轴系结构创意组合设计

【精品】轴承及齿轮传动的组合设计
轴承及齿轮传动的组合设计是机械设计中常见且重要的一种设计方式。

该设计能够实现高效的能量传递和转换，常用于各种工程机械、汽车、船舶等设备中。

在进行轴承及齿轮传动的组合设计时，需要考虑以下几个方面：1. 轴承的选型：根据传动功率、转速、工作环境等因素选取合适的轴承类型，常见的轴承包括滚动轴承、滑动轴承等。

轴承的选型要满足设计要求，同时考虑到使用寿命和可维护性。

2. 齿轮的选型：根据传动功率、转速、传动比等因素选取合适的齿轮类型，常见的齿轮有圆柱齿轮、斜齿轮、锥齿轮等。

齿轮的选型要满足传动效率要求，同时考虑到噪音、振动和承载能力。

3. 轴承和齿轮的布局：轴承和齿轮的布局要合理，避免相互干扰和噪音振动问题。

尽可能减小齿轮传动的轴向力和径向力，提高传动效率和稳定性。

4. 润滑和密封：合适的润滑和密封措施能够减少齿轮和轴承的磨损，延长使用寿命。

根据工作条件选取合适的润滑剂和密封结构，同时考虑到维护便利性。

5. 模块化设计：现代机械设备通常采用模块化设计思想，轴承和齿轮传动的组合设计也应尽可能模块化，方便制造和维护。

轴承及齿轮传动的组合设计需要综合考虑轴承和齿轮的选型、布局、润滑和密封等方面，合理设计能够提高传动效率和使用寿命，降低噪音、振动和故障率，从而更好地满足工程机械和设备的需求。

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，。

（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。

图 13 2 1图2 图3（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。

固
挡
定
圈
轴承外圈止动槽 螺纹环紧固
ห้องสมุดไป่ตู้
12.3.4 滚动轴承的组合设计 1. 滚动轴承的支承结构
----指一个轴系应采用几个轴承支承、如何支承、 如何配置等问题。
合理的轴承配置应考虑：
▲ 轴在机器中有正确的位置 ▲ 防止轴向窜动 ▲ 轴受热膨胀后不致将轴承卡死
等因素
滚动轴承的支承结构
双支点各单向固定 用于工作温度不高的短轴（L≤350mm）
毛毡圈密封 适用场合：
脂润滑，要求环境清洁，轴颈圆周轴速度v <4 ~ 5 m/s，工作温 度不超过90℃。
接触式密封：
密封唇朝外， 目的是防灰尘
密封唇朝里，目
的是防漏油
(a)
适用场合：
密封圈密封
(b)
密封圈用皮革、塑料或耐油橡 胶制成，有的具有金属骨架，有 的没有，制成标准件。
脂或油润滑，轴颈圆周速度v<4~5 m/s，工作温度:-40~100℃。
闭式齿轮传动
12.3.4 滚动轴承的组合设计 2.滚动轴承的轴向固定
---将轴承内圈或外圈相对于轴或轴承座实施紧固。 1）内圈的紧固方法：
弹性挡圈固定 圆螺母与止 轴端挡圈固定 动垫圈固定
紧定衬套、圆螺 母、止动垫圈与 锥孔内圈固定。
12.3.4 滚动轴承的组合设计
2）外圈的紧固方法：
端
孔
盖
用
L2 b
小锥齿轮轴支承结构之二
小锥齿轮轴支 承结构之二
L2
特点：
b
1、背靠背安装
2、轴支承刚性好
3、调整轴承游隙不容易
4、调节内圈可对轴承进行预紧
5、受热膨胀后不易卡死

2. 一支点双向固定，另一支点游动
适宜于轴较长、工作温度大场合
轴承固定方式:固定支点－内外圈的内外侧均固定
游┌ 1、2、6类轴承: 固定内圈两侧，外圈与座孔
动│
间隙配合
支│ N类轴承： 内外圈内外侧均固定
点└ 3、6类轴承： 不可作游动支点
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3 两端游动支承
人字齿轮的其中一条轴的两支承要设计成游 动的，以防齿轮卡死和人字齿两侧受力不均匀。
6. 5.轴承组合轴向固定形式及安装调整。
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PPT教学课件
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油润滑→ 润滑效果好，具冷却、清洗作用，供 油及密封麻烦
2.密封－ 保证润滑良好、防止外泄，防止灰尘、水 气、杂质、酸气进入
┌接触式 ┌毛粘圈
│
└密封圈
└非接触式： ┌缝隙式装置
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└迷宫装置
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试计算以下轴承(两端固定)的寿命。
已知Fr=3000N ,F=600N,fp=1.5，n=720r/min。
适宜于轴短、工作温度小场合
每个滚动轴承固定一个方向
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双支点单向固定
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一支点固定，一支点游动
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1.双支点单向固定
径向轴承(6、1、2类)：内、外圈分别固定内、外侧 角接触轴承：┌正安装－同上 (3、7类) └反安装－内圈固定外侧，外圈固内侧
第36讲
• 滚动轴承的组合设计
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