机械设计手册

第12篇 轴

第1章 概述

1 轴的分类12-3

2 轴的设计特点和步骤12-3

3 轴的常用材料12-3

第2章 轴的结构设计

1 轴上零件的定位与固定12-6

1.1 轴上零件的轴向定位与固定12-6

1.2 轴上零件的周向定位与固定12-8

2 提高轴疲劳强度的结构措施12-9

3 轴伸和轴颈的结构尺寸12-10

3.1 圆柱形轴伸结构尺寸12-10

3.2 圆锥形轴伸结构尺寸12-11

3.3 滑动轴承的轴颈和轴端润滑油孔12-14

3.4 旋转电动机轴伸的结构尺寸12-15

4轴的结构工艺性12-17

第3章 轴的强度计算

1 按转矩估算轴径12-19

2 按当量弯矩近似计算轴的强度12-19

3 轴安全系数的精确校核计算12-21

3.1 轴的疲劳强度安全系数校核12-21

3.2 轴的静强度安全系数校核12-24

4 轴的强度计算实例12-29

第4章轴的刚度校核

1 轴的弯曲刚度校核12-32

1.1 能量法12-32

1.2 当量直径法12-34

2 轴的扭转刚度校核12-35

3 轴的刚度计算实例12-36

第5章 轴的临界转速

1 不带圆盘的均质轴的临界转速12-39

2 带圆盘的轴的临界转速12-40

3 光轴的一阶临界转速计算12-40

4 轴的临界转速计算示例12-42

第6章 钢丝软轴

1 软轴的结构型式和规格12-44

1.1 钢丝软轴的结构与规格12-45

1.2 软管的结构与规格12-45

1.3 软轴的接头及联接12-47

1.4 软管的接头及联接12-48

1.5 防逆转装置12-48

2 软轴的选择和使用12-49

2.1 软轴的选择12-49

2.2 软轴使用时的注意事项12-50

第7章 低速曲轴

1 曲轴的结构设计12-51

1.1 曲轴的设计要求12-51

1.2 曲轴的结构12-51

1.3 提高曲轴强度的工艺措施12-53

2 曲轴的受力分析与计算12-53

2.1 曲轴的受力分析12-53

2.2 曲轴应力集中系数的计算12-54

2.3 曲轴的强度计算12-55

2.3.1 曲轴的静强度计算12-55

2.3.2 曲轴的疲劳强度计算12-56

参考文献12-56

第13篇 滑动轴承

第1章 滑动轴承的应用

1 滑动轴承的类型13-3

1.1 滑动轴承的分类13-3

1.2 各类轴承的性能比较13-3

1.3 滑动轴承类型的选择13-4

2 滑动轴承的基本形式13-5

2.1 径向滑动轴承的基本形式13-5

2.2 止推滑动轴承的基本形式13-5

2.3 径向止推滑动轴承的主要形式13-6

3 常用轴瓦材料及其性能13-6

3.1 轴瓦材料应具备的性能13-6

3.2 轴瓦材料的分类13-7

3.3 常用轴瓦材料13-7

3.3.1 金属轴瓦材料13-7

3.3.2 含油轴承轴瓦材料13-7

3.3.3 非金属轴瓦材料13-7

3.4 各种轴瓦材料的性能比较13-11

3.5 轴瓦表面涂层及其材料13-12

3.6 对轴颈材料表面硬度的要求13-12

4 标准轴套与轴瓦13-12

4.1 整体轴套13-12

4.1.1 铜合金整体轴套13-12

4.1.2 烧结轴套13-14

4.1.3 镶嵌轴套13-16

4.1.4 热固性塑料轴套13-17

4.2 卷制轴套13-18

4.2.1 卷制轴套的参数13-18

4.2.2 覆有减摩层的双金属轴套13-20

4.3 轴瓦13-20

4.3.1 薄壁（不翻边）轴瓦13-20

4.3.2 薄壁翻边轴瓦13-20

4.3.3 （厚壁）镶嵌轴瓦13-20

4.4 止推瓦13-22

4.4.1 止推垫圈13-22

4.4.2 热固性塑料止推轴瓦13-23

5 滑动轴承的结构要素13-24

5.1 油槽13-24

5.1.1 一般滑动轴承油槽的布置形式13-24

5.1.2 油槽的形式13-24

5.1.3 卷制轴套用润滑油孔、油槽和油穴13-25

5.2 轴套与轴瓦的固定13-26

5.2.1 轴套的固定13-26

5.2.2 薄壁轴瓦的固定13-26

6 滑动轴承的润滑13-27

6.1 润滑剂的选择13-27

6.2 润滑油粘度的选择13-27

6.3 润滑脂的选择13-27

6.4 滑动轴承的润滑方法13-27

6.4.1 用油润滑的润滑方法13-27

6.4.2 用脂润滑的润滑方法13-28

6.4.3 用固体润滑的润滑方法（成膜方法）13-28

7 滑动轴承的速度与载荷13-29

7.1 径向轴承13-29

7.1.1 速度13-29

7.1.2 载荷13-29

7.2 止推轴承13-29

7.2.1 速度13-29

7.2.2 载荷13-29

7.3 径向止推轴承13-29

8 滑动轴承设计资料13-30

第2章 无润滑滑动轴承

1 无润滑轴承的结构和材料13-31

1.1 轴瓦材料13-31

1.1.1 陶瓷13-31

1.1.2 石墨13-31

1.1.3 聚合物13-31

1.2 轴瓦结构13-33

1.3 轴瓦安装13-33

2 参数的选择13-33

2.1 宽径比B*与内外径比D*13-33

2.1.1 宽径比B*13-33

2.1.2 内外径比D*13-34

2.2 轴承间隙13-34

2.2.1 聚合物轴承的间隙13-34

2.2.2 石墨轴承的间隙13-34

2.3 轴瓦壁厚13-35

2.3.1 聚合物轴瓦壁厚13-35

2.3.2 石墨轴瓦壁厚13-35

2.4 轴颈表面粗糙度13-35

3 性能计算13-35

3.1 磨损率计算13-35

3.2 p-v曲线13-35

第3章 固体润滑滑动轴承

1 覆膜轴承13-37

1.1 成膜方法13-37

1.2 覆膜轴承13-38

1.2.1 SF-1轴承13-38

1.2.2 聚四氟乙烯覆膜轴承13-38

2 烧结轴承13-38

3 浸渍复合轴承13-39

4 镶嵌轴承13-39

第4章 含油轴承

1 粉末冶金含油轴承13-40

1.1 参数选择13-40

1.1.1 宽径比B*13-40

1.1.2 压入过盈量13-40

1.1.3 轴承间隙13-40

1.1.4 配副轴颈表面状况13-41

1.2 润滑与润滑油13-41

1.2.1 润滑油13-41

1.2.2 重新浸油周期13-41

1.2.3 供油方式13-41

1.3 许用载荷13-42

2 铸铜合金含油轴承13-42

3 成长铸铁含油轴承13-42

4 聚合物含油轴承13-43

4.1 聚合物含油轴承的特性13-43

4.2 酚醛含油轴承13-43

5 青铜石墨含油轴承13-44

第5章 脂、滴油、油绳或油垫润滑滑动轴承

1 轴承的性能13-45

1.1 承载能力13-45

1.2 功耗13-45

1.3 温升13-45

2 主要参数选取13-46

2.1 轴承相对间隙13-46

2.2 表面粗糙度13-46

2.3 轴瓦宽度13-46

3 适宜的工况参数13-46

4 润滑剂及其粘度的选择13-46

第6章 液体动压径向滑动轴承

1 压力供油径向圆形轴承13-47

1.1 供油装置13-47

1.1.1 供油形式13-47

1.1.2 单轴向油槽13-47

1.1.3 双轴向油槽13-47

1.1.4 周向油槽13-47

1.2 稳态条件下的性能计算13-48

1.2.1 承载能力13-48

1.2.2 流量13-48

1.2.3 摩擦功耗13-52

1.2.4 润滑油温度13-53

1.2.5 偏位角13-54

1.3 动态特性13-55

1.4 参数选择13-56

1.4.1 宽径比B*13-56

1.4.2 相对间隙

1.4.3 润滑油粘度

1.4.4 最小油膜厚度的极限值h2lim13-57

1.4.5 轴承允许的极限温度鐱lim13-57

1.4.6 轴承允许的极限载荷plim13-58

1.5 制造公差和表面粗糙度的确定13-58

1.5.1 制造公差的确定13-58

1.5.2 表面粗糙度的确定13-58

1.6 计算程序示例13-58

2 多楔径向轴承13-61

2.1 几何参数13-62

2.2 参数选择13-62

2.2.1 油楔数13-62

2.2.2 半径楔隙CR与半径间隙C*R13-62

2.2.3 楔形度

2.3 多楔径向轴承的性能计算13-62

2.3.1 迭代法13-62

2.3.2 近似算法13-63

2.4 椭圆轴承的性能计算13-64

2.4.1 稳态性能计算13-65

2.4.2 稳定性计算13-66

第7章 可倾瓦块滑动轴承

1 可倾瓦块径向轴承13-69

1.1 半径间隙13-69

1.2 油膜厚度13-69

1.3 支点位置13-69

1.4 几何尺寸13-69

1.5 性能计算13-70

2可倾瓦块止推轴承13-72

2.1 瓦块尺寸的选取13-73

2.2 性能的校核计算13-73

第8章 液体动压止推轴承

1 润滑方式与润滑油温度13-76

2 参数选择13-76

2.1 宽长比B/L13-76

2.2 内外径比Do/Di13-76

2.3 轴瓦中径Dm13-76

2.4 瓦块数Z13-76

2.5 填充因子Kk13-77

2.6 最小油膜厚度极限值h2lim13-77

3 平面瓦块止推轴承13-77

4 斜-平面瓦块止推轴承13-77

4.1 几何尺寸选取13-77

4.2 校核计算13-78

5阶梯面瓦块止推轴承13-80

第9章 液体静压轴承

1 设计基础13-81

1.1 润滑系统13-81

1.2 节流器及其流量13-81

1.2.1 节流器的类型与特性13-81

1.2.2 节流器流量计算13-82

1.3 油垫结构及其流量13-82

1.3.1 油垫结构类型13-82

1.3.2 油垫流量公式13-83

1.4 油垫的性能计算13-84

1.4.1 承载能力13-84

1.4.2 油膜刚度13-84

1.4.3 功耗13-84

1.4.4 温升13-84

1.5 参数选择13-85

1.5.1 压力比p*13-85

1.5.2 节流器节流尺寸计算13-85

1.5.3 润滑油粘度13-85

1.5.4 设计间隙13-85

1.5.5 供油压力13-85

1.5.6 封油面宽度13-85

2 止推轴承13-86

2.1 单向止推轴承13-86

2.1.1 管式、缝式和孔式节流13-86

2.1.2 定量泵、定量阀供油13-87

2.1.3 膜片反馈节流13-88

2.2 双向止推轴承13-90

2.2.1 缝式、管式和孔式节流13-90

2.2.2 滑阀反馈、膜片反馈节流13-91

3 径向轴承13-92

3.1 参数选取13-92

3.1.1 宽径比13-92

3.1.2 半径间隙13-92

3.1.3 垫（腔）数13-93

3.2 层流判据13-93

3.3 垫式径向轴承13-93

3.3.1 设计状态下的性能13-93

3.3.2 性能计算13-93

3.4 腔式径向轴承13-95

3.4.1 参数选取13-95

3.4.2 承载能力13-95

3.4.3 刚度13-95

3.4.4 流量13-95

3.4.5 计算值的修正13-96

4 径向止推轴承13-97

4.1 H形轴承13-97

4.1.1 性能计算13-97

4.1.2 参数选取13-99

4.2 锥形轴承13-100

4.2.1 参数选取13-100

4.2.2 性能计算13-100

4.3 球形轴承13-102

5 动静压混合轴承13-104

5.1 静压升举轴承13-104

5.2 小油腔腔式动静压径向轴承13-105

5.3 无腔动静压径向轴承13-106

5.3.1 纯静压承载能力13-106

5.3.2 动静压混合承载能力13-107

5.3.3 参数选择13-107

5.4 阶梯腔动静压径向轴承13-109

5.4.1 内部节流阶梯腔动静压径向轴承13-109

5.4.2 外节流器阶梯腔动静压径向轴承13-109

第10章 气体轴承

1 气体静压轴承13-111

1.1 常用节流器形式13-111

1.2 气体静压径向轴承13-111

1.2.1 孔式节流型径向轴承13-112

……

第11章 其他轴承

第12章 滑动轴承座

第14篇 滚动轴承

第1章 滚动轴承的分类、结构与代号

第2章 滚动轴承的特性与选用

第3章 滚动轴承计算

第4章 滚动轴承的组合设计

第5章 滚动轴承支承设计实例

第6章 常用滚动轴承的基本尺寸与数据

第15篇 联轴器、离合器与制动器

第1章 联轴器

第2章 离合器

第3章 制动器

……

《机械设计手册（第5版·第3卷）》是在前4版的基础上，吸收并总结了国内外机械工程设计领域中的新标准、新材料、新工艺、新结构、新技术、新产品、新设计理论与方法撰写而成。《机械设计手册（5版·第3卷）》全面系统地介绍了常规设计、机电一体化与控制技术和现代设计方法及其应用等内容。具有内容先进，信息量大、取材广、规格全、实用性强，数据可靠，使用方便等特点。
　　全书分6卷52篇，内容有：常用设计资料、机械零部件设计（连接、紧固与传动）、机械零部件设计（轴系、支承与其他）、流体传动与控制、机电一体化及控制技术、现代设计理论与方法等。
　　本卷为第3卷，主要内容有：轴、滑动轴承、滚动轴承、联轴器、离合器与制动器、弹簧、起重运输机械零部件和操作件、机架与箱体、管道与管道附件、润滑、密封等。
　　《机械设计手册（5版·第3卷）》供从事机械设计、制造、维修及有关工程技术人员作为工具书使用，也可供大专院校的有关专业师生使用和参考。