主轴瓦结构
主轴的结构特点和技术要求
一．主轴的结构特点和技术要求轴类零件是机械加工中的典型零件之一。
轴类零件是旋转体零件，其长度大于直径，它的主要表面是同轴线的若干个外圆柱面、圆锥面、孔和螺纹等。
机床主轴是一种典型的轴类零件，它是机床的关键零件之一，它把回旋运动和转矩通过主轴端部的家具传递给工件或刀具。
因此在工作中主轴要承受转矩和弯矩，而且还要求有很高的回转精度。
因此，主轴的制造质量将直接影响到整台机床的工作精度和使用寿命。
主轴零件图上规定了一系列技术要求，如尺寸精度、形状位置公差、表面粗糙、接触精度和热处理要求等。
这些都是为了保证主轴具有高的回转精度和刚度、良好的耐磨性和尺寸稳定性。
现以CA6140型卧室机床主轴为例，说明其主要技术要求。
1. 图1为CA6140车床主轴零件简图。
由零件简图可知，该主轴呈阶梯状，其上有安装支承轴承、传动件的圆柱、圆锥面，安装滑动齿轮的花键，安装卡盘及顶尖的内外圆锥面，联接紧固螺母的螺旋面，通过棒料的深孔等。
下面分别介绍主轴各主要部分的作用及技术要求：⑴支承轴颈? 主轴二个支承轴颈A、B圆度公差为，径向跳动公差为；而支承轴颈1∶12锥面的接触率≥70%；表面粗糙度Ra为；支承轴颈尺寸精度为IT5。
因为主轴支承轴颈是用来安装支承轴承，是主轴部件的装配基准面，所以它的制造精度直接影响到主轴部件的回转精度。
⑵主轴工作表面的精度主轴的工作表面是指装夹道具或家具的定心表面，如莫氏锥孔、轴端外锥或法兰外圆等。
对那他们要求有：内外锥面的尺寸精度、几何形状精度和接触精度，定心表面对支承轴颈的同轴度，定位端面对颈轴线的垂直度等。
它们对机床工作精度的影响会造成家具或工件的装夹误差。
在主轴技术要求中还亏定了近主轴端部的径向园跳动和离端面部300mm处的径向圆跳动。
另外为了保证锥孔玉顶尖火道具锥柄接触配合良好，规定须用标准锥度塞规以涂色法检验接触面积，具体要求如表11-12所示。
（3）主轴次要轴颈和其它表面的精度主轴次要轴颈是指装配齿轮、轴套等零件的表面。
《机械基础》第十二章轴承教案
《机械基础》教案课题第十二章轴承课型理论课课时2授课班级授课时间授课教师教材分析本节课的内容是关于《机械基础》中的第十二章。
要求学生理解机械基础的功用、结构，课标要求是掌握机械基础的作用。
选用的教材是由中国劳动社会保障出版社出版的《机械基础》（第七版），学习内容是机械基础的内容和各项方法。
学情分析知识储备：对机械有着初步的了解。
能力水平：熟悉机械基础的发展史。
学习特点：学习、接受新知识能力较弱，尤其是理论性强的知识，不能充分利用课余时间学习。
学习目标知识目标：理解滚动轴承的基本知识。
能力目标：能够掌握滑动轴承的基本内容。
素质目标：1.认识到机械的重要性。
2.积极参与课堂，能够表达自己的观点和想法。
学习重难点教学重点：1. 滚动轴承的基本知识。
2.滑动轴承的基本内容。
教学方法讲授法、讨论法、演示法、实物教学法课前准备教师准备：教学课件学生准备：课前预习教学媒体多媒体教室、多媒体课件教学过程教学环节教师活动设计学生活动设计设计意图活动一：创设情境生成问题1.情境导入让学生阅读教材导入情景，引导学生思考：轴承基本知识。
2.展示学习目标认识到轴承的重要性。
掌握轴承基本知识的具体内容。
1.阅读导入情景，思考教师提问，结合生活中的实际，认真回答。
2.查看并记住本节任务的学习目标。
1.通过情景问话，引出本课主题。
同时激发学习兴趣。
2.通过课件展示本节任务，让学生明确课堂任务。
活动二：调动思维探究新知一.导入新课:组织教学、吸引学生注意力，使学生进入上课状态。
二.1.新课讲解:借助PPT讲授机械基础基本知识内容，利用课件进行讲授，对比课件中的构造简图，对轴承基本知识有一个初步的了解。
轴承支承转动的轴及轴上零件，以保证轴的旋转精度，减少轴与轴座之间的摩擦和磨损滚动轴承滑动轴承12—1 滚动轴承一、滚动轴承的结构和类型1．滚动轴承的结构学习机械基础基本知识的总体认知(1)听课、思考、结合生活实际，认真回答教师提出的问题。
轴瓦的结构与材料
粉末冶金
由铜、铁、石墨等粉末经压制、烧结而 成的多孔隙（约占总体积的10%-35%）轴 瓦材料。 特点：常用于制作轴套，适用于载荷平 稳、低速及加油不便场合。
非金属材料
有塑料、硬木、橡胶和石墨等，其中塑 料用得最多。 特点：主要用于特殊场合的轴承。
轴瓦的常用材料
没有轴衬的轴瓦----铸造青铜、黄铜或铸铁 有轴承衬的轴瓦----钢、铸铁或青铜做瓦基 用轴承合金做轴承衬。 常用的轴承衬材料有： 锡基轴承合金—ZChSnSb11-6、 ZChSnSb8-4 铅基轴承合金—ZChPbSb16-16-2
2）铜合金 分青铜和黄铜两类。青铜性能仅次于 轴承合金，应用较多；黄铜减摩性不及青铜，但铸 造和机加工容易，用于低速中载场合。 3）铅合金 具有强度高，耐磨性、耐腐蚀性和导热 好，对轴颈要求高，用于中速中载、低速重载场合。
4）铸铁 有灰铸铁和耐磨铸铁或球墨铸铁等，所含 石墨有润滑作用，只适用于轻载、低速和不受冲击 的场合。
注意： 油沟的形状和位置会影响轴承中油膜压力分布 情况，应该开在轴瓦不受载荷的内表面上。 为防止润滑油从轴承端部泄漏，轴向油沟的长 度通常取轴瓦宽度的80%。
轴瓦的定位
轴瓦
凸缘
紧定螺钉
销钉
定位目的：防止轴瓦在轴承座中沿轴向 和周向移动。
轴瓦与轴承座的配合
轴瓦与轴承座应配合紧密，一般采用较 小过盈配合。 原因：保证轴瓦与轴承座的同心性，提 高轴瓦的刚度与散热性能。
轴承衬与轴瓦的结合形式
为了使轴承衬牢固的 贴附在轴瓦上，常在 轴瓦内表面上制出一 些沟槽。 钢轴瓦或铸铁轴瓦--开燕尾槽； 青铜轴瓦---不开燕尾 槽。
机械设计基础-12.4轴瓦的结构
第三节轴瓦的结构常用的轴瓦分为整体和剖分式两种结构。
整体式轴瓦是套筒形(称为轴套)。
剖分式轴瓦多由两半组成。
为了改善轴瓦表面的摩擦性质，常在其内表面上浇铸一层或两层减摩材料，称为轴承衬，即轴瓦做出双金属结构或三金属结构。
轴承衬的厚度很小，一般随轴承直径的增大而增大，通常为：零点几mm到6mm。
轴瓦和轴承座不允许有相对移动，为了防止轴瓦的移动，可将其两端做出凸缘用于轴向定位或用销钉(或螺钉)将其固定在轴承座上。
为了使滑动轴承获得良好的润滑，轴瓦或轴颈上需开设油孔及油沟，油孔用于供应润滑油，油沟用于输送和分布润滑油。
其位置和形状对轴承的承载能力和寿命影响很大。
通常，油孔应设置在油膜压力最小的地方；油沟应开在轴承不受力或油膜压力较小的区域，要求既便于供油又不降低轴承的承载能力。
图为油孔和油沟对轴承承载能力的影响。
图为几种常见的油沟，油孔和油沟均位于轴承的非承载区，油沟的长度均较轴承宽度短。
在非承载区的轴瓦上开设的油沟，通常是以进油口（图中小口）为中心开出纵向，横向或倾斜的油沟。
其作用是：使油进入轴承后能够均匀的分布在整个轴颈上。
（油从轴承的两端流出去，即端泄）。
注意：油沟不能开在承载区（动压油膜的建立区），否则，会降低油膜的承载能力。
对于大型的滑动轴承，常采用“油室”结构。
润滑油从两侧导入，它可使润滑油沿轴向均匀分布，并起着贮油和稳定供油的作用。
形成动压油膜和液体摩擦的约束条件图中：为轴颈中心，为轴承中心，当、重合时，轴颈与轴承间有一间隙，称为半径间隙，也称为设计间隙(图8-13(e))。
图(a)：轴颈静止时，在外载荷作用下，轴颈处于轴承孔最下方的稳定位置，两表面间自然形成一弯曲的楔形。
此时偏心距(即的连线)＝等于半径间隙。
图(b)：润滑油进入轴承间隙并吸附在轴径和轴承表面上。
轴颈开始转动时，速度极低，这时轴颈和轴承间的摩擦为金属间的直接摩擦。
作用于轴颈上的摩擦力的方向与其表面上的圆周速度方向相反，迫使轴颈沿轴承孔内壁向上爬。
轴瓦结构
轴瓦结构轴瓦结构轴瓦是滑动轴承的重要组成部分。
常用轴瓦分整体式和剖分式两种结构。
1.整体式轴瓦（轴套）整体式轴瓦一般在轴套上开有油孔和油沟以便润滑，如图５-１３ｂ所示，粉末冶金制成的轴套一般不带油沟，如图５-１３ａ所示。
图5-132.剖分式轴瓦剖分轴瓦由上、下两半瓦组成，上轴瓦开有油孔和油沟。
如图５-１４所示的铸造剖分式厚壁轴瓦。
为了改善轴瓦表面的摩擦性质，可在内表面上浇铸一层减摩材料（如轴承合金），称为轴承衬。
轴瓦上的油孔用来供应润滑油，油沟的作用是使润滑油均匀分布。
常见油沟的形状如图５-１５所示，应开在非承载区。
图5-14图5-15相关知识点：滑动轴承的特性及应用滑动轴承的结构轴瓦结构滑动轴承的安装与维护滑动轴承的安装、维护要点滑动轴承的安装、维护要点①滑动轴承安装要保证轴颈在轴承孔内转动灵活、准确、平稳。
②轴瓦与轴承座孔要修刮贴实，轴瓦剖分面要高出0.05～0.1 ｍｍ，以便压紧。
整体式轴瓦压入时要防止偏斜，并用紧定螺钉固定。
③注意油路畅通，油路与油槽接通。
刮研时油槽两边点子要软，以形成油膜，两端点子均匀，以防止漏油。
④注意清洁，修刮调试过程中凡能出现油污的机件，修刮后都要清洗涂油。
⑤轴承使用过程中要经常检查润滑、发热、振动问题。
遇有发热（一般在６０℃以下为正常）、冒烟、卡死以及异常振动、声响等要及时检查、分析，采取措施。
相关知识点：滑动轴承的特性及应用滑动轴承的结构轴瓦结构滑动轴承的安装与维护滚动轴承滚动轴承的特性及基本结构1.滚动轴承的特性滚动轴承是利用滚动体在轴径与支承座圈之间滚动的原理制成的。
它用滚动摩擦代替滑动摩擦。
与滑动摩擦轴承相比，滚动轴承的特点如下：（1）优点①在一般使用条件下摩擦因数低，运转时摩擦力矩小，起动灵敏，效率高；②可用预紧的方法提高支承刚度及旋转精度；③对同尺寸的轴颈，滚动轴承的宽度小，可使机器的轴向尺寸紧凑；④润滑方法简便，轴承损坏易于更换。
（2）缺点①承受冲击载荷的能力较差；②高速运转时噪声大；③比滑动轴承径向尺寸大；④与滑动轴承比，寿命较低。
潍柴道依茨 B系列发动机结构
12. 喷油泵和调速器
• 3. 二级平衡机构
13. 高压油管
• 4. 机体
14. 推杆
• 5. 曲轴
15. 排气管
• 6. 停车手柄（多种方式） 16. 进气管
• 7. 凸轮轴
17. 摇臂
• 8. 输油泵（改成活塞泵） 18. 气缸盖罩
• 9. 到喷油泵的润滑油管 19. 出水管
• 10.机油加油口
2 ． 226B系列柴油机简介（续）
• 226B系列柴油机代号含义：
• 柴油机型号以 TBD226B-6 G 为例： • T ——代表增压 • B ——代表增压中冷 • D ——代表柴油机 • 2 ——代表水冷 • 26 ——代表柴油机序列号 • B ——代表湿缸套 • 6 ——代表柴油机缸数为 6 缸，还有 3 缸和 4 缸 • G ——代表工程机械用柴油机，还有 D,C 等
曲轴曲轴的作用是把活塞的往复运动变为旋转运动，并把连 杆传来的切向力转变为扭矩，以对外输出功率和驱动各辅助系统。
曲轴在工作中受到周期性变化的气体压力，往复运动惯性力, 旋转运动惯性力及力矩作用。这些周期性交变载荷会引起曲轴的 振动和疲劳，在曲轴轴径和轴承之间造成磨损，因此，要求曲轴 具有足够的强度和刚度，特别是曲柄部分的强度。还要求轴颈表 面有良好的润滑条件和耐磨。 226B曲轴采用优质合金钢整体锻造 成型，曲柄臂带有平衡块，经过动平衡。前端安装正时齿轮，过 盈配合，安装正时齿轮时需将其加热到 250 ℃，并注意对准曲轴 上的定位销。
• 5. 油尺
13. 气缸盖
21. 连杆
• 6. 前墙盖
14. 摇臂
22. 后油封盖
• 7. 机油泵
15. 气缸盖罩
23. 飞轮
GJB319398装甲车辆柴油机主轴瓦及连杆轴瓦规范
中华人民共和国国家军用标准 F L2815GJB 3193－98装甲车辆柴油机主轴瓦及连杆轴瓦规范Specification of main bearings and connecting rodbearings for armoured vehicle diesel engine1998-03-16发布1998-09-01实施国防科学技术工业委员会批准目次1 范围 (1)1.1 主题内容 (1)1.2 适用范围 (1)2 引用文件 (1)3 要求 (1)3.1 合格鉴定 (1)3.2 可靠性 (1)3.3 材料 (1)3.4 设计 (2)3.5 结构 (2)3.6 性能 (6)3.7 维修性 (6)3.8 尺寸与形位公差 (6)3.9 表面状况 (10)3.10 产品的标志和代号 (10)3.11 外观质量 (10)4 质量保证规定 (11)4.1 检验责任 (11)4.2 检验分类 (11)4.3 检验条件 (11)4.4 鉴定检验（定型检验） (11)4.5 质量一致性检验 (11)4.6 包装检验 (13)4.7 检验方法 (14)5 交货准备 (17)5.1 封存和包装 (17)5.2 运输和贮存 (17)5.3 标志 (17)6 说明事项 (18)6.1 订货文件内容 (18)6.2 定义 (18)中华人民共和国国家军用标准装甲车辆柴油机主轴瓦GJB 3193－98及连杆轴瓦规范Specification of main bearings and connecting rodbearings for armoured vehicle diesel engine1 范围1.1 主题内容本规范规定了装甲车辆柴油机用主轴瓦及连杆轴瓦（以下简称轴瓦）的技术要求、质量保证规定和交货准备等内容。
1.2 适用范围本规范适用于装甲车辆柴油机用轴瓦的设计、制造和验收。
其它军用柴油机的轴瓦亦可参照使用。
轴瓦的材料和结构介绍
滑动轴承常见失效形式
汽车用滑动轴承故障原因的平均比率
故障原因
清洁度异物
润滑油供应不足
安装误差
对中不良
超 载
比率／％
38.3
11.1
15.9
8.1
6.0
故障原因
腐 蚀
制造精度低
气 蚀
其 它
比率／％
5.6
5.5
2.8
6.7
滑动轴承常见失效形式有： 1.瓦面腐蚀：光谱分析发现有色金属元素浓度异常；谱中出现了许多有色金属成分的 亚微米级磨损颗粒；润滑油水分超标、酸值超标 2.轴颈表面腐蚀：光谱分析发现铁元素浓度异常铁谱中有许多铁成分的亚微米颗粒 润滑油水分超标或酸值超标 3 .轴颈表面拉伤:铁谱中有铁系切削磨粒或黑色氧化物颗粒金属表面存在回火色 4.瓦背微动磨损:光谱分析发现铁浓度异常铁谱中有许多铁成分亚微米磨损颗粒 润滑油水分及酸值异常 5.轴承表面拉伤：铁谱中发现有切削磨粒磨粒成分为有色金属 6.瓦面剥落：铁谱中发现有许多大尺寸的疲劳剥落合金磨损颗粒、层状磨粒 7.轴承烧瓦：铁谱中有较多大尺寸的合金磨粒及黑色金属氧化物
运动特点
滑动轴承工作时轴瓦与转轴之间要求有一层很薄的油膜起润滑作用如果由于润滑不良轴瓦与转轴之间就存在直接的摩擦摩擦会产生很高的温度虽然轴瓦是由于特殊的耐高温合金材料制成但发生直接摩擦产生的高温仍然足于将其烧坏轴瓦还可能由于负荷过大、温度过高、润滑油存在杂质或黏度异常等因素造成烧瓦烧瓦后滑动轴承就损坏了 滑动轴承主要在以下场合使用： １．工作转速很高如汽轮发电机 ２．要求对轴的支承位置特别精确如精密磨床 ３．承受巨大的冲击与振动载荷如轧钢机 ４．特重型的载荷如水轮发电机 ５．根据装配要求必须制成剖分式的轴承如曲轴轴承 ６．在特殊条件下工作的轴承如军舰推进器的轴承 ７．径向尺寸受限制时如多辊轧钢机
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节省材料，但刚度不
足，故对轴承座孔的
加工精度要求高 。
薄壁轴瓦
薄壁 按尺寸 分 类 厚壁 按材料 分 类 按加工 分 类
具有足够的强度和刚
度，可降低对轴承座 孔的加工精度要求。
厚壁轴瓦
一、轴瓦的形式和结构 整体式 按构造 分 类 对开式 轴 瓦 的 类 型
强度足够的材料可 以直接作成轴瓦，
薄壁 按尺寸 分 类 厚壁
只适用于薄壁轴 瓦，具有很高的
卷制轴套
按加工 分 类 轧制
铸造
生产率。
二、轴瓦的定位方法 目的：防止轴瓦与轴承座之间产生轴向和周向的相 对移动。
轴向 定位
凸缘定位 ----将轴瓦一端或两端做凸缘。
凸耳(定位唇)定位
凸缘 凸耳
周向定位
紧定螺钉 销钉
三、轴瓦的油孔和油槽 作用：把润滑油导入轴颈和轴承所构成的运动副表面。
45˚
d
宽径比B/d----轴瓦宽度与轴径直径之比。重要参数 液体润滑摩擦的滑动轴承: B/d=0.5~1
非液体润滑摩擦的滑动轴承: B/d=0.8~1.5
B
单材料 按材料 分 类 多材料
如黄铜，灰铸铁。
单一材料
轴瓦衬强度不足， 故采用多材料制作 轴瓦。
两种材料
按加工 分 类
一、轴瓦的形式和结构 整体式 按构造 分 类 对开式 轴 瓦 的 类 型
铸造工艺性好，
单件、大批生产
薄壁 按尺寸 分 类 厚壁
单材料 按材料 分 类 多材料
均可，适用于厚及轴承衬材料
一、轴瓦的形式和结构 整体式 按构造 分 类 对开式 轴 瓦 的 类 型
需从轴端安装和拆
卸，可修复性差。
整体轴套
按尺寸 分 类 按材料 分 类 按加工 分 类
可以直接从轴的中
部安装和拆卸，可
修复。
对开式轴瓦
一、轴瓦的形式和结构 整体式 按构造 分 类 对开式 轴 瓦 的 类 型
F 油槽
进油孔
开孔原则： 1)尽量开在非承载区，尽量不要降低或少降低承载区 油膜的承载能力； 2)轴向油槽不能开通至轴承端部，应留有适当的油封面。 双轴向油槽开在 δ 单轴向油槽在最 δ
大油膜厚度处
F
φa
轴承剖分面上
形式：按油槽走向分——沿轴向、绕周向、斜向、螺 旋线等。
轴承中分面常布置成与载荷垂直或接近垂直。载荷倾斜时结构如图 大型液体滑动轴承常设计成两边供油的形式，既有利 于形成动压油膜，又起冷却作用。