轴部件9.1轴9.1.1轴的类型和设计要求1。轴的类型（1）根据力进行分类。①旋转轴：在工作过程中同时承受弯曲力矩和扭矩。②心轴：用于支撑旋转零件，仅承受弯曲力矩而不传递扭矩。③驱动轴： main用于传递扭矩而没有轴承弯矩，或者轴承弯矩很小。（2）根据形状分类①直轴：每个旋转表面具有相同的旋转中心，广泛用于各种机器中。②柔性轴：它是由几层相互紧贴的钢丝组成，可以将旋转运动和扭矩灵活地传递到空间中的任何位置，但不能承受弯矩，主要用于很少有传递力的传动装置③曲轴：往复机械中主要使用几种不重合的轴，例如各种机械的曲柄和连杆机构等。2.设计要求如果轴具有足够的工作能力，则必须计算轴的强度和刚度，以防止其在工作期间发生。对于不允许的断裂和变形，必须进行高速轴的振动稳定性计算，以避免共振。 。轴支撑在轴承上，并且各个零件都组装在轴上。除了考虑强度和刚度等以外，根据加工和装配要求，还应合理确定轴各部分的形状和尺寸，这需要结构设计来保证。 9.1.2轴材料2.轴材料的选择原理①碳钢比合金钢价格便宜，并且对应力集中不敏感。热处理或化学处理也可以用来提高其综合性能，提高其耐磨性和疲劳强度，并具有良好的加工工艺，因此得到了广泛的应用。

常用的优质碳素钢是30、35、40、45，普通碳，例如Q235、，Q255、Q275也可用于不重要或较小的轴钢。 ②合金钢比碳钢具有更好的机械性能和淬火性能，但对应力集中更敏感，价格也更高。它主要用于对强度和耐磨性有特殊要求并传递高功率的轴。特殊合金结构钢包括20Cr，35Cr，20CrMnTi，35siMn等。③由于球墨铸铁和高强度铸铁具有良好的可制造性，振动吸收性，并且对力集中不敏感，因此易于铸造到曲轴和凸轮轴中具有复杂的结构，因此它们广泛用于形状复杂的轴。 ④轴坯主要使用轧制圆钢或锻钢。锻钢具有均匀的内部结构和良好的强度。因此，锻造毛坯通常用于重要的大型轴。 ⑤轴的各种热处理（例如高频淬火，渗碳曼铂，渗氮，氰化等）和表面强化处理（喷丸处理，轧制）对改善轴的疲劳强度具有显著作用。 9.1.三轴加工工艺要求①螺纹轴部分必须有底切。 ②磨削部分必须有砂轮的超程槽，并且底切和超程槽的尺寸应尽可能相同，以便于加工和检查。 ③如果不同的轴部分有键槽，则应将它们布置在同一母线上，以利于夹紧和铣削。 ④轴端应倒角，轴上的圆角半径应小于零件孔的倒角；同时轴承锻钢，圆角和倒角的尺寸应尽可能相同。 9.1.4轴结构设计1.轴毛坯较小的轴可以用圆钢加工，而较大的轴则需要锻造毛坯。

为了减少质量或结构要求，某些机器轴（例如水轮机轴和航空发动机主轴）通常使用空心部分。由于传递扭矩主要取决于轴外表面附近的材料，因此空心轴比实心轴在材料利用方面更为经济。当外径d相同时，如果将空心轴的内径设为d0 =0.625 d，则其强度比实心轴的强度弱约18％，但质量可以减少39％ ％。但是，空心轴的制造很费力，因此有必要对经济和技术指标进行全面分析以确定其是否有利。 2.轴的结构要求①轴一般由三部分组成：轴头，轴体和轴颈。 ②与传动部件，联轴器和离合器匹配的轴部分称为轴头。 ③与轴承相匹配的部分称为日记帐。 ④连接轴头和轴颈的其余部分称为轴体。 3.零件在轴上的周向固定①带键连接的固定，平键使用最广泛，平键具有良好的中性，可用于精度更高，速度较高和交变负荷的场合。 ②通过销钉连接固定，并且可以在轴向和圆周方向上定位。销被切开以在过载时保护其他零件，并且不能承受大的负载。 ③固定螺钉只能承受较小的圆周力，结构简单，也可以用作轴向固定。在撞击和振动的情况下应有防松装置。 ④过盈配合，结构简单，中性好，承重能力强，可同时作为轴向固定。它不适用于频繁拆卸的场合。 ⑤紧定套是固定的，可以在不削弱轴的情况下轴向调整位置。它主要用于光轴上，并且可以在轴向和圆周方向上固定。

4。轴上零件的轴向固定9.1.5轴强度检查计算1。驱动轴的强度计算当圆轴扭曲时，为了确保轴可以正常工作，应将轴上危险区域的最大剪切应力限制为不超过材料的允许剪切应力。驱动轴的容许剪切应力计算主要用于以下情况。 ①传递基于扭矩的驱动轴。 ②对结构设计的轴径进行初步估算。 ③不重要的轴。 2.心轴的强度计算心轴主要承受弯矩。当心轴弯曲变形时，产生最大应力的部分就是危险部分。 3.旋转轴强度的计算允许弯曲应力的计算必须首先知道力的大小和作用点的位置，轴承跨度，轴各部分的直径以及其他参数。为此的计算顺序如下。 ①画出轴的空间力图，将轴上的力分解为水平面力图和垂直平面力图，求出支撑点在水平面和垂直面上的反作用力。 ②分别在水平面上制作弯矩图Mxy，在垂直面上制作弯矩图Mxz。 ③制作复合弯矩图。 ④制作扭矩图。 ⑤应用弯曲应力计算公式。 9.1.6轴设计计算设计轴的一般步骤如下。 ①选择轴的材料并确定容许应力。 ②根据抗扭强度估算轴的最小直径。 ③轴的结构设计如下。 ●确定零件在轴上的位置和固定方法。 ●确定每个轴段的直径。 ●确定每个轴段的长度。

●确定剩余尺寸，例如键槽，倒角，圆角，螺纹底切，砂轮超行程槽等。④根据弯曲和扭转的组合检查轴的强度。如果不满足要求，则必须再次修改轴的结构。 ⑤绘制零件图。 9.2 轴承 9.2.1滚动轴承 1.滚动的结构轴承滚动轴承由内圈，外圈，滚动元件和保持架组成。内圈和外圈都可以滚动，滚动元件可以在滚道上滚动；保持架的作用是将滚动体均匀分开，并减少滚动体之间的摩擦和磨损。 2.滚动轴承的分类在滚动轴承中，套圈与滚动元件接触的法线与垂直于轴承轴线的平面之间的角度称为标称接触角。滚动轴承根据其可以承受的载荷方向与名义接触角之间的差异分为两类。 3.轧制轴承的代号轧制轴承的类型很多，同一系列有不同的结构，尺寸精度和技术要求。为了便于组织生产和选择，国家标准规定使用字母和数字来表示轧制轴承的类型，尺寸，公差等级和结构特性，国家标准GB / T 272-1993“轧制轴承 [代码方法]规定了表示滚动代码的方法轴承 6（0）2 08（P0）公差等级为0级，普通等级未标记轴承的内径，d = d8×5 = 40毫米。未标记尺寸，未列出代码，数字为直线，直径和宽度系列为第2列（对于2灯0，类型0属于常规系列的序列，[ 轴承类型代码，6为6深沟球轴承5 11 03 / P616公差轴承内径d = 17 mm 1（超轻）系列推力球轴承4。滚动轴承固定（1） 轴承内环固定（2） 轴承外环固定5.滚动轴承轴向间隙调节，以补偿加热后的伸长，确保轴承无卡塞， 轴承端面和轴承盖之间应该有一定的间隙。

间隙的大小会影响轴承的旋转精度，使用寿命和旋转零件的光滑度。 6.滚动类型轴承的选择①速度高，负荷小，旋转精度要求高时，应使用滚珠轴承。当速度低，负载大或有冲击负载时，使用辊轴承。 ②轴承同时承受径向和轴向的组合载荷，通常选择角接触球轴承或圆锥滚子轴承；如果径向载荷大而轴向载荷小，则可以使用深沟球轴承；对于较大的载荷和较小的径向载荷，可以使用推力角接触球轴承。 ③轴的中心线与轴承座孔的中心线之间存在角度误差，同轴度误差（由制造和安装引起的误差），轴的大变形和多枢轴的轴需要轴承对中性能良好，应选择调心球轴承或调心滚子轴承。 ④轴承阀座无裂口，并且必须沿轴向安装和拆卸轴承组件时，轴承内圈和外圈可分离（例如圆柱滚子轴承，滚针轴承，圆锥滚子轴承等待）。当轴承安装在长轴上时，为了便于组装和拆卸，可以使用内圈孔为1:12的圆锥孔轴承。 ⑤选择轴承时请注意经济性。通常，球轴承比滚子轴承便宜。 7.轧制失败轴承和计算标准（1）轧制失败轴承根据工作条件，轧制轴承有两种主要的失效类型。①点蚀。轧制轴承承担负载，每个滚动元件的力都不同，在旋转轴承时，滚动元件与环之间的接触应力发生变化，工作一段时间后，接触面上可能会发生接触疲劳磨损和点蚀每个元件的位置，有时由于安装不当，轴承的局部载荷较大，这会促进点蚀的早期发生。

②塑性变形。在一定的静载荷或冲击载荷下，滚动元件或环形滚道上会出现不均匀的塑性变形坑。此时，轴承的摩擦转矩，振动和噪音会增加，并且行驶精度也会降低。 （2）轧制轴承的计算标准应为接触疲劳寿命和静态强度计算出旋转轧制轴承的一般工作条件；对于摆动或低速轴承，仅需要静态强度计算；高速轴承由热引起的胶粘剂磨损和烧伤通常是突出的问题。除了寿命计算外，还必须检查极限速度。[3）基本额定寿命和基本动态额定载荷大多是滚动的轴承失败轴承由于疲劳点蚀的腐蚀轴承，在轴承中的任何组件出现疲劳剥落迹象之前，以一定速度旋转的总转数或工作小时数称为轴承寿命。可以达到或超过特定寿命的相同轴承称为可靠性。（4）等效动载荷滚动轴承如果同时施加径向和轴向组合载荷，以计算轴承寿命为了比较你在相同条件下，实际工作负载需要转换为与测试条件相当的负载，然后才能与基本动态额定负载进行比较。转换后的负载是假定的负载，因此称为等效动态负载。在等效动载荷作用下，轴承的寿命与实际组合载荷下的轴承寿命相同。等效动载荷P的计算公式为：P = XFr + YFa其中，Fr为径向载荷，单位为N； Fa是轴向载荷，单位是N； X，Y为径向动载荷系数和轴向动载荷系数。

（5）基本额定寿命的计算轧制寿命轴承随着负载的增加而减小。寿命与负载的关系如图所示。曲线方程为P L10。在常数公式中， P为等效动量Load，单位为N10； 6r为L10单位为基础（原始寿命为固定寿命，寿命为一，一百万转，小时球，轴承 L10 == 1） 3，滚子是寿命的轴寿命轴指= 10/3（6）滚动轴承的静态载荷计算静态载荷是指轴承套圈的相对速度为零时按轴承施加的载荷）限制滚动轴承的静载荷在载荷作用下会产生过大的接触应力和永久变形，因此需要进行静载荷计算；静强度的计算是基于基本静载荷额定值，它是指滚动体与轴承之间的接触应力。轴承载荷区域中的滚道，对应于一定值的载荷；可以除以分为径向和轴向。常用的轴承基本额定静载荷通常可以直接在设计手册中找到。 8.滚动轴承的组合结构设计（1）两个）一端在正常工作温度下将短轴固定在一个方向上，并且支点通常两端固定在一个方向上，并且每个轴承承受轴向力（2）一端固定在两个方向上，另一端随着轴移动。当长度较长或工作温度较高时，轴的热膨胀和收缩较大，因此此方法应（3）对于需要两端在两个方向上游动的轴，可以使用两端都带有轴的结构。9.滚动轴承的润滑滚动轴承的润滑主要是为了减小摩擦阻力具有减振，降温，防锈，密封的功能。

合理的润滑对于提高轴承的性能和延长轴承的使用寿命具有重要意义。 10.滚动轴承密封（1）接触密封①毛毡密封。②密封圈密封。（2）非接触密封①间隙密封。②迷宫密封。11.滚动体轴承的安装和拆卸） 1）滚动轴承协调滚动轴承滚动环轴承应当在轴和座孔之间选择合适的配合，以确保轴的旋转精度和轴承的圆周固定。 ，轴承内圈和轴颈与基孔系统匹配，轴承外圈和座孔与基轴系统匹配。（2）轧件的拆卸设计轴承 [ 轴承在组合轴承组装和拆卸时应被认为是有益的，以免在组装和拆卸过程中损坏轴承和其他零件。轴承可以使用压机或拆卸器进行拆卸。 k72] 2滑动轴承 1.滑动[k47的类型]滑动轴承分为承受径向力的向心推力轴承 ad，推力轴承承受轴向载荷，向心推力根据径向和轴向载荷承受不同的载荷。 轴承。 ①整体向心滑动轴承。 ②分裂向心滑动轴承。 ③推力滑动轴承。 2.轴承结构和轴承轴承（衬套）正在滑动轴承 轴承中最重要的部分是与轴颈形成相对运动的滑动副。其结构的合理性直接影响轴承的性能。对应于轴承，轴承衬套的形式也被制成整体和分开的两种结构。剖分式轴承具有承重区域和非承重区域。通常，负载是向下的，因此上鞋靴是非承重区域，下鞋靴是承重区域。

为了具有更高的承载能力并节省有价值的材料，经常在轴承的工作表面上添加一层具有良好耐磨性的材料，称为轴承衬里，以形成双材料轴承。轴承衬套和轴承衬里的材料统称为轴承材料。为了使轴承衬套和轴承壳牢固结合，可以在轴承壳的内表面上开一些凹槽。 3.滑动轴承（1）润滑脂及其精选润滑脂）是通过将矿物油与各种增稠剂（钙，钠，铝和其他金属）混合制成的，其稠度大，不易丢失，滑动轴承的性能也相对较高，但其理化性能不如润滑油稳定，摩擦耗能大，不适合在温度变化大或高速的情况下使用。小于2 m / s的速度可以用油脂润滑。（2）润滑油，当选择润滑油时，主要考虑因素是轴承工作负载，相对滑动速度，工作温度和特殊工作环境条件。高，温度高，载荷冲击大时，选择高粘度润滑油；当滑动速度高时，选择低粘度润滑油；粗糙或非运行表面应选择较高的粘度。粘度润滑油。 （3）润滑方法和润滑装置①手工润滑。②滴注润滑。③油环润滑。④飞溅润滑。⑤油浸润滑。⑥压力循环润滑。⑦润滑脂。9.3联轴器，离合器和制动器9.3.1联轴器①刚性联轴器：适用于在工作过程中不会发生相对位移的位置严格对准的两个轴②弹性联轴器：适用于两个轴偏斜时的连接。

1。刚性联轴器（1）刚性联轴器①套筒联轴器。结构简单，径向尺寸小，生产方便，但在组装和拆卸时需要轴向移动，仅适用于直径较小的两个轴，同心度高，负载轻，低速②法兰联轴器，由两个法兰式半联轴器，两个半联轴器组成，联轴器通过键与轴连接，联轴器的两个半部通过螺栓连接以供电③夹紧壳体联轴器，由两个纵向剖分的圆柱状夹紧壳体和连接它们的螺栓组成，壳体与轴或键之间的摩擦力传递扭矩，因为这种联轴器是分体结构。 （2）活动刚性联轴器①Cr oss滑动联轴器。它由两个在端面上带有凹槽的半联轴器以及一个在两侧带有榫头的十字滑块，两个榫头组成。中心线彼此垂直并穿过滑块的轴。 ②齿轮联轴器。它由两个带有外齿和法兰的内套筒和两个带有内齿和法兰的外套筒组成。通过螺栓连接，润滑油存储在外套管中。 ③万向联轴器。它由两个轴叉通过铰链连接到中间横轴形成。万向联轴器两端之间的角度可以达到45°。当单个万向联轴器工作时，即使驱动轴以恒定的角速度旋转，从动轴也可以以可变的角速度旋转，这将引起动态负载。

2。弹性联轴器①弹性套筒销联轴器。其结构类似于法兰联轴器。还有两个带法兰的半联轴器分别连接到主轴和从动轴，带有弹性套筒的螺栓用于连接。这种联接器制造简单，易于拆卸和组装，并且成本低。但是，该弹性套容易磨损并且寿命短。适用于负载稳定，正反转，频繁起动，传递中小扭矩的轴。 ②弹性销联轴器。用尼龙销钉连接两个半联轴器。为防止销滑出，在两侧均安装了固定环。这种联结器的结构与弹性套筒销联轴器相似，更换销方便，偏移量补偿不大，其应用类似于弹性套筒销联轴器。 3.联轴器的选择原理①对于大扭矩，选择刚性联轴器，非弹性元件或带金属弹性元件的弹性联轴器；当扭矩有冲击和振动时，请选择带弹性元件的挠性联轴器。 ②高速时，请选择带非金属弹性元件的挠性联轴器。 ③选择中性的刚性联轴器，需要补偿时选择弹性联轴器。 ④考虑到组装和拆卸的方便性，请选择可以直接径向移动的联轴器。 ⑤如果在高温下工作，则不能选择带有非金属部件的联轴器。 ⑥在相同条件下，尽量选择价格低廉，维护简单的联轴器。 4.联轴器选择步骤①根据机器的工作条件和使用要求选择合适的类型。主要考虑因素是：连接的两个轴的中性，负载大小和特性，工作速度，工作环境和温度。

此外，还应考虑安装尺寸的限制以及安装和维护的便利性。 ②根据轴直径计算扭矩，轴速度和轴端直径，并从标准中选择型号和结构尺寸。 ③必要时检查易损件的强度。 9.3.2离合器1.爪式离合器爪式离合器主要由两个半离合器组成。半离合器的端面加工有多个嵌体。爪式离合器结构简单，外形尺寸小，两个轴向之间没有相对滑动，速度准确，并且当速度差大时难以接合。 2.摩擦离合器①单板摩擦离合器。它主要用于压缩或松开两个摩擦盘，以产生或消除两个接合面的摩擦，从而实现两个轴的接合或分离。其结构简单，分离彻底，但径向尺寸大，常用于轻工机械。 ②多片摩擦离合器。多片摩擦离合器具有两组摩擦片，即外摩擦片和外套管，内摩擦片和内套管通过花键连接。外套管和内套管分别通过平键固定在驱动轴和从动轴上。 9.3.3制动器1.制动器的类型和特性（1）根据制动器的工作状态进行划分①常开型：始终处于制动器释放状态，必须施加外力才能实现制动。②常闭型：常处于关闭状态或制动状态，只能施加制动状态，可通过外力释放。起重机械的举升机构通常采用常闭制动器，而各种车辆的主制动器采用常开。 2）根据操作模式，可以分为手动曼铂，自动和混合三种公式。

（3）根据制动器的结构特点，分为①大块制动器。②带式制动器。2.制动器的选择通常，应考虑以下几点来选择制动器的类型和大小。 ：制动器和工作机制动器的工作性质和条件，制动器的工作环境，制动器的速度，惯性矩等相匹配，已经标准化了一些广泛使用的制动器，并提供了一系列产品。扭矩是表征制动器工作性能的主要参数，扭矩是选择制动器型号的主要依据，所需的制动扭矩要根据不同机械设备的具体情况确定。