机械设计大作业轴承部件的设计doc
机械设计基础中的轴承选择与设计
机械设计基础中的轴承选择与设计轴承在机械设计中扮演着至关重要的角色，它们能够有效地支撑和减少机械装置中的摩擦。
在机械设计的过程中，选择和设计合适的轴承是确保机械设备顺利运行的关键。
本文将探讨轴承的基本原理、轴承的选择方法以及轴承的设计要点。
一、轴承的基本原理轴承是一种用于减少运动摩擦的装置，它通常由内圈、外圈和滚动体组成。
内圈固定在轴上，外圈固定在轴承座上，而滚动体则在内圈和外圈之间运动。
轴承通过滚动体的滚动来承受和传递载荷，从而减少了机械装置中的摩擦。
二、轴承的选择方法轴承的选择涉及到多个因素，包括载荷、转速、工作环境以及安装和维护的要求。
下面是一些常用的轴承选择方法：1. 轴承载荷计算：根据机械装置的使用情况，计算所需承受的径向载荷和轴向载荷。
载荷的大小将影响轴承的尺寸和类型选择。
2. 轴承的寿命计算：根据设计寿命要求，选择具有足够寿命的轴承。
寿命的计算需要考虑载荷、转速和轴承的材料等因素。
3. 轴承的转速限制：根据机械装置的运行速度，在转速范围内选择合适的轴承。
转速过高会导致轴承过热和损坏。
4. 轴承的工作环境：考虑机械装置的工作环境，包括温度、湿度、腐蚀性气体等因素，选择耐腐蚀和适应环境变化的轴承。
5. 轴承的安装和维护要求：根据机械装置的安装和维护要求，选择易于安装和维护的轴承。
注意轴承的安装方法和润滑方式等因素。
三、轴承的设计要点在进行轴承设计时，需要考虑以下几个重要的要点：1. 轴承的几何尺寸：确定轴承的内径、外径和宽度等几何尺寸。
合理的几何尺寸能够确保轴承在承受载荷时保持稳定。
2. 轴承的材料选择：选择适合工作条件的轴承材料，包括轴承内圈、外圈和滚动体的材料。
常见的轴承材料有钢、陶瓷和塑料等。
3. 轴承的润滑方式：确定轴承的润滑方式，包括油润滑和脂润滑。
润滑方式的选择应考虑机械装置的运行速度和工作环境等因素。
4. 轴承的密封方式：选择适当的轴承密封方式，以防止外界杂质进入轴承并确保润滑油或脂膜的有效性。
机械设计基础机械设计中的轴承选择与设计
机械设计基础机械设计中的轴承选择与设计机械设计基础机械设计中的轴承选择与设计在机械设计中，轴承的选择与设计是至关重要的一环。
轴承的优良性能直接影响着机械设备的运行效率、稳定性和寿命。
本文将介绍机械设计中轴承的选择原则和设计方法，以及润滑、密封和安装等相关注意事项。
一、轴承的选择原则1. 载荷计算：根据机械装置的工作条件、工作环境和工作要求，确定轴承所需承受的载荷类型和大小。
轴承的额定动载荷和静载荷是评价其承载能力的关键指标。
2. 转速要求：根据机械设备的转速要求和运行状态，选择适合的轴承类型。
普通轴承适用于低速转动，而高速轴承则需要具备优异的回转精度和高速稳定性。
3. 轴承的寿命：确定机械设备的使用寿命要求，并通过计算和选择合适的轴承型号和尺寸来满足寿命要求。
常用的寿命计算方法有L10寿命计算方法和相当静载荷（P0）法等。
4. 安装尺寸：根据机械设备的结构尺寸和安装空间，选择合适的轴承外形尺寸和结构形式。
常见的轴承结构形式包括深沟球轴承、圆柱滚子轴承和角接触球轴承等。
5. 环境适应性：考虑机械设备的工作环境，选择适应特定工况需求的轴承材料和润滑方式。
常见的轴承材料有高碳铬钢、不锈钢、聚四氟乙烯和陶瓷等。
二、轴承的设计方法1. 载荷分析：通过对机械装置的工作原理和受力情况的分析，确定主要受力部位和受力方向，进而计算出轴承所需的载荷大小和方向。
2. 选型计算：根据已确定的载荷和工作条件，借助轴承手册或专业软件进行选型计算。
选型时需要考虑轴承额定动载荷、静载荷、转速限制和寿命等参数。
3. 轴承布局：根据机械设备的结构特点和轴承的尺寸，确定轴承的布局方式。
合理的轴承布局可以提高机械设备的传动效率和稳定性。
4. 轴承内部设计：根据轴承所承受的载荷和运行条件，设计轴承内部结构，包括滚动体数量、尺寸、角接触、接触角度和保持架等参数。
三、润滑、密封和安装1. 润滑方式：根据工作条件和轴承的要求，选择合适的润滑方式。
哈工大_机械设计大作业_轴系部件设计_5.3.5
Harbin Institute of Technology机械设计大作业题目：轴系部件设计院系：机电工程学院班级：指导老师：姓名：学号：©哈尔滨工业大学目录一、材料选择 (3)二、初算轴径 (4)三、轴系结构设计 (4)3.1轴承部件的结构型式及主要尺寸 (4)3.2及轴向固定方式 (4)3.3选择滚动轴承类型 (4)3.4 轴的结构设计 (5)3.5 键连接设计 (5)四、轴的受力分析 (6)4.1 画出轴的结构和受力简图 (6)4.2 计算支承反力 (6)4.3 画出弯矩图 (7)4.4 画出扭矩图 (7)五、校核轴的强度 (8)六、校核键连接强度 (9)七、校核轴承寿命 (9)7.1 当量动载荷 (9)7.2 校核轴承寿命 (9)八、轴上的其他零件 (10)8.1 毡圈 (10)8.2 两侧挡油板 (10)8.3 轴承端盖螺钉连接 (10)九、轴承端盖设计 (10)9.1 透盖 (10)9.2 轴承封闭端盖 (10)十、轴承座 (10)十一、参考文献 (11)轴系部件设计任务书题目: 设计绞车（带棘轮制动器）中的齿轮传动高速轴轴系部件结构简图见下图:。
原始数据如下：室内工作、工作平稳、机器成批生产一、材料选择通过已知条件和查阅相关的设计手册得知，该传动机所传递的功率属于中小型功率。
因此轴所承受的扭矩不大。
故选45号钢，并进行调质处理。
二、初算轴径对于转轴，按扭转强度初算直径：min d C ≥其中2P ——轴传递的功率，=2 3.0P KW m n ——轴的转速，r/min ，296.5/min m n r =C ——由许用扭转剪应力确定的系数。
查表10.2得C=106～118，考虑轴端弯矩比转矩小，取C=106。
≥=⨯=min d 10622.93Cmm由于考虑到轴的最小直径处要安装大带轮，会有键槽存在，故将其扩大5%，得min d 1.0524.07k d mm ≥⨯=，按标准GB2822-81的10R 圆整后取125=d mm 。
《机械设计》第8章 轴承
四 向心角接触轴承轴向力的计算
1 派生轴向力
R S0
P0 N0
1 派生轴向力
向心角接触轴承的派生轴向力
圆锥滚子轴 承
角接触球轴承
C型
AC型
B型
（α=15°) （α=25°) （α=40°)
S=R/(2Y)
S=eR S=0.68R S=1.14R
2 轴向力A的计算
R1
R2
2 轴向力A的计算
假设Fa+S1>S2,
滑动轴承的特点、应用及分类
在以下场合，则主要使用滑动轴承： １．工作转速很高，如汽轮发电机。 ２．要求对轴的支承位置特别精确，如精密磨床。 ３．承受巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。 ４．特重型的载荷，如水轮发电机。 ５．根据装配要求必须制成剖分式的轴承，如曲轴轴承。
６．径向尺寸受限制时，如多辊轧钢机。
S1
R1 1被放松
A1=S1
S2
ΔS
ΔS
R2
2被压紧
A2=S2+ΔS =S1+Fa
2 轴向力A的计算
假设Fa+S1<S2,
ΔS
S1
R1 1被压紧 A1=S1+ΔS =S2-Fa
S2 R2 2被放松
A2=S2
结论：——实际轴向力A的计算方法
1）分析轴上派生轴向力和外加轴向载荷，判定被 “压紧”和“放松”的轴承。
1.基本概念
⑴轴承寿命
⑵基本额定寿命L10 ——同一批轴承在相同工作条件下工作，其中90%
的轴承在产生疲劳点蚀前所能运转的总转数L10（以106r 为单位）或一定转速下的工作时数 Lh ⑶基本额定动载荷C
L10=1时，轴承所能承受的载荷 由试验得到
毕业设计 机械设计轴系部件大作业(完整版)
●与齿轮配合的轴段4
取d4=48mm,
l4=b-2=62-2=60mm
●轴环-轴段5
齿轮右端轴肩高 h=(0.07~0.1)d=3.36~4.8mm,取
d5=55mm，轴环长度为
l=1.4h=1.4(d5-d4)/2=1.4x(5548)/2=4.9mm,可取轴段5的长度 l5=10mm
●机体与轴段2，3，6的长度
轴承部件设计习题课
轴承部件设计过程主要包括： 1. 初估轴径： 2. 轴的结构设计： 3. 校核计算： （1）轴的强度；（2）键的强度；（3）轴承的寿命
4. 完成部件图设计：
5. 完成零件图设计(不做)。
轴承部件设计例题：
试设计斜齿圆柱齿轮减速器的输出轴轴承部件。
已知输出轴功率P=2.34 kW,转速n=76.5r/min，输出轴上的齿轮 模数 mn 2.5 mm，齿数Z=81，螺旋角β=12.63o ,齿宽b=62mm, 载荷平稳，单向转动，工作环境清洁，两班工作制，使用5年， 大批量生产。
齿轮所受径向力
齿轮所受轴向力
Fa Ft tan 2815.3tan12.63 630.8N
（2） 计算支承反力 在水平面
d Fr L3 Fa 1050.1 60.5 630.8 207.52 / 2 2 R1H 1066N L2 L3 60.5 60.5 R2H Fr R1H 1050.6 1066 15.4N
齿轮端面与机体间留有足够的间 距（ ≥箱体壁厚），取H=15mm. 轴承采用脂润滑，取轴承上靠近 机体内壁的端面与机体内壁间的
距离Δ=10mm，
轴承座应有足够的宽度L=δ（壁 厚）+C1（扳手空间）+C2（连 接边距）+（5~10） =8+18+16+8=50 mm。 调整垫片的厚度取为2mm。
机械设计-滚动轴承的组合设计
滚动轴承的组合设计、润滑和密封
滚动轴承的组合设计 滚动轴承的配合
轴承内圈孔与轴配合
基孔制
轴的公差： k6、m6、n6、js6
轴承外圈与轴承座孔
基轴制
座孔的公差： H7、J7、JS7
滚动轴承的组合设计、润滑和密封
滚动轴承的润滑
滚动轴承的组合设计、润滑和密封
滚动轴承的组合设计
轴承的固定：两端固定和一端固定、一端游动。
一端固定、一端游动： 定义：一个支点双向固定，承受轴向力、 另一端游动。 适用于：工作温度变化较大的长轴。
滚动轴承的组合设计ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ润滑和密封
滚动轴承的组合设计
轴承组合的调整：轴承间隙的调整、轴承的预紧、轴承组合位置的调整。
目的：减小摩擦、减轻磨损、吸振、降温、降噪。
分类： 润滑油润滑
特点：摩擦阻力小、能散
热；
适用：高速、高温环境；
黏度大些：高温、载荷大的
场合使用； 黏度小些：反之。 方式：浸油润滑、滴油润滑、
喷雾润滑。
润滑脂润滑
固体润滑
特点：强度高、可承受较大载
荷、不容易流失、便于 密封和维护；
适用：常用；
适用：重载或高温环境；
轴承间隙的调整：
一是加减垫片的厚度； 二是螺钉调整；
滚动轴承的组合设计、润滑和密封
滚动轴承的组合设计
轴承组合的调整：轴承间隙的调整、轴承的预紧、轴承组合位置的调整。
轴承的预紧： 目的：消除游隙。 方法：增加金属垫片、磨窄套圈。
滚动轴承的组合设计、润滑和密封
滚动轴承的组合设计
轴承组合的调整：轴承间隙的调整、轴承的预紧、轴承组合位置的调整。
哈工大机械设计大作业轴系部件设计完美版
（4）轴段1和轴段7：
轴段1和7分别安装大带轮和小齿轮，故根据大作业3、4可知轴段1长度 ，轴段7长度 。
（5）计算
， ，
， ，
4、轴的受力分析
4.1画轴的受力简图
轴的受力简图见图3。
4.2计算支承反力
传递到轴系部压轴力
带初次装在带轮上时，所需初拉力比正常工作时大得多，故计算轴和轴承时，将其扩大50%，按 计算。
图2
3.2选择滚动轴承类型
因轴承所受轴向力很小，选用深沟球轴承，因为齿轮的线速度小于2m/s，齿轮转动时飞溅的润滑油不足于润滑轴承，采用油脂对轴承润滑，由于该减速器的工作环境有尘，脂润滑，密封处轴颈的线速度较低，故滚动轴承采用唇形圈密封，由于是悬臂布置所以不用轴上安置挡油板。
3.3键连接设计
齿轮及带轮与轴的周向连接均采用A型普通平键连接，齿轮、带轮所在轴径相等，两处键的型号均为12 8GB/T 1096—1990。
4.4画转矩图……………………………………………………………6
五、校核轴的弯扭合成强度……………………………………………………8
六、轴的安全系数校核计算……………………………………………………9七、键的强度校核………………………………………………………………10
八、校核轴承寿命………………………………………………………………11
在水平面上：
在垂直平面上
轴承1的总支承反力
轴承2的总支承反力
4.3画弯矩图
竖直面上，II-II截面处弯矩最大， ；
水平面上，I-I截面处弯矩最大， ；
合成弯矩，I-I截面：
II-II截面： ；
竖直面上和水平面上的弯矩图，及合成弯矩图如图5.4所示
4.4画转矩图
哈工大 机械设计 大作业 轴系部件设计说明书
Harbin Institute of Technology机械设计大作业设计题目： 院 班 姓 学 时 系： 级： 名： 号： 间：轴系部件设计 英才学院2012.12.05哈尔滨工业大学方案 5.2.2 3nm (r / min)710nw (r / min)80i12.4轴承座中 心高 H/mm 200最短工作 年限 5年2班工作环境 室内潮湿一、选择轴的材料因传递功率小，扭矩小，机器工作平稳，单向回转，可选择 45 号钢并调质处理。
二初算轴径对于转轴，按扭转强度初算直径式中P——轴传递的功率； C——由许用扭转切应力确定的系数； n——轴的转速，r/min。
， 因弯矩比转矩小， 且齿轮装在悬伸端， 应取较小值， C由[1] 中表 9.4 查得 可取。
输出轴所传递的功率：输出轴的转速：代入数据，得考虑键的影响，将轴径扩大 5%，。
三结构设计1. 确定轴承部件机体结构形式及主要尺寸为方便轴承部件的装拆，机体采用剖分式结构。
取机体的铸造壁厚 δ=9mm，机体上轴 承旁连接螺栓直径 ，装拆螺栓所需要的扳手空间 ，故轴承座内壁至座孔外端面距离 ，取 L=49 mm。
2．确定轴的轴向固定方式因为轴的跨度不大，且工作温度变化不大，故轴的轴向固定采用两端固定方式。
3．选择滚动轴承类型，并确定其润滑与密封方式因为轴受轴向力作用，故选用角接触球轴承支承。
因为齿轮在机体外侧，无油滴飞溅， 故滚动轴承采用脂润滑。
因采用脂润滑，故选用毛毡圈密封。
4．轴的结构设计本方案有 7 个轴段的阶梯轴。
由最小直径得 带轮、齿轮倒角为 1.5mm，所以 因此 ，取要 和 轴 承 配 合 ， 查 [2] 中 表 12.2 ， 初 选 轴 承 7208C ， 其 基 本 尺 寸 是 ：。
因此采用凸缘式轴承盖，其凸缘厚度,。
为避免齿轮轮毂端面与轴承盖连接螺栓头相碰，并便于轴承盖上螺栓的装拆，齿轮轮毂端面与轴承盖间应有足够的 间距 K，取轴段①的长度。
福州大学机械设计大作业齿轮与轴系零件设计说明
机械设计大作业齿轮及轴系零件设计学院：机械学院设计者：郝承志学号： 021400809指导老师：陈亮完成时间：2016.12.01一．目的1、掌握齿轮及轴系零件结构设计的方法2、培养独立设计能力3、学会查阅有关手册及设计资料二．题目及方案1、题目：齿轮及轴系零件设计2、设计方案：项目输出轴转速（r/min）输出轴功率（kW）大齿轮齿数Z2大齿轮模数m n大齿轮螺旋角β（左旋）大齿轮宽度B小齿轮齿数Z1设计方案170 6 113 3 9°22 80 26 三．结构简图：（五）初步设计轴的结构1）为了满足半联轴器的轴向定位要求，I-II 轴段右端需制出一轴肩，由密封圈处轴径标准值系列：25,28,30,32,35,38,40,42,45,48,50,55,60⋅⋅⋅⋅⋅⋅可得：取 d 45mm II III -=2）II-III 轴段右端的轴肩为非定位轴肩，由轴承标准系列综合考虑，取50mm III IV d -=由于两个轴承成对，故尺寸相同， 所以d 50III IV VII VIII d mm --== 因为轴承宽度B=20mm, 所以，VII-VIII L =20mm3）半联轴器与轴配合的毂孔长度1L 112mm =，为保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故I-II L 长度应比1L 略短一些，取I-II L 110mm =各轴段长度和半径：d 45mm II III -=50mmIII IV d -=d 50III IV VII VIII d mm--==VII-VIII L =20mmI-II L 110mm =r tan 1962.04tan 20F 723.77cos cos(922')t n F N αβ⋅⨯===oot F F tan 1962.04tan(922')323.64N αβ=⨯=⨯=ot N F 1962.04F =2116.17cos cos cos 20cos(922')n N αβ==⋅⋅o o3）求弯矩M①求水平支反力和弯矩H M t 3H123F 1962.0450.7F =981.0250.750.7L N L L ⋅⨯==++所以H2F =981.02NH1H2H12M M =F L =981.0250.7=49737.71N mm =⋅⨯⋅2d 343.58mm =F 1962.04t N =r F 723.77N =F 323.64N α= N F =2116.17N。
机械设计手册第五版第三卷轴承设计
机械设计手册第五版第三卷轴承设计摘要：一、轴承概述1.轴承的定义与作用2.轴承的分类与特点二、轴承设计基础1.轴承设计原理2.轴承设计流程三、轴承类型及选用1.滚动轴承a.球轴承b.滚子轴承c.组合轴承2.滑动轴承a.径向轴承b.轴向轴承四、轴承参数与性能计算1.轴承参数a.内径、外径、宽度b.轴承游隙、预紧力c.材料、硬度a.承载能力b.刚度c.疲劳寿命五、轴承组件设计1.轴承座设计2.轴承衬设计3.轴承保持架设计六、轴承应用与维护1.轴承安装与拆卸2.轴承运行维护3.轴承故障诊断与处理正文：一、轴承概述1.轴承的定义与作用轴承是一种用于承受轴向和径向负载的机械元件，能够在相对运动的零件间提供顺畅的滚动或滑动。
轴承的作用是降低摩擦、减小磨损，提高机械设备的运行效率和使用寿命。
2.轴承的分类与特点轴承主要分为滚动轴承和滑动轴承两大类。
滚动轴承的特点是摩擦系数低、承载能力高、运动精度高，适用于高速、高精度、高载荷场合。
滑动轴承的特点是适应性强、抗振性能好，适用于低速、大载荷场合。
1.轴承设计原理轴承设计需遵循以下原理：（1）满足轴承在使用过程中承受负载、抗磨损、保持稳定性的需求。
（2）根据轴承的工作条件、安装方式、润滑方式等因素确定轴承类型。
（3）选择合适的轴承参数，使轴承具有足够的承载能力、刚度和疲劳寿命。
2.轴承设计流程轴承设计流程包括以下步骤：（1）确定轴承类型及尺寸。
（2）选择轴承材料及热处理。
（3）计算轴承参数。
（4）校核轴承性能。
（5）设计轴承组件。
三、轴承类型及选用1.滚动轴承滚动轴承包括球轴承、滚子轴承和组合轴承。
（1）球轴承：用于承受径向和轴向负载，具有较高的运动精度和刚度。
（2）滚子轴承：用于承受较大的径向负载，具有较高的承载能力和抗磨损性能。
（3）组合轴承：兼有球轴承和滚子轴承的优点，适用于多种工况。
2.滑动轴承滑动轴承包括径向轴承和轴向轴承。
（1）径向轴承：用于承受径向负载，具有良好的抗振性能。
滚动轴承轴系的组合结构设计方案
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）2kN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：时时竖直方向上：时时时Fdx 水平方向：竖直方向:120 Nm97.5 Nm由弯矩图判断可得：C点为危险点，故可得：解得所以，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，，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，,,,，，，，所以：根据题意经查GB/T 276-1994，选择6412型深沟球轴承，，。
带入验证：所以，，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：/mm|d: 60四、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。
机械设计中的轴承选择与设计
机械设计中的轴承选择与设计轴承是机械设计中非常重要的一个组成部分，它承载着机械设备的旋转部件，起着支撑和减小摩擦的作用。
准确选择和设计轴承可以确保机械设备的正常运行和延长使用寿命。
本文将从轴承的选择和设计两个方面进行探讨，旨在帮助读者更好地理解机械设计中轴承的重要性和应用。
一、轴承的选择在进行轴承选择时，需要考虑以下几个因素：1. 轴承负载能力：根据机械设备的工作条件和负载要求，确定轴承的额定负载。
根据经验公式和相关标准，计算出所需的额定负载，并选择相应的轴承类型和规格。
2. 轴承转速：根据机械设备的工作转速范围，选择适应的轴承。
通常情况下，轴承有一个额定转速范围，超过该范围可能会导致轴承失效。
3. 轴承寿命：根据机械设备的使用寿命要求，选择适合的轴承。
不同类型的轴承有不同的额定寿命，需要根据设备的使用条件进行合理选择。
4. 轴承摩擦损失：轴承的摩擦损失会导致能量损耗和热量产生，影响机械设备的效率和稳定性。
因此，在选择轴承时，要考虑轴承的运行摩擦损失，并尽量选择低摩擦系数、高效率的轴承。
5. 轴承材料和润滑方式：不同的工作条件需要选择适合的轴承材料和润滑方式。
轴承材料可以选择金属材料、聚合物材料或陶瓷材料，而润滑方式可以是干摩擦、润滑脂或润滑油。
二、轴承的设计轴承的设计是指根据机械设备的工作要求和轴承的选择结果，对轴承进行具体的尺寸定位和结构设计。
1. 轴承尺寸设计：根据所选择的轴承类型和规格，确定轴承的内径、外径和宽度等尺寸。
在确定了轴承的负载和转速后，可以根据相关公式计算出所需的尺寸，并进行合理的修正。
2. 轴承间隙设计：轴承间隙是指轴承内部各零部件之间的间隙，它会直接影响到轴承的运行性能和寿命。
根据设备的工作条件和要求，选择适当的轴承间隙，并根据实际情况进行设计。
3. 轴承安装设计：轴承的安装方式及其设计也是轴承设计的重要部分。
根据设备的结构和要求，选择适当的安装方式，并提供合适的安装孔和支持结构。
哈工大机械设计教材第十章滚动轴承资料
高 8' ~16' 可代替推力球轴承承
受纯轴向载荷
机电工程学院 张锋
轴承名称 类型代号
结构简图
角接触 球轴承
7
《机械设计》第十章
承载方向
极限 允许偏 主要特性和应用 转速 转角
能同时承受径向、轴向 联合载荷，公称接触角 越大，轴向承载能力也
越大。公称接触角 有
较高 2' ~10' 15o、25o、40o三种，内
部结构代号分别为 C、 AC 和 B。通常成对使 用，可以分别装于两个 支点或同装于一个支 点上
机电工程学院 张锋
《机械设计》第十章
轴承名称 类型代号
结构简图
圆锥滚子 轴承 3
承载方向
极限 允许偏 主要特性和应用
转速 转角
能同时承受较大的径
低碳钢
Cr4Mo4V(M50)—高温
铜
Si3N4—特殊环境
夹布胶木
机电工程学院 张锋
材料
《机械设计》第十章
特点（与滑动轴承相比） 1) 摩擦系数小，f=0.001~0.004 2) 启动灵活 3) 润滑容易 4) 标准化、互换 5) 但抗冲击差，重载能力差，很难做成剖分式
2
机电工程学院 张锋
《机械设计》第十章
2 2
1
（
圈材代
位占位
形料号
）
）
状变
位
变化
）
化代
代号
号
精 游 配其 度 隙 置它 等组代 级代号 代号 号
机电工程学院 张锋
《机械设计》第十章
基本代号
机械制图大作业
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减速器的工作原理
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2.减速器的装配关系
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齿轮采用油池浸油润滑，齿轮转动时溅起的油及充满减速箱内的油雾，使 齿轮得到润滑。打开盖10可观察齿轮啮合情况，也可把油注入箱体，换油时， 打开箱体下部的螺塞18放出污油，为排出减速箱工作时油温升高而产生的油蒸 气，以便保持箱内、外气压平衡，盖上装有通气塞11，否则箱内压力增高会使 密封失灵，造成漏油现象。
18 8-5-18
调整环
17 8-5-17
齿轮轴
16 8-5-16
15 8-5-15 14 8-5-14
嵌入端盖 螺塞
垫圈
1 HT200 1 Q235 1 Q235 1 尼龙 1 45 1 Q235 1 毛毡 2 10 1 45 2
1 毛毡 1 Q235 2
1 Q235 1 45 1 尼龙 1 Q235
嵌入端盖 1 尼龙
15 8-5-15
螺塞
1 Q235
14 8-5-14
垫圈
1 石棉
13 8-5-13
塑料油标 1
12 GB/T117-86 销A418 2 Q235
11 8-5-11
机体
1 ZL102
10 8-5-10
机盖
1 ZL102
9 8-5-09
垫片
1 石棉
机械设计基础-轴及轴承设计
轴及轴承设计
按照轴的轴线形状,可将轴分为直轴、曲轴和挠性轴。 直轴各轴段轴线为同一直线。 曲轴各轴段轴线不在同一直 线上,主要用于有往复式运动的机械中,如内燃机中的曲轴 (见图10-5)。挠性轴轴线可任意弯曲,可改变运动的传递方向, 常用于远距离控制机构、 仪表传动及手持电动工具中(见图 10-6)。另外还有空心轴、光轴和阶梯轴(见图10-7)。
轴及轴承设计
图10-11 减小轴圆角处应力集中的结构
轴及轴承设计
(2)制造工艺方面。提高轴的表面质量,降低表面粗糙度, 对轴表面采用碾压、喷丸和 表面热处理等强化方法,均可显 著提高轴的疲劳强度。
(3)轴上零件的合理布局。在轴结构设计时,可采取改变 受力情况和零件在轴上的位 置等措施,达到减轻轴载荷,减小 轴尺寸,提高轴强度的目的。
轴及轴承设计
图10-8 轴的结构
轴及轴承设计
在图10-8中,轴各部分的含义: 轴颈:轴与轴承配合处的轴段。 轴头:安装轮毂键槽处的轴段。 轴身:轴头与轴颈间的轴段。 轴肩或轴环:阶梯轴上截面尺寸变化的部位,其中一个尺 寸直径最大称为轴环。
轴及轴承设计
1.轴上零件的定位和固定 轴上零件的定位是为了保证传动件在轴上有准确的安装 位置;固定则是为了保证轴上 零件在运转中保持原位不变。 (1)轴上零件的轴向定位和固定。为了防止零件的轴向 移动,通常采用下列结构形式 实现轴向固定:轴肩、轴环、套 筒、圆螺母和止退垫圈、弹性挡圈、轴端挡圈等。 (2)轴上零件的周向固定。周向固定的目的是为了限制 轴上零件相对于轴的转动,以 满足机器传递扭矩和运动的要 求。常用的周向固定方法有键、花键、销、过盈配合、成型 连 接等,其中以键和花键连接应用最广。
齿轮润滑采用油浴润滑,轴承采用脂润滑。
哈工大机械设计大作业5轴系部件设计
哈工大机械设计大作业5轴系部件设计哈工大机械设计大作业5轴系部件设计Harbin Institute of Technology 机械设计大作业说明书设计题目：轴系部件设计院系：班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：目录一、设计任务书1 二、选择轴的材料2 三、初算轴径2 四、结构设计2 五、轴的受力分析4 六、校核轴的强度5 七、校核键连接的强度6 八、校核轴承的寿命7 九、轴上其他零件设计8 十、参考文献8 1、设计任务书任务书: 设计带式运输机中的齿轮传动高速轴的轴系部件带式运输机的传动方案如图1所示，机器工作平稳，单向回转，成批生产，原始数据见表1。
图 1 带式运输机传动方案表 1 带式运输机原始数据方案电动机工作功率（KW）电动机满载转速工作机的转速第一级传动比轴承座中心高H（mm）最短工作年限L 工作环境5.1.3 3 960 110 2 180 5年2班室外，有尘2、选择轴的材料因传递功率不大，且单向转动、无冲击，一般机械使用，对质量结构无特殊要求，所以选45钢，调质处理。
3、初算轴径对于转轴，按扭转强度初算轴径，查参考文献[1]表9.4得，弯矩较大故取转速功率则考虑到轴端有一个键槽，轴径加大5%，则4、结构设计 1. 轴承部件的结构型式箱体内无传动件，不需经常拆卸，箱体采用整体式。
由轴的功能决定，该轴至少应具有带轮、齿轮的安装段，两个轴承的安装段以及两个轴承对外的密封段，共7段尺寸。
由于没有轴向力的存在，且载荷、转速较低，选用深沟球轴承，传递功率小，转速不高，发热小，轴承采用两端固定式。
轴低速旋转，且两轴承间无传动件，所以采用脂润滑、毛毡圈密封。
确定轴的草图如图1所示：图2 轴的草图2. 轴的伸出端（轴段1、7）由最小直径得由带轮和齿轮设计结构确定周向连接用A型普通平键，分别为，，GB/T 1096-2003 3. 轴段2、6 由参考文献[1]图9.8得得所以取 4. 轴段3、5 由参考文献[1]图9.8得得取由参考文献[2]表12.1初选轴承6207，查得、、，所以取5. 箱体与其他尺寸由参考文献[4]经验公式得跨距取，并取由于箱体内无润滑油（无传动件），可取小值，；选用整体式箱体，轴承盖凸缘厚为10mm；用M8螺栓连接轴承盖和箱体，为使螺栓头不与齿轮和带轮相碰，且因箱内无传动件箱体几乎不拆卸，K取小值，K=5mm。
机械设计第九章 滚动轴承轴
径 向 接 触 轴 承 α 0 向心轴承 : 向 心 角 接 触 轴 承 0 α 45 主 要 承 受 径 向 力 3.分 类 推力轴承 轴 向 接 触 轴 承 α 90 推 力 角 接 触 轴 承 45 α 90 主 要 承 受 轴 向 力
(2）寿命计算公式中：P应与C同性质,可比计算
向心轴承 径向载荷 当量动负荷P 推力轴承 轴向载荷 P:假想载荷，轴承在 P 的作用下与实际载荷作用下的寿命相当
(3）实际受载：径向+轴向
计算式： fd fm ( XR YA) P
X , Y —径向载荷、轴向载荷系数（查表9-6）
纯轴向载荷：滚动体均匀受载 受径向载荷：滚动体受载不均 （承载与非承载区）
二、轴承元件上的应力-变应力
13
§9-3 滚动轴承内部载荷分布与失效形式
三、失效形式
三、滚动轴承的失效形式
内圈滚道点蚀
滚动体点蚀
外圈过大塑变
内圈滚道磨损
1.点蚀—交变接触应力作用导致元件点蚀（轴承主要失效形式） 2.塑变—过大静载或冲击载荷致局部塑变（低速轴承失效形式）
各类滚动轴承的特点见表14-1
径向接触 轴承
向心角接 触轴承
轴向接触 轴承
轴向角接 5 触轴承
§9-2 滚动轴承类型代号与选择
二、滚动轴承的代号
二、滚动轴承代号（GB272/T-93） 代号用于表征滚动轴承的结构、尺寸、类型、精度等 滚动轴承代号构成：32309/C2/P2
前置代号
五
轴 承 的 分 部 件 代 号
序号
1 2 3 4 5
新标准精度等级
2 精度高 4 5 6 （6X） 0 精度低
标注代号
机械设计之轴承
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图11-13 圆锥滚子轴承30204实物图
轴承
5）推力轴承
类型代号--5
推力球轴承分为：
51000 型用于承受单向轴
向载荷， 52000 型用于承
受双向轴向载荷。推力球轴
承只能承受轴向载荷，不能
承受径向力，不宜在高速下
工作，常用于起重机吊钩、
蜗杆轴和立式车床主轴的支 51314轴承
承等，如右图所示。
轴承
2. 滚动轴承选择的一般原则
l）球轴承与同尺寸和同精度的滚子轴承相比，它的极 限转速和旋转精度较高，因此更适用于高速或旋转精度要 求较高的场合。
2）滚子轴承比同尺寸的球轴承的承载能力大，承受 冲击载荷的能力也较高，因此适用于重载及有一定冲击载 荷的地方。
3）非调心的滚子轴承对于轴的挠曲敏感，因此这类轴 承适用于刚性较大的轴和能保证严格对中的地方。
11-3 滑动轴承 点击播放
轴承
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11.2 滚动轴承的构造及类型
如右图所示，滚动轴承一般
由内圈、外圈、滚动体及保持 架等四部分组成。通常内圈用 过盈配合与轴颈装配在一起， 外圈则以较小的间隙配合装在 轴承座孔内，内、外圈的一侧 均有滚道，工作时，内、外圈 作相对转动，滚动体可在滚道 内滚动。为防止滚动体相互接 触而增加摩擦，常用保持架将 滚动体均匀地分开。
轴承内径代号：d=08×5=40mm 尺寸系列代号：（0）2 ，宽度系列0（代号中省略），直径系列2（轻） 轴承类型代号：深沟球轴承
轴承内径代号：d=04×5=20mm 尺寸系列代号：直径系列2（轻） 尺寸系列代号：宽度系列0（窄） 轴承类型代号：角接触球轴承
轴承
轴承内径代号：d=11×5=60mm 尺寸系列代号：直径系列3（中） 尺寸系列代号：宽度系列2（宽） 轴承类型代号：圆柱滚子轴承
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机械设计基础设计实践设计计算说明书
题目：轴承部件设计
学院：
班号：
学号：
姓名：
日期：
机械设计基础设计实践任务书
题目：轴承部件设计设计原始数据及要求：
目录
一、估算轴的基本直径 (4)
二、确定轴承的润滑方式和密封方式 (4)
三、轴的结构设计 (4)
1. 初定各轴段直径 (4)
2. 确定各轴段长度（由中间至两边） (5)
3. 传动零件的周向定位 (5)
4. 其他尺寸 (5)
四、轴的受力分析 (6)
1. 求轴传动的转矩 (6)
2. 求轴上传动件作用力 (6)
3. 确定轴的跨距 (6)
4. 按当量弯矩校核轴的强度 (6)
5. 校核轴承寿命 (8)
6. 校核键的连接强度 (8)
参考文献 (8)
一、估算轴的基本直径
选用45钢，正火处理，估计直径100d mm <，由参考文献[1]表11.4查得
600b Mpa σ=。
查表取C = 110
d ≥C √P
n 3
=110×√2.780
3=35.55mm
所求 d 为受扭部分的最细处，即联轴器处的直径。
但因该处有一个键槽，故
轴径应增大3%，即35.55 1.0336.62d mm =⨯=，查表可知，d 取38mm 。
二、 确定轴承的润滑方式和密封方式
大齿轮d 2=mZ =3×81=243m ，圆周速度
222 1.02/2/60260
d d n n v m s m s ππ=⨯==<
故采用脂润滑。
多尘环境下，采用橡胶圈密封。
三、 轴的结构设计
1. 初定各轴段直径
2. 确定各轴段长度（由中间至两边）
3. 传动零件的周向定位
齿轮及联轴器处均采用A 型普通平键，其中齿轮处为：键16×50GB1096-1990；联轴器处为：键12×40GB1096-1990。
4. 其他尺寸
为加工方便，并参照6010型轴承的安装尺寸，轴上的过渡圆角半径全部采用r =1mm ；轴端倒角为2×45°。
轴承支座宽度12(5~10)L C C mm δ=+++
查表得120C =，218C =，箱体壁厚取8mm δ=，则20188854L mm
=+++=
四、 轴的受力分析
1. 求轴传动的转矩
T =9.55×106
P n =9.55×106×2.780
=322×103 N ∙mm 2. 求轴上传动件作用力
齿轮上的圆周力
F t2=2T d 2=2×322×103243
=2650N
齿轮上的径向力
F r2=F t2tanαn =2650×tan20°=964.5N
3. 确定轴的跨距
左右轴承的支反力作用点至齿轮力作用点的间距皆为： 8020
12157222
mm ++++= 联轴器作用点与右端轴承支反力作用点的间距为 2070489322
mm ++= 4. 按当量弯矩校核轴的强度
(a) (b) (b)
BH F AH F 2r F H
M 34722
(c) 95400
V M
(d)
10522
M
(e)
322000
T (f)
作水平面受力图及弯矩图（b ），
M H =F r2
2
×72=34722N ∙mm
作垂直面受力图及弯矩图（d ）,
2265072728540022
t V F M N mm =⨯=⨯=⋅
作合成弯矩图（e ）
223472285400101522M N mm =+=⋅
作扭矩图（f ）
T =322×103N ∙mm
按当量弯矩校核轴的强度
BV F AV F
2t F
218200e M N mm ==⋅
133
218200
14.66[]550.10.153
eB eB M MPa MPa d σσ-=
==<=⨯ 5. 校核轴承寿命
61010()60t h
f C L n P
ε
= 查机械设计手册可知，6010型号轴承 2.2r C kN C ==，工作条件低于12℃，查参考文献[1]表12.6取t f =1，80/min n r =，964.5r P F N ==，对于球轴承3ε=，代入数据可算得610 2.4721024000h L h h =⨯>。
故选用6010号轴承能满足要求。
6. 校核键的连接强度
联轴器轮毂材料为钢，由表查得许用挤压应力[σp ]=125~150MPa ；A 型普通平键长度
L = L －b=40－12=28mm ，k = h /2 = 8/2 = 4mm 。
σp =2T =2×322×103
=144MPa <[σp ]
可知键连接的挤压强度足够。
参考文献
[1] 宋宝玉，王瑜，张峰主编. 机械设计基础（第4版）.哈尔滨：哈尔滨工 业 大学出版社，2010.
[2]修世超，李庆忠，林晨. 机械设计习题与解析. 北京：科学出版社，2008. [3]王黎钦，陈铁鸣. 机械设计(5版). 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2010. [4]宋宝玉. 机械设计课程设计指导书. 北京：高等教育出版社，2006.
（注：素材和资料部分来自网络，供参考。
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