3.1 轴系组件的结构分析

1.轴的结构

轴的主要功能是支承旋转零件和传递转矩。它主要由三部分组成：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；连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，且需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，保证轴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轴上零件的装拆、定位、固定、加工工艺以及维修保养等要求，合理地确定轴的结构形状和尺寸。因此，轴一般都制作成阶梯形。

2.轴系的固定

为保证轴系能承受轴向力而不发生轴向窜动，同时考虑轴运转时的受热伸长，需要合理地设计轴系的轴向支承和固定结构，常用的轴系支承和固定形式如下：

（1）两端固定（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l≤400mm）的轴系。为补偿轴的受热伸长，在装配时，轴承应留有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。

（2）一端固定、一端游动（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，以适应人字形齿轮传动工作时，主、从动轮需对正的要求。当然这种结构形式用得较少，仅用于特殊场合。

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。

3.轴系轴向位置的调整

为了实现传动零件（如锥齿轮、蜗杆蜗轮等）在轴系中具有准确的工作位置，要考虑轴系的轴向位置的调整。

4.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）由于滚动轴承是标准件，轴承内圈与轴采用基孔制过渡配合，轴承外圈与轴承座采用基轴制过渡配合。

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。

5.轴承的润滑和密封

（1）轴承的润滑 轴承润滑的目的是减少轴承的摩擦和磨损，另外润滑还兼有冷却、吸振、缓蚀、密封等作用。润滑类型可按速度因数dn值（d为轴承内径；n为轴的转速）来确定。当dn≤（2～3）×105mm·r/min时，通常采用脂润滑，超出此范围时采用油润滑。

（2）轴承的密封 密封的目的是防止灰尘或水分的侵入，同时防止润滑剂流失。轴伸端的密封方式分为接触式和非接触式两种，具体结构可查阅 《机械设计手册》 进行选用。