轴系设计要求

轴系结构的设计要求，主要应从以下4个方面来考虑 。

（1）轴系的固定 为保证轴系能承受轴向力而不发生轴向窜动，需要合理地设计轴系的轴向支承、固定结构，常用的轴系支承、固定形式有： ① 两端固定（又称双支点单向固定） 轴系两端由两个轴承支承，每个轴承分别承受一个方向的轴向力。这种结构较简单，适用于工作温度不高、支承跨距较小（跨距≤400mm）的轴系。为补偿轴的受热伸长，在装配时，轴承应留有约0.25 ～0.4mm的轴向间隙。间隙的大小常用轴承盖下的调整垫片或拧在轴承盖上的调节螺钉调整，调节十分方便。 ② 一端固定一端游动（又称单支点双向固定） 轴系由双向固定端的轴承承受轴向力并控制间隙，由轴向浮动的游动端轴承保证轴伸缩时支承能自由移动。为避免松动，游动端轴承内圈应与轴固定。这种结构适用于工作温度较高、支承跨距较大的轴系。 ③ 两端游动 轴系两端的支承轴承（采用圆柱滚子轴承）轴向均可游动，以适应人字齿轮传动工作时，主、从动轮须对正的要求。当然这种结构形式用的较少，仅用于类似的特殊场合。 上述的常见结构中，轴上零件和轴承在轴上的轴向位置多采用轴肩或套筒定位，定位端面应与轴线保持良好的垂直度；轴肩圆角半径必须小于相应的轴上零件或轴承的圆角半径或倒角宽度。对于滚动轴承的定位，轴肩高度应小于轴承内圈高度的3/4，以便于拆卸轴承。

（2）轴系轴向位置的调整 为方便地实现传动零件(如圆锥齿轮、蜗杆、蜗轮等)在轴系中具有准确的工作位置，要考虑轴系轴向位置的调整。

（3）轴承的配合 由于轴承的配合关系到回转零件的回转精度和轴系支承的可靠性，因此在选择轴承配合时要注意： ① 滚动轴承是标准件，选择配合时，轴承内圈与轴的配合采用基孔制；轴承外圈与轴承座的配合采用基轴制。 ② 一般转速较高、负载较大、振动较严重或工作温度较高的场合，应采用较紧的配合。当载荷方向不变时，转动套圈的配合应比固定套圈的紧一些。经常拆卸的轴承以及游动支承的轴承外圈，应采用较松的配合。

（4）轴承的润滑和密封 润滑和密封对于轴承的使用寿命具有十分重要的影响。 ① 轴承的润滑 润滑的主要目的是为了减少轴承的摩擦和磨损，另外润滑还兼有冷却、吸振、防锈、密封等作用。具体可按速度因数dn值（d为轴承内径；n为轴的转速）来确定润滑剂的类型。当dn≤

轴的主要功能是支承旋转零件和传递转矩。它主要由3部分组成：安装传动零件轮毂的轴段称为轴头、与轴承配合的轴段称为轴颈、联接轴头和轴颈的部分称为轴身。轴颈和轴头表面都是配合表面，其余则是自由表面。配合表面的轴段直径通常应取标准值，并须确定相应的加工精度和表面粗糙度。 轴的设计，一方面要根据使用条件，合理地选择材料，确定主要尺寸，保证其具有足够的工作能力，满足强度、刚度和振动稳定性等要求。另一方面要综合考虑自身及轴上零件的装拆、定位、固定以及加工工艺、维修保养等要求。合理地确定轴的结构形状和尺寸，即从轴系结构的设计角度出发进行轴的结构设计，也称为轴的结构化。 通常轴的结构设计，应使轴系受力合理，有利于提高轴的强度、刚度和振动稳定性，有利于节约材料和减轻重量。轴及轴上零件应定位准确、固定可靠、便于装拆和调整。还应具有良好的加工和装配工艺性，并尽量避免应力集中 。

轴承是支承轴等回转零件旋转、并降低支承摩擦的零部件。按相对运动表面的摩擦形式，轴承分为滚动轴承和滑动轴承两大类。 常用的滚动轴承已标准化，由专门的工厂大批量生产，在机械设备中得到了广泛应用。设计时只需根据工作条件选择合适的类型，依据寿命计算确定规格尺寸，并进行滚动轴承的组合结构设计。 在分析和设计滚动轴承的组合结构时，主要应考虑：轴系的固定；轴承与轴、轴承座的配合；轴承的润滑和密封；提高轴系的刚度等方面问题。显然，此时考虑的也应是整个轴系，而不仅仅是轴承本身 。

轴、轴承和轴上零件的组合构成了轴系，它是机器的重要组成部分，对机器的运转正常与否有着重大的影响 。

轴系按其在传动链中所处的地位不同可分为传动轴系和主轴轴系，一般对传动轴的要求不高，而作为执行件的主轴对保证机械功能，完成机械主要运动有着直接的影响，因此对主轴有较高的要求。

轴系装配顺序

右端：齿轮、套筒、右端轴承、轴承端盖、半联轴器、轴端挡圈依次从轴的右端向左安装。

左端：只装轴承及端盖。

轴系拆卸顺序

右端：轴端挡圈、半联轴器、轴承端盖、右端轴承、套筒、齿轮依次从轴的右端向右拆卸。

左端：先拆掉端盖，然后拆轴承。

轴系调整

因为采用双支点各单向固定，所以角接触球轴承在安装的时候，可以通过调整端盖端面与外壳之间的垫片的厚度，使轴承外圈与端盖之间留有很小的轴向间隙，以适当补偿轴受热伸长 。

零件的轴向定位

齿轮：定位台阶和套筒

套筒：齿轮和轴承

轴承：套筒和端盖

半联轴器：定位台阶和档圈

零件的周向定位

齿轮：键

套筒：过盈配合

轴承：过盈配合

半联轴器：键

轴系的轴向定位

轴系的轴向定位：轴承 端盖

轴系结构设计常见错误整理：

1. 轴端无倒角，轴上零件不便装拆。

2. 轴肩过高，轴承不便拆卸

3.齿轮无周向固定

4.轴头段长度等于齿轮轮毂的长度，套筒顶不住齿轮，齿轮固定不可靠。

5.联轴器没有轴向定位。

6.联轴器没有周向固定。

7.联轴器没有轴向固定。

8.无调整垫片，轴承间隙无法调整。

9. 无密封装置，无法防漏油及防尘。

10.精加工面过长而不便装拆轴承。

11.转动的轴与静止轴承端盖相接触，轴不能正常运转。

12.转动的套筒与静止的轴承外圈相接触，轴系不能正常运转。

13.铸造箱体的机加工面与非机加工面未区分开。

14.无砂轮越程槽，轴颈处不便磨削加工。

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轴系传动装置，安装在主机与轴系间的联轴器、离合器、齿轮箱、耦合器等传动设备组合的统称。

中文名称

轴系传动装置

英文名称

transmisson gear of shafting

定　　义

安装在主机与轴系间的联轴器、离合器、齿轮箱、耦合器等传动设备组合的统称。

应用学科

船舶工程（一级学科），船舶机械（二级学科）

主轴系统由主轴伺服电源、主轴电机、主轴传动系统以及主轴组件组成。主轴的启动、停止和变速等均由数控系统控制，是切削加工的功率输出部件，也是加工中心的关题部件。与常规机床主轴系统相比，加工中心主轴系统要具有更高的转速、更大的调速范围并能无级变速。

主轴内部刀具自动夹紧机构是自动刀具交换装置的组成部分。主轴要有准停功能相工中心上常用的主轴电动机为交流调速电动机和交流伺服电动机。交流调速电动机制造成本较低，但不能实现电动机轴在圆周任意方向的准确定位，电动机以很大转矩实现微小位移。

船舶轴系用钢指用于制造船舶动力系统主轴系的钢。

中文名称

船舶轴系用钢

英文名称

steel for ship shafting

定　　义

用于制造船舶动力系统主轴系的钢。

应用学科

船舶工程（一级学科），船舶工艺（二级学科）