3.1 軸系組件的結構分析

1.軸的結構

軸的主要功能是支承旋轉零件和傳遞轉矩。它主要由三部分組成：安裝傳動零件輪轂的軸段，稱為軸頭；與軸承配合的軸段，稱為軸頸；連接軸頭和軸頸的部分，稱為軸身。軸頸和軸頭表面都是配合表面，其余則是自由表面。配合表面的軸段直徑通常應取標準值，且需確定相應的加工精度和表面粗糙度。

軸的設計一方面要根據使用條件，合理地選擇材料，確定主要尺寸，保證軸具有足夠的工作能力，滿足強度、剛度和振動穩定性等要求；另一方面要綜合考慮軸上零件的裝拆、定位、固定、加工工藝以及維修保養等要求，合理地確定軸的結構形狀和尺寸。因此，軸一般都制作成階梯形。

2.軸系的固定

為保證軸系能承受軸向力而不發生軸向竄動，同時考慮軸運轉時的受熱伸長，需要合理地設計軸系的軸向支承和固定結構，常用的軸系支承和固定形式如下：

（1）兩端固定（雙支點單向固定）軸系兩端由兩個軸承支承，每個軸承分別承受一個方向的軸向力。這種結構較簡單，適用于工作溫度不高、支承跨距較小（跨距l≤400mm）的軸系。為補償軸的受熱伸長，在裝配時，軸承應留有0.25～0.4mm的軸向間隙。間隙的大小常用軸承蓋下的調整墊片或擰在軸承蓋上的調節螺釘調整。

（2）一端固定、一端游動（單支點雙向固定）軸系由雙向固定端的軸承承受軸向力并控制間隙，由游動端軸承保證軸伸縮時支承能自由移動。為避免松動，游動端軸承內圈應與軸固定。這種結構適用于工作溫度較高、支承跨距較大的軸系。

（3）兩端游動 軸系兩端的支承軸承（采用圓柱滾子軸承）軸向均可游動，以適應人字形齒輪傳動工作時，主、從動輪需對正的要求。當然這種結構形式用得較少，僅用于特殊場合。

上述的常見結構中，軸上零件和軸承在軸上的軸向位置多采用軸肩或套筒定位，定位端面應與軸線保持良好的垂直度；軸肩圓角半徑必須小于相應的軸上零件或軸承的圓角半徑或倒角寬度。對于滾動軸承的定位，軸肩高度應小于軸承內圈高度的3/4，以便于拆卸軸承。

3.軸系軸向位置的調整

為了實現傳動零件（如錐齒輪、蝸桿蝸輪等）在軸系中具有準確的工作位置，要考慮軸系的軸向位置的調整。

4.軸承的配合

由于軸承的配合關系到回轉零件的回轉精度和軸系支承的可靠性，因此在選擇軸承配合時要注意：

1）由于滾動軸承是標準件，軸承內圈與軸采用基孔制過渡配合，軸承外圈與軸承座采用基軸制過渡配合。

2）一般轉速較高、負載較大、振動較嚴重或工作溫度較高的場合，應采用較緊的配合。當載荷方向不變時，轉動套圈的配合應比固定套圈的緊一些。經常拆卸的軸承以及游動支承的軸承外圈，應采用較松的配合。

5.軸承的潤滑和密封

（1）軸承的潤滑 軸承潤滑的目的是減少軸承的摩擦和磨損，另外潤滑還兼有冷卻、吸振、緩蝕、密封等作用。潤滑類型可按速度因數dn值（d為軸承內徑；n為軸的轉速）來確定。當dn≤（2～3）×105mm·r/min時，通常采用脂潤滑，超出此范圍時采用油潤滑。

（2）軸承的密封 密封的目的是防止灰塵或水分的侵入，同時防止潤滑劑流失。軸伸端的密封方式分為接觸式和非接觸式兩種，具體結構可查閱 《機械設計手冊》 進行選用。