课件制作官德娟等
机械工业出版
社
第十八章
轴系部件的结构设计
本章主要内容
第一节概述
第二节滚动轴承支承的结构设计第三节轴承部件的润滑与密封
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
2、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
4、掌握轴承部件的定位与调整方法
本章重点难点
轴及滚动轴承轴系结构设计(结构图）
第一节概述轴承轴
轴系零部件
组成：
支承传动零件的旋转
传递运动和动力
作用:
一般原则
（明确、简单、安全）
功能要求
加工工艺性要求轴系部件结构
设计应满足
装配要求
标准化要求第一节概述
轴系部件结构设计的要求经济性要求
第一节概述轴系部件结构设计的主要内容
确定支承零件与轴的位置尺寸及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定位与调整方法
一、滚动轴承在支承（轴系）结构中的配置
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，轴的支承跨距较小的情况。
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
图18－1
两端单向固定配置支承方案之一图18－2 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
（二）一端双向固定，另一端游动
适用于跨距较大、工作温度高、
轴的热伸长较大的情况。
图18－4一端双向固定，另一端游动支
承方案之一
图18－3 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
（二）一端双向固定，另一端游动
（三）两端游动
人字齿轮中的一根应采用两端游动支承结构。
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。
也可采用角接触球轴承和
圆锥滚子轴承的组合结构。
图18－6 一端双向固定，另一端游动支
承方案之四
图18－5 一端双向固定，另一端游动
支承方案之三
内圈轴向固定的常用方法：
1）采用轴肩；2）采用轴用弹性挡圈；3）采用圆螺母和止动垫圈；
4）采用轴端挡圈；5）采用紧定衬套、止动垫圈和圆螺母。
适用于光轴上轴向力和转速都不大的情况。
图18 －7 滚动轴承的内圈轴向固定方法
a）轴用弹性挡圈b）圆螺母和止动垫圈c）轴端挡圈d）紧定衬套、止动垫圈和圆螺母
外圈轴向固定的常用方法：
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；2）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；
3）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，且转速高和轴向力大的情况。
a）孔用弹性挡圈b）轴向弹性挡圈c）轴承盖d）螺纹环
图18－8 滚动轴承的外圈轴向固定方法
三、轴承游隙及轴上零件位置的调整
轴承间隙的调整：
1）靠增减轴承盖下的调整垫片来调整（图18－5）
2）利用轴承盖上的调整螺钉和外圈压盖来调整（图18－9
）
图18－5 一端双向固定，另一端游动支承
方案之三图18－9 采用调整螺钉和外圈压盖来
实现轴承间隙的调整
三、轴承游隙及轴上零件位置的调整（续）
轴承间隙的调整：
3）齿轮轴靠圆螺母来调整，但会削弱轴的强度(图18－10a)。
图18－10a 两种小锥齿轮支承结构
第二节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
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。
图18－10b 两种小锥齿轮支承结构
四、提高轴系支承的刚度
轴安装轴承的外壳或轴承座
轴承装置的其他受力零件
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。
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18－11
所示（见下页）
四、提高轴系支承的刚度（续）
图18 －11 滚动轴承常用的预紧方法
五、滚动轴承的配合与装配
滚动轴承的配合
内圈与轴—基孔制；
基准制
外圈与孔—基轴制。
滚动轴承配合和它的基准面偏差
见表18－12
图18 －12 滚动轴承配合和它的基准面偏差
五、滚动轴承的配合与装配
滚动轴承的装配
图18 －13 小型轴承的安装
图18 －14 采用液力加压装置安装轴承图18 －15 轴承的拆卸工具
第三节
轴承部件的润滑与密封一、滑动轴承的润滑4)(22ρ
πB d D Q -=3
m k p v =根据k 值选择润滑方式
油量的计算：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，高速条件下的供油量为
DB
q )15.0~06.0(=DB q )006.0~003.0(=低速条件下的供油量为
二、滚动轴承的润滑
由dn值选择润滑方式
选择润滑剂种类：
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
油润滑的润滑方式: 滴油润滑
浸油润滑
压力喷油润滑油雾润滑
三、导轨的润滑
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18－1
（一）毡圈密封
图18 －16 毡圈密封
四、支承部件的密封设计（续）（二）密封圈密封图18 －17 密封圈1 －轴 2 －壳体 3 －密封圈
图18 －18 O 型密封圈的“胶料挤出”现
象的发生及防止
a ）“胶料挤出”现象的产生
b ）加装挡环防止“胶料挤出”现象的产生图18 －19 密封圈转动扭曲损坏及防止
a ）密封圈的转动扭曲
b ）采用矩形密封圈
c ）采用X
形密封圈
四、支承部件的密封设计（三）唇形密封
图18 －21 J 形骨架型唇形密封
图18 －20 O形密封圈密封位置改变a）径向位置密封b
）端面位置密封
第三节轴承部件的润滑与密封
四、支承部件的密封设计
（三）唇形密封（续）
图18 －22 不同类型流体介质的密封结构图18 －23 聚四氟乙烯（PTFE）材料制
成的皮碗密封
第三节
轴承部件的润滑与密封四、支承部件的密封设计（续）
（四）迷宫密封图18 －26
滚动轴承的组合密封
图18 －24 间隙密封
图18 －25
曲路密封。