項(xiàng)目四拆裝車床主軸箱

1、項(xiàng)目四 拆裝車床主軸箱 車床是機(jī)械制造領(lǐng)域最基礎(chǔ)和最具有代表性的機(jī)械加工設(shè)備之一。通過(guò)對(duì)車床主軸箱的拆裝和認(rèn)識(shí)，可以學(xué)習(xí)和掌握軸系零部件（軸、軸承、聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器等）、各種齒輪傳動(dòng)的相關(guān)知識(shí)和技能，以及輪系的分析和計(jì)算。任務(wù)一 車床主軸箱軸的拆裝【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、能說(shuō)出聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器的作用并識(shí)別知曉其常見類型和對(duì)應(yīng)特點(diǎn)，具備選擇合適工具進(jìn)行聯(lián)軸器和離合器的拆裝和調(diào)整的基本技能；2、能識(shí)別軸的基本分類，能根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)合選擇軸上零件的定位和固定方式；3、能識(shí)別各類齒輪傳動(dòng)并說(shuō)出其應(yīng)用特點(diǎn)，能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪的參數(shù)測(cè)量和基本幾何尺寸計(jì)算。4、能進(jìn)行一般輪系的傳動(dòng)比計(jì)算。4.

2、1.1認(rèn)識(shí)聯(lián)軸器圖4-1-1 卷?yè)P(yáng)機(jī)中的聯(lián)軸器電動(dòng)機(jī)減速器聯(lián)軸器【知識(shí)鏈接】聯(lián)軸器是用來(lái)聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸（主動(dòng)軸和從動(dòng)軸），使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械裝置。例如卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中，聯(lián)軸器將電動(dòng)機(jī)軸（主動(dòng)軸）與減速器的輸入軸（從動(dòng)軸）連接起來(lái)并傳遞扭矩及運(yùn)動(dòng)。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動(dòng)軸和從動(dòng)軸聯(lián)接。一、 聯(lián)軸器的分類被聯(lián)接的兩軸，由于制造和安裝誤差、承載后的變形以及溫度變化、軸承磨損等原因，都可能使兩軸的相對(duì)位置發(fā)生變化。圖4-1-2即為被聯(lián)接兩軸可能出現(xiàn)的相對(duì)位移和偏斜的情況。這就要求聯(lián)軸器具有能補(bǔ)償上述偏移量的能力，否則就會(huì)在軸、聯(lián)軸器和軸承中引起附加載荷，導(dǎo)致其在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)劇

3、烈振動(dòng)，工作情況嚴(yán)重惡化，甚至引起軸折斷、軸承或聯(lián)軸器中的元件損壞。a)軸向位移x b）徑向位移y c）偏角位移 d）綜合位移x、y、圖4-1-2 兩軸間的相對(duì)位移和偏斜聯(lián)軸器的種類很多，按對(duì)被聯(lián)接兩軸的相對(duì)位置是否有補(bǔ)償能力，聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器兩大類。除此之外，還有具有過(guò)載保護(hù)作用的安全聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器用在兩軸軸線嚴(yán)格對(duì)中，并在工作時(shí)不允許兩軸有相對(duì)位移的場(chǎng)合。撓性聯(lián)軸器能補(bǔ)償被聯(lián)接兩軸的相對(duì)位移和相對(duì)傾斜，允許兩軸線有一定的安裝誤差。撓性聯(lián)軸器按是否含有彈性元件，可分為兩類：無(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器利用聯(lián)軸器工作零件之間的間隙和結(jié)構(gòu)特性來(lái)補(bǔ)償兩軸線間的偏移，常用的有十字滑塊聯(lián)

4、軸器、萬(wàn)向聯(lián)軸器、齒式聯(lián)軸器；有彈性元件撓性聯(lián)軸器則利用聯(lián)軸器中彈性元件的變形來(lái)補(bǔ)償兩軸線間的偏移，常用的有彈性套柱銷聯(lián)軸器和彈性柱銷聯(lián)軸器。以下將對(duì)常見聯(lián)軸器進(jìn)行分類介紹，聯(lián)軸器名稱后的類型代號(hào)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB /T 124582003的規(guī)定標(biāo)記。圖4-1-3 GYS型凸緣聯(lián)軸器（普通螺栓聯(lián)接）二、 剛性聯(lián)軸器1凸緣聯(lián)軸器（GY、GYS型）圖4-1-4 GY型凸緣聯(lián)軸器（鉸制孔用螺栓聯(lián)接）在剛性聯(lián)軸器中，凸緣聯(lián)軸器是應(yīng)用最廣泛的一種。它是由兩個(gè)帶凸緣的半聯(lián)軸器組成，兩個(gè)半聯(lián)軸器分別用鍵與兩軸聯(lián)接，并用螺栓將兩個(gè)半聯(lián)軸器聯(lián)成一體。如圖4-1-3所示為GYS型，兩半聯(lián)軸器采用普通螺栓聯(lián)接，螺栓與螺

5、栓孔有間隙，依靠聯(lián)軸器兩圓盤接觸面的摩擦傳遞轉(zhuǎn)矩，用凸肩和凹槽對(duì)中。也可采用鉸制孔用螺栓對(duì)中，如圖4-1-4所示為GY型，靠螺栓承受剪切和擠壓來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩，因而傳遞轉(zhuǎn)矩較大，但要鉸孔，加工較復(fù)雜。凸緣聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，能傳遞較大轉(zhuǎn)矩但不能補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移，對(duì)兩軸對(duì)中性要求較高，沒有緩沖和吸振功能。廣泛用于載荷平穩(wěn)、兩軸對(duì)中性好、短而剛性好的聯(lián)接。2套筒聯(lián)軸器（GT型）圖4-1-5 套筒聯(lián)軸器套筒聯(lián)軸器通過(guò)公用套筒以鍵或銷聯(lián)接，如圖4-1-5所示。套筒聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，徑向尺寸小，裝拆時(shí)一根軸需作軸向移動(dòng)，沒有緩沖和吸振的功能。套筒聯(lián)軸器常用于載荷平穩(wěn)、兩軸直徑較小、兩軸對(duì)中精度高的場(chǎng)合。三

6、、 撓性聯(lián)軸器1十字滑塊聯(lián)軸器（HH型） 圖4-1-6 十字滑塊聯(lián)軸器123如圖4-1-6所示，十字滑塊聯(lián)軸器是由兩個(gè)端面帶槽的半聯(lián)軸器1和3以及一個(gè)兩面具有凸榫的浮動(dòng)盤2所組成。浮動(dòng)盤的兩凸榫互相垂直并分別嵌在兩半聯(lián)軸器的凹槽中，凸榫可在半聯(lián)軸器的凹槽中滑動(dòng)。利用其相對(duì)滑動(dòng)來(lái)補(bǔ)償兩軸之間的偏移。其所允許的偏角位移和徑向位移（為軸的直徑）。為避免過(guò)快磨損及產(chǎn)生過(guò)大的離心力，軸的轉(zhuǎn)速不可過(guò)高。為了減少磨損、提高壽命和效率，在榫和槽間需定期施加潤(rùn)滑劑。2彈性套柱銷聯(lián)軸器（LT型）彈性套柱銷聯(lián)軸器的構(gòu)造與凸緣聯(lián)軸器相似，只是用套有彈性套的柱銷代替了聯(lián)接螺栓，如圖4-1-7所示。彈性套的變形可以補(bǔ)償兩

7、軸的徑向位移和角位移，并且有緩沖和吸振作用。允許軸向位移為；徑向位移為，偏角位移為。圖4-1-7 彈性套柱銷聯(lián)軸器3彈性柱銷聯(lián)軸器（LX型）圖4-1-8 彈性柱銷聯(lián)軸器如圖4-1-8所示，彈性柱銷聯(lián)軸器是用尼龍柱銷將兩個(gè)半聯(lián)軸器聯(lián)接起來(lái)。這種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修安裝方便，具有吸振和補(bǔ)償周向位移及微量徑向位移和角位移的能力。允許徑向位移為。彈性柱銷與彈性套柱銷聯(lián)軸器均可用于經(jīng)常正反轉(zhuǎn)、起動(dòng)頻繁、轉(zhuǎn)速較高的場(chǎng)合。4萬(wàn)向聯(lián)軸器（WS型）如圖4-1-9所示，萬(wàn)向聯(lián)軸器由兩個(gè)分別固定在主、從動(dòng)軸端的主動(dòng)叉1和從動(dòng)叉3以及一個(gè)十字柱銷2組成。由于叉形零件和銷軸之間構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)副，因而允許兩軸之間有較大的角偏移

8、。角偏移可達(dá)。對(duì)于圖示的單個(gè)萬(wàn)向聯(lián)軸器，主動(dòng)叉1以等角速度回轉(zhuǎn)時(shí)，從動(dòng)叉3的角速度將在范圍內(nèi)作周期性變化，引起動(dòng)載荷。為使，可將萬(wàn)向聯(lián)軸器成對(duì)使用（如圖4-1-10所示），且應(yīng)滿足三個(gè)條件：主、從圖4-1-9 萬(wàn)向聯(lián)軸器動(dòng)軸與中間軸夾角相等，即；中間軸兩端的叉形零件應(yīng)共面；主、從動(dòng)軸與中間軸的軸線應(yīng)共面。萬(wàn)向聯(lián)軸器的特點(diǎn)是徑向尺寸小，適用于聯(lián)接夾角較大的兩軸。 圖4-1-11 齒式聯(lián)軸器圖4-1-10 萬(wàn)向聯(lián)軸器成對(duì)應(yīng)用5齒式聯(lián)軸器（CG型）如圖4-1-11所示，齒式聯(lián)軸器由兩個(gè)帶外齒的半聯(lián)軸器1、4分別與主、從動(dòng)軸相聯(lián)，兩個(gè)具有內(nèi)齒的外殼2、3用螺栓聯(lián)接，利用內(nèi)、外齒嚙合以實(shí)現(xiàn)兩軸的聯(lián)接。為

9、補(bǔ)償兩軸的綜合偏移，輪齒制成鼓形，且具有較大的側(cè)隙和頂隙。齒式聯(lián)軸器嚙合齒數(shù)多，傳遞轉(zhuǎn)矩大，具有良好的補(bǔ)償綜合偏移的能力，且外廓尺寸緊湊，但成本較高。齒式聯(lián)軸器應(yīng)用廣泛，適用于高速、重載、啟動(dòng)頻繁和經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。四、 聯(lián)軸器的標(biāo)記聯(lián)軸器已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，選用時(shí)可根據(jù)工作條件選擇合適的類型，然后根據(jù)轉(zhuǎn)矩、軸徑及轉(zhuǎn)速選擇型號(hào)。聯(lián)軸器的型號(hào)由組別代號(hào)、品種代號(hào)、結(jié)構(gòu)型式代號(hào)和規(guī)格代號(hào)組成。如GYS9聯(lián)軸器的型號(hào)含義如下：代號(hào)G表示為剛性聯(lián)軸器分組、代號(hào)Y表示為凸緣聯(lián)軸器品種、代號(hào)S表示為有對(duì)中榫的結(jié)構(gòu)型式、代號(hào)9則為其規(guī)格代號(hào)。具體可見國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB /T 124582003中的相關(guān)規(guī)定。【學(xué)后測(cè)評(píng)】一

10、、填空題1、按有無(wú)補(bǔ)償兩軸偏移的能力，機(jī)械式聯(lián)軸器類型可分為 、 ，過(guò)載時(shí)可以起安全保護(hù)作用的聯(lián)軸器稱為 。2、聯(lián)軸器是機(jī)械傳動(dòng)中的常用部件，它是用來(lái)聯(lián)接 ，使其一起轉(zhuǎn)動(dòng)并傳遞轉(zhuǎn)矩的裝置。二、判斷題1、聯(lián)軸器都具有安全保護(hù)作用。 （ ）三、選擇題1、與剛性聯(lián)軸器相比，撓性聯(lián)軸器最主要的優(yōu)點(diǎn)是 。A、對(duì)兩軸對(duì)中性的要求高 B、對(duì)兩軸對(duì)中性的要求低 C、具有安全保護(hù)作用2、對(duì)于高速、有振動(dòng)和沖擊的機(jī)械，應(yīng)考慮選用 。A、剛性聯(lián)軸器 B、安全聯(lián)軸器 C、有彈性元件撓性聯(lián)軸器 D、無(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器【實(shí)訓(xùn)案例】凸緣聯(lián)軸器的拆裝一、實(shí)訓(xùn)目的 1通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸蓋的拆裝掌握成組螺栓聯(lián)接的拆裝步驟和要求；2

11、認(rèn)識(shí)套筒扳手和扭力扳手等螺紋旋具并掌握其使用方法；3掌握刀口尺和塞尺等量具的用途及使用方法。二、實(shí)訓(xùn)設(shè)備和工具 軸及凸緣聯(lián)軸器組件、扳手、手錘、銅棒、三爪拉馬、游標(biāo)卡尺、千分尺、內(nèi)外徑百分表、刀口直尺、機(jī)油、紅丹粉。三、實(shí)訓(xùn)原理與步驟 凸緣聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)圖參見圖4-1-3。圖中兩個(gè)半聯(lián)軸器分別用鍵與兩軸聯(lián)接，并用螺栓將兩個(gè)半聯(lián)軸器聯(lián)成一體。凸緣聯(lián)軸器在裝配時(shí)要求兩軸要嚴(yán)格對(duì)中。其拆裝步驟如下：（1）拆卸時(shí)，用扳手松開螺母，取下墊片、螺栓，用三爪拉馬拆下兩個(gè)半聯(lián)軸器。（2）看懂裝配圖，了解裝配關(guān)系、技術(shù)要求和配合性質(zhì)。（3）選擇300mm的銼刀、刮刀各1把，銅棒1根，手錘1把。（4）選擇游標(biāo)卡尺、

12、千分尺1把，外徑百分表1塊。（5）用游標(biāo)卡尺、內(nèi)徑百分表，檢查軸和配合件的配合尺寸。若配合尺寸不合格時(shí)，應(yīng)經(jīng)過(guò)磨、刮、鉸削加工修復(fù)至合格。（6）按照平鍵的尺寸，用銼刀修整軸槽和輪轂槽的尺寸。去除鍵槽上的銳邊，以防裝配時(shí)造成過(guò)大的過(guò)盈。圖4-1-12 用刀口直尺和塞尺檢驗(yàn)兩軸對(duì)中性 圖4-1-13 用百分表檢驗(yàn)兩軸對(duì)中性（7）測(cè)量?jī)杀宦?lián)接軸的軸心線到各自安裝平面間的距離，以便后面的組件選取。（8）將兩個(gè)半聯(lián)軸器通過(guò)鍵分別安裝在對(duì)應(yīng)的軸上。（9）將其中一軸所裝的組件（可選取大而重，軸心線距離安裝基準(zhǔn)較遠(yuǎn)的，一般選取主機(jī)）先固定在基準(zhǔn)平面上。（10）通過(guò)調(diào)整墊鐵使兩半聯(lián)軸器的軸心線高低保持一致，其精

13、度必須進(jìn)行檢測(cè)，以達(dá)到規(guī)定要求。（11）以固定的軸組件為基準(zhǔn)，利用刀口直尺或塞尺，校正另一被聯(lián)接的半聯(lián)軸器，如圖12所示，使兩個(gè)半聯(lián)軸器在水平面上中心一致，必要時(shí)也可用百分尺進(jìn)行校正（圖13）。（12）均勻聯(lián)結(jié)兩個(gè)半聯(lián)軸器，依次均勻地旋緊螺母。（13）檢查兩個(gè)半聯(lián)軸器的聯(lián)結(jié)平面是否有間隙，可用塞尺對(duì)四周進(jìn)行檢查，要求塞尺不能塞進(jìn)接合面中。（14）逐步均勻旋緊軸組件的安裝螺母，并檢查兩軸的轉(zhuǎn)動(dòng)松緊是否一致，不能出現(xiàn)卡滯現(xiàn)象，否則要重新調(diào)整。四、注意事項(xiàng)：（1）在聯(lián)軸器拆卸前，要對(duì)聯(lián)軸器各零部件之間互相配合的位置作一些記號(hào)，以作安裝時(shí)的參考。（2）聯(lián)軸器螺母、螺栓、墊圈等必須保證其各自的規(guī)格、大小

14、一致，以免影響聯(lián)軸器的動(dòng)平衡。（3）拆下聯(lián)軸器時(shí)，不可直接用錘子敲擊而應(yīng)墊以銅棒，且應(yīng)打聯(lián)軸器輪轂處而不能打聯(lián)軸器外緣，因?yàn)榇颂帢O易被打壞。（4）拆卸后對(duì)聯(lián)軸器的全部零件進(jìn)行清洗、清理。用機(jī)油把零部件清洗干凈，清洗后的零部件用壓縮空氣吹干。若在短時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)備運(yùn)行的聯(lián)軸器，在干燥后的零部件表面涂些透平油或機(jī)油，防止生銹。對(duì)于需要過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間才使用的聯(lián)軸器，應(yīng)涂防銹油保養(yǎng)。4.1.2 認(rèn)識(shí)離合器【知識(shí)鏈接】離合器用來(lái)聯(lián)接兩根軸，使之一起轉(zhuǎn)動(dòng)并傳遞轉(zhuǎn)矩。離合器可以根據(jù)需要在運(yùn)轉(zhuǎn)或停機(jī)時(shí)使兩軸接合或分離，這是離合器與聯(lián)軸器的根本區(qū)別。離合器的種類很多，部分已標(biāo)準(zhǔn)化，可從有關(guān)樣本或機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中選擇。離合器

15、類型：離合器按其工作原理可分為牙嵌式、摩擦式和電磁式三類。在這里我們僅對(duì)車床中用到的牙嵌式和摩擦式離合器進(jìn)行介紹。一、牙嵌式離合器1牙嵌式離合器的組成及工作原理圖4-1-14 牙嵌式離合器牙嵌式離合器由兩個(gè)端面上有牙的半離合器組成，主動(dòng)半離合器固定在主動(dòng)軸上，從動(dòng)半離合器用導(dǎo)向平鍵或花鍵與從動(dòng)軸聯(lián)接，工作時(shí)利用操縱桿(圖中未畫出)帶動(dòng)滑環(huán)，使從動(dòng)半離合器作軸向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)離合器的接合或分離。為了對(duì)中，在主動(dòng)軸的半離合器上固定有對(duì)中環(huán)，從動(dòng)軸可在對(duì)中環(huán)中自由轉(zhuǎn)動(dòng)。離合器的操縱可以通過(guò)手動(dòng)杠桿、液壓、氣動(dòng)或電磁的吸力等方式進(jìn)行。牙嵌式離合器的牙有三角形、矩形、梯形、鋸齒形等幾種形式。三角形牙傳遞中、

16、小轉(zhuǎn)矩、牙數(shù)1560。梯形、鋸齒形牙可以傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，牙數(shù)315。梯形牙可以補(bǔ)償磨損后的牙側(cè)間隙，鋸齒形牙只能單向工作，反轉(zhuǎn)時(shí)由于有較大的軸向分力，會(huì)迫使離合器自行分散。2牙嵌式離合器的特點(diǎn)牙嵌離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外輪廓尺寸小，由于同時(shí)參與嵌合的牙數(shù)多，能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩，故應(yīng)用較多。但牙嵌離合器只宜在兩軸不回轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速差很小時(shí)進(jìn)行結(jié)合，否則牙齒可能會(huì)因受撞擊而折斷。牙齒可布置在周向，也可布置在軸向。 二、摩擦式離合器1工作原理圖4-1-15 單片摩擦離合器圖示為單片摩擦離合器的工作原理圖。在主動(dòng)軸和從動(dòng)軸上分別安裝了摩擦盤，操縱滑塊4可以使摩擦盤3沿軸向移動(dòng)。接合時(shí)將從動(dòng)盤壓在主動(dòng)盤上，主動(dòng)軸上的

17、轉(zhuǎn)矩即由兩盤接觸面間產(chǎn)生的摩擦力矩傳到從動(dòng)軸上。外摩擦片2 內(nèi)摩擦片3 碟形內(nèi)摩擦片圖4-1-16 多片摩擦離合器單片摩擦離合器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，散熱性好，但傳遞的轉(zhuǎn)矩較小。當(dāng)必須傳遞較大轉(zhuǎn)矩時(shí)，可采用多片式摩擦離合器。多片式摩擦離合器有兩組摩擦片，其中外摩擦片組2利用外圓上的花鍵與外鼓輪1相聯(lián)(外鼓輪1與左軸相固聯(lián))，內(nèi)摩擦片組3利用內(nèi)圓上的花鍵與內(nèi)套筒6相聯(lián)(內(nèi)套筒6與右軸相固聯(lián))。當(dāng)滑環(huán)5作軸向移動(dòng)時(shí)，將撥動(dòng)曲臂壓桿4，從而壓緊或松開內(nèi)、外摩擦片組，使離合器接合或分離。摩擦片組旁邊的螺母是用來(lái)調(diào)節(jié)內(nèi)、外摩擦片組間隙大小的。外摩擦片和內(nèi)摩擦片的結(jié)構(gòu)形狀如圖所示。若將內(nèi)摩擦片改為圖右的碟形，使其具有

18、一定的彈性，離合器分離時(shí)摩擦片能自行彈開，接合時(shí)也較平穩(wěn)。2摩擦式離合器的應(yīng)用特點(diǎn)摩擦式離合器是靠摩擦盤接觸面間產(chǎn)生的摩擦力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩的。優(yōu)點(diǎn)：摩擦式離合器可在任何轉(zhuǎn)速下實(shí)現(xiàn)兩軸的接合或分離；接合過(guò)程平穩(wěn)，沖擊振動(dòng)較?。挥羞^(guò)載保護(hù)作用。缺點(diǎn)：尺寸較大，在接合或分離過(guò)程中要產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦，故發(fā)熱量大，磨損較大。3離合器的選擇離合器的型式很多，大部分已標(biāo)準(zhǔn)化，可從有關(guān)樣本或機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中選擇。 選擇離合器時(shí)，根據(jù)機(jī)器的工作特點(diǎn)和使用條件，按各種離合器的性能特點(diǎn)，確定離合器的類型。類型確定后，可根據(jù)兩軸的直徑計(jì)算轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，從手冊(cè)中查出適當(dāng)型號(hào)，必要時(shí)，可對(duì)其薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行承載能力校核。【學(xué)后測(cè)評(píng)】一、

19、填空題1、離合器按其工作原理可分為 、 和 三大類型。二、判斷題1、牙嵌式離合器適合于靜止接合，或轉(zhuǎn)速差較小時(shí)接合。 （ ）三、選擇題1、車床主軸箱軸上的離合器屬于 。A、牙嵌式離合器 B、摩擦式離合器 C、電磁式離合器4.1.3認(rèn)識(shí)制動(dòng)器【知識(shí)鏈接】當(dāng)人們騎車發(fā)現(xiàn)前面有情況時(shí)就要?jiǎng)x車，其目的是讓車能盡快地停下來(lái)。同樣，在一些機(jī)械設(shè)備中，為了能夠降低某些運(yùn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)速使其停止，就要利用制動(dòng)器。一、制動(dòng)器的常見類型及應(yīng)用按制動(dòng)零件的結(jié)構(gòu)特征，制動(dòng)器一般可分為閘帶式、內(nèi)漲式、外抱塊式等。1外抱塊式制動(dòng)器 1制動(dòng)輪 2閘瓦塊 3主彈簧 4制動(dòng)臂 5推桿 6松閘器圖4-1-17 外抱塊式制動(dòng)器主彈簧3

20、通過(guò)制動(dòng)臂4使閘瓦塊壓緊在制動(dòng)輪1上，使制動(dòng)器經(jīng)常處于閉合狀態(tài)。當(dāng)松閘器6通入電流時(shí)，利用電磁作用把頂柱頂起，通過(guò)推桿5推動(dòng)制動(dòng)臂4，使閘瓦塊2與制動(dòng)器松脫。瓦塊的材料可采用鑄鐵，也可在鑄鐵上覆以皮革或石棉。制動(dòng)和開迅速，尺寸小、質(zhì)量輕，但制動(dòng)時(shí)沖擊大，不適用于制動(dòng)力矩大和需要頻繁啟動(dòng)的場(chǎng)合。2閘帶式制動(dòng)器 圖4-1-18 閘帶式制動(dòng)器當(dāng)力FQ作用時(shí)，利用杠桿機(jī)構(gòu)收緊閘帶而抱住制動(dòng)輪，靠帶與輪間的摩擦力達(dá)到制動(dòng)的目的。閘帶式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，徑向尺寸小，但制動(dòng)力不大。為了增加摩擦作用，閘帶材料一般為鋼帶上覆以石棉或夾鐵紗帆布。3內(nèi)漲式制動(dòng)器1、8銷軸 2、7制動(dòng)蹄 3摩擦片 4泵 5彈簧 6制動(dòng)

21、輪圖4-1-19 外抱塊式制動(dòng)器兩個(gè)制動(dòng)器分別通過(guò)兩個(gè)銷軸與機(jī)架鉸接，制動(dòng)蹄表面裝有摩擦片，制動(dòng)輪與需制動(dòng)的軸固連。制動(dòng)時(shí)由泵產(chǎn)生推力克服彈簧力使制動(dòng)蹄壓緊制動(dòng)輪，從而使制動(dòng)輪制動(dòng)。這種制動(dòng)器結(jié)構(gòu)緊湊，廣泛應(yīng)用于各種車輛以及結(jié)構(gòu)尺寸受限制的機(jī)械中。二、制動(dòng)器的基本要求制動(dòng)器一般是利用摩擦力矩來(lái)降低機(jī)器運(yùn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)速或使其停止回轉(zhuǎn)的裝置，其構(gòu)造和性能必須滿足以下要求：1、 能產(chǎn)生足夠的制動(dòng)力矩2、 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形緊湊3、 制動(dòng)迅速、平穩(wěn)、可靠。4、 制動(dòng)器的零件要有足夠的強(qiáng)度和剛度，還要有較高的耐磨性和耐熱性。5、 調(diào)整和維修方便?！緦W(xué)后測(cè)評(píng)】一、填空題1、常見的制動(dòng)器有 、 和 三大類型。二、

22、判斷題1、制動(dòng)器是利用摩擦阻力矩降低機(jī)器運(yùn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)速或使其停止回轉(zhuǎn)的裝置。 （ ）【實(shí)訓(xùn)案例】車床主軸箱軸的拆裝一、實(shí)訓(xùn)目的 1掌握軸系拆卸裝配的基本步驟和方法；2掌握車床軸上摩擦片離合器拆裝和間隙調(diào)整的基本方法和技能；3掌握車床軸上制動(dòng)器的調(diào)整方法；4掌握軸系部件（軸承、齒輪等）的拆裝基本技能；5培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和6S管理的基本素質(zhì)。二、實(shí)訓(xùn)設(shè)備和工具 1車床主軸箱； 2拆裝工具（活動(dòng)扳手、鉤形扳手、內(nèi)六方扳手、套筒扳手、內(nèi)外擋圈鉗、榔頭、螺絲刀、銷沖、撬杠、拔銷器、三爪拉馬、兩爪拉馬、三角刮刀、大小鋁棒、墊鐵）3輔助工具（潤(rùn)滑油、油布、銅皮、紅丹粉、機(jī)床使用說(shuō)明書）4清洗工具（棉紗

23、、毛刷、煤油）三、實(shí)訓(xùn)原理與步驟 1摩擦離合器及制動(dòng)器的操縱機(jī)構(gòu)圖4-1-20 車床主軸箱軸和軸示意圖車床主軸箱是用于安裝主軸，實(shí)現(xiàn)主軸旋轉(zhuǎn)及變速的部件。圖4-1-20所示為CA6140型臥式車床主軸箱軸和軸及其操縱機(jī)構(gòu)的總體示意圖。其操縱原理如圖4-1-21所示。摩擦離合器及制動(dòng)器的操縱機(jī)構(gòu)的作用是實(shí)現(xiàn)主軸正、反轉(zhuǎn)和制動(dòng)動(dòng)作。圖4-1-21 摩擦離合器及制動(dòng)器的操縱機(jī)構(gòu)當(dāng)向上扳動(dòng)手柄6時(shí)，通過(guò)操縱桿B、杠桿5、連桿4和杠桿3，使軸2和扇形齒輪1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)齒條軸13右移，杠桿12下端落入齒條軸13右側(cè)凹槽中，杠桿12上端放松制動(dòng)帶10，同時(shí)，齒條軸13通過(guò)拔叉8右壓元寶鍵9，摩擦離合器左

24、側(cè)摩擦片組壓緊，使主軸正轉(zhuǎn)。反之，向下扳動(dòng)手柄時(shí)，主軸便反轉(zhuǎn)。當(dāng)手柄6扳至中間位置時(shí)，齒條軸13拉動(dòng)拔叉8使元寶鍵也處于中位，摩擦離合器左右側(cè)摩擦片組均被放松，傳動(dòng)鏈與傳動(dòng)源斷開，這時(shí)齒條軸13上的凸起部分頂住杠桿12，使制動(dòng)器作用，主軸迅速停止。2車床主軸箱中軸的裝配結(jié)構(gòu)圖4-1-22 車床主軸箱軸的裝配結(jié)構(gòu)（1）機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：裝在主軸箱內(nèi)軸I上的離合器具有左右兩組摩擦片，每一組由若干片內(nèi)、外摩擦片交疊組成。當(dāng)摩擦片相互壓緊時(shí)，就可傳遞運(yùn)動(dòng)和扭矩。離合器的內(nèi)摩擦片與軸I以花鍵孔相連接，隨軸I一起轉(zhuǎn)動(dòng)。外摩擦片的內(nèi)孔是光滑圓孔，空套在軸I的花鍵外圓上，其外圓上有四個(gè)凸齒，卡在空套在軸I上的正轉(zhuǎn)齒輪

25、和反轉(zhuǎn)齒輪的四個(gè)缺口槽中，內(nèi)、外片相間排疊。左離合器傳動(dòng)主軸正轉(zhuǎn)，用于切削加工傳遞扭矩大因而片數(shù)多；右離合器片數(shù)少，傳動(dòng)主軸反轉(zhuǎn)，主要用于退刀。（2）動(dòng)作過(guò)程：當(dāng)圖4-1-21中的操縱杠手柄6處于中間位置時(shí)，滑套12也處在中間位置，左、右兩邊摩擦片均未壓緊，主軸不轉(zhuǎn)。當(dāng)操縱杠手柄向上抬起，經(jīng)杠桿5及連桿4向前移動(dòng)扇形齒輪1順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使齒條軸13右移，經(jīng)撥叉帶動(dòng)滑套右移，壓迫軸上元寶鍵繞支點(diǎn)銷擺動(dòng)，使其下端撥動(dòng)拉桿右移，再由拉桿上圓錐銷帶動(dòng)滑套和螺母左移，從而將左邊的內(nèi)、外摩擦片壓緊，則軸的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)內(nèi)外片摩擦力帶動(dòng)正轉(zhuǎn)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使主軸實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)。同理，若操縱杠手柄向下壓時(shí)，使滑套左移，經(jīng)元寶鍵使

26、拉桿右移便可壓緊右邊摩擦片，則軸帶動(dòng)右邊反轉(zhuǎn)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)使主軸實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。3車床主軸箱拆裝原則：主要本著先拆的零件最后裝配，后拆的零件先裝配的原則。4車床主軸變速箱中軸的拆卸方法（1）車床主軸變速箱中軸的拆卸首先從主軸箱的左端開始的。軸的左端有帶輪，第一步用銷沖把鎖緊螺母拆下，然后用內(nèi)六角扳手把帶輪上的端蓋螺絲卸下，用手錘配合銅棒把端蓋卸下，拆下帶輪上的另一個(gè)鎖緊螺母，使用撬杠把帶輪卸下（2）用手錘配合銅棒把軸承套從主軸箱的右端向左端敲擊，直到卸下為止，到這時(shí)軸整體軸組可以一同卸到箱體外面。（3）裝在軸上的零件較多，拆裝麻煩，所以通常是在箱體外拆裝好后再將軸裝到箱體中。軸上的零件首先從兩端開始拆卸，

27、兩端各有一盤軸承，拆卸軸承時(shí)，應(yīng)用手錘配合銅棒敲擊齒輪，連帶軸承一起卸下，敲擊齒輪時(shí)注意用力均勻，卸下軸承后，把軸上的空套齒輪卸下，然后把摩擦片取出，到這時(shí)整個(gè)軸上的零件卸下。5.車床主軸變速箱中軸的裝配方法車床主軸的裝配應(yīng)從箱體的左側(cè)向右側(cè)進(jìn)行，在裝配的過(guò)程中，第一注意主軸的前軸承的裝配應(yīng)該均勻的裝在軸承圈中，否則會(huì)損壞軸承；第二注意齒輪的裝配應(yīng)咬合均勻，無(wú)頂齒現(xiàn)象；第三，裝配后，主軸應(yīng)能正常旋轉(zhuǎn)。6.摩擦式離合器拆裝注意問(wèn)題：1）在拆卸離合器前，預(yù)先在離合器蓋及壓盤上做出裝配標(biāo)記，以防止離合器本身的平衡。2）用三角拉馬拆下主動(dòng)半離合器。3）依次拆下套筒、內(nèi)摩擦片、外摩擦片、壓塊以及套筒。4

28、）將拆下的零件分類按順序排好，并清洗干凈，以防止錯(cuò)亂。圖4-1-23 摩擦片離合器間隙的調(diào)整5）離合器裝配時(shí)，應(yīng)注意零件間的相互位置，不能錯(cuò)裝，離合器壓盤裝配完后，最好進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)。7摩擦式離合器間隙的調(diào)整方法和修理離合器摩擦片松開時(shí)的間隙要適當(dāng)，當(dāng)發(fā)生間隙過(guò)大或過(guò)小時(shí)。必須進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整的方法如圖4-1-23中AA剖面所示，將定位銷22壓入螺母11的缺口，然后轉(zhuǎn)動(dòng)左側(cè)螺母11，可調(diào)整左側(cè)摩擦片間隙；轉(zhuǎn)動(dòng)右側(cè)螺母可調(diào)整右邊摩擦片間隙。調(diào)整完畢，讓定位銷22自動(dòng)彈出，重新卡住螺母缺口，以防止螺母在工作中松脫。多片式摩擦離合器的修理 片式摩擦離合器的零件磨損后，一般需換新件。但摩擦片變形或劃傷時(shí)

29、，可校平后磨削修復(fù)，修磨后厚度減小，可適當(dāng)增加片數(shù)以保證凋節(jié)余量。圖4-1-24 軸上的制動(dòng)器8制動(dòng)器的工作原理及調(diào)整為了縮短輔助時(shí)間，使主軸能迅速停車。軸上裝有鋼帶式制動(dòng)器。其功用是在車床停車過(guò)程中，克服主軸箱內(nèi)各運(yùn)動(dòng)件的旋轉(zhuǎn)慣性，使主軸迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)，以縮短輔助時(shí)間。圖4-1-24是CA6140車床上的閘帶式制動(dòng)器，它由制動(dòng)輪7、制動(dòng)帶10和杠桿12等組成。制動(dòng)輪是一鋼制圓盤，與軸用花鍵連接。制動(dòng)帶為一鋼帶，其內(nèi)側(cè)固定著一層銅絲石棉，以增加摩擦面的摩擦系數(shù)。制動(dòng)帶的一端通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘11固定在主軸箱體上，另一端固定在杠桿12的上端。當(dāng)杠桿12的下端與齒條軸13上的圓弧凹部a或c接觸時(shí)，主軸處于

30、正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)狀態(tài)，制動(dòng)帶被放松；移動(dòng)齒條軸，當(dāng)其上的凸起部分b對(duì)正杠桿4時(shí)，使杠桿12擺動(dòng)而拉緊制動(dòng)帶10，此時(shí)，離合器處于松開狀態(tài)，軸和主軸便迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)。如要調(diào)整制動(dòng)帶的松緊程度，可將螺母松開后旋轉(zhuǎn)螺釘11。在調(diào)整合適的情況下，當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，制動(dòng)帶能完全松開，而在離合器松開時(shí)，主軸能迅速停轉(zhuǎn)。4.1.4滾動(dòng)軸承的常見組合方式【知識(shí)鏈接】為保證軸承在機(jī)器中正常工作，除合理選擇軸承類型、尺寸外，還應(yīng)對(duì)軸承進(jìn)行正確的組合，處理好軸承與其周圍零件之間的關(guān)系。即要解決軸承的軸向位置固定、軸承與其他零件的配合、間隙調(diào)整、裝拆和潤(rùn)滑密封等一系列問(wèn)題。 一、滾動(dòng)軸承的常見組合方式1滾動(dòng)軸承軸系的兩端單向固定

31、圖4-1-25 采用角接觸球軸承的兩端單向固定結(jié)構(gòu)使軸的兩個(gè)支點(diǎn)中每一個(gè)支點(diǎn)都能限制軸的單向移動(dòng)，兩個(gè)支點(diǎn)合起來(lái)就限制了軸的雙向移動(dòng)，這種固定方式稱為兩端固定圖4-1-26 采用圓錐滾子軸承的兩端單向固定結(jié)構(gòu)適用于工作溫度變化不大的短軸，考慮到軸因受熱而伸長(zhǎng)，在軸承蓋與外圈端面之間應(yīng)留出熱補(bǔ)償間隙c，c=0.20.3mm。另外還有兩支點(diǎn)均采用角接觸球軸承及圓錐滾子軸承支承的雙支點(diǎn)單向固定結(jié)構(gòu)。2滾動(dòng)軸承軸系的一端固定及一端游動(dòng)當(dāng)支承跨距較大(l350mm)、工作溫度較高(t50)時(shí)，軸受熱伸長(zhǎng)量較大，必須給軸系以熱膨脹的余地，以免軸承被卡死，同時(shí)又要保證軸系相對(duì)固定以實(shí)現(xiàn)其正確的工作位置，應(yīng)采

32、用一端雙向固定，另一支點(diǎn)游動(dòng)的配置型式。這種固定方式是在兩個(gè)支點(diǎn)中使一個(gè)支點(diǎn)雙向固定以承受軸向力，另一個(gè)支點(diǎn)則可作軸向游動(dòng)?？勺鬏S向游動(dòng)的支點(diǎn)稱為游動(dòng)支點(diǎn)，顯然它不能承受軸向載荷。固定端可采用單個(gè)深溝球軸承、兩個(gè)角接觸球軸承或圓錐滾子軸承組合及向心軸承與推力軸承組合等，要求軸承的內(nèi)、外圈都要固定，以便能承受雙向軸向載荷，保證軸系固定。游動(dòng)端既可采用深溝球軸承這樣的內(nèi)、外圈不可分離的軸承，也可采用內(nèi)、外圈可分離的圓柱滾子軸承或滾針軸承。當(dāng)采用內(nèi)、外圈不可分離的軸承時(shí)，只需固定軸承內(nèi)圈，而讓外圈可以在軸承座孔內(nèi)自由游動(dòng)；當(dāng)采用內(nèi)、外圈可分離的軸承時(shí)，軸承的內(nèi)、外圈均需固定，此時(shí)靠滾子與套圈間的游動(dòng)

33、來(lái)保證軸的自由伸縮。如下是幾種常見的一端固定、一端游動(dòng)的配置。圖4-1-28 兩端游動(dòng)結(jié)構(gòu) 一端固定，一端游動(dòng)配置之一 一端固定，一端游動(dòng)配置之二（兩端深溝球軸承） （固定端深溝球軸承，游動(dòng)端圓柱滾子軸承） 一端固定，一端游動(dòng)配置之三 一端固定，一端游動(dòng)配置之四（固定端兩個(gè)角接觸球軸承，游動(dòng)端深溝球軸承） （固定端向心、推力軸承組合，游動(dòng)端深溝球軸承）圖4-1-27 一端固定及一端游動(dòng)結(jié)構(gòu)3滾動(dòng)軸承軸系的兩端游動(dòng)有時(shí)為了滿足某種特殊需要還采用兩端游動(dòng)的配置形式。比如人字齒輪傳動(dòng)，大齒輪設(shè)計(jì)成兩端單向固定式結(jié)構(gòu)，由于人字齒輪本身的相互軸向限位作用，小人字齒輪軸系的軸向位置被限定了，不必再另外考慮

34、其軸向固定問(wèn)題，為了防止齒輪被卡死或人字齒輪兩側(cè)受力不均，此時(shí)可采用兩端均為圓柱滾子軸承的兩端游動(dòng)式配置。二、滾動(dòng)軸承軸向位置的調(diào)整 如圖4-1-29所示，軸承間隙調(diào)整的常用方法有：（1）調(diào)整墊片，通過(guò)增減墊片厚度使軸承獲得所需的間隙；（2）調(diào)整環(huán)，調(diào)整環(huán)的厚度在安裝時(shí)配作；（3）調(diào)節(jié)螺釘（4）調(diào)整端蓋三、軸承的預(yù)緊所謂預(yù)緊，就是在安裝時(shí)用某種方法在軸承中產(chǎn)生并保持一軸向力，以消除軸承中的軸向游隙，并在滾動(dòng)體和內(nèi)、外圈接觸處產(chǎn)生初變形。通過(guò)預(yù)緊可以提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度，增加軸承裝置的剛性，減小機(jī)器工作時(shí)軸的振動(dòng)，常采用預(yù)緊的滾動(dòng)軸承。a）墊片調(diào)整軸向間隙 b）可調(diào)壓蓋調(diào)整軸承間隙c）調(diào)整環(huán)調(diào)整軸

35、承間隙圖4-1-29 滾動(dòng)軸承軸向位置的調(diào)整預(yù)緊的作用是：消除軸承內(nèi)部間隙，提高軸承的旋轉(zhuǎn)精度，增加軸承的組合剛性，減少振動(dòng)及噪聲。常用的預(yù)緊方法有：（1）夾緊一對(duì)圓錐滾子軸承的外圈而預(yù)緊（2）用彈簧預(yù)緊，可以得到穩(wěn)定的預(yù)緊力（3）在一對(duì)軸承中裝入長(zhǎng)度不等的套筒而預(yù)緊，預(yù)緊力可由兩套筒的長(zhǎng)度差控制，這種裝置剛性較大；（4）夾緊一對(duì)磨窄了的外圈而預(yù)緊；反裝時(shí)可磨窄內(nèi)圈并夾緊。這種特制的成對(duì)安裝角接觸球軸承，可在滾動(dòng)軸承樣本中查到預(yù)緊載荷值及相應(yīng)的內(nèi)圈或外圈的磨窄量。圖4-1-30 滾動(dòng)軸承的預(yù)緊【學(xué)后測(cè)評(píng)】一、填空題1、滾動(dòng)軸承的常見組合方式有 、 、 。二、判斷題1、人字齒輪傳動(dòng)，滾動(dòng)軸承可以

36、采用兩端游動(dòng)式配置。 （ ）2、為保證軸系位置固定可靠，采用兩端單向固定的滾動(dòng)軸承組合方式時(shí)，兩端都不應(yīng)留間隙。 （ ）3、滾動(dòng)軸承預(yù)緊可以減少振動(dòng)和噪音。 （ ）三、選擇題1、滾動(dòng)軸承的組合方式采用一端固定一端游動(dòng)的配置方式，主要是為了 。A、便于調(diào)整軸承間隙 B、便于調(diào)整軸系位置 C、補(bǔ)償軸工作時(shí)的熱伸長(zhǎng)量4.1.5認(rèn)識(shí)軸圖4-1-31 自行車的前輪軸【知識(shí)鏈接】一、軸的功用及分類1軸的功用圖4-1-32 火車輪軸軸是組成機(jī)器的重要零件之一。軸的主要功用是支承旋轉(zhuǎn)零件（例如齒輪、蝸輪等）、傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。圖4-1-33 傳動(dòng)軸2軸的分類按軸承受的載荷不同,可將軸分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動(dòng)軸三種。

37、心軸工作時(shí)僅承受彎矩而不傳遞轉(zhuǎn)矩，如自行車的前輪軸和火車輪軸。傳動(dòng)軸則只傳遞轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩，如汽車中聯(lián)接變速箱與后橋之間的軸。 圖4-1-34 減速器及其中的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸工作時(shí)既承受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩，如減速器中的軸。圖4-1-35 發(fā)動(dòng)機(jī)中的曲軸根據(jù)軸線的形狀的不同，軸又可分為直軸、曲軸和撓性鋼絲軸。曲軸和撓性鋼絲軸屬于專用零件。圖4-1-36 撓性鋼絲軸直軸按外形不同又可分為光軸和階梯軸。光軸形狀簡(jiǎn)單，應(yīng)力集中少，易加工，但軸上零件不易裝配和定位，常用于心軸和傳動(dòng)軸。階梯軸各軸段截面的直徑不同，這種設(shè)計(jì)使各軸段的強(qiáng)度相近，而且便于軸上零件的裝拆和固定，因此階梯軸在機(jī)器中的應(yīng)用最為廣泛。直軸一般都

38、制成實(shí)心軸，但為了減少重量或?yàn)榱藵M足有些機(jī)器結(jié)構(gòu)上的需要，也可以采用空心軸。如車床主軸。 光軸 階梯軸車床主軸圖4-1-37 直軸二、軸的常用材料及選擇軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件。鍛件的內(nèi)部組織均勻，強(qiáng)度較好，重要的軸、大尺寸或階梯尺寸變化較大的軸，應(yīng)采用鍛制毛坯。對(duì)直徑較小的軸，可直接用圓鋼加工。由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故軸采用碳鋼制造最廣泛，其中最常用的是45號(hào)鋼。不重要或低速輕載的軸以及一般傳動(dòng)的軸也可以使用Q235、Q275等普通碳鋼制造。合金鋼比碳鋼具有更高的力學(xué)性能和更好的淬火性

39、能。因此，在傳遞大動(dòng)力，并要求減小尺寸與質(zhì)量，提高軸的耐磨性，以及處于高溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。高強(qiáng)度鑄鐵和球墨鑄鐵由于鑄造性能好，容易作成復(fù)雜的形狀，而且價(jià)廉，吸振性和耐磨性好，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，故常用于制造外形復(fù)雜的軸，如發(fā)動(dòng)機(jī)中的曲軸。三、認(rèn)識(shí)軸的結(jié)構(gòu)1軸的典型結(jié)構(gòu)圖4-1-38 軸的典型結(jié)構(gòu)影響軸結(jié)構(gòu)的因素較多，且其結(jié)構(gòu)形式又要隨著具體情況的不同而異，所以軸沒有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式。設(shè)計(jì)時(shí)，必須針對(duì)不同情況進(jìn)行具體的分析。但是，不論何種具體條件，軸的結(jié)構(gòu)都應(yīng)滿足：軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的位置；軸上零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整；軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。圖4-1-38所示為減速器中

40、的軸，代表了軸的典型結(jié)構(gòu)。2軸上零件的定位（1）軸上零件的軸向定位及固定軸上零件的軸向定位和固定是以軸肩、套筒、圓螺母、軸端擋圈和軸承端蓋等來(lái)保證的。軸肩:分為定位軸肩和非定位軸肩兩類，利用軸肩定位是最方便可靠的方法。套筒定位：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位可靠，軸上不需開槽鉆孔和切制螺紋。（2）軸上零件的周向定位及固定為了滿足機(jī)器傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩的要求，軸上零件除了需要軸向定位外，還必須有可靠的周向定位。周向定位的目的是限制軸上零件與軸發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。常用的周向定位零件有鍵花鍵、銷緊定螺釘以及過(guò)盈配合等，其中緊定螺釘只用在傳力不大之處。常用的周向定位及固定方法有鍵、花鍵、銷、過(guò)盈配合及緊定螺釘?shù)取｝X輪與軸之間的

41、周向固定采用了平鍵聯(lián)接。 雙圓螺母固定 彈性擋圈固定 緊定螺釘固定 圓螺母和止動(dòng)墊圈固定 軸端擋盤固定圖4-1-39 軸上零件的軸向定位和固定四、軸的結(jié)構(gòu)工藝性軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工與裝配。對(duì)于階梯軸一般設(shè)計(jì)成兩端小中間大的形狀，以便于零件從兩端裝拆。圖4-1-40 軸的結(jié)構(gòu)工藝性軸上需磨削的軸段應(yīng)設(shè)計(jì)出砂輪越程槽，需車制螺紋的軸段應(yīng)有退刀槽。軸上各圓角、倒角、砂輪越程槽及退刀槽等尺寸盡可能統(tǒng)一，同一軸上的各個(gè)鍵槽應(yīng)位于同一母線上。為便于裝配，軸端應(yīng)有倒角。軸肩高度不能妨礙零件的拆卸?！緦W(xué)后測(cè)評(píng)】一、填空題1、按軸承受的載荷不同,可將軸分為 、 和 三種。2、轉(zhuǎn)軸工作時(shí)既承受 又承受 。3、軸上零

42、件的定位和固定包括 向和 向定位和固定。二、判斷題1、軸肩能實(shí)現(xiàn)軸向定位。 （ ）2、階梯軸一般設(shè)計(jì)成兩端小中間大的形狀，以便于零件從兩端裝拆。 （ ）三、選擇題1、齒輪與軸之間一般依靠 來(lái)實(shí)現(xiàn)周向定位和固定。A、軸肩 B、套筒 C、彈性擋圈 D、鍵任務(wù)二 齒輪參數(shù)和幾何尺寸的計(jì)算【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、能說(shuō)出齒輪傳動(dòng)的基本類型及其適用場(chǎng)合；2、能說(shuō)出漸開線直齒和斜齒圓柱齒輪的主要參數(shù)及其標(biāo)準(zhǔn)值，并能根據(jù)已知參數(shù)值進(jìn)行齒輪的幾何尺寸計(jì)算；3、能根據(jù)漸開線圓柱齒輪傳動(dòng)的正確嚙合條件和連續(xù)傳動(dòng)條件對(duì)齒輪傳動(dòng)進(jìn)行分析和判斷。4、能根據(jù)實(shí)際條件選擇合適的齒輪加工方法。4.2.1認(rèn)識(shí)直齒圓柱齒輪【知識(shí)鏈接】齒輪

43、傳動(dòng)利用齒輪副來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，普遍應(yīng)用于機(jī)床和汽車等各種機(jī)器中，是應(yīng)用最廣泛的一種機(jī)械傳動(dòng)。一、 齒輪傳動(dòng)的分類齒輪傳動(dòng)的類型很多，可按如下兩種情況分類。1、根據(jù)兩軸的相對(duì)位置分類根據(jù)兩軸的相對(duì)位置和輪齒方向，可分為以下類型：齒輪傳動(dòng)平行軸間齒輪傳動(dòng)相交軸間齒輪傳動(dòng)空間交錯(cuò)軸齒輪傳動(dòng)外嚙合直齒圓柱齒輪 ：兩齒輪轉(zhuǎn)向相反內(nèi)嚙合直齒圓柱齒輪 ：兩齒輪轉(zhuǎn)向相同齒輪齒條 斜齒圓柱齒輪 人字齒圓柱齒輪 直齒圓錐齒輪 斜齒圓錐齒輪 曲齒圓錐齒輪 交錯(cuò)軸斜齒輪 準(zhǔn)雙曲面圓錐齒輪 2、根據(jù)齒輪傳動(dòng)的工作條件分類圖4-2-1 齒輪傳動(dòng)的分類根據(jù)齒輪傳動(dòng)的工作條件，可分為：開式齒輪傳動(dòng)：齒輪暴露在外，不能保證良

44、好的潤(rùn)滑；半開式齒輪傳動(dòng)：齒輪浸入油池，有保護(hù)罩但不密封。閉式齒輪傳動(dòng)：齒輪、軸和軸承等都裝在封閉箱體內(nèi)，潤(rùn)滑條件良好，灰沙不易進(jìn)入，工作條件良好 ，是應(yīng)用最廣泛的齒輪傳動(dòng)。二、 齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)齒輪傳動(dòng)用來(lái)傳遞任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，其圓周速度可達(dá)到300m/s，傳遞功率可達(dá)105KW，齒輪直徑可從不到1mm到150m以上，是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣的一種機(jī)械傳動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：1、能保證瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定，工作可靠性高，傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確。2、傳遞功率和圓周速度范圍較寬。3、結(jié)構(gòu)緊湊，可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比。4、傳動(dòng)效率高，使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)便。缺點(diǎn)：1、運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中有振動(dòng)、沖擊和噪聲。2、齒輪制造和安裝要求較高，成本較

45、高。3、不能實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。4、不適用于中心距較大的場(chǎng)合。三、 漸開線直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算齒輪的齒廓曲線有漸開線、擺線、圓弧線和拋物線等多種，其中漸開線齒廓的齒輪傳動(dòng)具有能保持傳動(dòng)比恒定不變、中心距變化不影響傳動(dòng)比、嚙合時(shí)傳遞壓力的方向始終不變等特點(diǎn)，應(yīng)用最為廣泛。 1、漸開線直齒圓柱齒輪的各部分名稱圖4-2-2 漸開線直齒圓柱齒輪的各部分名稱齒頂圓（直徑用da表示）通過(guò)輪齒頂部的圓周齒根圓（直徑用df表示）通過(guò)輪齒根部的圓周分度圓 (直徑用d表示) 齒輪上齒厚和齒槽寬相等的圓，是測(cè)量和計(jì)算齒輪幾何尺寸的基準(zhǔn)圓?；鶊A (直徑用db表示) 是指漸開線圓柱齒輪上的一個(gè)假想圓，用以形成

46、漸開線齒廓。齒厚s 在端平面上，一個(gè)齒的兩側(cè)端面齒廓之間的分度圓弧長(zhǎng)齒槽寬e 在端平面上，一個(gè)齒槽的兩側(cè)端面齒廓之間的分度圓弧長(zhǎng)齒距p 兩個(gè)相鄰且同側(cè)端面齒廓之間的分度圓弧長(zhǎng)齒寬b齒輪的有齒部分沿分度圓柱面直母線方向量度的寬度齒頂高h(yuǎn)a齒頂圓與分度圓之間的徑向距離齒根高h(yuǎn)f齒根圓與分度圓之間的徑向距離齒高h(yuǎn)齒頂圓與齒根圓之間的徑向距離2、漸開線直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)（1）齒數(shù)（）一個(gè)齒輪的輪齒數(shù)目即齒數(shù)，是齒輪的最基本參數(shù)之一。當(dāng)模數(shù)一定時(shí)，齒數(shù)愈多，齒輪的幾何尺寸愈大，輪齒漸開線的曲率半徑也愈大，齒廓曲線趨于平直。（2）壓力角（）圖4-2-3 不同模數(shù)齒輪的比較壓力角是齒輪運(yùn)動(dòng)方向與受力方向

47、所夾的銳角。通常所說(shuō)的壓力角是指分度圓上的壓力角。壓力角不同，輪齒的形狀也不同。壓力角已標(biāo)準(zhǔn)化，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定壓力角=20。（3）模數(shù)（）模數(shù)直接影響輪齒的大小、齒形和強(qiáng)度的大小。對(duì)于相同齒數(shù)的齒輪，模數(shù)愈大，齒輪的幾何尺寸愈大，輪齒也大，承載能力也愈大，如圖所示。（4）齒頂高系數(shù)ha齒頂高h(yuǎn)amha其中，ha稱為齒頂高系數(shù)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定正常齒制ha。（5）頂隙系數(shù)c齒輪嚙合時(shí)，應(yīng)留有一定的徑向間隙，稱為頂隙，用c表示。c=c* m, 其中，c*稱為頂隙系數(shù)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定正常齒制頂隙系數(shù)c*=0.25。表4-2-1 漸開線圓柱齒輪標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列值第一系列0.10.120.150.20.250.30

48、.40.50.60.811.251.522.5345681012162025324050第二系列0.350.70.91.752.252.75(3.25)3.5(3.75)4.55.5(6.5)78(11)14182228(30)3645注：1、選自國(guó)標(biāo)13571987。2、優(yōu)先采用第一系列，括號(hào)中的模數(shù)值盡量不用。3、標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒圓柱齒輪的幾何尺寸計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)齒輪：標(biāo)準(zhǔn)齒輪是指m、ha*、c* 均取標(biāo)準(zhǔn)值，具有標(biāo)準(zhǔn)的齒頂高和齒根高，且分度圓上的齒厚等于齒槽寬的齒輪。常用外嚙合標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪幾何尺寸的計(jì)算公式見下表。標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪壓力角20，齒頂高系數(shù)ha*，頂隙系數(shù)c*0.25；而短齒制的齒

49、輪齒頂高系數(shù)ha*0.8，頂隙系數(shù)c*0.3。表4-2-2 漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪計(jì)算公式表名 稱代號(hào)計(jì)算公式齒形角標(biāo)準(zhǔn)齒輪為20模數(shù)mm =p齒厚ss = p2=m2齒槽寬ee = p2=m2齒距pp = m基圓齒距pbpb = p cos齒頂高h(yuǎn)aha = ha*m = m齒根高h(yuǎn)fhf =（ha*+c*）m =1.25m齒高h(yuǎn)h = ha+hf=2.25m分度圓直徑dd = mz齒頂圓直徑dada = m(z+2)齒根圓直徑dfdf = d-2hf=m(z-2.5)基圓直徑dbdb = d cos標(biāo)準(zhǔn)中心距aa = m（z1+z2）/2傳動(dòng)比(兩齒輪的轉(zhuǎn)速之比)i12i12 = n1/n

50、2 = z2/z1【想一想】從以上計(jì)算公式可以看出：1. m、z決定了分度圓的大小，而齒輪的大小主要取決于分度圓，因此m、z是決定齒輪大小的主要參數(shù)；2. 單個(gè)輪齒的尺寸（s和h）與m、ha*、c*有關(guān)，而與z無(wú)關(guān)。而ha*、c*有確定的值，所以模數(shù)m越大，單個(gè)輪齒的尺寸越大，其它條件相同的情況下，承載能力也越強(qiáng)?！揪氁痪殹坷}1. 在一對(duì)正常齒制的漸開線標(biāo)準(zhǔn)外嚙合直齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)中，已知輪1齒數(shù)Z1=20，傳動(dòng)比i12=2.5，壓力角=20，模數(shù)m=10mm，試求：（1）輪2的齒數(shù)Z2、分度圓半徑r2、基圓半徑rb2和齒根圓半徑rf2；（2）齒厚S、基圓上的齒距Pb；（3）該對(duì)齒輪標(biāo)準(zhǔn)安裝時(shí)

51、的中心距。例題2. 為修配一個(gè)損壞的漸開線外齒輪，實(shí)測(cè)齒輪的齒頂圓直徑da=119.86mm，齒數(shù)z=28，全齒高h(yuǎn)=8.90mm。試確定該齒輪的主要參數(shù)和幾何尺寸：模數(shù)m、分度圓直徑d、齒頂圓直徑da、齒根圓直徑df。四、 標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)1、正確嚙合條件一對(duì)漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件為： 兩齒輪的模數(shù)必須相等； 兩齒輪分度圓上的壓力角必須相等，即 m1=m2=m1=2=2、連續(xù)傳動(dòng)條件齒輪連續(xù)傳動(dòng)，也即前一對(duì)輪齒還未脫離嚙合之前，后一對(duì)輪齒已經(jīng)進(jìn)入嚙合，如此才能保證在任一時(shí)刻都至少有一對(duì)輪齒嚙合。根據(jù)推導(dǎo)，若要保證齒輪連續(xù)傳動(dòng)，則必須使其重合度大于等于1，也即：重合度1重合

52、度 越大，則同時(shí)嚙合的齒數(shù)越多，齒輪傳動(dòng)越平穩(wěn)。五、 齒輪常見失效形式及材料選擇1、齒輪常見失效形式失效即齒輪失去了正常的工作能力。齒輪最重要的部分為輪齒。它的失效形式主要有五種：輪齒折斷、齒面磨損、齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合和齒面塑性變形。（1）輪齒折斷 因?yàn)檩嘄X受力時(shí)齒根彎曲應(yīng)力最大，而且有應(yīng)力集中，因此，輪齒折斷一般發(fā)生在齒根部分。在變載荷的多次重復(fù)作用下，彎曲應(yīng)力超過(guò)彎曲疲勞極限時(shí)，齒根部分將產(chǎn)生疲勞裂紋。裂紋逐漸擴(kuò)展，最終將引起斷齒，這種折斷稱為疲勞折斷。 輪齒因短時(shí)過(guò)載或沖擊過(guò)載而引起的突然折斷，稱為過(guò)載折斷。用淬火鋼或鑄鐵等脆性材料制成的齒輪，容易發(fā)生這種斷齒。（2）齒面磨損 齒面磨損主要是由于灰砂、硬屑粒等進(jìn)入齒面間而引起的磨粒性磨損；其次是因齒面互相摩擦而產(chǎn)生的跑合性磨損。磨損后齒廓失去正確形狀，使運(yùn)