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轴支撑结构设计准则

课程名称：结构设计

学院：机械工程与自动化

专业：材料成型及控制工程

班级：材料成控091

学生姓名：关涛（01）林骏（29）

指导教师：陶学恒

轴支撑结构设计准则

1引言

旋转运动的轴必须由至少两只相距一定距离的滚动（或滑动）轴承来支承，

旋转轴的运行性能、支承状况及质量及密切相关，对旋转轴支承状况和质量有决

定性影响的不仅是轴承本身而且包括轴承周围的支承结构设计。滚动轴承是标准

件，对它的设计主要是选型和确定尺寸，不涉及结构设计问题，而轴承周围的机

构，比如轴承座，则必须根据不同的轴承经行具体的结构设计。如何经行整个轴

支承结构的设计，以保证轴支承的性能，提高轴支承的质量？本文提出12条轴

支承结构设计准则。

2轴支撑设计准则

轴支承结构设计的主要要求是持久、可靠、经济。要满足这些要求，仅靠正

确地选择轴承类型、轴承尺寸是远不够的，轴承周围的结构因素，诸如轴颈、轴

承座、定位件等对轴支承性能的影响是显著的，此外，密封、润滑的影响也很大。

轴支承结构设计的首先要确定如何对所选用的轴承根据其工况在圆周方向

和轴向进行可靠地固定，周向固定通常利用配合面上的摩擦力，即采取压紧配合

的方法，轴向固定一般用结构方法，例如，凸台、挡圈、螺母等。其次轴支承结

构的设计要便于安装、拆卸、密封、润滑。下面结合集体结构实例逐一论述轴支

承结构设计准则。

轴系的结构设计没有固定的标准，要根据轴上零件的布置和固定方法，轴上

载荷大小、方向和分布情况，以及对轴的加工和装配方法决定的。轴的结构设计，

要以轴上零件的拆装是否方便、定位是否准确固定是否牢靠来衡量轴结构设计的

好坏。轴的结构设计要包括轴的合理外形和全部尺寸，要满足强度、刚度以及装

配加工要求，拟定几种不同的方案进行比较，轴的设计要越简单越好。

轴的结构设计主要取决于以下几个方面：轴在机器中的安装形式和位置；载

荷的性质、方向、大小及分布情况；轴上安装零件的类型、数量、尺寸以及相应

的连接方法等。轴的结构要满足：轴上的零件不仅要有准确的工作位置还要便于

调整和装拆；轴要具有良好的制造工艺性。

2.1轴向静定准则

轴支承结构设计必须使轴在轴线方向处于静定状态——轴在轴线方向既不

能有刚体位移（静不定），也不能有阻碍自由伸缩的多余约束（超静定）。轴向静

定准则是轴支承结构设计中最基本最重要的准则。

轴在轴向若约束

不够，则表示轴定位

不确定，甚至有从轴

向脱离的危险，这种

情况必须避免，见图

1（左）。将轴在轴线

正反两个方向都分别

固定可避免静不定，

但每个轴上也不能有

多余的约束，否则轴在轴向无法自由伸缩，这样会由于轴和壳体之间不可避免的

制造、装配误差、不同的热变形等因素引起的附加轴向力。从而能使轴承因超载

而损坏。轴承轴向支承结构设计应特别注意防止超静定问题出现，见图2（左）。

在轴支承结构中，理想静定状态不是总能实