機(jī)械基礎(chǔ)之支撐零部件

1、8.2 8.1 8.3 軸軸 第八章第八章 支承零部件支承零部件 滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承 7.5 軸頸軸頭軸身 一、軸的結(jié)構(gòu)一、軸的結(jié)構(gòu) 1、功用： 1）支承回轉(zhuǎn)零件；）支承回轉(zhuǎn)零件；2）傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩）傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩 8.1軸軸 二、軸的分類二、軸的分類 軸承受的載荷軸承受的載荷 轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸 心軸心軸 傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸 軸線形狀軸線形狀 直軸直軸 曲軸曲軸 撓性鋼絲軸撓性鋼絲軸 分類分類 應(yīng)用特點(diǎn)應(yīng)用特點(diǎn) 示示 例例 傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸只承受轉(zhuǎn)矩只承受轉(zhuǎn)矩 汽車后橋軸汽車后橋軸 汽車變速箱汽車變速箱 心軸心軸只承受彎距只承受彎距 自行車前輪軸自行車前輪軸 鐵路機(jī)車輪軸鐵路機(jī)車輪軸 轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸

2、既承受彎距既承受彎距 又承受轉(zhuǎn)矩又承受轉(zhuǎn)矩 減速器中的軸減速器中的軸 根據(jù)承載情況下列各軸分別為哪種類型？根據(jù)承載情況下列各軸分別為哪種類型？ 0 軸： 軸： 軸： 軸： 軸： 軸： 傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 軸軸 轉(zhuǎn)動(dòng)心軸轉(zhuǎn)動(dòng)心軸 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 軸軸 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 軸軸 轉(zhuǎn)動(dòng)心軸轉(zhuǎn)動(dòng)心軸 如何判斷軸是否傳遞扭矩：如何判斷軸是否傳遞扭矩： 直直 軸軸 曲曲 軸軸 撓性鋼絲軸撓性鋼絲軸 三、軸的材料及其選擇三、軸的材料及其選擇 2對(duì)軸材料的要求對(duì)軸材料的要求 （1）具有一定的疲勞強(qiáng)度，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性低；）具有一定的疲勞強(qiáng)度，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性低； （2）具有一定的剛度和韌性；）具有一定的剛度和韌性； （3）具有足

3、夠的耐磨性；）具有足夠的耐磨性； （4）良好的經(jīng)濟(jì)性、工藝性）良好的經(jīng)濟(jì)性、工藝性。 1軸的主要失效形式：軸的主要失效形式： 疲勞斷裂（工作時(shí)所承受的應(yīng)力一般是交變循環(huán)應(yīng)力疲勞斷裂（工作時(shí)所承受的應(yīng)力一般是交變循環(huán)應(yīng)力 常用材料常用材料 （1 1）碳素鋼：）碳素鋼：3030、3535、4545、50(50(正火或調(diào)質(zhì)正火或調(diào)質(zhì)) )，4545應(yīng)用最廣，應(yīng)用最廣， 價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中不敏感，良好的加工性，經(jīng)熱處理后可獲良價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中不敏感，良好的加工性，經(jīng)熱處理后可獲良 好的綜合機(jī)械性能，常好的綜合機(jī)械性能，常用于用于受力較小或不重要的場(chǎng)合。受力較小或不重要的場(chǎng)合。 （2 2）中、低碳合金鋼：

4、）中、低碳合金鋼：有更好的機(jī)械性能和熱處理工藝性，有更好的機(jī)械性能和熱處理工藝性， 對(duì)應(yīng)力集中較敏感。常用于高速、重載、耐磨、耐高溫等特對(duì)應(yīng)力集中較敏感。常用于高速、重載、耐磨、耐高溫等特 殊場(chǎng)合。殊場(chǎng)合。 （3 3）球墨鑄鐵）球墨鑄鐵：價(jià)廉、強(qiáng)度高、吸振性好、切削加工性較好。價(jià)廉、強(qiáng)度高、吸振性好、切削加工性較好。 適用于形狀復(fù)雜的軸適用于形狀復(fù)雜的軸。 （4）合金鋼）合金鋼 對(duì)于要求強(qiáng)度較高、尺寸較小或其它特殊要求的軸，可以采用對(duì)于要求強(qiáng)度較高、尺寸較小或其它特殊要求的軸，可以采用 合金鋼材料。合金鋼材料。 四、影響軸結(jié)構(gòu)的因素四、影響軸結(jié)構(gòu)的因素 （1） 軸的毛坯種類軸的毛坯種類 （2）

5、 軸上作用力的大小及其分布情況軸上作用力的大小及其分布情況 （3） 軸上零件的位置、配合性質(zhì)及其連接固定的方法軸上零件的位置、配合性質(zhì)及其連接固定的方法 （4）軸的加工方法、裝配方法以及其它特殊要求）軸的加工方法、裝配方法以及其它特殊要求 2.2.結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足的條件結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足的條件 a a軸的受力合理，有利于提高軸的強(qiáng)度和剛度軸的受力合理，有利于提高軸的強(qiáng)度和剛度 b b軸相對(duì)于機(jī)架和軸上零件相對(duì)于軸的定位準(zhǔn)確，固定可靠軸相對(duì)于機(jī)架和軸上零件相對(duì)于軸的定位準(zhǔn)確，固定可靠 c c軸便于加工制造，軸上零件便于裝拆和調(diào)整軸便于加工制造，軸上零件便于裝拆和調(diào)整 d d盡量減少應(yīng)力集中，節(jié)省材料，減輕重量

6、盡量減少應(yīng)力集中，節(jié)省材料，減輕重量 1.1.軸的結(jié)構(gòu)形狀取決于以下幾個(gè)因素軸的結(jié)構(gòu)形狀取決于以下幾個(gè)因素 3 3、軸的結(jié)構(gòu)及各部分名稱、軸的結(jié)構(gòu)及各部分名稱 組成 ：裝軸承處 ：裝輪轂處 直徑與輪轂內(nèi)徑相當(dāng)； ：聯(lián)接和部分； 軸頸軸頭軸身 兩頭小中間 大的階梯軸。 4 4、零件在軸上的固定、零件在軸上的固定 （）軸向固定（）軸向固定 作用和目的：保證零件在軸上有確定的軸向位置，防止作用和目的：保證零件在軸上有確定的軸向位置，防止 零件作軸向移動(dòng)，并能承受軸向力零件作軸向移動(dòng)，并能承受軸向力 常用方法：軸肩、軸環(huán)、軸套、圓螺母、軸端擋圈等常用方法：軸肩、軸環(huán)、軸套、圓螺母、軸端擋圈等 軸肩軸肩

7、 軸肩：軸上截面突變的部位。軸肩：軸上截面突變的部位。 非定位軸肩：便于裝拆、起過(guò)渡作用，非定位軸肩：便于裝拆、起過(guò)渡作用，h=(12)mmh=(12)mm。 定位軸肩：起軸向定位作用。定位軸肩：起軸向定位作用。 定位軸肩高度：定位軸肩高度： ） 定位軸肩寬度定位軸肩寬度：b=1.4h 特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位可靠，可承受較大的軸向力。 圓螺母圓螺母 特點(diǎn)：特點(diǎn)：定位可靠，可承受較大的軸向力，裝拆方便。但切制螺 紋使軸的疲勞強(qiáng)度下降。 套筒套筒 特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位可 靠，能承受較大軸向力。 能同時(shí)固定兩個(gè)零件的軸 向位置，但兩零件相距不 宜太遠(yuǎn)，不宜高速。 止動(dòng)墊片 軸端擋圈軸端擋圈

8、 特點(diǎn)：特點(diǎn)：固定可靠，能承受較大的軸向 力，用于軸端。 當(dāng)用軸肩、軸環(huán)、套筒、圓螺母 、軸端擋圈進(jìn)行零件的軸向定位時(shí)， 為保證軸向定位可靠，要求L L軸軸LL轂轂 圓錐面圓錐面（+擋圈、螺母） 特點(diǎn)：特點(diǎn)：能消除軸與輪轂間的徑向間隙， 能承受沖擊載荷。常用于高速軸端且對(duì) 中性要求高或需經(jīng)常拆卸的場(chǎng)合 。 彈性擋圈固定彈性擋圈固定 特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，只 能承受很小的軸向力，切 槽需要一定的精度。常用 于固定滾動(dòng)軸承等的軸向 定位。 緊定螺釘固定緊定螺釘固定 特點(diǎn)：特點(diǎn)：承受軸向力很小， 亦可起周向固定作用。適 用于軸向力小，轉(zhuǎn)速低的 場(chǎng)合 2.2.周向固定：保證零件傳遞扭矩和防止零件與

9、軸產(chǎn)生相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)周向固定：保證零件傳遞扭矩和防止零件與軸產(chǎn)生相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng) 鍵、花鍵、銷、過(guò)盈配合、彈性環(huán)聯(lián)接、成形聯(lián)接等。鍵、花鍵、銷、過(guò)盈配合、彈性環(huán)聯(lián)接、成形聯(lián)接等。 4 4、軸的加工和裝配工藝性、軸的加工和裝配工藝性 （1）軸徑相近處的圓角、倒角、鍵槽等尺寸應(yīng)一致； （2）固定不同零件的 （3）需切制螺紋的軸段：螺紋 退刀槽； （4）需磨削的軸段：砂輪越程 槽； （5）軸端應(yīng) 有倒角：c45便于裝配； （6）過(guò)盈聯(lián)接的軸頭一般應(yīng)有引導(dǎo)裝配的錐度 ； （7）零件裝配時(shí)應(yīng)盡量不接觸其它零件的配合表面； （8）軸肩高度應(yīng)考慮零件拆卸方便 。 5 5、提高軸承載能力的措施、提高軸承載能力的措施 （

10、1 1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面（減少應(yīng)力集中） a相鄰軸段直徑不宜相差太大； b過(guò)渡圓角半徑不能太小，或用凹切圓角或中間環(huán)； c盡量避免在軸上開(kāi)橫孔、凹槽等，合理選擇鍵槽(盤銑)； （2 2）制造工藝方面）制造工藝方面（提高表面質(zhì)量） a降低表面粗糙度； b對(duì)軸表面進(jìn)行強(qiáng)化處理，如對(duì)表面輾壓、噴丸處理等。 d過(guò)盈配合軸段可采用一些特殊結(jié)構(gòu) r 1.05d d d d1 a)過(guò)盈配合應(yīng)力集中 b)輪轂上開(kāi)卸載槽 c)軸上開(kāi)卸載槽 d)增大軸徑 1.軸的主要功能是（軸的主要功能是（ ）、（）、（ ）。）。 2.軸按軸線情況不同可分為（軸按軸線情況不同可分為（ ）軸、（）軸、（ ）軸和（）軸和（

11、 ） 軸。軸。 3.直軸按承載情況不同可分為（直軸按承載情況不同可分為（ ）、（）、（ ）和（）和（ ）。）。 4.自行車的前輪屬于（自行車的前輪屬于（ ）軸，減速器中的軸屬于（）軸，減速器中的軸屬于（ ）軸軸 汽車中的變速箱屬于（汽車中的變速箱屬于（ ）軸。）軸。 5.曲軸是內(nèi)燃機(jī)等機(jī)器中用于（曲軸是內(nèi)燃機(jī)等機(jī)器中用于（ ）運(yùn)動(dòng)和（）運(yùn)動(dòng)和（ ）運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)）運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn) 換 換 的專用零件。的專用零件。 6.（ ）軸有良好的擾性，它可以把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)靈活的傳倒任何 ）軸有良好的擾性，它可以把回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)靈活的傳倒任何 空空 間位置。間位置。 傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩支承回轉(zhuǎn)零件支承回轉(zhuǎn)零件 直直曲

12、曲撓性鋼絲撓性鋼絲 傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸心軸心軸轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸 心軸心軸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 傳動(dòng)傳動(dòng) 往復(fù)往復(fù) 旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn) 撓性鋼絲撓性鋼絲 第二章第二章 桿件的靜力分析桿件的靜力分析 8.2 滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承 一、軸承的作用一、軸承的作用 1、功用： 1）支承軸或軸上回轉(zhuǎn)零件的部件；）支承軸或軸上回轉(zhuǎn)零件的部件； 2）減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦和磨損）減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦和磨損 二、軸承的分類二、軸承的分類 根據(jù)摩擦性質(zhì)，軸承分為：根據(jù)摩擦性質(zhì)，軸承分為：滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承和和滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承。 滾動(dòng)軸承：滾動(dòng)磨擦滾動(dòng)軸承：滾動(dòng)磨擦 滑動(dòng)軸承：滑動(dòng)摩擦滑動(dòng)軸承：滑動(dòng)摩擦 8.2滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承 三、滑動(dòng)軸承的分類三、滑動(dòng)

13、軸承的分類 承受載荷的方向承受載荷的方向 軸系和拆裝的需要軸系和拆裝的需要 徑向滑動(dòng)軸承徑向滑動(dòng)軸承 推力滑動(dòng)軸承推力滑動(dòng)軸承 整體式整體式 對(duì)開(kāi)式對(duì)開(kāi)式 整體式滑動(dòng)軸承整體式滑動(dòng)軸承 對(duì)開(kāi)式滑動(dòng)軸承對(duì)開(kāi)式滑動(dòng)軸承 三三. .按受載方向不同，滑動(dòng)軸承分為按受載方向不同，滑動(dòng)軸承分為： 徑向滑動(dòng)軸承：徑向滑動(dòng)軸承： 推力滑動(dòng)軸承：推力滑動(dòng)軸承： 承受徑向力承受徑向力 承受軸向力承受軸向力 徑向滑動(dòng)軸承徑向滑動(dòng)軸承 推力滑動(dòng)軸承推力滑動(dòng)軸承 徑徑向向滑滑動(dòng)動(dòng)軸軸承承一一)( 常用的徑向滑動(dòng)軸承有整體式常用的徑向滑動(dòng)軸承有整體式 、對(duì)開(kāi)式兩種形式。、對(duì)開(kāi)式兩種形式。 （1 1）整體式滑動(dòng)軸承）整體式

14、滑動(dòng)軸承 1 1）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu): : 由軸承座、軸瓦、軸由軸承座、軸瓦、軸 頸等組成。頸等組成。 油杯孔油杯孔 軸瓦軸瓦 軸承座軸承座 2 2）特點(diǎn)：）特點(diǎn)： a.a.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低 b.b.裝拆不便裝拆不便 c.c.適于低速、輕載或間隙工作的適于低速、輕載或間隙工作的 機(jī)器。機(jī)器。 （二）（二） 對(duì)開(kāi)式滑動(dòng)軸承對(duì)開(kāi)式滑動(dòng)軸承 雙頭螺柱雙頭螺柱軸承蓋軸承蓋 剖分軸瓦剖分軸瓦 軸承座軸承座 調(diào)節(jié)墊片調(diào)節(jié)墊片 對(duì)開(kāi)式滑動(dòng)軸承 對(duì)開(kāi)式滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可以調(diào)整磨損 造成的間隙，安裝方便。應(yīng)用于中、高速、 重載工作的機(jī)器中。 （三）（三） 推力滑動(dòng)軸承推力滑動(dòng)軸承 軸承座軸承座 止推軸

15、止推軸 空心式：空心式： 環(huán)式環(huán)式 二、滑動(dòng)軸承的材料二、滑動(dòng)軸承的材料 二、滑動(dòng)軸承的材料二、滑動(dòng)軸承的材料 8.2滑動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承 三、軸瓦三、軸瓦 整體式軸瓦整體式軸瓦 剖開(kāi)式軸瓦剖開(kāi)式軸瓦 上上 瓦瓦 下下 瓦瓦 油油 孔孔 油油 溝溝 軸軸 承承 襯襯 油溝：使?jié)櫥途鶆蚍植加蜏希菏節(jié)櫥途鶆蚍植?油溝的形狀 四四. 滑動(dòng)軸承的安裝、維護(hù)滑動(dòng)軸承的安裝、維護(hù) 滑動(dòng)軸承安裝要保證軸頸在軸承孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、滑動(dòng)軸承安裝要保證軸頸在軸承孔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、 準(zhǔn)確、平穩(wěn)。準(zhǔn)確、平穩(wěn)。 軸瓦與軸承座孔要修刮貼實(shí)，軸瓦剖分面要高出軸瓦與軸承座孔要修刮貼實(shí)，軸瓦剖分面要高出 0.050.1 ，以便壓緊。整

16、體式軸瓦壓入時(shí)要，以便壓緊。整體式軸瓦壓入時(shí)要 防止偏斜，并用緊定螺釘固定。防止偏斜，并用緊定螺釘固定。 注意油路暢通，油路與油槽接通。注意油路暢通，油路與油槽接通。 軸承使用過(guò)程中要經(jīng)常檢查潤(rùn)滑、發(fā)熱、振動(dòng)問(wèn)軸承使用過(guò)程中要經(jīng)常檢查潤(rùn)滑、發(fā)熱、振動(dòng)問(wèn) 題。題。 2 1 3 4 1 2 3 4 一、滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)一、滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu) 由由內(nèi)圈內(nèi)圈、外圈外圈、滾動(dòng)體滾動(dòng)體和和保持架保持架組成組成 與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承具有摩擦阻 力小，起動(dòng)靈敏，效率高、潤(rùn)滑簡(jiǎn)便和 易于互換等優(yōu)點(diǎn)，所以獲得廣泛應(yīng)用。 它的缺點(diǎn)是抗沖擊能力較差，高速時(shí)出 現(xiàn)噪聲，工作壽命不及液體摩擦的滑動(dòng) 軸承。 常見(jiàn)的滾動(dòng)體有球

17、形、圓柱形、鼓形、滾針、圓錐形。 一、滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)一、滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu) 二、滾動(dòng)軸承的分類二、滾動(dòng)軸承的分類 承受載荷方向承受載荷方向 向心軸承向心軸承 推力軸承推力軸承 滾動(dòng)體的種類滾動(dòng)體的種類 球軸承球軸承 滾子軸承滾子軸承 工作時(shí)是否調(diào)心工作時(shí)是否調(diào)心 調(diào)心軸承調(diào)心軸承 非調(diào)心軸承非調(diào)心軸承 五、滾動(dòng)軸承常見(jiàn)的失效形式五、滾動(dòng)軸承常見(jiàn)的失效形式 寬寬(高高)度度 系列代號(hào)系列代號(hào) 直徑系列直徑系列 代號(hào)代號(hào) 前置代號(hào)前置代號(hào) 基本代號(hào)基本代號(hào)共5位 后置代號(hào)后置代號(hào) 表表13-3 滾動(dòng)軸承代號(hào)的排列順序滾動(dòng)軸承代號(hào)的排列順序 （ ） 類類 型型 代代 號(hào)號(hào) 尺寸系列代號(hào)尺寸系列代號(hào) 注：

18、注： 代表字母；代表字母； 代表數(shù)字代表數(shù)字 或加或加 2. 基本代號(hào)基本代號(hào)表示軸承的基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸。表示軸承的基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸。 3.類型代號(hào)類型代號(hào) 左起第一位，為左起第一位，為0（雙列角接觸球軸承雙列角接觸球軸承） 則省略。則省略。 是軸承代號(hào)的基礎(chǔ)，有三項(xiàng) 成套軸承成套軸承 分部件代分部件代 號(hào)號(hào) 1. 前置代號(hào)前置代號(hào)成套軸承分部件代號(hào)。成套軸承分部件代號(hào)。 0 三、滾動(dòng)軸承的代號(hào)三、滾動(dòng)軸承的代號(hào) 6 2 2 03 軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑 d=17 mm 直徑系列代號(hào)，直徑系列代號(hào)，2(輕輕)系列系列 寬度系列代號(hào)，寬度系列代號(hào)，2(寬寬)系列系列 深溝球軸承深溝球軸承 潘存

19、云教授研制 6 6深溝球軸承深溝球軸承 5 5推力球軸承推力球軸承 4 4雙列深溝球軸承雙列深溝球軸承 3 3圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 N N圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承 9 9推力圓錐滾子軸承推力圓錐滾子軸承2 2調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承 8 8推力滾子軸承推力滾子軸承1 1調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承 7 7角接觸球軸承角接觸球軸承0 0雙列角接觸球軸承雙列角接觸球軸承 代號(hào)代號(hào)軸承類型軸承類型代號(hào)代號(hào)軸承類型軸承類型 滾動(dòng)軸承主要類型代號(hào)表滾動(dòng)軸承主要類型代號(hào)表 表表8-2 向心軸承和推力軸承的常用尺寸系列代號(hào)向心軸承和推力軸承的常用尺寸系列代號(hào) 直徑系列代號(hào)直徑系列代號(hào) 向心軸承向心軸承 0 1 (0) 0 (0) 1 10 11 20 21 10 11 2 3 4 特輕特輕 輕輕 中中 重重 (0) 2 (0) 3 (0)