轴系配图讲解(快速了解哦)

III
正确
错误
1
5）轴承端盖
轴承端盖与机座间加 垫片，以调整轴的位置
① ② ③
I
II II
6）弹性挡圈
7）锁紧挡圈、紧定螺钉或销 I
8）圆锥面（+挡圈、螺母）
2、零件的周向定位 1）键 2）花键
3）紧定螺钉、销
4）过盈配合
三、各轴段的直径和长度的确定 1、各轴段直径确定 a) 按扭矩估算轴段直径d min b) 按轴上零件安装、定位要求确定各段轴径，经验值
二、气体静压轴系
要求主轴回转精度：径向0.03mm，轴向0.01mm。 径向刚度25N／mm，轴向刚度81.3N／mm。
气体静压轴系的主要优点是： (1)摩擦阻力小，噪声低，轴承温升低。 (2)回转精度高，空气膜有均化误差作用。 (3)空气介质不受高低温影响，适宜特殊环境下工作。 (4)无磨损，容易维护。 主要缺点是承载能力和刚度较低，气体中的腐蚀性物质易使工 作面锈蚀。
(a)
T A
R' v1 B Rv1 L1
L1
L2
L3
2、求水平面支反力RH1、RH2作水平面弯矩图
Ft
RH1
MH
RH2
MH Fr
3、求垂直平面内支反力RV1、RV2，作垂直平面内的弯矩图 MH
R' v1=F a
F aD F r M a= 2
Fr
R' v1=Fv1 a R Rv1
M v2
F aD M F a a= 2
(3)当用球形螺钉球头承载时
3 M f fFa a 16
2.轴系的精度与结构参数间的关系

d k d b
2


cos
r ' ' ' ' L
三、圆锥轴系的设计
1.基本参数的确定
一般2在4°~15°内选取，常用的锥度为1:10—1:5(即角为 3°~6°)。
2.加工要求的确定
注意：①采用合金钢并不能提高轴的刚度。
②轴的热处理和表面强化可提高轴的疲劳强度。 三、轴系设计的要求 1. 转动精确性 a. 定中心误差 b. 定向误差
a. 定中心误差
指转动轴线平移的程度。其误 差可用2e表示，e是轴颈轴线 对轴承轴线的最大偏移量
2e
b. 定向误差 指转动轴线摆动的程度。 定向误差用
§8—7 滚动摩擦轴系
滚动摩擦轴系有如下优点 (1)摩擦力矩小，特别是启动摩擦力矩小，对仪器轴承特别重要。 (2)能承受较大的载荷且磨损小。 (3)对温度变化不敏感。 (4)刚度好，能用于高速转动。 一、标准滚动轴承轴系 标准滚动轴承轴系的优点是结构简单，转动灵活，通过预加负 荷可提高轴系刚度。
二、非标准滚动轴承轴系 1.单列式滚动轴承轴系
2.轴承轴向位置的固定
D1 D1 ' d1 d1 '
3．轴承的润滑和密封
毛毡密封
沟槽密封
ห้องสมุดไป่ตู้
皮碗密封
§8—8 轴的强度计算
一、按扭转强度条件计算 用于：①只受扭矩或主要承受扭矩的传动轴的强度计算 ②结构设计前按扭矩初估轴的直径dmin 6 P 9.55 10 T n [ ] T 强度条件 T WT 0.2d 3 设计公式
三、标准滚动轴承的选择
选用滚动轴承类型和尺寸精度时，通常要考虑的因素有： (1)轴承上载荷的大小和方向； (2)载荷的性质和变化情况； (3)内圈转还是外圈转； (4)转速的高低，轴系的回转精度要求； (5)轴颈和轴承座的尺寸范围； (6)精度要求； (7)经济性。
选择轴承的经验参数： (1)转速高时，宜用点接触的球轴承，受轴向载荷大的高速轴系 (轴颈圆周速度大于5米／秒)最好采用向心推力球轴承，而不用推力 球轴承。 (2)轴承往往是同时承受径向载荷R和轴向载荷A，这时选型应考虑 R和A的相对数值。 当时，用单列向心球轴承； 当在70％～200％之间时，用向心推力球轴承，越大，轴承的角 也应越大； 当时，采用推力球轴承和向心球轴承的组合比较合适。 (3)如果轴对轴承座有较大的偏斜或挠曲，应该采用能自动调心的 双列向心球面球轴承。在同一轴上，一端装有自动调心的轴承，另 一端安装非自动调心轴承是不合理的，这样轴承将失去调心性能。
5 9.55 10 6 P P 3 d 3 A0 [ T ]n n
轴上有键槽时： 放大轴径：一个键槽：3~5% 二个键槽：7~10%
取标准植
二、按弯扭合成强度条件计算 条件：已知支点、扭距，弯矩 步骤： 1、作轴的空间受力简图
Fr Ft RH1 L2 C L3 D RH2 R v2 Fa
2 r ''
表示
r '' 是轴颈轴线对轴承轴线的最大交角
r ' ' L
''
''
是度和秒之间的换算系数
' ' 206265
2. 转动的灵活性
即要求转动时摩擦力要小，不能有一个转动面带动另一个转动 面的现象存在 3. 对温度变化的适应性 是指仪器在要求温度范围内，轴系的转动精确性及灵活性不能 超过允许值 40 C ~ 50 C 4. 承载和抗振能力 是指轴系的刚度确保在作用力下不致变形 5. 耐久性
缺点：摆动大，稳定性差
(3)上平面滚动圆柱轴系
§8—6 流体摩擦静压轴系
在圆柱形滑动摩擦轴系中，如果通过外部的供油(气)系统，使轴颈 和轴承的工作表面完全处于流体摩擦状态，则称为流体(液体或气 体)静压轴系。
一、 液 体 静 压 轴 系
液体静压轴系的主要特点 (1)运动精度高，油膜厚度可对轴颈的不圆度误差起均化作用， 减少了轴颈和轴承本身的制造误差影响。 (2)摩擦阻力小、功耗小、效率高。 (3)承载能力大和良好的静、动刚度。 (4)工作寿命长，能长期保持精度。 (5)抗振性能好。 这种轴系的主要缺点是结构复杂，需要一套可靠的供油装备， 使机构的体积和重量增大，因而初置费用也大，从而限制了在 精密仪器上的应用范围。
二、基本计算 1.摩擦力矩与结构参数的关系 (1)圆锥轴承 Fa——轴向力 FN1、FN2——法向压力 设FN1= FN2= FN
Fa FN 2 sin
摩擦力矩Mf
Fa d1 d 2 Mf f 2 sin 4
(2)当用轴肩承载时
d13 d 3 1 M f Fa f 2 3 d1 d 2
§8—5 圆柱轴系的发展形式
(1)上锥面滚动圆柱轴系
具有摩擦力小(f小于0.005)、 耐磨的特点，利于批量生产。 其缺点是：工艺要求高， 轴套支承锥面的顶点应与 圆柱导向面轴线相重合， 锥面投影呈圆环形，不应 有过大的椭圆度，对钢球 尺寸精度要求高，钢球直 径的允差为0.5—1mm。
(2)下锥面滚动圆柱轴系 蔡司(Zeiss)轴系 优点：转动灵活、工艺性好，克 服了下顶点圆柱轴系不能做成空 心轴的缺点
2 b 2 k r ' '
d k
d b
3.材料的选择 (1)应采用线膨胀系数小、摩擦系数小的材料； (2)应采用线膨胀系数接近的材料，且应使 k b (3)若采用相同材料时，应用热处理使轴颈的硬度比轴承的
硬度大。
§8—4 圆柱轴系的结构及设计
这种轴系的主要特点是： (1)径向精度由基圆盘l的内孔，主轴2的外圆以及二列滚珠6保 证；轴向精度则由基圆盘的端面A和主轴的轴肩端面B及其上面的 滚珠7保证。结构简单，精度易保证。 (2)顶尖3与主轴分成两体，利用四个螺钉5很方便地调节顶尖座 4，使顶尖与主轴回转中心重合。
2.密集式滚动轴承轴系
二、轴上零件的定位
1、零件的轴向定位 1）轴肩和轴环
要求r轴<R孔或r轴<C孔
错误
正确
要求轴肩高度<滚动轴承内圈高度 错 误 正 确
2）套筒
3）轴用圆螺母
4）轴端挡圈 当用轴肩、轴环、套 筒、圆螺母、轴端挡圈 进行零件的轴向定位时， 2 2 为保证轴向定位可靠， 要求L轴<L毂
②
③
④
③
④
II 正确
2 2
S
( K a m )
S 1
( K a m )
2
①
②
③
④
I I
II II
III III
轴系结构改错
三处错误
正确答案
三处错误
正确答案
两处错误
1.左侧键太长，套筒 无法装入
2.多个键应位于同一 母线上
(1)滑动摩擦类： a)圆锥轴系； ； b)圆柱轴系； c)平面型轴系； d)流体(液体和气体)静压轴系。 (2)滚动摩擦类： a)标准滚动轴承轴系； b)非标准滚动轴承轴系； c)弹性摩擦轴系； d)磁摩擦轴系。
一、圆柱轴系的结构形式 1. 圆柱竖轴系的形式
(1)上平面式。 (2)下顶点式
2. 圆柱横轴系的形式 圆柱横轴系为防止在受到轴向力时产生轴向窜动，也要采用与竖轴 相类似的轴肩止推或轴端止推
二、圆柱轴系的结构特点
主要特点是：结构简单，制造方便，易于大量生产，因此经济性好。 且承载能力大，耐冲击
缺点是： (1)间隙无法调整，回转精度不高，定中心精度完全由加工保 证，磨损后无法修复。 (2)摩擦力矩大。 (3)对温度适应性差。因温度变化会引起轴系间隙发生变化， 导致主轴旋转精度下降。为保证仪器在不同温度下工作，轴颈 和轴承应尽量采用膨胀系数相近的不同材料，可又降低了轴系 的耐磨性和加大了摩擦力矩。这是设计中应权衡利弊考虑的问 题。
M ca2 M ca
M ca
7、校核 危险截面轴的强度
ca
M ca M ca M ca [ 1 ]b 3 1 W d 3 0.1d 32