乐竞·体育官方网站机械工程概论教学课件作者王玉第４章1、第四章 通用零件,2,第一节 轴,第二节 轴承,第三节 连接零部件,返回,第四节 联轴器、 离合器和制动器,第一节 轴,一、轴的功用和类型 轴的功用 一切做回转运动的传动零件（如齿轮、蜗轮等）， 都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。因此乐竞官方网站， 轴的主要功用是支承回转零件， 同时传递运动和动力。 轴的类型 （） 按轴的受载情况分 ） 心轴。 工作时只承受弯矩不传递转矩的轴称为心轴。心轴又分为： 固定心轴， 固定不转动的心轴， 如自行车前轴（见图 （） ）； 转动心轴， 与轴上零件一起转动的心轴， 如火车车轮轴（见图 （） ）。,下一页,返回,第一节 轴,） 传动轴。 只传递转矩而不承受弯矩的轴， 如汽车的传动轴（见图）。 ） 转轴。 既传递转矩又承受弯矩的轴， 如减速器轴（见图）。机器中大多数轴均为转轴。 （） 按轴线形状分 直轴（见图图）、曲轴（见图）、挠性轴（见图）。 （） 按轴的外观分 光轴（见图）、阶梯轴（见图）。,上一页,下一页,返回,第一节 轴,二、轴的结构 轴各部分的名称 图 所示为一齿轮减速器中的低速轴， 轴上与轴承配合的部分称为轴颈， 与传动零件（齿轮、联轴器） 配合
2、的部分称为轴头， 连接轴颈与轴头的部分称为轴身。 轴及轴上零件周向固定 为了对轴和轴上零件进行周向固定， 限制轴上零件相对于轴的转动， 通常采用键连接（见图 （） ）、花键连接（见图 （） ）； 有时也采用销连接（见图 （） ）、成型连接（见图 （） ） 或过盈配合连接（见图 （） ） 等。,上一页,下一页,返回,第一节 轴, 轴及轴上零件轴向定位 零件在轴上应沿轴向准确和可靠地定位， 以使其具有确定的安装位置并能承受轴向力而不产生轴向位移。 （） 轴肩和轴环定位 阶梯轴上截面变化的部位称为轴肩， 轴直径最大处称为轴环， 轴肩、轴环用来对轴上零件进行轴向定位。如图 所示， 齿轮的左侧依靠轴环及联轴器的左侧和左端轴承的右侧依靠轴肩做轴向定位。,上一页,下一页,返回,第一节 轴,（） 套筒定位 当轴上零件需双向定位时， 一端采用轴肩， 另一端通常采用套筒做轴向定位。如图 所示， 齿轮的右侧、右端轴承的左侧依靠套筒定位。 （） 螺母定位 当套筒太长时， 可采用圆螺母定位（见图）。此时需在轴上切制螺纹， 因而会引起应力集中， 对轴疲劳强度影响较大。 （） 轴端挡圈和圆锥面定位 安装在轴端的零件
3、可用轴端挡圈（见图 （） ） 和圆锥面（见图 （） ） 定位，常用于轴端。锥面配合时， 轴上零件装拆方便， 多用于轴上零件与轴的同心度要求较高或轴受振动的场合。,上一页,下一页,返回,第一节 轴,（） 其他定位方式 当承受的轴向力较小时， 可用圆锥销（见图 （） ）、紧定螺钉（见图 （） ）、弹簧挡圈（见图 （） ） 等方式定位。选择定位方式时， 还应考虑轴的制造及零件装拆的难易、所占位置的大小及对轴强度的影响等因素。 轴的结构应具有良好的制造和装配工艺性 ） 在满足使用要求的情况下， 轴的外形结构应力求简单， 便于加工， 轴肩数尽可能少， 相邻轴段的直径差不宜过大。 ） 为使轴上零件容易装拆并避免划伤人手， 轴端、轴头和轴颈的端部应有、或倒角。,上一页,下一页,返回,第一节 轴,） 同一根轴上所有圆角半径和倒角的大小应尽可能一致， 以减少刀具规格和换刀次数。 ） 同一轴上需开几个键槽时， 应布置在同一条母线上（见图）， 以便于加工。 ） 对于轴上要磨削的轴段， 需设砂轮越程槽（见图）， 其尺寸要符合标准。 ） 对于轴上要切螺纹的部位， 需设退刀槽（见图）， 以便在切螺纹时退刀。 ）
4、当要求轴的各段具有较高的同轴度时， 则应在轴的两端设置中心孔（见图）。,上一页,返回,第二节 轴 承,一、轴承的功用和类型 轴承的功用是支承轴及轴上零件， 保持轴的旋转精度， 减少轴与支承之间的摩擦和磨损。根据支承处相对运动表面的摩擦性质， 轴承分为滑动轴承（见图 （） ） 和滚动轴承（见图 （） ）。 滑动轴承由于结构简单、接触面积大、径向尺寸小、制造与维修方便、承受重载和冲击载荷的性能较好， 故常用于工作转速高、冲击与振动大、径向尺寸受到限制或必须剖分安装等条件下。滑动轴承在轧钢机、汽轮机、内燃机、、剪床、航空发动机附件、雷达、卫星通信地面站、天文望远镜以及各种仪表中应用较广。,下一页,返回,第二节 轴 承,二、滑动轴承的分类和结构 按承载方向分： 径向滑动轴承、推力滑动轴承。 按轴承结构分： 整体式轴承、剖分式轴承、自动调心轴承。 按润滑（摩擦） 状态分： 流体润滑（流体摩擦） 轴承、非完全流体润滑（非完全流体摩擦） 轴承。 按润滑剂分： 液体润滑轴承、气体润滑轴承、脂润滑轴承、固体润滑轴承。 按载荷大小分： 轻载轴承（平均压强 ）、中载轴承（平均压强 ）、重载轴承（平均压
5、强 ）。,上一页,下一页,返回,第二节 轴 承,按速度高低分： 低速轴承（轴颈圆周速度 ）、中速轴承（轴颈圆周速度 ）、高速轴承（轴颈圆周速度 ）。 向心滑动轴承 向心滑动轴承， 即主要用于承受径向载荷的轴承。 （） 整体式滑动轴承 图 所示为整体式滑动轴承， 由轴承座和整体轴套组成， 轴承座用螺栓与机座连接， 顶部装有润滑油杯， 内孔中压入带有油沟的轴套。这种轴承结构简单且成本低， 但装拆不便， 且轴承磨损后径向间隙无法调整， 因此多用在间歇工作、低速轻载的简单机械中。,上一页,下一页,返回,第二节 轴 承,（） 剖分式滑动轴承 图 所示为剖分式滑动轴承， 其由轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦、油杯和连接螺柱等组成。在剖分面处， 制成凹凸状的配合表面， 使之上下对中及防止受力时移动。通常轴承盖和轴瓦座之间留有少量的间隙， 当轴瓦稍有磨损时， 可适当减少放置在轴瓦对开面上的垫片， 并拧紧轴承盖上的螺柱以减小轴颈和轴瓦间的间隙， 使轴承间隙得到调整。因剖分式滑动轴承装拆方便， 磨损后间隙可以调整， 所以应用广泛， 并已标准化。,上一页,下一页,返回,第二节 轴 承,（） 自动调心轴承 当轴承的
6、宽度 大于轴颈直径 的. 倍， 或轴的刚度较小， 或两轴难以保证同心时， 会使轴颈偏斜， 导致轴承两端边缘急剧磨损， 如图 （） 所示。自动调心轴承如图 （） 所示， 其轴瓦外表面做成球面形状， 与轴承盖及轴承座的球状内表面相配合，轴瓦可自动调位， 以适应轴颈在轴弯曲时产生的偏斜， 从而避免轴颈与轴瓦的局部磨损。 推力滑动轴承 承受轴向载荷的滑动轴承称为推力滑动轴承。常见的推力滑动轴承轴颈形状如图所示。,上一页,下一页,返回,第二节 轴 承,实心端面轴颈（见图 （） ） 由于工作时轴心与边缘磨损不均匀， 轴心部分磨损较小， 以致压强过高， 所以极少采用。空心端面轴颈（见图 （） ） 和环状轴颈（见图 （） ） 工作情况较好。载荷很大时， 可采用多环轴颈（见图 （） ）， 它还能承受双向轴向载荷。 三、滚动轴承的构造、类型和特点 滚动轴承由于摩擦系数小， 起动阻力小， 起动灵敏， 效率高， 有些还可承受径向载荷和轴向载荷的联合作用， 而且已标准化， 易于互换、选用、润滑和维护， 因此在一般机器中应用较广。缺点是承载能力不高， 抗冲击能力较差， 高速时有噪声， 结构不能剖分等， 且其工作寿
7、命也不如液体摩擦的滑动轴承长。,上一页,下一页,返回,第二节 轴 承, 滚动轴承的构造 滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体 和保持架 等组成， 外圈装在机座或零件的轴承孔内， 内圈安装在轴上。内、外圈上有滚道， 滚动体位于内、外圈滚道之间， 当内、外圈相对旋转时， 滚动体将沿着滚道滚动。保持架的作用是把滚动体均匀地隔开， 其结构如图 所示。滚动轴承的核心元件为滚动体。 滚动轴承的类型 （） 球轴承 滚动体的形状为球形（滚珠）， 如图 （） 所示。,上一页,下一页,返回,第二节 轴 承,（） 滚子轴承 滚动体的形状为滚子， 滚子中又包括圆柱滚子（见图 （） ）、圆锥滚子（见图 （） ）、鼓形滚子（见图 （） ） 和滚针（见图 （） ）。 常用滚动轴承的类型、代号及特性见表。 四、滚动轴承的代号和类型选择 滚动轴承的代号 滚动轴承的类型很多， 每种类型又有不同的结构、尺寸、公差等级和技术要求， 国家标准 规定了轴承代号的表示方法。滚动轴承代号由基本代号、前置代号和后置代号组成， 用字母和数字表示。轴承代号的构成见表。,上一页,下一页,返回,第二节 轴 承,基本代号用来表明轴承的内径、直径系列
8、、宽度系列和类型。 （） 内径代号 用基本代号右起第一、二位数字表示， 表示方法如表 所示。 （） 直径系列代号 表示结构相同、内径相同的轴承在外径和宽度方面的变化， 用基本代号右起第三位数字表示。直径系列代号有、 和， 部分直径系列之间的尺寸对比如图 所示。,上一页,下一页,返回,第二节 轴 承,（） 宽、高度系列代号 表示结构、内径和直径系列都相同的轴承， 在宽度或高度方面的变化， 用基本代号右起第四位数字表示。当宽度系列为 时， 多数轴承中可省略， 但调心滚子轴承和圆锥滚子轴承应标出。 （） 轴承类型代号 用基本代号右起第五位数字或字母表示， 其表示方法见表。 前置代号、后置代号表示一些特殊结构， 其含义可查有关手册。,上一页,下一页,返回,第二节 轴 承, 滚动轴承的类型选择 选择轴承类型时， 根据载荷的大小、方向和性质， 转速高低， 结构尺寸的限制， 刚度要求， 调心要求等因素， 一般按以下原则选择。 （） 轴承的受载情况 ） 当载荷小而平稳时， 可选择球轴承； 载荷大而有冲击时， 可选用滚子轴承。 ） 当轴承同时承受径向载荷和轴向载荷时， 应根据它们的相对值考虑：,上一页,
9、下一页,返回,第二节 轴 承,当轴向载荷比径向载荷小得多时， 选用深沟球轴承； 当轴向载荷比径向载荷小时， 选用接触角 较小的角接触球轴承或滚子轴承； 当轴向载荷比径向载荷大时， 选用接触角 较大的角接触球轴承或滚子轴承； 当轴向载荷比径向载荷大很多时， 选用轴向接触轴承和径向接触轴承组合使用。 （） 轴承的转速 高速时宜选用球轴承， 转速较低时选用滚子轴承。 （） 对轴承的特殊要求 ） 如果轴承座孔直径受到限制而径向载荷又很大时， 可选用滚针轴承。,上一页,下一页,返回,第二节 轴 承,） 对于跨距较大， 轴的刚度较差， 或两轴承座孔的同轴度不好等情况， 可选用调心球轴承或调心滚子轴承。 ） 当支承刚度要求较高时， 可选用圆柱滚子轴承或圆锥滚子轴承。 ） 对于需经常拆卸或装拆困难的地方， 可选用内、外圈分离的轴承。 （） 经济性 在保证轴承工作性能的前提下， 尽可能选用价格低廉的轴承。 ） 球轴承比滚子轴承价格低廉， 所以应优先选用球轴承。 ） 在满足使用要求的前提下， 应尽量选用公差等级为一般级的轴承。,上一页,下一页,返回,第二节 轴 承,五、滚动轴承的组合设计 为保证滚动轴承能正常工作， 除正确选择轴承类型和尺寸外， 还需对轴承进行合理的组合设计， 包括确定轴承的轴向固定方式、轴的支承结构形式及调整方法、轴承的配合及装拆等。 滚动轴承的轴向固定 滚动轴承的轴向固定， 分为轴承内圈与轴的固
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