课程目录 · 全部课程 · 原始 PDF

机械设计基础：第 301–310 页

机械设计基础 课堂笔记
定义
轴肩：阶梯轴上相邻两段不同直径的轴径之间形成的台阶面，用于轴向定位轴
上零件。
例
轴肩可理解为阶梯轴（如 φ55 与 φ60 两段）之间形成的台阶，相邻轴径直径不
同即形成轴肩。
轴承外圈的轴向紧固
• 外圈轴向紧固的常用方式：
– 孔用弹性挡圈：装在基座孔内，对外圈定位
– 止动环紧固：用止动环对外圈定位
– 轴承端盖：用轴承端盖压紧外圈（经典方式） ，配合调整垫片调整间隙
– 螺纹环紧固：用螺纹环紧固轴承外圈
滚动轴承的配合
• 滚动轴承是标准件，由内圈、外圈、滚动体（及保持架）组成
Study Notes 301 / 344 先看条件，再套公式

机械设计基础 课堂笔记
• 内圈与轴配合，外圈与轴承座配合
定义
滚动轴承配合基准制：
• 内圈与轴配合 → 基孔制（内圈孔为标准件）
• 外圈与轴承座配合 → 基轴制（外圈轴为标准件）
注意
滚动轴承内圈与轴配合采用基孔制，外圈与基座配合采用基轴制。因为滚动轴
承是标准件， 其内圈孔和外圈轴均为标准尺寸， 故分别作为基准孔和基准轴。 不
要与一般轴孔配合的基准制混淆。
• 一般情况下，内圈随轴一起转动，外圈固定不动，内外圈之间有相对运动
• 转动圈比不转动圈配合得更紧
注意
轴承内圈与轴之间通过过盈配合实现周向固定，没有键连接。齿轮与轴配合时
用键连接实现周向固定，但轴承与轴之间不用键，这是常见的改错点。
滚动轴承的公差等级
• 滚动轴承代号中的后置代号包含公差等级，如 6207-P2 中的 P2 表示公差等级
• 公差等级有 0、6、5、4、2 级，2 级公差等级最高，公差带最窄
• 0 级为默认公差等级
滚动轴承的装拆
• 装拆方法：压力法、温差法、液压配合法
注意
装拆时施加力的位置必须正确：
• 装内圈（内圈装到轴上）→ 力施加在内圈上
• 装外圈（外圈装到基座上）→ 力施加在外圈上
• 若装内圈时把力加到外圈上，或装外圈时把力加到内圈上，都是错误的
• 拆卸时常用钩爪拆卸器：
Study Notes 302 / 344 先看条件，再套公式

机械设计基础 课堂笔记
– 从轴上拆轴承 → 钩爪钩住内圈
– 从座孔中拆轴承 → 钩爪钩住外圈
注意
装拆时” 一会内圈一会外圈” 容易混淆，关键要理解：内圈与轴配合，外圈与轴
承座配合。装/拆内圈时力作用在内圈，装/拆外圈时力作用在外圈。
轴承的润滑
• 润滑的主要目的：减少摩擦磨损
• 润滑方式分为脂润滑和油润滑，选择依据是 dn 值（d 为轴承内径，n 为转速）
定义
dn 值：d 为轴承内径（mm） ，n 为转速（r/min） ，dn 乘积用于判断选用脂润滑
还是油润滑。
• 判断依据：
– dn < 1.5∼2×10⁵ → 用脂润滑
– dn ≥ 1.5∼2×10⁵ → 用油润滑
• 工程中也可用线速度判断：线速度 < 2 m/s 用脂润滑，> 2 m/s 用油润滑
例
6207 轴承的内径代号为 07， 内径= 07×5 = 35 mm 。 一般内径≥ 20 mm 的轴承，
内径代号乘以 5 即得内径值（6200、6201、6202、6203 等特殊代号除外） 。
Study Notes 303 / 344 先看条件，再套公式

机械设计基础 课堂笔记
润滑方式判定：脂润滑 vs 油润滑
• 工程中常用线速度来判定轴承采用脂润滑还是油润滑
• 齿轮传动一般用油润滑，放在箱体润滑油中
• 轴承需先判定用脂润滑还是油润滑，再进一步设计
• 轴承线速度大于 2 m/s 时，可采用油润滑
脂润滑与油润滑的隔离（Δ₃ 尺寸）
• 齿轮用油润滑、轴承用脂润滑时，两种润滑方式不同，需防止齿轮飞溅的润滑
油稀释轴承润滑脂
• 箱体内壁线与轴承端面之间需留出尺寸 Δ₃
• 脂润滑时 Δ₃ 取 10∼15 mm，油润滑时取 3∼5 mm
• 脂润滑时 Δ₃ 应大一些，使飞溅距离变长，减少油溅入润滑脂
注意
脂润滑时 Δ₃ 必须留够 10∼15 mm 的空间，这是设计时容易遗漏的尺寸。
挡油环
• 作用：防止齿轮润滑油甩入轴承，靠离心力将油甩回
Study Notes 304 / 344 先看条件，再套公式

机械设计基础 课堂笔记
• 同时起到对轴承内圈定位的作用
• 结构见教材 270 页
例
挡油环是防止齿轮飞溅的润滑油进入脂润滑轴承的常用结构，利用旋转产生的
离心力把油甩回齿轮侧。
轴承油润滑的供油方式
• 轴承采用油润滑时，润滑油从齿轮传动中收集而来，而非单独添加
• 在箱体下箱体最上表面开油槽，收集齿轮啮合飞溅的润滑油
• 润滑油经轴承盖上的空腔导入轴承内部
轴承密封的目的
• 防止灰尘和水分进入轴承
• 阻止润滑剂流失
• 密封方式分为：接触式密封和非接触式密封（教材表 13.12）
接触式密封：毛毡圈
Study Notes 305 / 344 先看条件，再套公式

机械设计基础 课堂笔记
• 毛毡圈为非金属件，嵌入轴承盖上的梯形槽中实现密封
• 阻挡外界水分和灰尘进入轴承
注意
轴承盖上的孔与轴的直径不能是同一公称直径，孔的直径必须比轴大。因为轴
承盖静止、轴转动，若两者直接接触会对轴产生很大摩擦。这是常见的改错考
点。
接触式密封：密封圈（O 型圈 / 橡胶圈）
• 用皮革或耐油橡胶制成，有的带金属骨架
• 密封圈与轴接触实现密封
• 密封唇向内：防止漏油；密封唇向外：防止灰尘和杂质进入
非接触式密封：油沟密封（间隙密封）
• 轴与轴承盖通孔壁间留极窄缝隙，约 0.1∼0.3 mm
• 在轴承盖上车出沟槽，沟槽内填满油脂
• 油脂起密封作用（非润滑作用） ，阻止水分和灰尘进入
• 适用于线速度 5∼6 m/s 以下
Study Notes 306 / 344 先看条件，再套公式

机械设计基础 课堂笔记
非接触式密封：迷宫式密封（曲路密封）
• 旋转件与固定密封件之间的间隙制成迷宫形式
• 分为径向曲路（图 a）和轴向曲路（图 b）
• 径向间隙 0.1∼0.2 mm，轴向间隙 1.5∼2 mm
• 间隙内填满润滑脂，起密封作用
密封组合形式
• 毛毡圈 + 迷宫密封
• 毛毡圈 + 油沟密封
• 迷宫密封 + 油沟密封（两种非接触式组合）
• 具体组合视情况而定
轴承润滑方式分类
• 润滑剂润滑（脂润滑） ：多数轴承使用，配密封装置
• 润滑油润滑：适用于高速旋转、需较大冷却效果、需过滤灰尘的场合
• 选择时需考虑运转状态、使用条件及成本
Study Notes 307 / 344 先看条件，再套公式

机械设计基础 课堂笔记
定义
油润滑方法：将轴承浸入润滑油并运转的机械方法，适用于低中速旋转。
• 滴油润滑：从润滑剂滴下润滑油，借助旋转部件使油以油雾状态充满外壳，有
冷却效果，可用于较高速度、中负荷
• 飞溅润滑：将齿轮等安装到轴上，通过波溅润滑油形成飞沫供油，适用于齿轮
润滑、较高速度
• 强制循环润滑：向轴承内部供油后冷却再循环，常用于高速旋转或高温条件
密封装置的作用
• 防止异物、灰尘、水分、金属粉等从外部侵入
• 防止轴承内部润滑剂泄漏
• 防止轴承损伤
• 常用非接触型密封装置
凸缘联轴器
• 由两个半联轴器组成，分别与主动端轴和从动端轴连接
• 两个半联轴器之间用螺栓连接（普通螺栓或铰制孔螺栓均可）
注意
计算螺栓强度时，普通螺栓连接和铰制孔螺栓连接的 计算方式不同，必须分清
是哪种螺纹连接、承载何种载荷。
• 主动端轴转动后，通过螺栓连接驱动从动端轴转动，实现动力传递
Study Notes 308 / 344 先看条件，再套公式

机械设计基础 课堂笔记
轴的作用与分类依据
• 轴的主要作用是支撑旋转零件（齿轮、带轮、链轮、涡轮等） ，也可用于安装轴
承。
• 轴的分类主要依据承受的载荷类型：弯矩、转矩，或两者兼有。
转轴
• 定义：既能承受弯矩，又能承受转矩的轴。
• 典型应用：减速器中的高速轴、中间轴、低速轴。
• 齿轮传动主要传递转矩，因此三根轴都受转矩；同时轴承支反力使轴产生弯矩，
故均为转轴。
• 注意转矩只存在于两齿轮之间的轴段，其余轴段无转矩。
例
两级齿轮减速器中，中间轴的转矩只存在于两个齿轮之间的轴段，从齿轮啮合
处传入、传出后，其余轴段无转矩。
传动轴
• 定义：主要传递转矩、几乎不受弯矩的轴。
Study Notes 309 / 344 先看条件，再套公式

机械设计基础 课堂笔记
• 典型应用：汽车传动轴。
心轴
• 定义：只承受弯矩、不承受转矩的轴。
• 分为固定心轴（轴不转动）和转动心轴（轴随零件一起转动） 。
例
• 火车车轮轴：工作时转动，只受横向载荷，属于转动心轴。
• 自行车前轴、 后轴： 固定不动， 只受弯矩， 属于固定心轴； 中轴 （脚踏处） 受
转矩和弯矩，属于转轴。
注意
分析轴的类型时，要同时判断是否受转矩、是否转动。火车车轮轴是转动心轴，
而自行车前后轴是固定心轴，二者不同。
按形状分类的轴
• 光轴：各段直径相同，结构简单，加工方便。
• 阶梯轴： 相邻轴径大小不同， 形成阶梯 （轴肩/轴环） ， 常用于轴向定位， 应用最
Study Notes 310 / 344 先看条件，再套公式

下一段