旋转支承的选择与设计
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抗振性好； 成本低。
二.圆柱支承
接触面大，承载 大；
方向精度、置中 精度差；
摩擦阻力矩较大；
1-轴肩；2-轴套；3-锥孔
止推圆柱支承结构
当需要准确的轴向定 位时，常在运动件的中心 孔和止推面之间放一滚珠 做轴向定位，如图a所示。
若利用轴套端面的滚 珠做轴向定位，如图b， 承载能力大，运动件稍有 偏心时不会引起晃动。
液体静压轴承工作原理
液体静压轴承工作原理 1、2、3、4-油腔；5-金属薄膜；6-圆盒；7-回油槽；8-轴套
磁悬浮轴承工作
磁悬浮轴承工作原理 1-信号输入；2-调节器；3-功率放大器；4-位移传感器；5-定子；6-转子
三、提高轴系性能的措施 1. 提高轴系的旋转精度
提高其旋转精度的主要措施有： ①提高轴颈与架体(或箱体)支承的加工精度； ②用选配法提高轴承装配与预紧精度， ③轴系组件装配后对输出端轴的外径、端面及内孔通过互 为基准进行精加工。
半运动学圆柱支承
对置中精度要求很高时，采 用运动学圆柱支承。这种支承采 用五个适当的支点，限制其五个 自由度，使运动只保留一个绕其 轴线转动的自由度。
为了克服点接触局部压力大 的缺点，常采用小的面接触或线 接触代替点接触。
三. 圆锥支承
圆锥支承的方向精度 和置中精度较高，承载能 力较强。但摩擦阻力矩也 较大。磨损后可借助轴向 位移自动补偿间隙。
1.作用 机座或机架是支承其它零部件并保证各零部件相
对位置准确的基础部件。 2.基本要求: 提高刚度； 提高抗振性； 减小热变形； 提高稳定性； 工艺性。
此外，还有经济性、人机工程等方面的要求。
2.基本要求 （1）提高刚度
静刚度包括：自身刚度、局部刚度和接触刚度。 ①提高自身刚度
自身刚度是机架或机座本身受拉、压、扭、弯等载荷 后产生的变形，其中扭转变形和弯曲变形是主要的；
1. 球面支承 球面支承的接触面是一条狭窄的球面带，轴除自转外，还可轴
向摆动一定角度。由于接触表面很小，宜于低速、轻载场合采用。
2.顶针支承
顶针支承的轴颈和轴承在半径很小的狭窄环形表面上接 触，摩擦阻力矩较小。但单位压力很大，润滑油从接触处被 挤出。因此，用润滑降低摩擦阻力矩的作用不大，故顶针支 承宜用于低速、轻载的场合。
旋转精度 、刚度与抗振性 、热变形
旋转精度是指在装配之后，在无负载、低速旋转的条件 下，轴前端wenku.baidu.com径向跳动和轴向窜动量。
轴系的刚度反映了轴系组件抵抗静、动载荷变形的能力。
轴系的振动表现为强迫振动和自激振动两种形式。其振 动原因有轴系组件质量不匀引起的动不平衡、轴的刚度及单 向受力等；它们直接影响旋转精度和轴承寿命。
一. 轴系设计的基本要求
轴系由轴及安装在轴上的齿轮、带轮等传 动部件组成，有主轴轴系和中间传动轴轴系。 轴系的主要作用是传递转矩及精确的回转运动， 它直接承受外力(力矩)。对于中间传动轴系一 般要求不高。而对于完成主要作用的主轴轴系 的旋转精度、刚度、热变形及抗振性等的要求 较高。包括:旋转精度、刚度与抗振性、热变 形。
轴系的受热会使轴伸长或使轴系零件间隙发生变化，影 响整个传动系统的传动精度、旋转精度及位置精度。又由于 温度的上升会使润滑油的粘度发生变化，使滑动或滚动轴承 的承载能力降低。
二、轴(主轴)系用轴承的类型与选择
标准滚动轴承 深沟球轴承 双列向心短圆柱滚子轴承 圆锥滚子轴承 推力轴承
双列向心短圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、双列推力球轴承图
2. 提高轴系组件的刚度与抗振性
提高其抗振性的主要措施有： ①提高轴系组件的固有振动频率、刚度和阻尼，通过计算 或试验来预测其固有振动频率，当阻尼很小时，应使其固 有振动频率远离强迫振动频率，以防止共振。一般讲，刚 度越高、阻尼越大，则激起的振幅越小。 ②消除或减少强迫振动振源的干扰作用。构成轴系的主要 零部件均应进行静态和动态平衡，选用传动平稳的传动件、 对轴承进行合理预紧等。 ③采用吸振、隔振和消振装置。
常用于铅垂轴且承受 轴向力。
圆锥支承结构图
四、 填入式滚动支承
当标准滚珠轴承不能满足结构上的使用要求时，常采用非标 准滚珠轴承(即填入式滚珠支承)。这种支承一般没有内圈和外围， 仅在相对运动的零件上加工出滚道面，用标准滚珠散装在滚道内。
填入式滚动支承形式图
专用填入式滚珠支承图
五、 其他形式支承
a.合理选择截面形状和尺寸。封闭空心截面结构的自身 刚度比实心的大；矩形截面的抗弯刚度比圆形大，而抗扭 刚度比圆形小；横截面不变时，减小壁厚，增大轮廓尺寸， 可以提高刚度；封闭截面刚度比不封闭截面大；
b.合理布置肋板和加强肋。为便于铸造清砂及零部件的装 配、调整，需要在机座上开“窗口”而使刚度降低，为此， 应增加肋板或加强肋以提高刚度，其形式如图所示。
滚动摩擦支承按其结构特点又可分为 填入式滚珠支承 刀口支承
各种支承结构简图
2.对旋转支承的要求 方向精度和置中精度高；方向精度是
指运动件转动时，其轴线与承导件的轴线产 生倾斜的程度。置中精度是指在任意截面上， 运动件的中心与承导件的中心之间产生偏移 的程度。
摩擦阻力矩小； 许用载荷大； 对温度变化的敏感性低； 耐磨性高，磨损后可补偿；
3.减少轴系组件的热变形措施
合理选用轴承类型和精度，并提高相关制造和装配的 质量； 采取适当的润滑方式可降低轴承的温升； 采用热隔离、热源冷却和热平衡方法以降低温度的升 高。
第八节 机电一体化系统的机座或机架
一. 机座或机架的作用及基本要求 二. 机座的材料选择
一、 机座或机架的作用及基本要求
第六节 旋转支承的选择与设计
一.旋转支承的种类及基本要求 二.圆柱支承 三.圆锥支承 四.填入式滚动支承 五.其他形式支承
一.旋转支承的种类及基本要求
1.旋转支承的种类 按摩擦性质分为： （1）滑动支承 （2）滚动支承 （3）气体(或液体)支承 （4）弹性支承
其中的滑动摩擦支承按其结构特点又可分为 圆柱支撑 圆锥支撑 球面支撑 顶针支承
3. 刀口支承 当零件摆动角度不超过容许值(8°0°)时，刀口支承
中的摩擦是纯滚动摩擦，摩擦和磨损很小。多用于摆动角 度不大的场合。
4. 弹性支撑 弹性支撑的弹性阻力
矩极小，能在振动情况下 工作，宜于精度不高的摆 动机构。如图所示的钟摆 结构的弹簧片就是弹性支 撑。
第七节 轴系部件的选择与设计
二.圆柱支承
接触面大，承载 大；
方向精度、置中 精度差；
摩擦阻力矩较大；
1-轴肩；2-轴套；3-锥孔
止推圆柱支承结构
当需要准确的轴向定 位时，常在运动件的中心 孔和止推面之间放一滚珠 做轴向定位，如图a所示。
若利用轴套端面的滚 珠做轴向定位，如图b， 承载能力大，运动件稍有 偏心时不会引起晃动。
液体静压轴承工作原理
液体静压轴承工作原理 1、2、3、4-油腔；5-金属薄膜；6-圆盒；7-回油槽；8-轴套
磁悬浮轴承工作
磁悬浮轴承工作原理 1-信号输入；2-调节器；3-功率放大器；4-位移传感器；5-定子；6-转子
三、提高轴系性能的措施 1. 提高轴系的旋转精度
提高其旋转精度的主要措施有： ①提高轴颈与架体(或箱体)支承的加工精度； ②用选配法提高轴承装配与预紧精度， ③轴系组件装配后对输出端轴的外径、端面及内孔通过互 为基准进行精加工。
半运动学圆柱支承
对置中精度要求很高时，采 用运动学圆柱支承。这种支承采 用五个适当的支点，限制其五个 自由度，使运动只保留一个绕其 轴线转动的自由度。
为了克服点接触局部压力大 的缺点，常采用小的面接触或线 接触代替点接触。
三. 圆锥支承
圆锥支承的方向精度 和置中精度较高，承载能 力较强。但摩擦阻力矩也 较大。磨损后可借助轴向 位移自动补偿间隙。
1.作用 机座或机架是支承其它零部件并保证各零部件相
对位置准确的基础部件。 2.基本要求: 提高刚度； 提高抗振性； 减小热变形； 提高稳定性； 工艺性。
此外，还有经济性、人机工程等方面的要求。
2.基本要求 （1）提高刚度
静刚度包括：自身刚度、局部刚度和接触刚度。 ①提高自身刚度
自身刚度是机架或机座本身受拉、压、扭、弯等载荷 后产生的变形，其中扭转变形和弯曲变形是主要的；
1. 球面支承 球面支承的接触面是一条狭窄的球面带，轴除自转外，还可轴
向摆动一定角度。由于接触表面很小，宜于低速、轻载场合采用。
2.顶针支承
顶针支承的轴颈和轴承在半径很小的狭窄环形表面上接 触，摩擦阻力矩较小。但单位压力很大，润滑油从接触处被 挤出。因此，用润滑降低摩擦阻力矩的作用不大，故顶针支 承宜用于低速、轻载的场合。
旋转精度 、刚度与抗振性 、热变形
旋转精度是指在装配之后，在无负载、低速旋转的条件 下，轴前端wenku.baidu.com径向跳动和轴向窜动量。
轴系的刚度反映了轴系组件抵抗静、动载荷变形的能力。
轴系的振动表现为强迫振动和自激振动两种形式。其振 动原因有轴系组件质量不匀引起的动不平衡、轴的刚度及单 向受力等；它们直接影响旋转精度和轴承寿命。
一. 轴系设计的基本要求
轴系由轴及安装在轴上的齿轮、带轮等传 动部件组成，有主轴轴系和中间传动轴轴系。 轴系的主要作用是传递转矩及精确的回转运动， 它直接承受外力(力矩)。对于中间传动轴系一 般要求不高。而对于完成主要作用的主轴轴系 的旋转精度、刚度、热变形及抗振性等的要求 较高。包括:旋转精度、刚度与抗振性、热变 形。
轴系的受热会使轴伸长或使轴系零件间隙发生变化，影 响整个传动系统的传动精度、旋转精度及位置精度。又由于 温度的上升会使润滑油的粘度发生变化，使滑动或滚动轴承 的承载能力降低。
二、轴(主轴)系用轴承的类型与选择
标准滚动轴承 深沟球轴承 双列向心短圆柱滚子轴承 圆锥滚子轴承 推力轴承
双列向心短圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、双列推力球轴承图
2. 提高轴系组件的刚度与抗振性
提高其抗振性的主要措施有： ①提高轴系组件的固有振动频率、刚度和阻尼，通过计算 或试验来预测其固有振动频率，当阻尼很小时，应使其固 有振动频率远离强迫振动频率，以防止共振。一般讲，刚 度越高、阻尼越大，则激起的振幅越小。 ②消除或减少强迫振动振源的干扰作用。构成轴系的主要 零部件均应进行静态和动态平衡，选用传动平稳的传动件、 对轴承进行合理预紧等。 ③采用吸振、隔振和消振装置。
常用于铅垂轴且承受 轴向力。
圆锥支承结构图
四、 填入式滚动支承
当标准滚珠轴承不能满足结构上的使用要求时，常采用非标 准滚珠轴承(即填入式滚珠支承)。这种支承一般没有内圈和外围， 仅在相对运动的零件上加工出滚道面，用标准滚珠散装在滚道内。
填入式滚动支承形式图
专用填入式滚珠支承图
五、 其他形式支承
a.合理选择截面形状和尺寸。封闭空心截面结构的自身 刚度比实心的大；矩形截面的抗弯刚度比圆形大，而抗扭 刚度比圆形小；横截面不变时，减小壁厚，增大轮廓尺寸， 可以提高刚度；封闭截面刚度比不封闭截面大；
b.合理布置肋板和加强肋。为便于铸造清砂及零部件的装 配、调整，需要在机座上开“窗口”而使刚度降低，为此， 应增加肋板或加强肋以提高刚度，其形式如图所示。
滚动摩擦支承按其结构特点又可分为 填入式滚珠支承 刀口支承
各种支承结构简图
2.对旋转支承的要求 方向精度和置中精度高；方向精度是
指运动件转动时，其轴线与承导件的轴线产 生倾斜的程度。置中精度是指在任意截面上， 运动件的中心与承导件的中心之间产生偏移 的程度。
摩擦阻力矩小； 许用载荷大； 对温度变化的敏感性低； 耐磨性高，磨损后可补偿；
3.减少轴系组件的热变形措施
合理选用轴承类型和精度，并提高相关制造和装配的 质量； 采取适当的润滑方式可降低轴承的温升； 采用热隔离、热源冷却和热平衡方法以降低温度的升 高。
第八节 机电一体化系统的机座或机架
一. 机座或机架的作用及基本要求 二. 机座的材料选择
一、 机座或机架的作用及基本要求
第六节 旋转支承的选择与设计
一.旋转支承的种类及基本要求 二.圆柱支承 三.圆锥支承 四.填入式滚动支承 五.其他形式支承
一.旋转支承的种类及基本要求
1.旋转支承的种类 按摩擦性质分为： （1）滑动支承 （2）滚动支承 （3）气体(或液体)支承 （4）弹性支承
其中的滑动摩擦支承按其结构特点又可分为 圆柱支撑 圆锥支撑 球面支撑 顶针支承
3. 刀口支承 当零件摆动角度不超过容许值(8°0°)时，刀口支承
中的摩擦是纯滚动摩擦，摩擦和磨损很小。多用于摆动角 度不大的场合。
4. 弹性支撑 弹性支撑的弹性阻力
矩极小，能在振动情况下 工作，宜于精度不高的摆 动机构。如图所示的钟摆 结构的弹簧片就是弹性支 撑。
第七节 轴系部件的选择与设计