跨距较大并承受较大径向载荷的起重机卷筒轴的轴承应选用（）。
A、圆锥滚子轴承
B、调心滚子轴承
C、调心球轴承
D、圆柱滚子轴承
【正确答案：B】
调心滚子轴承具有承受更大径向载荷的能力，其承载能力比同等尺寸的调心球轴承大1倍，常用于重型机械上。
16.1 滚动轴承概述
16.1.1 滚动轴承的组成
滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体和保持架等四部分组成。
内圈装配在轴上并与轴一起旋转，外圈与轴承座孔装配在一起，起支承作用。
滚动体是滚动轴承的核心元件，它使相对运动表面间的滑动摩擦变为滚动摩擦。保持架将滚动体等距离排列隔开，以避免滚动体直接接触，减少发热和磨损。
16.1.2 滚动轴承的材料及特点
滚动轴承的内圈、外圈和滚动体使用强度高、耐磨性好的轴承钢制造，，工作表面要求磨削抛光，从而达到很高的精度。
轴承保持架有冲压的和实体的两种，冲压保持架一般用低碳钢板冲压制成，与滚动体间有较大的间隙。实体保持架常用铜合金、铝合金或塑料经切削加工制成，有较好的定心作用。
滚动轴承与滑动轴承相比，其特点如下：滚动轴承具有滚动摩擦的特点，摩擦阻力小，启动及运转力矩小，启动灵敏，功率损耗小且轴承单位宽度承载能力较大，润滑、安装及维修方便等。与滑动轴承相比，滚动轴承的缺点是径向轮廓尺寸大，接触应力高，高速重载下轴承寿命较低且噪声较大，抗冲击能力较差。
16.2 滚动轴承的类型及其代号
16.2.1 滚动轴承的结构特性
公称接触角。滚动轴承的滚动体与外圈滚道接触点的法线和轴承半径方向的夹角α，称为轴承公称接触角（简称接触角）。公称接触角的大小反映了轴承承受轴向载荷的能力，接触角越大，轴承承受轴向载荷的能力越大。
游隙。滚动轴承中滚动体与内圈、外圈滚道之间的间隙，称为滚动轴承的游隙。游隙分为径向游隙和轴向游隙，其定义是当轴承的一个套圈固定不动，另一个套圈沿径向或轴向的最大移动量，称为轴承的径向游隙和轴向游隙。轴承标准中将径向游隙分为基本游隙组和辅助游隙组，应优先选用基本游隙组值，轴向游隙值可由径向游隙值按一定关系换算得到。
16.2.2 滚动轴承的类型
滚动轴承类型繁多，可从不同角度进行分类。按滚动体形状分为球轴承和滚子轴承。球形滚动体与内外圈的接触是点接触，运转时摩擦损耗小，承载能力和抗冲击能力弱；滚子滚动体与内外圈是线接触，承载能力和抗冲击能力强，但运转时摩擦损耗大。按滚动体的列数，滚动轴承又分为单列、双列以及多列。
按轴承所承受的载荷的方向或公称接触角的不同，滚动轴承可以分为以下几种。
向心轴承。向心轴承主要用于承受径向载荷，0°≤α≤45°。向心轴承又分为径向接触轴承（α=0°）和向心角接触轴承（0°<α≤45°）。
推力轴承。主要用于承受轴向载荷，45°<α≤90°。推力轴承又可分为轴向接触轴承（α=90°）和推力角接触轴承（45°<α<90°）。
16.2.3 滚动轴承的代号
为了统一表征各类轴承的特点，便于阻止生产和选用，Gb/T 272-1933和JB/T 2974-2004规定了一般用途的滚动轴承代号的编制方法。滚动轴承代号由字母和数字表示，并由前置代号、基本代号和后置代号三部分构成。基本代号是轴承代号的主体，代表轴承的基本类型、结构和尺寸，由轴承类型代号、直径系列、宽度系列和内径代号构成。前置代号和后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等方面有改变时，在基本代号左右增加的补充代号。
类型代号。类型代号用数字或字母表示。若代号为“0”，则可省略。
尺寸系列代号。尺寸系列代号由轴承的宽度系列代号和直径系列代号组合而成。对于同一内径的轴承，在承受大小不同的载荷时，可使用大小不同的滚动体，从而使轴承的外径和宽度相应地发生了变化。宽度系列是指相同内外径的向心轴承有几个不同的宽度，宽度系列代号有8,0,1,2,3,4,5,6，对应于相同内径轴承的宽度尺寸依次递增。直径系列是指相同内径的轴承有几个不同的外径，直径系列代号有7,8,9,0,1,2,3,4,5，对应于相同内径轴承的外径尺寸依次递增。
内径代号。内径代号表示轴承内圈孔径的大小，滚动轴承内径可以从1mm到几百mm变化。对常用内径d=20~480mm的轴承，内径一般为5的倍数，内径代号的两位数字表示轴承内径尺寸被5除得的商数。对于内径为10mm，12mm，15mm，17mm的轴承，内径代号依次为00,01,02和03。对于内径为500mm，22mm，28mm，32mm的轴承，用公称内径毫米数直接表示，但在与尺寸系列代号之间用“/”分开。
内部结构代号。内部结构代号表示轴承内部结构变化。代号含义随不同类型、结构而异。
公差等级代号。表示轴承的精度等级，分为2级、4级、5级、6级、6X级和0级，共6个级别，依次由高级到低级，其代号分别为/P2,/P4,/P5,/P6,/P5X,/P0。公差等级中，6X级仅适用于圆锥滚子轴承，0级为普通级，在轴承代号中不标出。
游隙代号。常用的轴承径向游隙系列分为1组、2组、0组、3组、4组、和5组，共6个组别，依次由小到大。0组游隙是常用的游隙组别，在轴承代号中不标出。其余的游隙组别在轴承代号中分别用/C1,/C2,/C3,/C4,/C5表示。公差等级代号与游隙代号同时表示时，可进行简化，取公差等级代号加上游隙组号组合表示，例如/P63表示公差等级6，径向游隙3组。
配置代号，表示一对轴承的配置方式。
成套轴承分部件代号。表示轴承的分部件，用字母表示。滚动轴承的分部件表示可以自由地从轴承上分离下来的带或不带滚动体，或带保持架和滚动体的轴承套圈或轴承垫圈，以及可以自由地从轴承上分离下来的滚动体与保持架的组件。
16.3 滚动轴承的选择
16.3.1 轴承的载荷
轴承所受载荷的大小、方向和性质，是选择轴承类型的主要依据。
根据轴承所受载荷的大小。在选择轴承类型时，由于滚动轴承中主要元件间是线接触，宜用于承受较大的载荷，承载后变形的也较小。而球轴承中主要为点接触，宜用于承受较轻的或中等的载荷，故在载荷较小时，应优先选用球轴承。
根据轴承所受载荷的方向。在选择轴承类型时，对于纯轴向载荷，一般选用推力轴承；对于受较小的纯轴向载荷可选用推力球轴承；较大的纯轴向载荷可选用推力滚子轴承。对于纯径向载荷，一般选用深沟球轴承、圆柱滚子轴承或滚针轴承。当轴承在承受径向载荷的同时，还有不大的轴向载荷时，可选用深沟球轴承或接触角不大的角接触球轴承或圆柱滚子轴承；当轴向载荷较大的时候，可选用接触角较大的角接触球轴承或圆柱滚子轴承，或者选用向心轴承和推力轴承组合在一起的结构。
16.3.2 轴承的转速
从工作转速对轴承要求看，可以确定以下几点：球轴承与滚子轴承相比较，有较高的极限转速，故在高速时应优先选用球轴承；在内径相同的条件下，外径越小，则滚动体越小，运转时滚动体加在外圈滚道上的离心惯性力也就越小，因而也就更适于在更高的转速下工作；保持架的材料与结构对轴承转速影响极大，实体保持架比冲压保持架允许更高一些的转速、青铜实体保持架允许更高的转速；推力轴承的极限转速均很低，当工作转速高时，若轴向载荷不十分大，可以用角接触球轴承承受纯轴向力；若工作转速略超过样本规定的极限转速，可以提高轴承的公差等级，或适当加大轴承的径向游隙、选用循环润滑或油雾润滑、加强对润滑油的冷却等措施改善轴承的高速性能。
16.3.3 轴承的调心性能
轴承能够自动补偿轴和箱体中心线的相对偏斜，从而保持轴承正常工作状态的能力成为轴承的调心性。调心球轴承和调心滚子轴承都具有良好的调心性能，它们所允许的轴线偏斜角分别为3°和1°~2.5°。
圆柱滚子轴承和滚针轴承对轴承的偏斜最为敏感，这类轴承在偏斜状态下的承载能力可能低于球轴承。因此在轴的刚度和轴承座孔的支承刚度较低时，应尽量避免使用这类轴承。
16.3.4 轴承的安装和拆卸
便于装拆，也是在选择轴承类型时应考虑的一个因素。在轴承座没有剖分面而必须沿轴向安装和拆卸轴承部件时，应优先选用内、外圈可分离的轴承。当轴承在长轴上安装时，为了便于装拆，可以选用其内圈孔为112的圆锥孔（用以安装在紧定衬套上）的轴承。
16.3.5 运转精度
用滚动轴承支承的轴，其轴向及径向运转精度既与轴承零件的精度及弹性变形有关，也与相邻部件的精度及弹性变形有关。因此，对于运转精度要求高的轴承，需选用过盈配合。
16.3.6 经济性要求
球轴承比滚子轴承价格便宜，调心轴承价格较高。在满足使用功能的前提下，应尽量选用球轴承、低精度、低价格的轴承。
此外，轴承类型的选择还要考虑轴承装置整体设计要求，如轴承的配置使用性、游动性等要求，如支承刚度要求较高时，可成对采用角接触型轴承，需调整径向间隙时宜采用带内锥孔的轴承，支点跨距大、轴的变形大或多支点轴，宜采用调心轴承，空间受限时，可采用滚针轴承。
16.4 滚动轴承的载荷分析、失效形式和设计准则
16.4.1 滚动轴承的工作情况分析
滚动轴承工作时各元件间的运动关系。滚动轴承是承受载荷而又旋转的支承件。作用于轴承上的载荷通过滚动体由一个套圈传递给另一个套圈。内、外圈相对回转，滚动体既自传又绕轴承中心公转。
滚动轴承中的载荷分布。以向心轴承为例，假定轴承仅受径向载荷，考虑有一个滚动体的中心位于径向载荷的作用线上，上半圈的滚动体不承受载荷，下半圈滚动体受载荷，且滚动体在不同位置受的载荷大小也在变化。
轴承元件上的载荷及应力变化。由轴承的载荷分布可知，滚动轴承工作时，滚动体所处位置不同，轴承各元件所受的载荷和应力随时都在变化。在承载区内，滚动体所受的载荷由0逐渐增加到最大值，然后再逐渐减小到0。滚动体受的是变载荷和变应力。
16.4.2 滚动轴承的失效形式及设计准则
滚动轴承的主要失效形式：
疲劳点蚀。滚动轴承在工作时，滚动体或套圈的滚动表面反复受脉动循环变化接触应力的作用，工作一段时间后，出现疲劳裂纹并继续发展，使金属表面产生麻坑或片状剥落，造成疲劳点蚀。通常疲劳点蚀是滚动轴承的主要失效形式，，轴承的设计就是针对这种失效而展开的。
塑性变形。在较大的静载荷及冲击载荷作用下，在滚动接触表面将会产生永久性的凹坑，会增大摩擦力矩，在轴承运转中产生强烈振动和噪声，降低运转精度，即轴承因塑性变形而失效。因此对这种工况下的轴承需做静强度计算。
磨损。由于密封不好、灰尘及杂质侵入轴承造成滚动体和滚道表面产生磨粒磨损，或由于润滑不良引起轴承早期磨损或烧伤。
其他失效形式。由于装拆操作、维护不当引起元件破裂。
滚动轴承设计准则，选定轴承类型后，决定轴承尺寸时，应针对主要失效形式进行计算。疲劳点蚀失效是疲劳寿命计算的主要依据，塑性变形是静强度计算的主要依据。对一般工作条件下做回转的滚动轴承应进行接触疲劳寿命计算，还应做静强度计算；对于不转动、摆动或低速转的轴承，要求控制塑性变形，应做静强度计算；高速轴承由于发热易造成磨损和烧伤，除进行寿命计算外，还要核验极限转速。
此外，决定轴承工作能力的因素还有轴承组合的合理结构、润滑和密封等，它们对保证轴承正常工作其重要作用。
16.5 滚动轴承尺寸的选择计算
16.5.1 基本额定寿命L
一个滚动轴承的寿命是指轴承中任一个滚动体或滚道首次出现疲劳扩展之前，一个套圈相对于另一个套圈的转数，或在一定转速下的工作小时数。
滚动轴承的寿命是相当离散的，由于制造精度、材料的均质程度等的差异，即使是同样材料、同样尺寸以及同一批生产出来的轴承在完全相同的条件下工作，它们的寿命也会不相同。
对一批轴承可用数理统计方法，分析计算一定可靠度R或失效概率n下的轴承寿命。一般在计算中取R=0.9，此时Ln = L10，称为基本额定寿命。
16.5.2 基本额定动载荷C
轴承的寿命与所受载荷的大小有关，工作载荷越大，引起的接触应力也就越大，因而在发生点蚀破坏前所能接受的应力变化次数也就越少，亦即轴承的寿命越短。把基本额定寿命轴承所能承受最大载荷取为基本额定动载荷。基本额定动载荷指的是大小和方向恒定的载荷，是向心轴承承受纯径向载荷或推力轴承承受纯轴向载荷的能力。
16.5.3 当量动载荷P
为了进行寿命计算，须将实际载荷换算成一个与C载荷性质相同的假定载荷。在这个假定载荷作用下，轴承的寿命与实际载荷作用下的寿命相同，称该假定载荷为当量动载荷，用P表示。在恒定的径向载荷Fr和轴向载荷Fa作用下，当量动载荷为 P=XFr+YFa 。其中，X,Y分别是径向动载荷系数和轴向动载荷系数。向心轴承只承受径向载荷时P=Fr；推力轴承只承受轴向载荷时P=Fa。
16.5.4 寿命计算
轴承的载荷P与基本额定寿命L10之间的关系 PⁿL10=Cⁿx1=常数 ，其中，n=ε，下同；P是当量动载荷；L10是基本额定寿命；C是基本额定动载荷；ε是寿命指数，对于球轴承ε=3，滚子轴承ε=10/3。可得滚动轴承的基本额定寿命L10为 L10=(C/P)ⁿ ，在实际工程计算中，轴承寿命常用小时表示，此时基本额定寿命Lh（单位为小时）为 Lh=(10的6次方/60n)·(C/P)ⁿ 。其中，n次方之外的n是轴承的转速，单位r/min。
如果载荷P和转速n已知，预期计算寿命Lh'也确定，则所需轴承应具有的基本额定动载荷C'可计算得出 C'=P(60nLh'/10的6次方)括号内开ε次方 。如果要讲该数值用于高温轴承，需要将C乘以温度系数Ft，即对C值加以修正。考虑机械工作时的冲击、振动对轴承载荷的影响，应将P乘以载荷系数Fp，对当量动载荷进行修正。
修正后，公式变为 L10=(FtC/FpP)ⁿ，Lh=(10的6次方/60n)·(FtC/FpP)ⁿ， C'=FpP(60nLh'/10的6次方)括号内开ε次方/Ft 。这三个公式是设计计算时常用的轴承寿命计算式，由此可确定轴承的寿命或型号。
16.5.5 角接触向心轴承轴向载荷的计算
为了使角接触向心轴承的内部轴向力得到平衡，以免轴窜动，通常这种轴承都要成对使用，对称安装。Fa为轴向外载荷，F'是径向载荷Fr产生的内部轴向力。O₁，O₂点分别为轴承1和轴承2的压力中心，即支反力作用点。把内部轴向力F'的方向与外加轴向载荷Fa的方向一致的轴承标为2，另一端标为轴承1。取轴和与其相配合的轴承内圈为分离体，如达到轴向平衡时，应满足 Fa+F₂'=F₁' 。
如果求得不满足上式的时候，会出现两种情况。当Fa+F₂'>F₁'时，则轴有向右蹿动的趋势，相当于轴承1被“压紧”，轴承2被“放松”，但实际上轴必须处于平衡位置，所以被“压紧”的轴承所受的总轴向力Fa₁必须与Fa+F₂'相平衡，即 Fa₁=Fa+F₂' ，而被“放松”的轴承2只受其本身内部轴向力F₂'，即Fa₂=F₂'。当Fa+F₂'<F₁'时，同前理，轴承1只受其本身内部轴向力F₁'，即Fa₁=F₁'，轴承2所受的总轴向力为 Fa₂=F₁'-Fa 。
综上，计算角接触向心轴承所受轴向力的方法可以归结为：先通过内部轴向力及外加轴向载荷的计算与分析，判定被“放松”或被“压紧”的轴承；然后确定被“放松”轴承的轴向力仅为其本身内部轴向力，被“压紧”轴承的轴向力则为除去本身内部轴向力后其余各轴向力的代数和。
16.5.6 滚动轴承的静载荷
基本额定静载荷C0。对于转速很低或缓慢摆动的滚动轴承，一般不会产生疲劳点蚀。但为了防止滚动体和内、外因产生过大的塑性变形，应进行静强度计算。轴承受力最大的滚动体与滚道接触中心处引起的接触应力达到一定值的载荷，作为轴承静载荷的界限，称为基本额定静载荷，以C0表示。对向心轴承来说，基本额定静载荷是指使轴承套圈仅产生相对纯径向位移的载荷的径向分量，称之为径向基本额定静载荷，用C0r表示。对推力轴承，基本额定静载荷是指中心轴向载荷，称为轴向基本额定静载荷，用C0a表示。
当量静载荷P0。如果轴承的实际载荷情况与基本额定静载荷的假定情况不同时，要将实际静载荷换算为一个假想载荷。在该假想载荷下轴承中受载最大的滚动体与滚道接触处产生的永久变形量与实际载荷作用下的相同，把这个假想载荷叫做当量静载荷。其计算式为 P0=X0Fr+Y0Fa ，其中X0,Y0是径向静载荷系数和轴向静载荷系数。
按静载荷选择轴承。公式为 C0≥S0P0 ，其中，S0是静强度安全系数，P0是当量静载荷。S0的取值取决于轴承的使用条件，当要求轴承转动很平稳时，S0应大于1，以避免轴承滚动表面的局部塑性变形量过大；当对轴承转动平稳性要求不高时，或轴承仅做摆动运动时，S0可取1或小于1，以尽量使轴承在保证正常运行的条件下发挥最大的静载能力。
16.6 滚动轴承的组合设计
16.6.1 轴与轴承座孔的刚度和同轴度
轴和安装轴承的箱体或轴承座，以及轴承组合中受力的其他零件必须有足够的刚度。因为这些零件的变形都要阻碍滚动体的滚动而导致轴承的提前失效。
为了保证轴承正常工作，应保证轴的两轴颈的同轴度和箱体上两轴承孔的同轴度。保持同轴度最有效的办法是采用整体结构的箱体，并将安装轴承的两个孔一次加工而成。
16.6.2 轴承的配置
合理的轴承配置应保证轴和轴上零件在工作中的正确位置，防止轴向窜动，固定其轴向位置，当受到轴向力时，能将力传到机体上，同时，为了避免轴因受热伸长致使轴承受过大的附加载荷，甚至卡死，又须允许它有一定的轴向游动量。为此，采取的配置方法有下列三种：
双支点各单向固定。由两个轴承各限制一个方向的轴向移动。考虑到轴受热伸长，在一端的轴承外圈与轴承盖端面之间留有一定的间隙。对于可调游隙式轴承，则在装配时将间隙留在轴承内部。
一支点双向固定，另一端支点游动。对于跨距较大且工作温度较高的轴，其热伸长量较大，应采用一支点双向固定，另一端支点游动的支承结构。作为固定支撑的轴承，应能承受双向轴向载荷，故内、外圈在轴向都要固定。
两支点全游动。当轴和轴上零件已从其他方面得到轴向固定时，两个支承就应该是全游动的。
16.6.3 滚动轴承的轴向固定
轴承内、外圈都应可靠固定，固定方法的选择取决于轴承上的载荷性质、大小及方向，以及轴承类型和其在轴上的位置等。当冲击振动愈严重，轴向载荷愈大，转速愈高时，所用的固定方法应愈可靠。
轴承内圈轴向固定的常用方法有：用轴用弹性挡圈和轴肩固定，主要用于承受轴向载荷不大及转速不很高的单列向心球轴承；用轴端挡圈和轴肩固定，可用于轴径较大的场合，能在高转速下承受较大的轴向载荷；用圆螺母和止动垫圈固定，拆装方便，用于轴向载荷大、转速高的场合；用紧定衬套、止动垫圈和圆螺母固定，用于光轴上轴向力和转速都不大的、内圈为圆锥孔的轴承。
轴承外圈轴向固定的常用方法由：用嵌入箱体沟槽内的孔用弹性挡圈和凸台固定，常用于单列向心球轴承；用轴用弹性挡圈嵌入轴承外圈的止动槽内固定，适用于箱体不变设置凸台且外圈带有止动槽的轴承；用轴承端盖和凸台固定，适用于高速及承受很大轴向载荷的各类向心和向心推力轴承；用轴承盖和套杯的凸台固定，适用于不宜在箱体上设置凸台等场合；用螺纹环固定，适用于轴承转速极高，轴向载荷大，不适用于轴承固定的场合。
16.6.4 滚动轴承游隙的调整方法
为保证轴承正常工作，应使轴承内部留有一定间隙，称为轴承游隙。调整游隙的常用方法有：
加厚或减薄端盖与箱体间垫片的方法来调整游隙；通过调整螺钉，经过轴承外圈压盖，移动外圈来实现，在调整后应拧紧防松螺母；靠轴上的圆螺母来调整，但这种方法由于必须在轴上制出应力集中严重的螺纹，削弱了轴的强度。
当轴上有圆锥齿轮或蜗轮等零件时，为了获得正确的啮合位置，在安装时或工作中需要有适当调整轴承的游隙和位置的装置。
16.6.5 滚动轴承的预紧
滚动轴承的预紧，就是在安装轴承时用某种方法使滚动体和内、外圈之间产生一定的初始压力和预变形，以保证轴承内、外圈均处于压紧状态，使轴承在工作载荷下，处于负游隙状态运转。预紧的目的是：增加轴承的刚度；使旋转轴在轴向和径向正确定位，提高轴的旋转精度；降低轴的振动和噪声，减小由于惯性力矩引起的滚动体相对于内、外圈滚道的滑动；补偿因磨损造成的轴承内部游隙变化；延长轴承寿命。
常用的预紧装置：夹紧一对圆锥滚子轴承的外圈而预紧；在一对轴承中间装入长度不等的套筒而预紧；夹紧一对磨窄了的轴承内圈或外圈而预紧；上述三种装置由于工作时的温升而使各零件间的尺寸关系发生变化时，预紧力的大小也随之改变，采用预紧弹簧，则可以得到稳定的预紧力。
16.6.6 滚动轴承的配合与装拆
为了防止轴承内圈与轴以及外圈与外壳孔在机器运转时产生不应有的相对滑动，必须选择正确的配合。滚动轴承是标准件，其内圈的孔为基准孔，与轴的配合采用基孔制；外圈的外圆柱面为基准轴，与轴承座孔的配合采用基轴制。
选择轴承配合种类时，一般原则是对于转速高、载荷大、温度高、有振动的轴承应选用较紧的配合，而经常拆卸的轴承，应选用较松的配合。
轴承组合设计时，应考虑轴承的装拆，以使在装拆过程中不致损坏轴承和其他零件。
拆卸时，常用拆卸器或压力机把轴承从轴上拆下来。
16.6.7 滚动轴承的润滑
润滑的主要目的是降低摩擦力、减轻磨损。此外，还有降低接触应力、散热、吸振、防锈等作用。
轴承的润滑剂主要有润滑脂和润滑油两种。此外，也有使用固体润滑剂的。
脂润滑。对于球轴承dn<160000，圆柱、圆锥轴承dn<100000~120000，调心滚子轴承dn<80000，推力球轴承dn<40000，一般采用润滑脂润滑。采用脂润滑的结构简单，润滑脂不易流失，受温度影响不大，对载荷性质、运动速度的变化有较大的适应性，使用时间较长。常用润滑脂为钙基润滑脂和钠基润滑脂。
油润滑。从滚动轴承润滑和散热的效果来看，油润滑较好，但需要复杂的供油系统和密封装置。油润滑时，常用的润滑方法有以下几种：油浴润滑，把轴承局部浸入润滑油中；滴油润滑，用给油器使油成滴滴下，油因转动部分的搅动，在轴承箱内形成油雾状，滴下的油将运动中摩擦热量带走，起冷却作用；飞溅润滑，用进入油池内的齿轮或甩油环的旋转将油飞溅进行润滑；喷油润滑，用油泵将润滑油增压，通过油管或机体上特制的油孔，经喷嘴将油喷射到轴承中去，流过轴承的润滑油，经过过滤冷却后再循环使用；油雾润滑，超高速的轴承可以采用油雾润滑，润滑油在油雾发生器中变成油雾。
固体润滑。常用的固体润滑方法有：用黏结剂将固体润滑剂黏结在滚道和保持架上；把固体润滑剂加入工程塑料和粉末冶金材料中，制成有自润滑性能的轴承零件；用电镀、高频溅射、离子镀层、化学沉积等技术使固体润滑剂或软金属在轴承零件摩擦表面形成一层均匀致密的薄膜。常用的固体润滑剂有二硫化钼、石墨、聚四氟乙烯等。
16.6.8 滚动轴承的密封
密封是为了防止灰尘、水分及其他杂质进入轴承，并组织轴承内润滑剂的流失。
轴承的密封方法很多，通常可归纳成两大类，即接触式密封和非接触式密封
接触式密封。这类密封的密封件与轴接触。工作时轴旋转，密封件与轴之间有摩擦与磨损，故轴的转速高时不宜采用。
毛毡圈密封。将矩形截面毛毡圈安装在轴承端盖的梯形槽内，利用毛毡圈与轴接触起密封作用。
密封圈密封。密封圈由耐油橡胶、皮革或塑料制成。安装时用螺旋弹簧把密封唇口箍紧在轴上，有较好的密封效果，适用于轴的圆周速度v<7m/s，工作温度为-40~100℃的用纸或油润滑的轴承。
非接触式密封。这类密封利用间隙（或加甩油环）密封，转动件与固定件不接触，故允许轴有很高的转速。
间隙密封。在轴承端盖与轴间留有很小的径向间隙而获得密封，间隙越小，轴向宽度越长，密封效果越好。
迷宫式密封。在轴承端盖和固定于轴上转动件间制出曲路间隙而获得密封，有径向迷宫式和轴向迷宫式两种。
挡油环密封。挡油环与轴承座孔间由很小的径向间隙，且挡油环外突出轴承座孔端面∆=1~2mm。工作时挡油环随轴一同转动，利用离心力甩去落在挡油环上的油和杂物，起密封作用。
甩油密封。油润滑时，在轴上开出沟槽或装入一个环，都可以把欲向外流失的油甩开，再经过轴承端盖的集油腔及与轴承腔相通的油孔流回。或者在紧贴轴承处装一甩油环，在轴上车有螺旋式送油槽，可有效防止油外流。
组合密封。将上述各种密封方式组合在一起，以充分发挥其密封性能，提高整体密封效果。
轴承分类如下
1.深沟球轴承
最具代表性的滚动轴承，用途广泛
可承受径向负荷与双向轴向负荷
适用于高速旋转及要求低噪声、低振动的场合
带钢板防尘盖或橡胶密封圈的密封型轴承内预先充填了适量的润滑脂
外圈带止动环或凸缘的轴承，即容易轴向定位，又便于外壳内的安装
最大负荷型轴承的尺寸与标准轴承相同，但内、外圈有一处装填槽，增加了装球数，提高了额定负荷
主要适用的保持架：钢板冲压保持架（波形、冠形…单列；S形…双列）
铜合金或酚醛树脂切制保持架、合成树脂成形保持架
主要用途：汽车：后轮、变速器、电气装置部件
电气：通用电动机、家用电器
其他：仪表、内燃机、建筑机械、铁路车辆、装卸搬运机械、农业机械、各种产业机械
2.角接触球轴承
套圈与球之间有接触角，标准的接触角为15°、30°和40°
接触角越大轴向负荷能力也越大
接触角越小则越有利于高速旋转
单列轴承可承受径向负荷与单向轴向负荷
DB组合、DF组合及双列轴承可承受径向负荷与双向轴向负荷
DT组合适用单向轴向负荷较大，单个轴承的额定负荷不足的场合
高速用ACH型轴承球径小、球数多，大多用于机床主轴
角接触球轴承适用于高速及高精度旋转
结构上为背面组合的两个单列角接触球轴承共用内圈与外圈，可承受径向负荷与双向轴向负荷
无装填槽轴承也有密封型
主要适用的保持架：钢板冲压保持架（碗形…单列；S形、冠形…双列）
铜合金或酚醛树脂切制保持架、合成树脂成形保持架
主要用途：单列：机床主轴、高频马达、燃汽轮机、离心分离机、小型汽车前轮、差速器小齿轮轴
双列：油泵、罗茨鼓风机、空气压缩机、各类变速器、燃料喷射泵、印刷机械
3.四点接触球轴承
可承受径向负荷与双向轴向负荷
单个轴承可代替正面组合或背面组合的角接触球轴承
适用于承受纯轴向负荷或轴向负荷成份较大的合成负荷
该类轴承承受任何方向的轴向负荷时都能形成其中的一个接触角（α），因此套圈与球总在任一接触线上的两面三刀点接触
主要适用的保持架：铜合金切制保持架
主要用途：飞机喷气式发动机、燃汽轮机
4.调心球轴承
由于外圈滚道面呈球面，具有调心性能，因此可自动调整因轴或外壳的挠曲或不同心引起的轴心不正
圆锥孔轴承通过使用紧固件可方便地安装在轴上
钢板冲压保持架：菊形…12、13、22…2RS、23…2RS
葵形…22、23
木工机械、纺织机械传动轴、立式带座调心轴承
5.圆柱滚子轴承
圆柱滚子与滚道呈线接触，径向负荷能力大，即适用于承受重负荷与冲击负荷，也适用于高速旋转 N型及NU型可轴向移动，能适应因热膨胀或安装误差引起的轴与外壳相对位置的变化，最适应用作自由端轴承NJ型及NF型可承受一定程度的单向轴向负荷，NH型及NUP型可承受一定程度的双向轴向负荷内圈或外圈可分离，便于装拆NNU型及NN型抗径向负荷的刚性强，大多用于机床主轴
主要适用的保持架：钢板冲压保持架（Z形）、铜合金切制保持架、销式保持架、合成树脂成形保持架
主要用途：中型及大型电动机、发电机、内燃机、燃汽轮机、机床主轴、减速装置、装卸搬运机械、各类产业机械
6.实体型滚针轴承
有内圈轴承的基本结构与NU型圆柱滚子轴承相同，但由于采用滚针，体积可以缩小，并可承受大径向负荷无内圈轴承要把具有合适精度和硬度的轴的安装面作为滚道面使用
主要适用的保持架：钢板冲压保持架
主要用途：汽车发动机、变速器、泵、挖土机履带轮、提升机、桥式起重机、压缩机
7.圆锥滚子轴承
该类轴承装有圆台形滚子，滚子由内圈大挡边引导
设计上使得内圈滚道面、外圈滚道面以及滚子滚动面的各圆锥面的顶点相交于轴承中心线上的一点
单列轴承可承受径向负荷与单向轴向负荷，双列轴承可承受径向负荷与双向轴向负荷
适用于承受重负荷与冲击负荷
按接触胸（α）的不同，分为小锥角、中锥角和大锥角三种型式，接触角越大轴向负荷能力也越大
外圈与内组件（内圈与滚子和保持架组件）可分离，便于装拆
后置辅助代号"J"或"JR"的轴承具有国际互换性
该类轴承还多使用英制系列产品
主要适用的保持架：钢板冲压保持架、合成树脂成形保持架、销式保持架
主要用途：汽车：前轮、后轮、变速器、差速器小齿轮轴。机床主轴、建筑机械、大型农业机械、铁路车辆齿轮减速装置、轧钢机辊颈及减速装置
8.调心滚子轴承
该类轴承在球面滚道外圈与双滚道内圈之间装有球面滚子，按内部结构的不同，分为R、RH、RHA和SR四种型式
由于外圈滚道的圆弧中心与轴承中心一致，具有调心性能，因此可自动调整因轴或外壳的挠曲或不同心引起的轴心不正
可承受径向负荷与双向轴向负荷。特别是径向负荷能力大，适用于承受重负荷与冲击负荷
圆锥孔轴承通过使用紧固件或退卸套可使于轴上的装拆
圆锥孔有以下两种（锥度）：
130（辅助代号：K30）……适用于240、241系列
112（辅助代号：K）………适用于其他系列
外圈上可开设油孔、油槽和定位销孔（一个）。内圈上也可开设油孔和油槽
主要适用的保持架：铜合金切制保持架、钢板冲压保持架、销式保持架、合成树脂成形保持架
主要用途：造纸机械、减速装置、铁路车辆车轴、轧钢机齿轮箱座、轧钢机辊道子、破碎机、振动筛、印刷机械、木工机械、各类产业用减速机、立式带座调心轴承
9.推力球轴承
由带滚道的垫圈形滚道圈与球和保持架组件构成
与轴配合的滚道圈称做轴圈，与外壳配合的滚道圈称做座圈。双向轴承则将中圈秘轴配合
单向轴承可承受单向轴向负荷，双向轴承可承受双向轴向负荷（二者均不能承受径向负荷）
主要适用的保持架：钢板冲压保持架、铜合金或酚醛树脂切制保持架、合成树脂成形保持架
主要用途：汽车转向销、机床主轴
10.推力圆柱滚子轴承
由垫圈形滚道圈（轴圈、座圈）与圆柱滚子和保持架组件构成。圆柱滚子采用凸面加工，因此滚子与滚道面之间的压力分布均匀
可承受单向轴向负荷
轴向负荷能力大，轴向刚性也强
主要适用的保持架：铜合金切制保持架
主要用途：石油钻机、制铁制钢机械
11.推力滚针轴承
分离型轴承由滚道圈与滚针和保持架组件构成，可与冲压加工的薄型滚道圈（W）或切制加工的厚型滚道圈（WS）任意组合
非分离型轴承是由经精密冲压加工的滚道圈与滚针和保持架组件构成的整体型轴承
可承受单向轴向负荷
该类轴承占用空间小，有利于机械的紧凑设计
大多仅采用滚针和保持架组件，而把轴及外壳的安装面作为滚道面使用
主要适用的保持架：钢板冲压保持、合成树脂成形保持架
主要用途：汽车、耕耘机、机床等的变速装置
12.推力圆锥滚子轴承
该类轴承装有圆台形滚子（大端为球面），滚子由滚道圈（轴圈、座圈）挡边准确引导
设计上使得轴圈和座圈滚道面以及滚子滚动面的各圆锥面的顶点相交于轴承中心线上的一点
单向轴承可承受单向轴向负荷，双向轴承可承受双向轴向负荷
双向轴承将中圈与轴配合，但由于采用间隙配合，因此必须用轴套等使中圈轴向定位 主要适用的保持架：铜合金切制保持架
主要用途：单向：起重机吊钩、石油钻机转环
双向：轧钢机辊颈
13.推力调心滚子轴承
该类轴承中球面滚子倾斜排列，由于座圈滚道面呈球面，具有调心性能，因此可允许轴有若干倾斜
轴向负荷能力非常大，在承受轴向负荷的同时还可承受若干径向负荷
使用时一般采用油润滑
主要适用的保持架：铜合金切制保持架
主要用途：水力发电机、立式电动机、船舶用螺旋桨轴、轧钢机轧制螺杆用减速机、塔吊、碾煤机、挤压机、成形机
机械设计课程设计说明书
设计题目：单级斜齿圆柱齿轮传动设计+链传动
系别：机械工程系
专业班级：2002机本
学生姓名：xxx
指导老师：xxx
完成日期：2004年12月12日
邵 阳 学 院
（七里坪校区）
目录
一． 设计任务书
二． 前言
三． 运动学与动力学计算
1． 电动机的选择计算
2． 各级传动比的分配
3． 计算各轴的转速，功率及转矩，列成表格
四． 传动零件设计计算
五． 齿轮的设计及计算
六． 轴与轴承的计算与校核
七． 键等相关标准键的选择
八． 减速器的润滑与密封
九． 箱体的设计
十． 设计小结
十一． 参考资料
机械设计课程设计任务书
设计题目：单级斜齿圆柱齿轮传动设计＋链传动
原始数据：
F=2500N F：输送带拉力；
V=1.5m/s V：输送带速度；
D=400mm D：滚筒直径。
设计工作量：
1． 设计说明书一份
2． 二张主要零件图（CAD）
3． 零号装配图一张
工作要求：
输送机连续工作，单向提升，载荷平衡两班制工作，使用年限10年，输送带速度允许误差为±5%。
运动简图：（见附图）
二．前言
分析和拟定传动方案
机器通常由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。传动装置用来传递原动机的运动和动力、变换其运形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置的传动方案是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。
满足工作装置的需要是拟定传动方案的基本要求，同一种运动可以有几种不同的传动方案来实现，这就是需要把几种传动方案的优缺点加以分析比较，从而选择出最符合实际情况的 一种方案。合理的传动方案除了满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。
所以拟定一个合理的传动方案，除了应综合考虑工作装置的载荷、运动及机器的其他要求外，还应熟悉各种传动机构的特点，以便选择一个合适的传动机构。因链传动承载能力低，在传递相同扭矩时，结构尺寸较其他形式大，但传动平稳，能缓冲吸振，宜布置在传动系统的高速级，以降低传递的转矩，减小链传动的结构尺寸。故本文在选取传动方案时，采用链传动。
众所周知，链式输送机的传动装置由电动机、链、减速器、联轴器、滚筒五部分组成，而减速器又由轴、轴承、齿轮、箱体四部分组成。所以，如果要设计链式输送机的传动装置，必须先合理选择它各组成部分，下面我们将一一进行选择。
三．运动学与动力学的计算
第一节 选择电动机
电动机是常用的原动机，具体结构简单、工作可靠、控制简便和维护容易等优点。电动机的选择主要包括选择其类型和结构形式、容量（功率）和转速、确定具体型号。
（1） 选择电动机的类型：
按工作要求和条件选取Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。
（2） 选择电动机的容量：
工作所需的功率：
Pd = Pw/η
Pw = F*V/（1000ηw）
所以： Pd = F*V/（1000η*ηw）
由电动机至工作机之间的总效率（包括工作机的效率）为
η*ηw = η1*η2*η2*η3*η4*η5*η6
式中η1、η2、η3、η4、η5、η6分别为齿轮传动、链传动、联轴器、卷筒轴的轴承及卷筒的效率。
取η1 = 0.96、η2= 0.99、η3 =0.97、η4 = 0.97、η5 = 0.98、η6 = 0.96 ，则：
η*ηw = 0.96×0.99×0.99×0.97×0.97×0.98×0.96 =0.832
所以：
Pd = F*V/1000η*ηw = 2500×1.5/(1000×0.832) kW = 4.50 kW
根据Pd选取电动机的额定功率Pw使Pm = (1∽1.3)Pd = 4.50∽5.85kW
由查表得电动机的额定功率 Pw = 7.5 kW
（3） 确定电动机的转速：
卷筒轴的工作转速为：
nw = 60×1000V/πD = 60×1000×1.5/(3.14×400) r/min = 71.66r/min
按推荐的合理传动比范围，取链传动的传动比i1 = 2 ∽ 5，单级齿轮传动比i2 = 3 ∽ 5
则合理总传动比的范围为 i = 6 ∽ 25
故电动机的转速范围为：
nd = i*nw = (6∽25)×71.66 r/min = 429.96 ∽ 1791.5 r/min
符合这一范围的同步转速有750 r/min、1000 r/min、1500 r/min ，再根据计算出的容量，由附表5.1查出有三种适用的电动机型号，其技术参数及传动比的比较情况见下表。
方 案
电动机型号
额定功率 电动机转速
r/min 传动装置的传动比
Ped/kW 同步转速 满载转速 总传动比 链 齿轮
1 YL0L-8 7.5 750 720 10.04 3 3.35
2 Y160M-6 7.5 1000 970 13.54 3.5 3.87
3 Y132M-4 7.5 1500 1440 20.01 3.5 5.72
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及链传动和减速器的传动比，可知方案3比较适合。因此选定电动机型号为Y160M-6,所选电动机的额定功率Ped = 7.5 kW，满载转速nm = 970 r/min ，总传动比适中，传动装置结构紧凑。所选电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如下表所示。
中心高H 外形尺寸
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸
A×B 地脚螺栓孔直径 K 轴伸尺寸
D×E 装键部位尺寸 F×GD
160 600×417×385 254×210 15 42×110 12×49
第二节 计算总传动比并分配各级传动比
电动机确定后，根据电动机的满载转速和工作装置的转速就可以计算传动装置的总传动比。
（1） 计算总传动比：
i = nm/nw = 970/71.66 = 13.54
（2） 分配各级传动比：
为使链传动的尺寸不至过大，满足ib<ig ,可取ib =3.5 ，则齿轮的传动比：
ig = i/ib = 10.15/ 3.5 = 3.87
（3） 计算传动装置的运动和动力参数：
各轴的转速
nΙ= nm/ib = 970/3.87 = 250.65 r/min
nΠ= nΙ/ig = 250.65/3.5 = 71.62 r/min
nw = nΠ = 71.62 r/min
各轴的功率
PΙ= Pm*η1 = 7.5×0.96 = 7.2 kW
PΠ=PΙ*η2 *η3 = 7.2×0.99×0.97 =6.914 kW
Pw = PΠ*η2*η4 = 6.914×0.99×0.97 = 6.64 kW
(4 ) 各轴的转矩
电动机的输出轴转矩 Td
Td = 9550×Pm/nm =9550×7.5/970 = 73.84 Nm
其他轴转矩
TΙ= 9550×PΙ/nΙ = 9550×7.2/250.65 = 274.33 Nm
TΠ= 9550×PΠ/nΠ= 9550×6.914/71.62 = 921.93Nm
Tw = 9550×Pw/nw = 9550×6.64/71.62= 885.34 Nm
第三节 各轴的转速，功率及转矩，列成表格
参 数 轴 名
电动机轴 Ι 轴 Π 轴 滚筒轴
转 速 970 250.65 71.62 71.62
功 率 7.5 7.2 6.914 6.64
转 矩 73.84 274.33 921.93 885.34
传动比 3.87 3.5 1
效 率 0.96 0.99 0.97
四、传动零件的设计计算
链传动是由链条和链轮构成，链条由许多链节构成，带齿的大，小轮安装在两平行轴上。链传动属于啮合运动优点有：
1、）传动比准确，传动可靠，张紧力小，装配容易，轴与轴承的载荷较小，传动的效率较高，可达98%；
2、）与齿轮传动比较有较大的中心距；
3、）可在高温和润滑油环境工作，也可用于多灰尘的环境。
下面就是改链传动零件的计算：
计算项目 计算内容 计算结果
1确定设计功率
2选择链的型号 根据传递的功率P、载荷的性质和每天工作的时间等确定设计功率
Pc = KA×P = 1×7.2= 7.2 kW
1．确定链轮齿数z1 , z2
因为小链轮的转速为250.65r/min,假定链速.0.6~3,希望结构紧凑，由（教材）选取小链轮齿数z1 = 17；从动大链轮齿数z2 =i×z1 =3.5×17 =59.5(z2 <120，合适)
取整数 z 2= 60
2．确定链条链节数Lp
初定中心距a0 = 40p , 则链节数
Lp = 2a0/p+(z1+z2)/2+ p/a0*[(z2 – z1)/(2π)]2 = 119.7（节）
取Lp =120
节
3．计算单排链所能传递的功率P0及链节距p
由教材可知，单跟链传递功率P0 ≥ Pca/(Kz*KL*Kp)
由图5-29，按小链轮转速估计，链工作在功率曲线的右侧，由表5-16 Kz = =0.85
KL ==1.1 单排链Kp=1
P0 ≥ 7.2Kw/(0.85*1.1*1)=7.70Kw
根据小链轮转速n1 = 250.65 r/min 及功率P0 = 7.70 kW，由图5-29查得可选链16A，由表5-13可查得P=25.40mm 同时也证实原估计链工作在额定功率曲线凸峰右侧是正确的。
4．确定链中心距a
a= [( - )+ ]=1020 mm
中心距调整量△a≥2p=50.8mm
实际中心距a1=a-△a=1020-50.8=969.2mm
5.验证链速
v=n1*z1*p/(60*1000)=250.65*17*25.4/(60*1000)=1.81m/s
与原估计链速相符。
6．验算小链轮毂孔dk
查《机械设计基础课程设计指导书》的附表5.3知电动机轴径D=45mm；查表13-4查得小链轮毂孔许用最大直径dmax=51mm，大于电动机轴径，合适。
7. 作用在轴上的压力Q
圆周力F=1000*P/V=1000*7.2/1.81=3977.9N
按水平布置取压力系数KQ*F=4972.4N
齿轮传动是应用最广泛的一种传动形式。其传动的主要优点是：传递的功率大（可达100000kW以上）、速度范围广、效率高、工作可靠、寿命长、结构紧凑、能保证恒定，齿轮的设计主要围绕传动平稳和承载能力高这两个基本要求进行的
Pc =7.2 kW
z1 = 17
z 2= 60
Lp =120 节
Pc = 7.2 kW
P0 =7.70kw
p=25.40mm
a= 1020mm
V=1.81m/s
D=45mm
=
51mm
F=3977.9N
七． 键等相关标准键的选择
八． 减速器的润滑与密封
九． 箱体的设计
十． 设计小结
十一． 参考资料
机械设计课程设计任务书
设计题目：单级斜齿圆柱齿轮传动设计＋链传动
原始数据：
F=2500N F：输送带拉力；
V=1.5m/s V：输送带速度；
D=400mm D：滚筒直径。
设计工作量：
1． 设计说明书一份
2． 二张主要零件图（CAD）
3． 零号装配图一张
工作要求：
输送机连续工作，单向提升，载荷平衡两班制工作，使用年限10年，输送带速度允许误差为±5%。
运动简图：（见附图）
二．前言
分析和拟定传动方案
机器通常由原动机、传动装置和工作装置三部分组成。传动装置用来传递原动机的运动和动力、变换其运形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置的传动方案是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。
满足工作装置的需要是拟定传动方案的基本要求，同一种运动可以有几种不同的传动方案来实现，这就是需要把几种传动方案的优缺点加以分析比较，从而选择出最符合实际情况的 一种方案。合理的传动方案除了满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。
所以拟定一个合理的传动方案，除了应综合考虑工作装置的载荷、运动及机器的其他要求外，还应熟悉各种传动机构的特点，以便选择一个合适的传动机构。因链传动承载能力低，在传递相同扭矩时，结构尺寸较其他形式大，但传动平稳，能缓冲吸振，宜布置在传动系统的高速级，以降低传递的转矩，减小链传动的结构尺寸。故本文在选取传动方案时，采用链传动。
众所周知，链式输送机的传动装置由电动机、链、减速器、联轴器、滚筒五部分组成，而减速器又由轴、轴承、齿轮、箱体四部分组成。所以，如果要设计链式输送机的传动装置，必须先合理选择它各组成部分，下面我们将一一进行选择。
三．运动学与动力学的计算
第一节 选择电动机
电动机是常用的原动机，具体结构简单、工作可靠、控制简便和维护容易等优点。电动机的选择主要包括选择其类型和结构形式、容量（功率）和转速、确定具体型号。
（1） 选择电动机的类型：
按工作要求和条件选取Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。
（2） 选择电动机的容量：
工作所需的功率：
Pd = Pw/η
Pw = F*V/（1000ηw）
所以： Pd = F*V/（1000η*ηw）
由电动机至工作机之间的总效率（包括工作机的效率）为
η*ηw = η1*η2*η2*η3*η4*η5*η6
式中η1、η2、η3、η4、η5、η6分别为齿轮传动、链传动、联轴器、卷筒轴的轴承及卷筒的效率。
取η1 = 0.96、η2= 0.99、η3 =0.97、η4 = 0.97、η5 = 0.98、η6 = 0.96 ，则：
η*ηw = 0.96×0.99×0.99×0.97×0.97×0.98×0.96 =0.832
所以：
Pd = F*V/1000η*ηw = 2500×1.5/(1000×0.832) kW = 4.50 kW
根据Pd选取电动机的额定功率Pw使Pm = (1∽1.3)Pd = 4.50∽5.85kW
由查表得电动机的额定功率 Pw = 7.5 kW
（3） 确定电动机的转速：
卷筒轴的工作转速为：
nw = 60×1000V/πD = 60×1000×1.5/(3.14×400) r/min = 71.66r/min
按推荐的合理传动比范围，取链传动的传动比i1 = 2 ∽ 5，单级齿轮传动比i2 = 3 ∽ 5
则合理总传动比的范围为 i = 6 ∽ 25
故电动机的转速范围为：
nd = i*nw = (6∽25)×71.66 r/min = 429.96 ∽ 1791.5 r/min
符合这一范围的同步转速有750 r/min、1000 r/min、1500 r/min ，再根据计算出的容量，由附表5.1查出有三种适用的电动机型号，其技术参数及传动比的比较情况见下表。
方 案
电动机型号
额定功率 电动机转速
r/min 传动装置的传动比
Ped/kW 同步转速 满载转速 总传动比 链 齿轮
1 YL0L-8 7.5 750 720 10.04 3 3.35
2 Y160M-6 7.5 1000 970 13.54 3.5 3.87
3 Y132M-4 7.5 1500 1440 20.01 3.5 5.72
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及链传动和减速器的传动比，可知方案3比较适合。因此选定电动机型号为Y160M-6,所选电动机的额定功率Ped = 7.5 kW，满载转速nm = 970 r/min ，总传动比适中，传动装置结构紧凑。所选电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如下表所示。
中心高H 外形尺寸
L×(AC/2+AD)×HD 底脚安装尺寸
A×B 地脚螺栓孔直径 K 轴伸尺寸
D×E 装键部位尺寸 F×GD
160 600×417×385 254×210 15 42×110 12×49
第二节 计算总传动比并分配各级传动比
电动机确定后，根据电动机的满载转速和工作装置的转速就可以计算传动装置的总传动比。
（1） 计算总传动比：
i = nm/nw = 970/71.66 = 13.54
（2） 分配各级传动比：
为使链传动的尺寸不至过大，满足ib<ig ,可取ib =3.5 ，则齿轮的传动比：
ig = i/ib = 10.15/ 3.5 = 3.87
（3） 计算传动装置的运动和动力参数：
各轴的转速
nΙ= nm/ib = 970/3.87 = 250.65 r/min
nΠ= nΙ/ig = 250.65/3.5 = 71.62 r/min
nw = nΠ = 71.62 r/min
各轴的功率
PΙ= Pm*η1 = 7.5×0.96 = 7.2 kW
PΠ=PΙ*η2 *η3 = 7.2×0.99×0.97 =6.914 kW
Pw = PΠ*η2*η4 = 6.914×0.99×0.97 = 6.64 kW
(4 ) 各轴的转矩
电动机的输出轴转矩 Td
Td = 9550×Pm/nm =9550×7.5/970 = 73.84 Nm
其他轴转矩
TΙ= 9550×PΙ/nΙ = 9550×7.2/250.65 = 274.33 Nm
TΠ= 9550×PΠ/nΠ= 9550×6.914/71.62 = 921.93Nm
Tw = 9550×Pw/nw = 9550×6.64/71.62= 885.34 Nm
第三节 各轴的转速，功率及转矩，列成表格
参 数 轴 名
电动机轴 Ι 轴 Π 轴 滚筒轴
转 速 970 250.65 71.62 71.62
功 率 7.5 7.2 6.914 6.64
转 矩 73.84 274.33 921.93 885.34
传动比 3.87 3.5 1
效 率 0.96 0.99 0.97
四、传动零件的设计计算
链传动是由链条和链轮构成，链条由许多链节构成，带齿的大，小轮安装在两平行轴上。链传动属于啮合运动优点有：
1、）传动比准确，传动可靠，张紧力小，装配容易，轴与轴承的载荷较小，传动的效率较高，可达98%；
2、）与齿轮传动比较有较大的中心距；
3、）可在高温和润滑油环境工作，也可用于多灰尘的环境。
下面就是改链传动零件的计算：
计算项目 计算内容 计算结果
1确定设计功率
2选择链的型号 根据传递的功率P、载荷的性质和每天工作的时间等确定设计功率
Pc = KA×P = 1×7.2= 7.2 kW
1．确定链轮齿数z1 , z2
因为小链轮的转速为250.65r/min,假定链速.0.6~3,希望结构紧凑，由（教材）选取小链轮齿数z1 = 17；从动大链轮齿数z2 =i×z1 =3.5×17 =59.5(z2 <120，合适)
取整数 z 2=第一节 选择
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