機械基礎課件：第9章軸系零件

1、第9章 軸系零件 軸是機械中的重要零件，其功用是支承轉動零件及傳遞運動和動力；而 將軸和軸上零件進行周向固定并傳遞轉矩的零件是鍵；軸承是支承軸及軸 上零件，保持軸的旋轉精度和減少軸與支承間的摩擦和磨損；聯(lián)軸器和離 合器是聯(lián)接不同機構中的兩根軸，使它們一起回轉并傳遞轉矩。 9.1 鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接 9.2 軸 9.3 軸承 9.4 聯(lián)軸器、離合器和制動器 9.5 鍵、銷及其聯(lián)接的應用 9.6 機械零部件的認識 9.1.1 鍵聯(lián)接的類型及其特點 鍵主要用于軸和軸上的旋轉零件或擺動零件之間的周向固定，并傳遞轉矩；有時可作導向零 件。因鍵的結構簡單，工作可靠，裝拆方便，因此應用較廣。 鍵是標準件，根據(jù)鍵

2、在聯(lián)接時的松緊狀態(tài)不同，可分為松鍵聯(lián)接和緊鍵聯(lián)接兩類。 1松鍵聯(lián)接 常用的松鍵聯(lián)接有：平鍵、半圓鍵、花鍵聯(lián)接。 松鍵聯(lián)接以鍵的兩側面為工作面，故鍵寬與鍵槽需緊密配合，而鍵的頂面與軸上零件之間有 一定的間隙。因此松鍵聯(lián)接時軸與軸上零件聯(lián)接時的對中性好，特別在高速精密傳動中應用更多。 但松鍵聯(lián)接不能承受軸向力，所以軸上零件需要軸向固定時，則需應用其他固定方法。 (1)平鍵聯(lián)接 平鍵分為普通平鍵、導向平鍵和滑鍵三種。 普通平鍵 如圖所示，這種鍵應用最廣。根據(jù)端部結構不同，分為圓頭(a型)、方頭(b型) 和單圓頭(c型)三種。a型平鍵用于端銑刀加工的軸槽，常用于軸的中部。b型平鍵用于盤銑刀加 工的軸槽

3、，常用于軸端或軸的中部。c型平鍵一般用于軸端的聯(lián)接。 普通平鍵聯(lián)接 9.1.1 鍵聯(lián)接的類型及其特點 導向平鍵和滑鍵 當軸上零件在工作過程中需作軸向移動時，則需采用由導向平鍵或滑 鍵組成的動聯(lián)接。導向平鍵（圖1a）用螺釘固定在軸上的鍵槽中，工作時鍵對軸上滑動零件起導 向作用，其端部有圓頭（a型）和平頭（b型）兩種。當零件滑移距離較大時，宜采用滑鍵（圖 1b），滑鍵是將鍵固定在輪轂上，并與輪轂一起在軸上的鍵槽中滑動。 (2)半圓鍵聯(lián)接 如圖2所示，半圓鍵呈半圓形，軸槽也是相應的半圓形，輪 轂槽開通。半圓鍵能繞槽底圓弧擺動，這樣能自動適應輪轂的裝配。半圓鍵工作 時靠其側面來傳遞轉矩。這種鍵聯(lián)接的優(yōu)

4、點是工藝性較好，裝配方便；缺點是軸 上鍵槽較深，對軸的強度削弱較大，主要用于輕載或輔助性聯(lián)接中，尤其適用于 錐形軸與輪轂的聯(lián)接。半圓鍵的標準為gb109879、gb109979。 圖2 半圓鍵聯(lián)接 9.1.1 鍵聯(lián)接的類型及其特點 (3)花鍵聯(lián)接 如圖1，花鍵聯(lián)接是由帶鍵齒的花鍵軸和帶鍵齒的輪轂所組成。應用特點是： 工作時依靠鍵齒的側面來傳遞轉矩，由于聯(lián)接的鍵齒較多，因此能傳遞較大的載荷，且軸上零件 與軸的對中性和沿軸向移動的導向性都較好。同時由于鍵槽較淺，故對軸的削弱較小。但其加工 復雜、成本較高、多用于載荷較大和定心精度要求較高的場合或輪轂經(jīng)常作軸向滑移的場合。 花鍵聯(lián)接已經(jīng)標準化。按其齒

5、形不同，分為矩形花鍵、漸開線花鍵和三角形花鍵三種(圖 2)，其中以矩形花鍵應用最廣。 矩形花鍵 它的齒側面為兩平行平面，如圖2a所示。 漸開線花鍵 它的齒形為壓力角a=30（或45）的漸開線，如圖2b所示。 三角形花鍵聯(lián)接 內花鍵齒形為直線齒形，外花鍵齒形為壓力角45的漸開線，如圖 2c所示。 圖1 外花鍵(花鍵軸)與內花鍵(花鍵孔) 圖2 花鍵聯(lián)接 9.1.1 鍵聯(lián)接的類型及其特點 2.緊鍵聯(lián)接 緊鍵可分為楔鍵聯(lián)接和切向鍵聯(lián)接。 楔鍵聯(lián)接 能在軸上作軸向固定零件，可承受不大的單向軸向力，鍵的上下面 為工作面，上表面制成1：100的斜度。楔鍵分為普通楔鍵及鉤頭楔鍵，如圖1所示。 普通楔鍵又有圓

6、頭（a型）及方頭（b型）兩種形式。楔鍵聯(lián)接多用于承受單向軸向力， 對精度要求不高的低速機械上。 切向鍵聯(lián)接 由兩個單邊楔鍵組成一個切向鍵，其上下面（窄面）為工作 面。裝配時，兩個鍵分別從輪轂兩端楔入。工作時靠工作面的擠壓傳遞轉矩。一 個切向鍵只能傳遞單向轉矩；傳遞雙向轉矩時，必須用兩個切向鍵，兩鍵應錯開 120135，如圖2c所示。切向鍵聯(lián)接用于載荷較大，對同心精度要求不高的 重型機械上。 圖1 楔鍵聯(lián)接 圖2 切向鍵聯(lián)接 9.1.2 平鍵標準和選用 1平鍵的標準 平鍵是標準零件，可以按照國標來選用，普通平鍵的類型、尺寸與配合公差可查表9.1 。 平鍵的主要尺寸為鍵寬b、鍵高h和長度l。普通平

7、鍵的標記可用這三個主要尺寸來表示。 2平鍵聯(lián)接形式和選用 根據(jù)平鍵與軸槽、輪轂槽寬度尺寸的公差配合有三種聯(lián)接形式，即較松鍵聯(lián)接、一般鍵聯(lián)接 和較緊鍵聯(lián)接。較松鍵聯(lián)接主要應用在導向平鍵上；一般鍵聯(lián)接應用于常用的機械裝置；較緊鍵 聯(lián)接用于傳遞重載荷、沖擊性載荷及雙向傳遞轉矩。平鍵聯(lián)接采用基軸制，并對鍵的寬度b僅規(guī)定 了h9一種公差，松緊不同是依靠改變軸槽和輪轂槽的公差帶的位置來獲得。 平鍵的選用先根據(jù)聯(lián)接的結構特點和工作要求選擇鍵的類型，再根據(jù)軸的直徑d由標準中選 定鍵的截面尺寸。鍵的長度一般可按輪轂的長度而定，即鍵長要略短于(或等于)輪轂的長度，所 選定的鍵長還要符合標準系列。輪轂的長度一般可取

8、(1.52)d，d為軸的直徑。 3平鍵選用舉例 【例例9.29.2】選用如圖9.8所示的減速器輸出軸與齒輪的平鍵聯(lián)接。已知軸在輪轂處的直徑 d=100mm，齒輪和軸的材料為45鋼，輪轂的長度b=150mm，試選用平鍵。 解：解：選用平鍵 尺寸按軸的直徑d=100mm和輪轂的長度b=150mm，查表9.1，選用 bhl=2816140的a型普通平鍵。 平鍵尺寸的公差為：鍵寬 b=28h9 鍵高 h=16h11 鍵長 l=140h14 標記為：鍵28140gb109679。減速器輸出軸 9.1.3 銷聯(lián)接的形式和應用 1銷的幾種基本形式 銷主要有圓柱形和圓錐形兩種銷，其他形式是由此演化而來的。普通

9、圓柱銷分a、b、c、d四 種型號，適用于不常拆卸的零件定位；普通圓錐銷分a、b兩種型號，a型精度高，圓錐銷適用于經(jīng) 常拆卸的零件定位。在生產中常用銷的類型、特點和應用見表9.2。 表9.2 常用銷的類型、特點和應用 類 型圖 形標 準特點和應用 圓 柱 銷 普通圓柱銷gb11986 銷孔需鉸制，多次裝拆后會降低 定位精度和聯(lián)接的緊固。只能傳 遞不大的載荷。內螺紋圓柱銷多 用于盲孔，彈性圓柱銷用于沖擊、 振動的場合 內螺紋圓柱銷gb12086 彈性圓柱銷gb87986 圓 錐 銷 普通圓錐銷gb11786 便于安裝。定位精度比圓柱 銷高。在聯(lián)接件受橫向力時能自 鎖。銷孔需鉸制。螺紋供拆卸用 內螺

10、紋圓錐銷gb11886 螺尾圓錐銷gb88186 開 口 銷gb9186 工作可靠，拆卸方便，用于鎖定 其他緊固件 9.1.3 銷聯(lián)接的形式和應用 2銷聯(lián)接的功用及示例 銷聯(lián)接的主要功用是：定位、傳遞運動和動力，以及作為安全裝置中的過載剪斷零件。 (1)作定位零件 固定零件間的相互位置。起這種作用的圓柱銷或圓錐銷，通常稱為定位銷。 圖1所示為應用圓錐銷實現(xiàn)定位的示例，因為圓錐銷具有l(wèi)：50的錐度，具有可靠的自鎖性， 可以在同一銷孔中經(jīng)多次裝拆而不影響被聯(lián)接零件的相互位置精度。定位銷一般不承受載荷或只 承受很小的載荷，直徑可按結構要求來確定。使用的數(shù)目不得少于兩個。銷在每一聯(lián)接件內的長 度約為銷

11、直徑的12倍。 定位銷也可用圓柱銷，圓柱銷是靠過盈配合而固定在孔中的(常用m6、h8、hll和u8四種， 以滿足不同的要求)，所以如經(jīng)過多次裝拆，就會降低聯(lián)接可靠性和定位精度。對于盲孔的聯(lián)接或 者為了裝拆方便，則可以使用內螺紋圓錐銷(或內螺紋圓柱銷)，如圖1b所示。 (2)傳遞橫向力和轉矩 使用圓柱銷或圓錐銷可傳遞不大的橫向力或轉矩，如圖2所示。圓 柱孔需鉸制，依靠過盈配合而聯(lián)接緊固。 (3)作安全裝置中的被切斷零件 如圖2所示在傳遞橫向力或轉矩過載時，銷就會被剪斷， 從而保護了聯(lián)接件，這種銷稱為安全銷。安全銷可用于傳動裝置的過載保護，如安全聯(lián)軸器 等過載時的被剪斷零件。 圖1 用定位銷定位

12、圖2 用圓柱銷傳遞橫向力和轉矩 9.2.1 軸的分類和應用特點 1.軸的類型 （1）根據(jù)軸的功用和承載情況分類 心軸 承受彎矩，不傳遞轉矩的軸。如自行車前輪軸(圖1)。心軸有固定心軸和轉動心 軸。 傳動軸 以傳遞轉矩為主，不承受彎矩或承受很小的彎矩的軸。如汽車變速箱與后橋 之間的傳動軸(圖2)。 轉軸 既傳遞轉矩，又承受彎矩的軸。如齒輪減速器的輸出軸（圖3）。 （2）根據(jù)軸心線形狀分類 直軸 用于一般機械中。按外形又可分為光軸和階梯軸(圖5)。 曲軸 往復式機械中的專用零件?？蓪⑿D運動轉換為往復直線運動或作相反的運動轉換(圖6)。 撓性軸 也叫軟軸。可將回轉運動和動力靈活地傳送到不同的位置

13、(如圖4)。 圖1 自行車前輪軸 圖2 汽車變速箱與后 橋之間的傳動軸 圖3 齒輪減速器的輸出軸 圖4 撓性軸 圖5 光軸和階梯軸 圖6 曲軸 9.2.2 軸的材料 軸的材料應具有足夠的強度，對應力集中敏感性低；還要滿足剛度、耐磨性、耐腐蝕性及 必要的韌性和良好的工藝性。一般用碳素鋼和合金鋼，其次采用球墨鑄鐵和高強度鑄鐵。合金 鋼比碳素鋼強度高，但應力集中較敏感，價格較高。故多采用碳素鋼。 9.2.3 軸徑的估算 軸的直徑均需符合標準系列，如表9.4所示。支承轉動零件的部位稱為軸頭，如圖1所示， 軸承支承的部位稱為軸頸。軸徑的尺寸還必須符合軸承內孔的直徑標準。軸徑的確定除按強度 計算外，還可用

14、經(jīng)驗公式來估算。在一般減速器中，高速輸入軸的軸徑，可按與其相連的電動 機軸的直徑來估算，經(jīng)驗公式為d=(0.81.2) d0。各級低速軸的軸徑可按同級齒輪的中心距來 估算，經(jīng)驗公式為d=(0.30.4)a，經(jīng)估算后的軸徑再圓整到標準值即可。 表9.4 標準直徑 10 10.5 11 11.5 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 24 25 26 28 30 32 34 35 38 40 42 45 48 50 52 55 58 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 130 圖1 軸的結構 9.2.4 常用軸的結構

15、機械中常用的軸大多為直軸，最簡單是光軸，但在實際使用中，軸上總需安裝零件，所以軸 常做成階梯形，即軸被加工成幾段，相鄰段的直徑不同，中間軸段的直徑比兩端軸段的直徑大。 在考慮軸的結構時，應滿足三方面的要求，即： (1) 軸的受力合理，以利于提高軸的強度和剛度； （2）安裝在軸上的零件，要能牢固而可靠的相對固定(軸向、周向固定)； (3)軸上結構應便于加工、便于裝拆和調整，并盡量減少應力集中. 1軸向固定 目的是保證零件在軸上有確定的軸向位置，防止零件作軸向移動，并能承受軸向力。常見的 軸向固定形式有：軸肩、軸環(huán)、彈性擋圈、螺母、套筒、軸端擋圈、圓錐面和緊定螺釘?shù)瓤善鸬?軸向固定，見表9.5。

16、2周向定位和固定 作用和目的是為了保證零件傳遞轉矩和防止零件與軸產生相對轉動。實際使用時，常采用鍵、 花鍵、銷、緊定螺釘、過盈配合、非圓軸等結構均可起到周向定位和固定的作用，見表9.6。 3軸的結構工藝性 軸的結構應具有良好的加工和裝配工藝性能。設計時可從以下幾方面考慮： (1)形狀應簡單，以便于加工，軸的臺階盡量少，臺階越多，加工工藝越復雜，成本也越高。 (2)磨削軸徑和定位軸肩時，應留有砂輪越程槽；軸上切制螺紋時，應留有退刀槽。軸上沿 長度方向開有幾個鍵槽時，應將它們安排在同一母線上，且槽寬盡可能統(tǒng)一。 (3)軸的結構設計應滿足軸上零件裝拆方便的要求，一般設計成二頭細，中間粗。同一軸上 所

17、有圓角半徑和倒角的大小盡可能一致，以減少加工時刀具的數(shù)目。 (4)滾動軸承軸向固定的軸肩高度應低于軸承內圈高度，以便于滾動軸承的拆卸。 9.3 軸承 軸承是支承機器轉動或擺動零、部件的零件。其功用是支承軸及軸上零件， 保持軸的旋轉精度和減少軸與支承間的摩擦和磨損。 軸承按照工作時摩擦性質不同，可分為滑動軸承和滾動軸承(圖19和圖20)。 滑動軸承適用于高速、高精度、重載和有較大沖擊的場合，也應用于不重要的低 速機器中。滾動軸承具有摩擦阻力小，易起動，適用范圍廣，軸向尺寸小，潤滑 和維修方便，應用廣泛。 按照軸承受力方向的不同，軸承可分為三種形式：承受徑向力的向心軸 承(圖9.19a、圖9.20

18、a)；承受軸向力的推力軸承(圖9.19b、圖9.20b)；同時 承受徑向力和軸向力的向心推力滑動軸承(圖9.19c)和角接觸滾動軸承（圖 9.20c)。 9.3.1 滑動軸承 1滑動軸承類型及結構 (1)整體式向心滑動軸承 整體式向心滑動軸承結構 如圖9.21所示，它是由軸承座1、軸瓦2和緊定 螺釘3組成。這種軸承已標準化。 整體式滑動軸承具有結構簡單，成本低廉，剛度大，但軸頸只能從端部裝入， 安裝和檢修不方便，且工作表面磨損后無法調整軸承與軸頸的間隙，間隙過大時， 需更換軸瓦。通常只用于輕載、低速及間歇性工作的機器設備中，如絞車、手動 起重機等。 整體式軸瓦的結構 又稱軸套，可分為內孔表面光

19、滑和縱向帶油槽兩 種(圖9.22)。軸瓦與軸承采用過盈配合壓緊，以實現(xiàn)永久性或半永久性的裝 配。 9.3.1 滑動軸承 (2)剖分式向心滑動軸承 剖分式向心滑動軸承（又稱對開式滑動軸承） 如圖9.23所示，它由剖分軸瓦、軸承 座、軸承蓋、拉緊螺栓等組成。軸承座與軸承蓋的剖分面做成階梯形的配合止口，以便定位。 可在剖分面間放置幾片很薄的調整墊片，以便安裝時或磨損后調整軸承的間隙，為保證墊片 調整的有效性，徑向力方向最好不超過剖分面垂直線左右35的范圍，否則建議采用斜剖分 式結構，圖9.24所示。這種軸承裝拆方便，間隙調整容易，因此應用廣泛。 剖分式軸瓦的結構 如圖9.25所示，兩端凸緣用來限制軸

20、瓦軸向竄動，軸瓦凸緣外徑 均勻為軸頸直徑的1.251.7倍。為改善和提高軸瓦的承載性能，節(jié)省貴重金屬，有時采用 雙金屬軸瓦，即在軸瓦內表面澆鑄(或軋制和燒結)一層薄的軸承襯，為了使軸承襯更好地貼 附在軸瓦上，常在軸瓦內表面做一些溝槽，如圖9.26所示。這種軸瓦在汽車和拖拉機的發(fā)動 機及其他內燃機中應用較廣。 9.3.1 滑動軸承 (3)調心式滑動軸承 當軸承的寬度b較大（寬徑比b/d1.51.75）時，受載 后由于軸的變形或加工及裝配的誤差，引起軸頸或軸承孔的傾斜，使軸瓦兩端與 軸頸局部接觸，如圖9.28所示為軸頸傾斜，致使軸瓦兩端急劇磨損。這時可采用 如圖9.29所示的調心式滑動軸承。這種軸

21、承利用球面支承，自動調整軸瓦的位置， 以適應軸的偏斜。 2滑動軸承的潤滑 滑動軸承潤滑的目的在于減小摩擦和磨損，降低功率消耗。潤滑劑還可起到 冷卻、防銹和吸振的作用。潤滑劑的選擇直接影響到上述效果。 (1)潤滑劑種類 潤滑劑分為：液體（潤滑油）、半固體（潤滑脂）、固體。 (2)潤滑方法和潤滑裝置 按供油方式不同可分為間歇潤滑和連續(xù)潤滑。間 歇潤滑是利用油壺或油槍，靠手工定時通過軸承油孔加油、油脂，為避免加油時 污物進入軸承，可在油孔上裝壓注油杯(圖9.30a、b)和旋蓋式脂杯(圖9.30c)。 9.3.1 滑動軸承 比較重要的軸承應采用連續(xù)供油的方法與裝置，常用的供油方式見表9.7 表9.7

22、動壓軸承常用的供油方式 1 7vm s 3 3mincm 供油方式機理 成本、對環(huán)境要求及 運轉與維護 潤滑油流動特性用途 壓力供油 油泵壓 力 供油設備較貴；需封 閉系統(tǒng)，對環(huán)境無要 求；不需經(jīng)常注意供 油系統(tǒng) 流量充足，可在較大范圍內調 節(jié)。當用單獨電動機驅動油泵 時，可以單獨起動和停止 用于高速重載的軸承， 速度可達50m/s，載 荷可達40mpa，通常 供油壓力為0.07 0.35mpa 油環(huán)供油 運動部 件的運 動 成本中等；封閉 在殼體內，對環(huán)境無 要求；需要油池。不 需經(jīng)常注意油面高度 供油量與轉速有關。軸開 始轉動，則開始供油，停止轉 動就停止供油。油循環(huán)使用 適于軸頸線速度

23、范圍內 的重載軸承 滴油供油重力 供油裝置便宜； 對環(huán)境要求較高；需 要貯油池并要定期補 充潤滑油 供油量較少，可調節(jié)。潤 滑油不能自動循環(huán)，流量與轉 速無關 適用于線速度不超過 45m/s的輕載、中 載軸承。油應從非承 載區(qū)滴入 油繩供油 毛細作 用 成本中等；吸油繩起 過濾作用；需要貯油 池，無需經(jīng)常補充注 入潤滑油 供油量有限，大約 為 ，可以控制，隨 轉速變化微小 適用于軸頸線速 度不超過45m/s的 輕載、中載軸承 油墊供油 毛細作 用 成本低廉；氈墊起過 濾作用；無需經(jīng)常補 充注入潤滑油 供油量很有限，并隨使用 時間而下降，隨轉速變化微小， 軸停止轉動供油停止 適用于軸頸線速 度不

24、超過45m/s的 輕載、中載軸承 9.3.2 滾動軸承 (1)滾動軸承的基本構造 如圖9.31所示，滾動軸承一般由內圈1、外圈2、滾動體3和 保持架4組成。內外圈上通常制有溝槽，其作用是限制滾動體軸向位移和降低滾動體與內外圈 間的接觸應力。內外圈分別與軸頸和軸承座配合，通常是內圈隨軸頸轉動而外圈固定不動， 但也有外圈轉動而內圈固定不動，當內、外圈相對轉動時，滾動體就在滾道內滾動。保持架 的作用是使?jié)L動體等距分布，并減少滾動體間的摩擦和磨損。 常用的滾動體有球、圓柱滾子、圓錐滾子、球面滾子和滾針等，如圖9.32所示。 (2)滾動軸承的應用特點 滾動軸承具有摩擦阻力小，起動靈敏，效率高；可用預緊的

25、方 法提高支承剛度與旋轉精度；潤滑簡便和有互換性等優(yōu)點，主要缺點是抗沖擊能力較差；高 速時出現(xiàn)噪聲和軸承徑向尺寸大；與滑動軸承相比，壽命較低。 2滾動軸承的基本類型 (1)按滾動軸承所能承受載荷的方向分為：向心軸承、推力軸承。 (2)按滾動體形狀分為：球軸承和滾子軸承。 (3)按軸承在工作中能否調心可分為：非調心軸承和調心軸承(球面型)。 (4)按一個軸承中滾動體的列數(shù)可分為：單列、雙列和多列軸承。 9.3.2 滾動軸承 3.滾動軸承代號 滾動軸承的代號由基本代號、前置代號和后置代號三部分組成。 （1）基本代號 基本代號表示軸承類型、結構和尺寸，由類型代號、尺寸系 列代號、內徑代號依次排列構成

26、。 a.類型代號 右起第五位數(shù)字或字母為類型代號, 見表9.8。 b.尺寸系列代號 包括直徑系列代號和寬度（對推力軸承為高度）系列代 號。直徑系列代號為右起第三位數(shù)字，指內徑相同的軸承配有不同外徑的尺寸系 列。寬（高）度系列代號為右起第四位數(shù)字，指內徑相同的軸承，配有不同寬 （高）度的尺寸系列。 c.內徑代號 基本代號中右起第一、二位表示內徑代號，用以表示軸承內 徑 (2)前置、后置代號 前置代號用大寫拉丁字母或再加阿拉伯數(shù)字表示，它表 明成套的軸承分部件。后置代號用大寫拉丁字母或再加阿拉伯數(shù)字表示，它標明 技術內容的改變，其排序為：內部結構、密封與防塵套圈變型、保持架及其材料、 軸承材料、公

27、差等級、游隙、配置和其他。 后置代號標注規(guī)則是：4組（含4組）以后代號前用“/”隔開，公差代號與游 隙代號同時標注，可省去后者字母，如/p5/c4，標注為/p54，當代號間可能產生 混淆時，則應在其中空半格。 9.3.2 滾動軸承 4滾動軸承選用時考慮的因素 （1）考慮承受載荷的大小、方向和性質 載荷小而平穩(wěn)時，可選用球軸承；載荷大而有沖擊時，選用滾子軸承。 軸承僅受徑向載荷時，可選用徑向接觸軸承，當僅受軸向載荷時，可選用推力軸承。 軸承同時承受徑向載荷和軸向載荷時，應根據(jù)徑向和軸向載荷的相對值來選?。?a以徑向載荷為主時可選用深溝球軸承（60000型）或接觸角不大的角接觸球軸承（70000

28、型）及圓錐滾子軸承（30000型）； b當與徑向載荷相比軸向載荷較大時，可采用接觸角較大的角接觸球軸承（70000ac型）及 圓錐滾子軸承（30000b型）； c當軸向載荷比徑向載荷大很多時，可選用徑向接觸軸承和推力軸承的組合結構。 (2）考慮軸承的轉速 當軸承的尺寸和精度相同時，球軸承的極限轉速比滾子軸承高，所以球軸承宜用于轉速高 的軸上。 受軸向載荷較大的高速軸，最好選用角接觸球軸承，而不選用推力球軸承，因為轉速高時 滾子離心慣力很大，會使推力軸承工作條件惡化。 （3）考慮某些特殊要求 當跨距較大，軸的彎曲變形大或多支點軸，則可選用調心性能好的“自位軸承”。 （4）考慮經(jīng)濟性 同一類型尺寸

29、的軸承，精度等級不同，價格相差很大，公差等級0級為標準級，價格最為便 宜，而2級最貴。因此在滿足工作要求的條件下盡量選用精度較低的軸承，另外球軸承較滾子軸 承相對價格低；球面軸承最貴。 9.4.1 聯(lián)軸器 常用聯(lián)軸器可分為三大類：剛性聯(lián)軸器、彈性聯(lián)軸器和安全聯(lián)軸器。 1剛性聯(lián)軸器 剛性聯(lián)軸器是通過若干剛性零件將兩軸聯(lián)接在一起，可分為固定式和可移式兩類。這類 聯(lián)軸器結構簡單、成本較低，但對中性要求高，一般用于平穩(wěn)載荷或只有輕微沖擊的場合。 (1)剛性固定式聯(lián)軸器 剛性固定式聯(lián)軸器有凸緣式和套筒式等。 凸緣聯(lián)軸器 如圖9.33所示，凸緣聯(lián)軸器由兩個帶凸緣的半聯(lián)軸器用鍵分別和兩軸聯(lián)在一起，再用螺 栓

30、把兩半聯(lián)軸器聯(lián)成一體。 凸緣聯(lián)軸器有兩種對中方法：一種是用半聯(lián)軸器結合端面上的凸 臺與凹槽相嵌合來對中（圖9.33a），另一種是用鉸制孔用螺栓對中（圖9.33b）。 套筒聯(lián)軸器 套筒聯(lián)軸器是用聯(lián)接零件如鍵（圖9.34a）或銷（圖9.34b）將兩軸軸端的套筒和兩軸 聯(lián)接起來以傳遞轉矩。當用銷釘作聯(lián)接件時，若按過載時銷釘被剪斷的條件設計，這種聯(lián) 軸器可作安全聯(lián)軸器，以避免薄弱環(huán)節(jié)零件受到損壞。 9.4.1 聯(lián)軸器 （2）可移式剛性聯(lián)軸器 可以補償被聯(lián)接兩軸間的位移，常用的有滑塊聯(lián)軸器、萬向聯(lián)軸器等。 滑塊聯(lián)軸器 如圖9.35所示的滑塊聯(lián)軸器，它由兩個帶徑向通的半聯(lián)軸器1、3和一個兩面具有相互垂 直

31、的凸榫的中間滑塊2所組成，滑塊2上的凸榫分別和兩個半聯(lián)軸器1、3的凹槽相嵌合，構成 移動副，故可補償兩軸間的偏移。為減少磨損、提高壽命和效率，在榫槽間需定期施加潤滑 劑。當轉速較高時，由于中間浮動盤的偏心將會產生較大的離心慣性力，給軸和軸承帶來附 加載荷，所以只適用于低速、沖擊小的場合。 萬向聯(lián)軸器 如圖9.36所示的萬向聯(lián)軸器，它由兩個萬向接頭1和3及一個十字銷2通過剛性鉸接而構成， 故又稱鉸鏈聯(lián)軸器。它廣泛用于兩軸中心線相交成較大角度（可達45）的聯(lián)接。萬向聯(lián)軸器 結構緊湊、維護方便，廣泛用于汽車、拖拉機、切削機床等機器的傳動系統(tǒng)中。 9.4.2 離合器 離合器的種類很多，常用的有牙嵌式離

32、合器、摩擦式離合器和超越離合器。嵌入式離合 器依靠齒的嵌合來傳遞轉矩，摩擦式離合器則依靠工作表面的摩擦力來傳遞轉矩，超越離合 器可使同一軸上有兩種不同的轉速，從動件可以超越主動件。 1.牙嵌式離合器 如圖9.37所示，牙嵌式離合器主要由兩個端面帶有牙齒的套筒所組成。其中，一個半離 合器用鍵和螺釘固定在主動軸上，另一個半離合器則用導向平鍵（或花鍵）與從動軸構成動 聯(lián)接，利用操縱機構可使其沿軸向移動來實現(xiàn)離合器的結合和分離。 牙嵌式離合器的牙型有矩形、梯形和鋸齒形三種（圖9.38），前兩種齒形能傳遞雙向轉矩， 鋸齒形只能傳遞單向轉矩。牙嵌式離合器結構簡單，兩軸聯(lián)接后無相對運動，但在接合時有沖 擊，

33、只能在低速或停車狀態(tài)下接合，否則容易將齒打壞。 9.4.2 離合器 2.摩擦式離合器 根據(jù)摩擦表面形狀不同，摩擦式離合器可分為圓盤式、圓錐式和多片式等類型。前兩種 結構簡單，但傳遞轉矩的能力較小。在機器中，尤其是在金屬切削機床中，廣泛使用多片式 摩擦離合器。 如圖9.39所示的多片式摩擦離合器有兩組摩擦片，外摩擦片組6以其外齒插入主動軸1的 離合器殼體2內緣的縱向槽中，摩擦片的孔壁則不與任何零件接觸，所以摩擦片組6（圖9.40a） 可隨軸1一起轉動，且可在軸向力作用下作軸向移動。另一組內摩擦片組7（圖9.40b）以其孔 壁凹槽（花鍵槽）與從動軸3上套筒4的凸齒聯(lián)接，但外緣不與任何零件接觸，所以

34、內摩擦片 組7可隨軸3一起轉動，還可作軸向移動。此外在套筒4上開有三個縱向槽，安裝可繞銷軸轉動 的曲臂壓桿10，當滑環(huán)9向左移動時，螺母8可調節(jié)摩擦片之間的壓力。內摩擦片可以作成碟 形（圖9.40c），當承受壓力時，被壓平與摩擦片貼緊；放松時，由于彈力作用可以迅速與外 摩擦片分離。 9.4.2 離合器 摩擦式離合器的優(yōu)點是：在運轉過程中能平穩(wěn)地離合；當從動軸發(fā)生過載時， 離合器摩擦表面之間發(fā)生打滑，因而能保護其他零件免于損壞。摩擦式離合器的 缺點是：摩擦表面之間存在相對滑動，以致發(fā)熱較高，磨損較大。 3.超越離合器 圖9.41所示為一單向超越離合器，主要由星輪1、外環(huán)2、滾柱3、頂桿4及彈 簧

35、5等組成。星輪1通過鍵與軸6聯(lián)接，外環(huán)2通常做成一個齒輪，空套在星輪上， 在星輪的三個缺口內，各裝有一個滾柱3，每個滾柱又被彈簧5、頂桿4推向外環(huán)和 星輪的缺口所形成的楔縫中。 當外環(huán)以慢速逆時針轉動時，若軸6由另外一個快速電動機帶動，也作逆時針方向快速 旋轉，則此時星輪1將由軸6帶動沿逆時針方向高速回轉。由于星輪的轉速高于外環(huán)，使?jié)L柱 3從楔縫中回松，此時，外環(huán)2與星輪1便帶動軸6旋轉時，滾柱3又被楔緊在外環(huán)與星輪之間， 外環(huán)仍作慢速旋轉。這種星輪（從動件）的轉速可以超越外環(huán)（主動件）的轉速的特性常應 用在機床、汽車和飛機等傳動裝置中。 9.4.3 制動器 制動器是利用摩擦副中所產生的摩擦力

36、矩來實現(xiàn)制動的。制動器常安裝在機器的高速軸 上，這樣所需的制動力矩小，可減小制動器的尺寸。 制動器的種類很多，按摩擦表面形狀可分為塊式制動器、帶式制動器和盤式制動器。下 面介紹幾種常見的制動器。 1帶式制動器 圖9.42為帶式制動器，結構簡單。為了增強摩擦制動作用，在制動鋼帶2上可以襯墊石 棉、橡膠或帆布等。當杠桿3上作用外力后，即可收緊制動帶，靠制動輪間的摩擦力來制動。 2.內漲蹄式制動器 圖9.43所示為內漲蹄式制動器，制動時，壓力油進入油缸4，推動左右兩活塞移動，在活 塞力的作用下，兩制動蹄向外擺動，壓緊在制動輪的內表面上，實現(xiàn)制動。油路卸壓后，彈簧 5使兩制動蹄與兩制動輪分離，制動器處

37、于松開狀態(tài)。 3.閘瓦制動器 圖9.44所示為閘瓦制動器。它由位于制動輪1兩旁的兩個制動臂4及閘瓦2組成。當松閘器 6通入電流時，利用作用電磁力，通過推桿5使制動器的兩邊閘瓦松開。松閘器可以用電磁鐵， 也可用人力、液壓、氣動操縱。 9.5 鍵、銷及其聯(lián)接的應用 1.實驗目的 (1)熟悉鍵銷連接的類型、應用特點及應用場合； (2)掌握鍵銷連接件的安裝與拆卸方法； (3)熟悉常用裝拆工具的用法。 2.實驗方法 (1)學生們通過對實驗指導書的學習及“機械零件陳列柜”中汽缸或油缸等壓力容 器部件、減速器等具有連接結構的部件的展示，實驗教學人員的介紹，答疑及同學的觀察去 認識機器常用的鍵、銷及其連接；

38、(2)學生通過親手安裝與拆卸鍵銷及其連接，使理論與實際對應起來，從而增強同 學的感性認識。 3.實驗工具 旋具（螺絲刀）、各種類型的扳手、手錘、機油、沖子、鏟子、尖嘴鉗、銼刀、零件存 放盤等 4.實驗過程 (1)鍵、花鍵、銷及其連接的認識 鍵連接：鍵是一種標準零件，通常用來實現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定以傳遞轉矩， 有的還能實現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑動的導向。其主要類型有：平鍵連接、楔鍵連接 和切向鍵連接。各類鍵使用的場合不同，鍵槽的加工工藝也不同?？筛鶕?jù)鍵連接的結構特點， 使用要求和工作條件來選擇，鍵的尺寸則應符合標準規(guī)格和強度要求來取定。其國家標準有： gb10961099各類普通平鍵、導

39、向鍵及各類半圓鍵；gb15631566各類楔鍵、切向鍵及薄型 平鍵等。 9.5 鍵、銷及其聯(lián)接的應用 花鍵連接：花鍵連接是由外花鍵和內花鍵組成。適用于定心精度要求高、裁荷大 或經(jīng)?；频倪B接?；ㄦI連接的齒數(shù)、尺寸，配合等均按標準選取，可用于靜連接或動連接。 按其齒形可分為矩形花鍵（gb1144）和漸線形花（gb3478.1），前一種由于多齒工作，承載 能力高、對中性好、導向性好、齒根較淺、應力集中較小、軸與轂強度削弱小等優(yōu)點，廣泛 應用在飛機、汽車、拖拉機、機床及農業(yè)機械傳動裝置中；漸形線花鍵連接，受載時齒上有 徑向力，能起到定心作用，使各齒受力均勻，強度、壽命長等特點，主要用于載荷較大、定

40、心精度要求較高以及尺寸較大的連接。 銷連接：銷主要用來固定零件之間的相對位置時，稱為定位銷，它是組合加工和 裝配時的重要輔助零件；用于接接時，稱為連接銷，可傳遞不大的載荷；作為安全裝置中的 過載剪斷元件時，稱為安全銷。 銷有多種類型，如圓錐銷、槽銷、銷軸和開口銷等，這些均已標準化，主要國標代 號有：gb119、gb20、gb878、gb879、gb117、gb118、gb881、gb877等。 各種銷都有各自的特點，如：圓柱銷多次拆裝會降低定位精度和可靠性；錐銷在受橫向 力時可以自鎖，安裝方便，定位精度高，多次拆裝不影響定位精度等。 以上幾種連接，通過展柜的參觀同學們要仔細觀察其結構，使用場合

41、，并能分清和認識 以上各類零件。 (2)鍵、銷及其連接的拆卸 拆卸鍵連接 如果鍵的工作面良好，不需要更換，一般不予拆下。如果鍵已損壞，可用油槽鏟鏟 入鍵的一端，然后把鍵剔除；當松動時，可用尖嘴鉗拔出?；I上設有專供拆卸用的螺紋孔， 這時可用適當?shù)穆葆斝肟字?，抵住槽底軸面，將鍵頂出。盡管鍵上開了螺紋孔，但對鍵的 使用功能并無大的影響。拆卸楔鍵時，應使沖子從鍵較薄的一端向外將楔鍵沖出。如果楔鍵 帶有鉤頭，可用鉤子拉出；如果沒有鉤頭，可在鍵的端面開一螺紋孔，擰上螺釘后將其拉出。 9.5 鍵、銷及其聯(lián)接的應用 拆卸銷連接 用木槌或沖子從小頭打銷釘，讓其退出，沖子直徑要比銷釘直徑小一些，擊 沖時要猛而

42、有力。當遇到因銷釘彎曲而打不出時，可用鉆頭鉆掉銷釘。這時鉆頭直徑 要比銷釘直徑小一些。對于端部產生毛邊的銷釘，要及時用銼刀將毛邊銼掉，將其修 復。 在拆去被定位的零件之后，圓柱銷常常留在主體上，如果沒有必要，可不拆下； 必須拆下時，可用尖嘴鉗拔出。 (1)鍵、銷及其連接的裝配 平鍵的裝配 裝配時，鍵的兩側面應有一定過盈，而在鍵的頂面和輪轂間應有一定的間隙， 鍵的底面則應與槽底相接觸。 花鍵的裝配 1)清理好鍵上的毛刺和銳邊，然后把內花鍵套在外花鍵上。 2)檢驗裝配狀況。用手晃動軸上的相配合零件（如齒輪），不能感覺到有任 何間隙；零件在全長上移動時的松緊程度要均勻，不允許有局部傾斜或花鍵的咬塞現(xiàn)

43、 象。 圓柱銷的裝配 圓柱銷依靠過盈配合固定在孔中，裝配圓柱銷時，先將銷釘涂上潤滑油，用 銅棒墊好，打入孔內。不可用力過大，以免將銷釘頭打壞、翻帽。對于某些定位銷， 不能用打入法，可用c形夾頭把銷子壓入孔內。要嚴格控制配合精度，一旦經(jīng)拆卸而 失去過盈，則必須更換。 9.5 鍵、銷及其聯(lián)接的應用 思考與分析: 1.所拆裝連接的工作原理、結構特點及應用如何？ 2.如何拆卸鍵連接？ 3.怎樣裝配平鍵？ 4.為什么在拆卸定位銷時不能用鐵錘敲打？ 5.設備在安裝前為什么要進行清洗？ 6.連接拆裝的基本步驟和注意事項有哪些？ 7.所拆裝鍵連接的定位措施是怎樣的？ 9.6 機械零部件的認識 1.實驗目的 (

44、1)初步了解機械基礎課程所研究的各種常用零件的結構、類型、特點及 應用。 (2)了解各種標準零件的結構形式及相關的國家標準。 (3)了解各種傳動的特點及應用。 (4)了解各種常用的潤滑劑及相關的國家標準。 (5)增強對各種零部的結構及機器的感性認識。 2.實驗方法 學生們通過對實驗指導書的學習及“機械零件陳列柜”中的各種零件的展示， 實驗教學人員的介紹，答疑及同學的觀察去認識機器常用的基本零件，使理論 與實際對應起來，從而增強同學對機械零件的感性認識。并通過展示的機械設 備、機器模型等，使學生們清楚知道機器的基本組成要素機械零件。 3.實驗內容 (1)標準聯(lián)接零件 標準聯(lián)接零件一般是由專業(yè)企業(yè)

45、按國標（gb）成批生產，供應市場的零件。這類 零件的結構形式和尺寸都已標準化，設計時可根據(jù)有關標準選用。通過實驗學生們 要能區(qū)分螺栓與螺釘；能了解各種標準化零件的結構特點，使用情況；了解各類零 件有那些標準代號，以提高學生們對標準化意識。 9.6機械零部件的認識 螺栓：一般是與螺母配合使用以聯(lián)接被聯(lián)接零件，無需在被聯(lián)接的零件上加工 螺紋，其聯(lián)接結構簡單，裝拆方便，種類較多，應用最廣泛。其國家標準有： gb57825786六角頭螺栓、gb31.131.3六角頭帶孔螺栓、gb8方頭螺栓、gb27六角 頭鉸制孔用螺栓、gb37 t形槽用螺栓、gb799地腳螺栓及gb897900雙頭螺栓等。 螺釘：螺

46、釘聯(lián)接不用螺母，而是緊定在被聯(lián)接件之一的螺紋孔中，其結構與螺 栓相同，但頭部形狀較多以適應不同裝配要求。常用于結構緊湊場合。其國家標準 有：gb65開槽圓柱頭螺釘；gb67開槽盤頭螺釘；gb68開槽沉頭螺釘；gb818十字槽盤 頭螺釘；gb819十字槽沉頭螺釘；gb820十字槽半沉頭螺釘；gb70內六角圓柱頭螺釘； gb71開槽錐端緊定螺釘；gb73開槽平端緊定螺釘；gb74開槽凹端緊定螺釘；gb75開 槽長圓柱端緊定螺釘；gb834滾花高頭螺釘；gb7780各種內六角緊定螺釘；gb83 86各類方頭緊定螺釘；gb845847各類十字自攻螺釘；gb52825284各類開槽自攻 螺釘；gb656

47、06561各類十字頭自攻鎖緊螺釘；gb825吊環(huán)螺釘?shù)取?螺母：螺母形式很多，按形狀可分為六角螺母、四方螺母及圓螺母；按聯(lián)接用 途可分為普通螺母，鎖緊螺母及懸置螺母等。應用最廣泛的是六角螺母及普通螺母。 其國家標準有：gb61706171、gb61756176 1型及2型a、b級六角螺母；gb41 1型 c級螺母；gb6172a、b級六角薄螺母；gb6173a、b六角薄型細牙螺母；gb6178、 gb6180 1、2型a、b級六角開槽螺母；gb9457、gb9458 1、2型，a、b級六角開槽細 牙螺母；gb56六角厚螺母；gb6184六角鎖緊螺母；gb39方螺母； 9.6 機械零部件的認識

48、gb806滾花高螺母；gb923蓋形螺母；gb805扣緊螺母；gb812、gb810圓螺母及小 圓螺母；gb62蝶形螺母等。 墊圈：墊圈種類有平墊、彈簧墊及鎖緊墊圈等。平墊圈主要用于保護被聯(lián)接件 的支承面，彈簧及鎖緊墊圈主要用于摩擦和機械防松場合，其國家標準有： gb97.197.2、gb9596、gb848、gb5287各類大、小及特大平墊圈；gb852工字鋼 用方斜墊圈；gb853槽鋼用方斜墊圈；gb861.1及gb862.1內齒、外齒鎖緊墊圈；gb93、 gb7244、gb859各種類彈簧墊圈；gb854855單耳、雙耳止動墊圈；gb856外舌止動 墊圈；gb858圓螺母止動墊圈。 擋圈：常用于軸端零件固定之用。其國家標準有：gb891892螺釘、螺栓緊固 軸端擋圈；gb893.1893.2a型b型孔用彈性擋圈；gb894.1894.2a型b型軸用彈性 擋圈；gb895.1895.2孔用、軸用鋼絲擋圈；gb886軸肩擋圈等。 (2)軸系零、部件 軸承：軸承是現(xiàn)代機器中廣泛應用的部件之一。軸承根據(jù)摩擦性質不同分為滾 動軸承和滑動軸承兩大類。滾動軸承由于摩擦系數(shù)小，起動阻力小，而且它已標準 化(標準代號有：gb /t281、gb/t276、gb/t288、gb/t292、gb/t285、gb/t5801、 gb/t297、gb/t3