认识，还能帮助学生深入理解轴的结构设计、轴承组合结构设计的基本要领，达到提高设计能力和工程实践能力的目的。 四、实验内容 1、每组同学根据轴系简图装配轴系部件； 2、分析并测绘部件，在简图上标出零、部件尺寸； 3、编写实验报告，并画出轴系部件装配草图。 五、实验步骤 ①根据轴系结构设计装配草图，选择相应的零件实物，按装配工艺要求顺序 装在轴上，完成轴系结构设计； ②分析轴系结构方案的合理性。分析时应考虑以下问题： a.轴上各键槽是否在同一条母线上； b.轴上各零件是否处于指定位置； c.轴上各零件的轴向、周向固定是否合理、可靠，如防松、轴承拆卸等； d.轴系能否实现回转运动，运动是否灵活； e.轴系沿轴线方向的位置是否确定，轴向力能否传到机座上； f.轴系的轴向位置是否需要调整，需要时，如何调整。 ③在确认实际装配结构无误时，测绘各零件的实际尺寸（底板不测绘，轴承座只测量轴向宽度）； ④将实验零件放回箱内，排列整齐，工具放回原处； ⑤在实验报告上，按1∶1比例完成轴系结构装配图（只标出各段轴的直径和长度，公差配合及其余尺寸不标注，零件序号、标题栏可省略）。 注意：因实验条件限制，本实验忽略过盈配合的松紧程度、轴肩过渡圆角及润滑等问题。
机械设计实验(轴系)
南昌大学机械设计实验报告 学生姓名： ****** 学号：********** 专业班级： ********* 实验类型：□验证■综合□设计□创新实验日期：12年11月14日小组组员：***、****、*****、******* 实验成绩： 实验名称：组合轴系结构设计实验 实验目的：熟悉并掌握轴系结构设计中有关轴的结构设计、滚动轴承组合设计的基本方法。 实验内容: (1)指导教师根据实验箱中的说明书选择性安排每组的实验内容或 学生自主拟定实现轴系结构功能及其设计方案. (2)进行轴的结构设计与滚动轴承组合设计,每组学生根据实验题 号的要求,进行轴系结构设计,解决轴承类型选择、轴上类型定位、固定轴承安装与调节、润滑及密封等问题 (3)绘制轴系结构装配图。 (4)经指导教师检查后，再按拟定方案进行轴系结构的装配，并分 析及特点。 实验设备： （1）实验仪器设备：组合式轴系结构设计分析实验箱：提供能进行减速器圆柱齿轮轴系，小圆锥齿轮轴系及蜗杆轴系结构设计的全套零件。 （2）测量及绘图工具：钢皮尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角
板等。 实验步骤： （1）明确实验内容，理解设计要求。 （2）复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法。 （3）构思轴系结构方案 ①根据齿轮类型选择滚动轴承型号； ②确定支承轴向固定方式（两端固定：一端固定、一端游动）； ③根据齿轮圆周速度（高、中、低）确定轴承润滑方式（脂润滑、油润滑）； ④选择端盖形式（凸缘式、嵌入式）并考虑透盖处密封方式（毡圈、皮碗、油沟）； ⑤考虑轴上零件的定位与固定，轴承间隙调整等问题； ⑥绘制轴系结构方案示意图。 （4）组装轴系部件。根据轴系结构方案，从试验箱中选取合适零件并组装成轴系部件、检查所组装的轴系结构是否正确。 （5）绘制结构轴系草图。 （6）测量轴系结构尺寸（支座不用测量），并做好记录。 （7）将所有零件放入实验箱内的指定位臵，交还所借工具。 （8）根据结构草图及测量数据，在实验报告上按1:1比例绘制轴系结构装配图，要求装配关系表达正确，注明必要尺寸，填写标 题栏和明细表。 （9）写出实验报告。
轴系结构综合设计实验
实验五轴系结构综合设计实验 一、实验目的： 1. 了解机械传动装置中滚动轴承支撑轴系结构的基本类型和应用场合； 2. 根据各种不同的工作条件，初步掌握滚动轴承支撑轴系结构设计的基本方法。 3. 通过模块化轴系搭接实践，进一步掌握滚动轴承支撑轴系结构中工艺性、标 准化、轴系的润滑和密封等知识。 二、实验设备： 1、模块化轴系搭接系统：提供可实现多方案组合的基本轴段，以及轴系常用的零件如轴套、轴承、端盖、密封件，机架等； 2、测量与装拆工具； 三、实验内容： 实验题目见附表 四、实验步骤及要求： 1、根据装配草图选择模块化轴段，按照预定的设计方案，组装阶梯轴零件；该轴 应与草图中的轴一致或尽可能相近； 2、装配好轴承支座； 3、根据轴系结构设计装配草图，选用相应的轴上零部件，按照装配工艺要求顺序 装到轴上，完成轴系结构设计； 4、检查轴系结构设计是否合理，若发现错误或是不合理之处，应修改轴系结构设 计方案，并重新组装轴系结构；合理的轴系结构应满足： （1）、轴上零件应可靠地定位和固定（在轴向上及周向上）； （2）、轴上零件应符合装配工艺要求，装拆方便； （3）、轴的结构应具有良好的加工工艺性； （4）、轴承的组合设计要合理，应符合给定的设计条件，轴承间隙调整要检查轴承内外圈的固定方式，此时需特别注意该端轴承是作为固定端还是游动 端；轴承的装拆工艺性；轴承的润滑及密封；轴承间隙的调整等）；（5）、锥齿轮轴系和蜗轮轴系的位置在轴向上应能够调整，以满足啮合要求； 5、测绘各个零件的实际结构尺寸（底板不测绘，轴承座只测量轴向宽度）； 6、细心拆卸轴系各零部件，放回箱内并排列整齐；工具擦拭干净放回原处； 7、在实验报告上按1：1比例完成轴系结构装配图，符合制图标准，标注主要零 件的配合尺寸。（零件序号、标题栏可省略）。 五、思考题 1、为什么轴通常要做成中间大两头小的阶梯形状？如何区分轴上的轴颈，轴头 和轴身各轴段，它们的尺寸是如何确定的？对轴各段的过度部分和轴肩结构有何要求？ 2、轴承采用什么类型？选择的根据是什么？它们的布置和安装方式有何特点？
滚动轴承的组合结构设计
为保证轴承正常工作，除正确选择轴承类型和确定型号外，还需要合理的进行轴承的组合设计，主要解决轴系的轴向固定、轴承与相关零件的配合、间隙调整和润滑密封等方面的问题。 1．轴系支点的轴向固定型式 为保证滚动轴承轴系能正常传递轴向力且不发生串动，在轴上各零件定位固定的基础上，必须合理地设计轴系支点的轴向固定结构。 （1）两端单向固定 如图13、图14所示，轴系中的每个轴承分别承受轴系一个方向的轴向力，限制轴系的一个方向的移动，两个支点的轴承合起来就能承受轴系双向的轴向力，从而限制了轴系沿轴向的双向移动，这种固定方式称为两端单向固定。它适用于工作温度变化不大的短轴，为允许轴工作时有少量热膨胀，轴承安装时应留有0．25mm～0．4mm的轴向间隙，结构图上不必画出间隙。 （2）一端双向固定、一端游动 如图15a、b、c所示，轴系中一个支点为固定端，由单个轴承或轴承组承受轴系的双向轴向力，限制轴系的双向移动，另一个支点为游动端，能使轴沿轴向自由游动。为避免松脱，游动轴承内圈应与轴作轴向固定（常采用弹性挡圈）。用圆柱滚子轴承作游动支点时，轴承外圈要与机座作轴向固定，靠滚子与套图间的游动来保证轴的自由伸缩。这种固定方式适用于较长的轴或工作温度变化大的轴，此时轴的热膨胀伸缩量大。
图15一端固定、一端游动轴系 （3）两端游动 要求能左右双向游动的轴，可采用两端游动的轴系结构。图16为人字齿轮传动的高速主动轴，为了自动补偿轮齿两侧螺旋角的制造误差，使轮齿受力均匀，采用允许轴系左右少量轴向游动的结构，故两端都选用圆柱滚子轴承。与其相啮合的低速齿轮轴系则必须两端固定，以便两轴都得到轴向定位。 轴承在轴上的轴向定位常用轴肩或套筒，定位端面应与轴线有较好的垂直度。为保证可靠定位，轴肩圆角半径rl必须小于轴承的圆角半径r。轴肩高度通常不大于内圈高度的3/4，过高不便于轴承拆卸（图17）。 图16两端游动轴系 轴承内圈的轴向固定可选用轴端挡圈、圆螺母、轴用弹性挡圈等结构（18）。外圈可采用机座孔端面、孔用弹性挡圈、压板、端盖等形式固定（19）。
组合轴系结构设计实验任务书
实验五、组合轴系结构设计实验 （设计性实验） 一、实验目的： 1.了解轴和轴承部件结构。 2.掌握不同转速、载荷、的传动零件轴系结构的设计方法。 3.加深理解轴上零件的安装固定润滑密封的各种方法。 二、实验设备：组合式轴系结构设计实验箱 本实验箱内共有传动零件、连接零件、密封件、润滑零件、轴承等8类40 种100多件零件。具体见下表： 三、实验步骤： 1.根据实验指导书上提供的原始条件（如齿轮类型、载荷、转速、结构要求 等）、自行选择合适的传动零件。 2.根据轴系结构设计的思路进行模拟设计及装配。 ①确定传动零件的轴上固定方法、支撑方式、润滑方式。 ②根据设计思路选择合适的零件组装成轴系结构。 50
③将组装好的轴系结构交指导老师检查。 3.在装配好的基础上绘制出轴系部件装配图。(至少完成五种组合轴系结构图) 四、实验内容、原始条件： * 该实验为考核性实验，要求学生在规定的时间内自行完成实验内容要求，方法步骤自定。 五、实验结果分析讨论 1.轴作成阶梯形状的目的主要是和。 2.轴外伸端轴承内圈的轴向定位方法有、 外圈轴向定位方法有， 他与轴采用配合。 3.轴承型号7204属于类型，轴承周向定位方法是， 它采用作润滑剂，其密封方式是， 轴承轴向间隙用调整。 4.齿轮与其配合的轴采用配合，周向用固定。 5.齿轮的轴向定位方法是，而周向的定位方法是 ，他的轮毂宽度B与配合的轴的长度L要满足条件，齿轮内孔倒角C1与配合轴肩处的圆角R1要满足的条件。 6.轴系部件在箱体上采用定位，用和 固定，其位置调整用。
五、实验内容、原始条件： * 该实验为考核性实验，要求学生在规定的时间内自行完成实验内容要求，方法步骤自定。 五、实验结果分析讨论 1.轴作成阶梯形状的目的主要是和。 2.轴外伸端轴承内圈的轴向定位方法有、 外圈轴向定位方法有， 他与轴采用配合。 3.轴承型号7204属于类型，轴承周向定位方法是， 它采用作润滑剂，其密封方式是， 轴承轴向间隙用调整。 4.齿轮与其配合的轴采用配合，周向用固定。 5.齿轮的轴向定位方法是，而周向的定位方法是 ，他的轮毂宽度B与配合的轴的长度L要满足条件，齿轮内孔倒角C1与配合轴肩处的圆角R1要满足的条件。 6.轴系部件在箱体上采用定位，用和 固定，其位置调整用。 51
滚动轴承设计
习题与参考答案 一、复习思考题 1 在机械设备中为何广泛采用滚动轴承？ 2 向心角接触轴承为什么要成对使用、反向安装？ 3 进行轴承组合设计时，两支点的受力不同，有时相差还较大，为何又常选用尺寸相同的轴承？ 4 为何调心轴承要成对使用，并安装在两个支点上？ 5 推力球轴承为何不宜用于高速？ 6 以径向接触轴承为例，说明轴承内、外圈为何采用松紧不同的配合。 7 为什么轴承采用脂润滑时，润滑脂不能充满整个轴承空间？采用浸油润滑时，油面不能超过最低滚动体的中心？ 8 轴承为什么要进行极限转速计算？计算条件是什么？ 9 试说明轴承代号6210的主要含义。 10 题10图示的简支梁与悬臂梁用圆锥滚子轴承支承，试分析正装和反装对轴系的刚度有何影响。 题10图 二、选择题(从下列各小题给出的A、B、C、D答案中任选一个) 1 若转轴在载荷作用下弯曲较大或轴承座孔不能保证良好的同轴度，宜选用类型代号为的轴承。
A. 1或2 B. 3或7 C. N或NU D. 6或NA 2 一根轴只用来传递转矩，因轴较长采用三个支点固定在水泥基础上，各支点轴承应选用。 A. 深沟球轴承 B. 调心球轴承 C. 圆柱滚子轴承 D. 调心滚子轴承 3 滚动轴承内圈与轴颈、外圈与座孔的配合。 A. 均为基轴制 B. 前者基轴制，后者基孔制 C. 均为基孔制 D. 前者基孔制，后者基轴制 4 为保证轴承内圈与轴肩端面接触良好，轴承的圆角半径r与轴肩处圆角半径r1应满足的关系。 A. r=r1 B. r＞r l C. r＜r1 D. r≤r l 5 不宜用来同时承受径向载荷和轴向载荷。 A. 圆锥滚子轴承 B. 角接触球轴承 C. 深沟球轴承 D. 圆柱滚子轴承 6 只能承受轴向载荷。 A. 圆锥滚子轴承 B. 推力球轴承 C. 滚针轴承 D. 调心球轴承 7 通常应成对使用。 A. 深沟球轴承 B. 圆锥滚子轴承 C. 推力球轴承 D. 圆柱滚子轴承 8 跨距较大并承受较大径向载荷的起重机卷筒轴轴承应选用。 A. 深沟球轴承 B. 圆锥滚子轴承 C. 调心滚子轴承 D. 圆柱滚子轴承 9 不是滚动轴承预紧的目的。 A. 增大支承刚度 B. 提高旋转精度 C. 减小振动噪声 D. 降低摩擦阻力 10 滚动轴承的额定寿命是指同一批轴承中的轴承能达到的寿命。 A. 99％ B. 90％ C. 95％ D. 50％ 11 适用于多支点轴、弯曲刚度小的轴及难于精确对中的支承。 A. 深沟球轴承 B. 圆锥滚子轴承 C. 角接触球轴承 D. 调心轴承 12 角接触轴承承受轴向载荷的能力，随接触角 的增大而。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不定 13 某轮系的中间齿轮（惰轮）通过一滚动轴承固定在不转的心轴上，轴承内、外圈的配合应满足。
滚动轴承的组合设计
第一讲 一、教学目标 （一）能力目标 能判断常用滚动轴承的类型；理解其代号的含义；会选用滚动轴承 （二）知识目标 1.了解滚动轴承的类型、特点，掌握滚动轴承的代号 2.掌握滚动轴承的选择 二、教学内容 滚动轴承的类型、代号及选用 三、教学的重点与难点 重点：滚动轴承的类型、特点及代号。 难点：滚动轴承类型的选择。 四、教学方法与手段 采用多媒体教学（加动画演示），结合教具，提高学生的学习兴趣。 14.1 轴承的功用和类型 轴承的功用：支承轴及轴上的旋转零件，使其回转并保证一定的旋转精度，减少相对摩擦和磨损。 轴承的分类：按摩擦的性质分，轴承可分为滑动轴承和滚动轴承。 滑动轴承滚动轴承 14.2 滚动轴承的组成、类型及特点 滚动轴承是标准件，由专业工厂生产。设计时只需根据轴承工作条件选用合适的类型和
尺寸的滚动轴承，进行寿命计算，并对轴承的安装、润滑、密封给予合理设计和安排。 滚动轴承的特点 优点： 1）f小起动力矩小，η高； 2）运转精度高（可用预紧方法消除游隙）； 3）轴向尺寸小； 4）某些轴能同时承受Fr和Fa，使机器结构紧凑； 5）润滑方便、简单、易于密封和维护； 6）互换性好（标准零件） 缺点： 1）承受冲击载荷能力差； 2）高速时噪音、振动较大； 3）高速重载寿命较低； 4）径向尺寸较大（相对于滑动轴承） 应用：广泛应用于中速、中载和一般工作条件下运转的机械设备。 14.2.1 滚动轴承的组成 滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体和保持架所组成。 滚动体的形状短圆柱形 柱形长圆柱形 螺旋滚子滚柱轴承 圆锥滚子
鼓形滚子 滚针 保持架是使滚动体等距分布，并减少滚动体间的摩擦和磨损。 滚动轴承的材料：内、外圈、滚动体—GCr15、GCr15-SiMn等轴承钢，热处理后硬度HRC60~65；保持架：低碳钢、铜合金或塑料、聚四氟乙烯。 14.2.2 滚动轴承的基本类型及特点 接触角α：滚动体与外圈内滚道接触点的法线方向与轴承径向平面所夹的角。 滚动轴承按能承受的负荷方向或公称接触角 不同，可分为向心轴承和推力轴承。向心轴承又可以分为径向接触轴承（α＝0）和角接触向心轴承（0＜α＜45）推力轴承又可以分为轴向接触轴承（α＝90）和角接触推力轴承（45＜α＜90） 径向接触轴承：只能承受径向载荷，不能承受轴向载荷； 角接触向心轴承：既能承受径向载荷，也能承受一定的轴向载荷； 轴向接触轴承：只能承受轴向载荷，不能承受径向载荷； 角接触推力轴承：既能承受轴向载荷，也能承受一定的径向载荷 14.3 滚动轴承的代号 滚动轴承是标准件，GB272／T-93规定了轴承代号的表示方法。轴承代号由基本代号、前置代号和后置代号三部分构成。 14.3.1 基本代号 由类型代号、尺寸系列代号和内径代号组成。 类型代号由一位(或两位)数字或英文字母表示，其相应的轴承类型参阅设计手册。 尺寸系列代号由两位数字组成。前一个数字表示向心轴承的宽度或推力轴承的高度；后一个数字表示轴承的外径。直径系列代号为7表示超特轻；8、9表示超轻；0、1表示特轻；2表示轻；3表示中；4表示重；5表示特重；宽度系列代号为0表示窄型；1表示正常；2
实验三 组合轴系结构设计实验
实验三组合轴系结构设计实验 1 实验目的 （1）了解并掌握轴、轴承、轴系结构； （2）了解轴上零件的功能、定位、固定方式、结构及装配； （3）熟悉并掌握轴系结构设计中有关轴的结构设计、滚动轴承组合设计的基本方法； （4）建立对轴系结构的感性认识及巩固所学轴系结构设计的理论知识。 2 实验内容 （1）指导教师根据实验箱中的说明书选择性安排每组的实验内容或学生自主拟定实现的轴系结构功能及其设计方案； （2）进行轴的结构设计与滚动轴承组合设计，每组学生根据实验题号的要求，进行轴系结构设计，解决轴承类型选择、轴上零件定位、固定轴承安装与调节、润滑及密封等问题； （3）绘制轴系结构装配图； （4）经指导教师检查后，再按照拟定方案进行轴系结构的装配，并分析其特点。 3 实验设备和仪器 1、实验设备 组合式轴系结构设计分析实验箱，如图1所示，由8类40种200个零件组成，零件材料为铝合金加工。供学生按照设计思路进行装配和模拟设计，能方便的组合出多种轴系结构方案。 图1 组合轴系结构设计实验箱 2、测量及绘图工具 钢尺、游标卡尺、内外卡钳、铅笔、三角板等。 3 实验方法与步骤 1、明确实验内容，理解设计要求； 2、复习有关轴的结构设计与轴承组合设计的内容与方法； 3、构思轴系结构方案 （1）根据齿轮类型选择滚动轴承型号； （2）确定支承轴向固定方式（两端固定：一端固定、一端游动）；
（3）根据齿轮圆周速度（高、中、低）确定轴承润滑方式（脂润滑、油润滑）； （4）选择端盖形式（凸缘式、嵌入式）并考虑透盖处密封方式（毡圈、皮碗、油沟）； （5）考虑轴上零件的定位与固定，轴承间隙调整等问题； （6）绘制轴系结构方案示意图。 4、组装轴系部件 根据轴系结构方案，从实验箱中选取合适零件并组装成轴系部件、检查所设计组装的轴系结构是否正确。 5、绘制轴系结构草图。 6、测量零件结构尺寸（支座不用测量），并作好记录。 7、将所有零件放入实验箱内的规定位置，交还所借工具。 8、根据结构草图及测量数据，在实验报告上用1:1比例绘制轴系结构装配图，要求装配关系表达正确，注明必要尺寸（如支承跨距、齿轮直径与宽度、主要配合尺寸），填写标题栏和明细表。 9、写出实验报告。 5 实验结果处理