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文檔簡(jiǎn)介
項(xiàng)目四汽車(chē)典型機(jī)械零件任務(wù)一
軸任務(wù)二
軸承任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器任務(wù)四常用連接件任務(wù)一
軸
(一)軸的分類(lèi);(二)軸的材料選擇;(三)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目錄任務(wù)一
軸
如圖4-1(a)所示為減速裝置傳動(dòng)簡(jiǎn)圖,電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力經(jīng)聯(lián)軸器傳遞給減速器的輸入軸Ⅰ,再經(jīng)減速齒輪傳遞給輸出軸Ⅱ,最后在將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞給機(jī)械零件。圖4-1(b)為減速器輸出軸Ⅱ的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,軸上裝有軸承、齒輪、聯(lián)軸器等件,并通過(guò)軸實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。因此,軸的主要功用是支承回轉(zhuǎn)零件(齒輪、鏈輪等),并傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。分析圖4-1(b)減速器輸出軸,軸采用了什么材料?軸的結(jié)構(gòu)如何?軸上零件是如何實(shí)現(xiàn)合理的固定?任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)一軸
(a)減速裝置傳動(dòng)簡(jiǎn)圖(b)減速器輸出軸圖4-1減速裝置任務(wù)分析
通過(guò)對(duì)減速裝置的傳動(dòng)分析可知,軸在工作過(guò)程中承受一定的作用力,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)磨損或損壞現(xiàn)象。因此,在進(jìn)行軸的設(shè)計(jì)時(shí),要選用適合的材料,進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。任務(wù)一軸學(xué)習(xí)目標(biāo)1.熟悉軸的功用、種類(lèi)及應(yīng)用特點(diǎn);2.了解軸的材料選用及常見(jiàn)失效形式;3.掌握軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。任務(wù)一軸
相關(guān)知識(shí)(一)軸的分類(lèi)
1.按軸線幾何形狀分類(lèi)
1)直軸2)曲軸3)撓性鋼絲軸光軸階梯軸空心軸軸任務(wù)一軸2.按軸受載情況分類(lèi)轉(zhuǎn)軸:既傳遞轉(zhuǎn)矩又同時(shí)承受彎矩的軸;心軸:只承受彎矩不承受轉(zhuǎn)矩的軸;傳動(dòng)軸:只承受轉(zhuǎn)矩,不承受彎矩或承受很小的彎矩的軸;轉(zhuǎn)軸任務(wù)一軸軸(二)軸的材料選擇軸的主要失效形式是疲勞斷裂,因此軸的材料要求有一定的疲勞強(qiáng)度和韌性;軸與軸上零件發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面應(yīng)具有一定的耐磨性;同時(shí)根據(jù)經(jīng)濟(jì)性和工藝性等的要求,合理的選擇軸的材料。軸常用的材料主要有碳素鋼和合金鋼。碳素鋼比合金鋼價(jià)格低,對(duì)應(yīng)力集中的敏感性小,應(yīng)用較為廣泛。常采用的碳素鋼有30、40、45和50鋼,以45鋼最常用,為了保證力學(xué)性能,通常進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理。對(duì)不重要的或低速輕載的軸可選用Q235、Q275等普通碳素鋼制造。合金鋼比碳素鋼具有更好的力學(xué)性能和熱處理性能,但應(yīng)力集中敏感,價(jià)格較高,常用于制造高速、重載軸,或受力大而要求尺寸小、重量輕的軸,或處于高溫、低溫或腐蝕介質(zhì)中工作的軸。常用的合金鋼有20Cr、40Cr、20CrMnTi、35CrMo、40MnB等。軸也可以采用鑄鋼、合金鑄鐵或球墨鑄鐵。球墨鑄鐵吸振性、耐磨性好,價(jià)廉,對(duì)應(yīng)力集中的敏感性低,但其強(qiáng)度低,韌性差,鑄造品質(zhì)不容易控制,多用于制造外形復(fù)雜的軸,如內(nèi)燃機(jī)的曲軸等。任務(wù)一軸材料牌號(hào)熱處理毛坯直徑(mm)硬度(HBW)抗拉強(qiáng)度極限σb屈服強(qiáng)度極限σs彎曲疲勞極限σ-1剪切疲勞極限τ-1許用彎曲應(yīng)力[σ-1]備注MPaQ235A熱軋或鍛后空冷≤100
400~42022517010540用于不重要及受載荷不大的軸>100~250
375~390215
45正火回火≤10170~21759029522514055
應(yīng)用最廣泛>100~300162~217570285245135調(diào)質(zhì)≤200217~25564035527515560
40Cr調(diào)質(zhì)≤100>100~300241~28673568554049035535520018570用于載荷較大,而無(wú)很大沖擊的重要軸
40CrNi調(diào)質(zhì)≤100>100~300270~300240~27090078573557043037026021075用于很重要的軸38SiMnMo調(diào)質(zhì)≤100>100~300229~286217~26973568559054036534521019570用于重要的軸,性能近于40CrNi38CrMoAlA調(diào)質(zhì)≤60>60~100>100~160293~321277~302241~277930835785785685590440410375280270220
75用于要求高耐磨性,高強(qiáng)度且熱處理(氮化)變形很小的軸20Cr滲碳淬火回火
≤60滲碳
56~62HRC
640
390
305
160
60用于要求強(qiáng)度及韌性均較高的軸3Cr13調(diào)質(zhì)≤100≥24183563539523075用于腐蝕條件下的軸1Cr18Ni9Ti淬火≤100≤19253019519011545用于高低溫及腐蝕條件下的軸100~200490180110QT600-3
190~270600370215185
用于制造復(fù)雜外形的軸QT800-2
245~335800480290250表4-1軸的常用材料及其主要力學(xué)性能任務(wù)一軸(三)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、軸上零件的裝配方案
所謂的裝配方案,就是預(yù)定出軸上主要零件的裝配尺寸、順序和相互關(guān)系。如下圖所示,圖中的裝配方案是:先裝平鍵,再?gòu)淖蠖艘淮窝b入齒輪、套筒、滾動(dòng)軸承、軸承端蓋、聯(lián)軸器、軸端擋圈;右端只裝軸承和軸承端蓋。這樣就對(duì)各軸段直徑的大小做了初步安排。在擬定方案時(shí),應(yīng)考慮幾個(gè)方案,以供比較選擇。任務(wù)一軸任務(wù)一軸圖4-7軸的結(jié)構(gòu)2、軸上零件的定位為了保證軸和軸上零件有確定的工作位置,防止軸上零件受力時(shí)發(fā)生沿軸向或周向的相對(duì)運(yùn)動(dòng),軸上零件都要進(jìn)行軸向和周向定位。1)零件的軸向定位
(1)軸肩和軸環(huán)a)軸肩定位b)軸環(huán)定位圖4-8軸肩與軸環(huán)任務(wù)一軸任務(wù)一軸
階梯軸上截面變化處稱為軸肩,起軸向定位和單向固定軸上零件的作用。如圖4-7所示,右端滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈左端的定位靠軸肩完成,圖中齒輪右端是靠軸環(huán)來(lái)定位的。軸肩由定位面和過(guò)度圓角組成,如圖4-8(a)所示;軸環(huán)功能與軸肩相同,其尺寸參數(shù)如圖4-8(b)所示。為保證零件端面能靠緊定位面,軸肩(環(huán))圓角半徑r必須小于零件轂孔的圓角半徑R或倒角高度C;軸肩(環(huán))高度h應(yīng)大于C和R。為了有足夠的強(qiáng)度來(lái)承受軸向力,通常取h=(0.07~0.1)d。軸環(huán)寬度b≥1.4h。軸肩和軸環(huán)定位,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,固定可靠,能承受較大的軸向載荷。但采用軸肩和軸環(huán)來(lái)定位,就必然會(huì)使軸的直徑加大,且由于直徑的突然變大而導(dǎo)致產(chǎn)生應(yīng)力集中。任務(wù)一軸(2)套筒套筒適用于軸上兩個(gè)相距較近零件之間的定位,其兩個(gè)端面為定位面,因此應(yīng)有較高的平行度和垂直度。為使軸上零件定位可靠,應(yīng)使軸段長(zhǎng)度比零件轂長(zhǎng)短2~3
mm。使用套筒定位,軸上不需要開(kāi)槽、鉆孔和切制螺紋,簡(jiǎn)化了軸的結(jié)構(gòu)、減小應(yīng)力集中。但由于套筒與軸配合較松,兩者難以同心,故不宜用在高速軸上。圖4-9套筒任務(wù)一軸(3)圓螺母可用圓螺母與軸肩、軸環(huán)等的組合實(shí)現(xiàn)零件在軸上的雙向定位和固定。圓螺母定位裝拆方便,通常用細(xì)牙螺紋來(lái)增強(qiáng)防松能力和減小對(duì)軸的強(qiáng)度消弱及應(yīng)力集中。為了進(jìn)一步提高防松能力,結(jié)構(gòu)上常用雙圓螺母和圓螺母加止動(dòng)墊圈,但止動(dòng)墊圈要求軸上開(kāi)槽,對(duì)軸強(qiáng)度的削弱較大。(a)雙圓螺母
(b)圓螺母加止動(dòng)墊圈圖4-10圓螺母定位任務(wù)一軸(4)彈性擋圈
在軸上切出環(huán)形槽,將彈性擋圈嵌入槽中,利用它的側(cè)面壓緊被定位零件的端面,這種定位方法工藝性好,裝拆方便,但對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大,常用于所受軸向力小的軸。(5)軸端擋圈軸端擋圈又稱壓板,適用于軸端零件的定位。該方法簡(jiǎn)單可靠、裝拆方便,可承受劇烈振動(dòng)和沖擊載荷。圖4-11彈性擋圈定位圖4-12軸端擋圈(6)圓錐面將軸與零件的配合面加工成圓錐面,可以實(shí)現(xiàn)軸向定位。圓錐面定位能消除軸與輪轂的徑向間隙,拆裝方便,可兼作周向定位。適用于有沖擊載荷的場(chǎng)合及軸端零件的定位。(7)鎖緊擋圈與緊定螺釘鎖緊擋圈用緊定螺釘固定在軸上,裝拆方便,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,緊定螺釘還可兼作周向固定,但不能承受大的軸向力,不適用于高速轉(zhuǎn)動(dòng)的軸。任務(wù)一軸圖4-13圓錐面圖4-14鎖緊擋圈任務(wù)一軸任務(wù)一軸2)零件的周向定位為了保證零件傳遞扭矩和防止零件與軸產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),零件在軸上必須軸向定位。零件在軸上的周向定位方式根據(jù)其傳遞轉(zhuǎn)矩的大小和性質(zhì)、零件對(duì)中精度的高低、加工難易等因素來(lái)選擇。如圖所示,常用的周向定位方法有鍵連接、花鍵連接、成型面連接、彈性環(huán)連接、銷(xiāo)連接、過(guò)盈配合等。緊定螺釘也可用做周向定位,但僅用于轉(zhuǎn)矩不大的場(chǎng)合,或用做安裝調(diào)試時(shí)的初定位。(a)鍵連接
(b)花鍵連接(c)成型連接(d)彈性環(huán)連接
(e)銷(xiāo)連接
(f)過(guò)盈配合3)軸的結(jié)構(gòu)工藝性
(1)為縮短加工時(shí)換刀時(shí)間及裝夾工件時(shí)間,同一根軸上所有圓角半徑、倒角尺寸、退刀槽寬度應(yīng)盡可能統(tǒng)一;當(dāng)軸上有兩個(gè)以上鍵槽時(shí),應(yīng)置于軸的同一母線上,以便加工。
(2)當(dāng)軸上的某軸段需要磨削時(shí),應(yīng)留有砂輪的越程槽;當(dāng)需要切制螺紋時(shí),應(yīng)留有退刀槽。
(3)為了去掉毛刺,便于裝配,軸端應(yīng)制出45°倒角。
(4)當(dāng)采用過(guò)盈配合連接時(shí),配合軸段的零件裝入端,常加工成導(dǎo)向錐面。若還附加鍵連接,則鍵槽的長(zhǎng)度應(yīng)延長(zhǎng)到錐面處,便于輪轂上鍵槽與鍵對(duì)中。
(5)如果需要從軸的一端裝入兩個(gè)過(guò)盈配合的零件,則軸上兩個(gè)配合軸段的直徑不應(yīng)相等,否則第一個(gè)零件壓入后,會(huì)把第二個(gè)零件配合的表面拉毛,影響配合。任務(wù)一軸任務(wù)一軸圖4-16砂輪越程槽和螺紋退刀槽圖4-17導(dǎo)向錐面任務(wù)二
軸承
(一)滑動(dòng)軸承;(二)滾動(dòng)軸承;目錄任務(wù)二
軸承
如圖4-18所示為汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸軸承和曲軸軸承,它們是分別保證曲軸和凸輪軸平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)、可靠潤(rùn)滑的重要部件。那么,它們是哪種類(lèi)型的軸承?任務(wù)導(dǎo)入
a)凸輪軸軸承b)曲軸軸承圖4-18凸輪軸軸承和曲軸軸承任務(wù)分析
軸承的功用是支承轉(zhuǎn)動(dòng)的軸及軸上零件,保證軸的旋轉(zhuǎn)精度。根據(jù)軸承工作的摩擦性質(zhì),可分為滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承?;瑒?dòng)軸承具有工作平穩(wěn)、無(wú)噪音、徑向尺寸小、適用于耐沖擊和承載能力大的場(chǎng)合,如汽車(chē)曲軸軸承。而滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)零件,成批量生產(chǎn)成本低,安裝方便,摩擦阻力小,效率高,廣泛應(yīng)用,如發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸軸承。任務(wù)二軸承學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型,材料及失效形式;2.掌握滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型、主要特性及軸承代號(hào);3.掌握滾動(dòng)軸承的支承結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑與密封及失效形式。任務(wù)二
軸承
相關(guān)知識(shí)(一)滑動(dòng)軸承1.滑動(dòng)軸承的類(lèi)型及結(jié)構(gòu)滑動(dòng)軸承按其承受載荷的方向分為:(1)徑向滑動(dòng)軸承,它主要承受徑向載荷。(2)止推滑動(dòng)軸承,它只承受軸向載荷。
1)徑向滑動(dòng)軸承
任務(wù)二
軸承徑向滑動(dòng)軸承(1)整體式滑動(dòng)軸承(2)剖分式滑動(dòng)軸承(3)自動(dòng)調(diào)心式滑動(dòng)軸承1-軸承座;2-整體軸瓦圖4-19整體式滑動(dòng)軸承任務(wù)二
軸承(1)整體式滑動(dòng)軸承整體式滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)如圖4-19所示,由軸承座1和整體軸瓦2組成,軸承座上部有油孔,整體軸瓦內(nèi)有油溝,分別用以加油和引油,進(jìn)行潤(rùn)滑。這種軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉,但軸的裝拆不方便,磨損后軸承的徑向間隙無(wú)法調(diào)整。使用于輕載低速或間歇工作的場(chǎng)合。(2)剖分式滑動(dòng)軸承剖分式滑動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)如圖4-20所示,由軸承座、軸承蓋、剖分式軸瓦(上、下軸瓦)、雙頭螺柱和墊片組成。軸承座和軸承蓋接合面作成階梯形,為了定位對(duì)中。此處放有墊片,以便磨損后調(diào)整軸承的徑向間隙。故裝拆方便,廣泛應(yīng)用。1—雙頭螺柱連接;2—軸承蓋;3—軸承座;4—上軸瓦;5—下軸瓦圖4-20剖分式滑動(dòng)軸承任務(wù)二
軸承(3)自動(dòng)調(diào)心式滑動(dòng)軸承
自動(dòng)調(diào)心式滑動(dòng)軸承,其軸瓦外表面作成球面形狀,與軸承支座孔的球狀內(nèi)表面相接觸,能自動(dòng)適應(yīng)軸在彎曲時(shí)產(chǎn)生的偏斜,可以減少局部磨損。適用于軸承支座間跨距較大或軸頸較長(zhǎng)的場(chǎng)合。任務(wù)二
軸承圖4-21自動(dòng)調(diào)心式滑動(dòng)軸承任務(wù)二軸承2)止推滑動(dòng)軸承止推滑動(dòng)軸承由軸承座和止推軸頸組成。如圖4-22所示,常用的結(jié)構(gòu)形式有實(shí)心式(a)、空心式(b)、單環(huán)式(c)和多環(huán)式(d)。實(shí)心止推滑動(dòng)軸承,軸頸端面的中部壓強(qiáng)比邊緣的大,潤(rùn)滑油不易進(jìn)人,潤(rùn)滑條件差,通常不采用??招闹雇苹瑒?dòng)軸承,軸頸端面的中空部分能存油,軸頸接觸面上壓力分布較均勻,承載能力不大,潤(rùn)滑條件比實(shí)心式好。單止推環(huán)式滑動(dòng)軸承利用軸頸的環(huán)形端面作為止推面,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,潤(rùn)滑方便,可承受雙向軸向載荷。廣泛用于低速、輕載的場(chǎng)合。多環(huán)止推滑動(dòng)軸承,壓強(qiáng)較均勻,能承受較大載荷。但各環(huán)間載荷分布不均勻,環(huán)數(shù)不能太多。任務(wù)二軸承
(a)實(shí)心式(b)空心式(c)單環(huán)式(d)多環(huán)式圖4-22止推滑動(dòng)軸承任務(wù)二軸承2、軸瓦結(jié)構(gòu)
軸瓦是滑動(dòng)軸承中的重要元件,其結(jié)構(gòu)對(duì)軸承的性能有很大的影響。為了使軸瓦既有一定的強(qiáng)度,又具有良好的減摩性,同時(shí)節(jié)省貴重合金材料,常以鋼、鑄鐵或青銅作軸瓦基體,在其表面澆鑄或軋制一層很薄的減摩材料,稱為軸承襯。常見(jiàn)的軸承襯與軸瓦的結(jié)合形式如圖4-23所示。軸承襯直接與軸頸接觸,軸瓦只起支撐作用。
(a)普通槽(b)燕尾槽圖4-23軸承襯與軸瓦的結(jié)合形式任務(wù)二軸承
軸瓦的結(jié)構(gòu)如圖4-24所示,分為整體式和剖分式兩種結(jié)構(gòu)。剖分式軸瓦有承載區(qū)和非承載區(qū),一般載荷向下,故上瓦為非承載區(qū),下瓦為承載區(qū)。潤(rùn)滑油應(yīng)由非承載區(qū)進(jìn)人。故上瓦頂部開(kāi)有進(jìn)油孔。如圖4-25所示,在軸瓦內(nèi)表面,以進(jìn)油口為對(duì)稱位置,沿斜向(a)、周向(b)或軸向(c)開(kāi)有油溝,油經(jīng)油溝分布到各個(gè)軸頸。(a)整體式軸瓦(b)剖分式軸瓦圖4-24軸瓦結(jié)構(gòu)(a)斜向(b)周向(c)軸向圖4-25油孔和油溝任務(wù)二軸承
3、滑動(dòng)軸承的失效形式及材料1)滑動(dòng)軸承的失效形式造成滑動(dòng)軸承的失效原因很多,失效形式也有多種。主要的失效形式有磨損和膠合。其它常見(jiàn)的失效形式有壓潰、刮傷、疲勞剝傷、腐蝕以及軸承襯脫落等。2)滑動(dòng)軸承材料的性能要求軸瓦和軸承襯的材料統(tǒng)稱為軸承材料。根據(jù)軸承的失效形式,對(duì)軸承材料的主要要求是:(1)良好的減摩性(摩擦系數(shù)低)、耐磨性(抗磨損)和抗咬粘性(耐熱性和抗粘附);(2)良好的摩擦順應(yīng)性、嵌入性和磨合性;(3)具有足夠的疲勞強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和抗腐蝕能力;(4)良好的導(dǎo)熱性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性等。任務(wù)二軸承
3)常用滑動(dòng)軸承材料(1)軸承合金(通稱巴氏合金)軸承合金是專門(mén)為滑動(dòng)軸承的需要研制的合金,由錫、鉛、銻、銅等組成。軸承合金的順應(yīng)性和嵌入性非常好,很容易與軸相跑合,也不易發(fā)生膠合。但軸承合金強(qiáng)度差,價(jià)格高,多用于重載、中高速場(chǎng)合。(2)銅合金銅合金具有較好的強(qiáng)度,減摩與耐磨性,但是順應(yīng)性和嵌入性不如軸承合金。(3)鋁基合金鋁基合金的抗疲勞強(qiáng)度較好,具有較好的綜合機(jī)械性能,價(jià)格較低,是取代價(jià)格較高的軸承合金和銅合金的良好材料。任務(wù)二軸承
(4)鑄鐵由于鑄鐵內(nèi)含有石墨,是很好的固體潤(rùn)滑劑,具有一定的減磨性,潤(rùn)滑油與鑄鐵表面的吸附性較好,所以加入潤(rùn)滑油后容易形成良好的邊界潤(rùn)滑油膜。鑄鐵較硬,脆,順應(yīng)性和嵌入性較差,通常用于低速輕載的場(chǎng)合。(5)多孔質(zhì)金屬材料將金屬粉末經(jīng)壓制,燒結(jié)成的材料,材料內(nèi)部包含孔隙(10%~35%),可使其滲入潤(rùn)滑油,用這種材料制成軸承,當(dāng)受壓或受熱時(shí)潤(rùn)滑油被擠出,起到潤(rùn)滑作用,冷卻后潤(rùn)滑油被吸入軸承內(nèi),這些滲入材料內(nèi)部的潤(rùn)滑油不會(huì)流失,長(zhǎng)期起作用,在不容易潤(rùn)滑位置使用這種軸承可以很好的工作。(6)非金屬材料塑料的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,抗腐蝕性強(qiáng),具有一定的自潤(rùn)滑性,質(zhì)地軟,具有較好的嵌入性,減磨性和耐磨性均較好,但是塑料的導(dǎo)熱性能差,熱膨脹系數(shù)大,為防止受熱膨脹后卡死,必須在設(shè)計(jì)中留有較大的間隙。任務(wù)二軸承
4.滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑1)潤(rùn)滑劑及其選用選擇潤(rùn)滑油主要考慮油的粘度和潤(rùn)滑性(油性),但潤(rùn)滑性尚無(wú)定量的理化指標(biāo),故通常只按粘度來(lái)選擇。選擇潤(rùn)滑油的一般原則是:低速、重載、工作溫度高時(shí),應(yīng)選較高粘度的潤(rùn)滑油;反之可選用較低粘度的潤(rùn)滑油。潤(rùn)滑脂主要用于工作要求不高、難以經(jīng)常供油的不完全油膜滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑。選用潤(rùn)滑脂時(shí)主要考慮其稠度(針入度)和滴點(diǎn)。選用的一般原則是:(1)當(dāng)壓力高和滑動(dòng)速度低時(shí),選擇針入度小的潤(rùn)滑脂;反之,選擇錐入度大的潤(rùn)滑脂;(2)所用潤(rùn)滑脂的滴點(diǎn),一般應(yīng)比軸承的工作溫度高約20~30℃,以免工作時(shí)潤(rùn)滑脂過(guò)多地流失。任務(wù)二軸承2)潤(rùn)滑方法和潤(rùn)滑裝置(1)潤(rùn)滑油潤(rùn)滑根據(jù)供油方式的不同,潤(rùn)滑油潤(rùn)滑可分為間斷潤(rùn)滑和連續(xù)潤(rùn)滑。間斷潤(rùn)滑只適用于低速輕載和不重要的軸承。對(duì)于可靠重要的軸承必須采用連續(xù)潤(rùn)滑。a.人工加油潤(rùn)滑在軸承上方設(shè)置油孔或油杯,如圖4-26所示,用油壺或油槍定期向油孔或油杯供油。其結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單,但不能調(diào)節(jié)供油量,只能起到間斷潤(rùn)滑的作用。(a)油孔(b)壓配式壓注油杯圖4-26油孔和油杯任務(wù)二軸承
b.油杯滴油潤(rùn)滑依靠油的自重通過(guò)滴油油杯進(jìn)行供油潤(rùn)滑。圖4-27為針閥式滴油油杯,手柄臥倒時(shí)(圖b)針閥受彈簧推壓向下而堵住底部閥座油孔。手柄直立時(shí)(圖c)便提起針閥打開(kāi)下端油孔,油杯中潤(rùn)滑油流進(jìn)軸承,處于供油狀態(tài)。調(diào)節(jié)螺母可用來(lái)調(diào)節(jié)油的流量。滴油潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便,但供油量不易控制。1-手柄;3-調(diào)節(jié)螺母;3-彈簧;4-油孔遮蓋;5-針閥桿;6-觀察孔圖4-27針閥式滴油油杯任務(wù)二軸承
c.油繩潤(rùn)滑油繩潤(rùn)滑的潤(rùn)滑裝置為油繩式油杯,如圖4-28所示。油繩的一端浸入油中,利用毛細(xì)管作用將潤(rùn)滑油引到軸頸表面,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但其供油量少且不易調(diào)節(jié)。圖4-28油繩式油杯任務(wù)二軸承
d.油環(huán)潤(rùn)滑如圖4-29所示,軸頸上套一油環(huán),油環(huán)下部浸入油池內(nèi),靠軸頸摩擦力帶動(dòng)油環(huán)旋轉(zhuǎn),從而將潤(rùn)滑油帶到軸頸表面。這種裝置只適用于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的水平軸軸承的潤(rùn)滑,并且軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)在50~3000r/min的范圍內(nèi)。圖4-29油環(huán)潤(rùn)滑任務(wù)二軸承
e.飛濺潤(rùn)滑如圖4-30所示,飛濺潤(rùn)滑是利用浸入油池中的齒輪、曲軸等旋轉(zhuǎn)零件或附裝在軸上的甩油盤(pán),將潤(rùn)滑油攪動(dòng)并使之飛濺到箱壁上,再沿油溝進(jìn)入軸承。f.壓力循環(huán)潤(rùn)滑壓力潤(rùn)滑是利用油泵供給充足的潤(rùn)滑油來(lái)潤(rùn)滑軸承,用過(guò)的油又流回油池,經(jīng)過(guò)冷卻和過(guò)濾后可循環(huán)使用。常用于高速重載的軸承中。圖4-30飛濺潤(rùn)滑任務(wù)二軸承
(2)潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑一般為間斷供應(yīng),常用旋蓋式油杯(圖4-31)和壓注油杯(圖4-26b),旋蓋式油杯是利用定期旋轉(zhuǎn)杯蓋將杯內(nèi)潤(rùn)滑脂壓進(jìn)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑。壓注油杯則是利用黃油槍通過(guò)壓注油杯向軸承補(bǔ)充潤(rùn)滑脂。圖4-31旋蓋式油杯任務(wù)二軸承(二)滾動(dòng)軸承1.滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu)
如圖4-32所示,滾動(dòng)軸承一般由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架四部分組成。通常外圈是裝在軸承座孔內(nèi),一般不轉(zhuǎn)動(dòng),內(nèi)圈裝在軸頸上,隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)。保持架的作用是將滾動(dòng)體均勻隔開(kāi),避免摩擦。軸承工作時(shí),滾動(dòng)體在內(nèi)、外圈的滾道中滾動(dòng)。1-內(nèi)圈;3-外圈;3-滾動(dòng)體;4-保持架圖4-32滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu)任務(wù)二軸承
如圖4-33所示,常用的滾動(dòng)體有球形、圓柱滾子、滾針、圓錐滾子、球面滾子、非對(duì)稱球面滾子等幾種。(a)球形(b)圓柱滾子(c)滾針(d)圓錐滾子(e)球面滾子(f)非對(duì)稱球面滾子4-33滾動(dòng)體的類(lèi)型任務(wù)二軸承2.滾動(dòng)軸承的類(lèi)型及其特性
滾動(dòng)軸承按其所能承受的載荷方向分為兩類(lèi):(1)向心軸承:主要用于承受徑向載荷的滾動(dòng)軸承(2)推力軸承:主要用于承受軸向載荷的滾動(dòng)軸承
滾動(dòng)體和外圈接觸處的法線n-n與軸承徑向平面(垂直于軸承軸心線的平面)之間所夾的銳角α,稱為公稱接觸角,如圖4-34所示。α的大小反映了軸承承受軸向載荷的能力的大小,向心軸承的公稱接觸角0°≤α≤45°,推力軸承的公稱接觸角45°<α≤90°。接觸角α越大,軸承的軸向承載能力就越大。任務(wù)二
軸承圖4-34公稱接觸角任務(wù)二
軸承表4-2常用滾動(dòng)軸承的類(lèi)型和特性3、滾動(dòng)軸承的代號(hào)
滾動(dòng)軸承代號(hào)由前置代號(hào)、基本代號(hào)和后置代號(hào)三部分組成,用字母和數(shù)字表示?;敬?hào)表示軸承的類(lèi)型與尺寸等主要特征,后置代號(hào)表示軸承的精度與材料的特征,前置代號(hào)表示軸承的分部件。前置代號(hào)基本代號(hào)后置代號(hào)軸承的分
部件代號(hào)五四三二一內(nèi)
部
結(jié)
構(gòu)
代
號(hào)
密
封
與
防
塵
結(jié)
構(gòu)
代
號(hào)
保
持
架
及
其
材
料
代
號(hào)
特
殊
軸
承
材
料
代
號(hào)
公
差
等
級(jí)
代
號(hào)
游
隙
代
號(hào)
多
軸
承
配
置
代
號(hào)
其
它
代
號(hào)
類(lèi)
型
代
號(hào)
尺寸系列代號(hào)
內(nèi)
徑
代
號(hào)寬︵高
︶度
系
列
代
號(hào)
直
徑
系
列
代
號(hào)
表4-3滾動(dòng)軸承代號(hào)構(gòu)成任務(wù)二
軸承1)基本代號(hào)基本代號(hào)由軸承類(lèi)型代號(hào)、尺寸系列代號(hào)和內(nèi)徑代號(hào)三部分自左至右順序排列組成。(1)類(lèi)型代號(hào):類(lèi)型代號(hào)用數(shù)字或字母表示。軸承代號(hào)軸承類(lèi)型軸承代號(hào)軸承類(lèi)型0雙列角接觸球軸承6深溝球軸承1調(diào)心球軸承7角接觸球軸承2調(diào)心滾子軸承和推力調(diào)心滾子軸承8推力圓柱滾子軸承3圓錐滾子軸承N圓柱滾子軸承4雙列深溝球軸承U外球面球軸承5推力球軸承QJ四點(diǎn)接觸球軸承任務(wù)二
軸承表4-4滾動(dòng)軸承類(lèi)型代號(hào)(2)尺寸系列代號(hào):尺寸系列代號(hào)由軸承的寬(高)度系列代號(hào)(一位數(shù)字)和直徑系列代號(hào)(一位數(shù)字)左右排列組成,直徑系列代號(hào)向心軸承推力軸承寬度系列代號(hào)高度系列代號(hào)801234567912尺寸系列代號(hào)7——17—37———————8—08182838485868————9—09192939495969————0—00102030405060709010—1—01112131415161719111—282021222324252627292122238303132333———739313234—04—24————749414245—————————95——任務(wù)二
軸承表4-5尺寸系列代號(hào)表4-6寬度系列代號(hào)的數(shù)字及其意義代號(hào)7890123456意義特低特窄低窄正常寬特寬3特寬4特寬5特寬6表4-7直徑系列代號(hào)的數(shù)字及其意義代號(hào)789012345意義超特輕超輕超輕特輕特輕輕中重特重任務(wù)二
軸承(3)內(nèi)徑代號(hào)滾動(dòng)軸承內(nèi)徑用兩位數(shù)字表示軸承的內(nèi)徑,具體軸承內(nèi)徑表示方法見(jiàn)下表軸承公稱內(nèi)徑mm內(nèi)
徑
代
號(hào)示
例0.6到10(非整數(shù))用公稱內(nèi)徑毫米數(shù)直接表示,在其與尺寸系列代號(hào)之間用“/”分開(kāi)深溝球軸承618/2.5d=2.5mm1-9(整數(shù))用公稱內(nèi)徑毫米數(shù)直接表示,對(duì)深溝及角接觸球軸承7,8,9直徑系列,內(nèi)徑與尺寸系列代號(hào)之間用“/”分開(kāi)深溝球軸承625618/5d=5mm10到171012151700010203深溝球軸承6200d=10mm20到480(22,28,32除外)公稱內(nèi)徑除以5的商數(shù),商數(shù)為個(gè)位數(shù),需在商數(shù)左邊加“0”,如08調(diào)心滾子軸承23208d=40mm大于和等于500以及22,28,32用公稱內(nèi)徑毫米數(shù)直接表示,但在與尺寸系列之間用“/”分開(kāi)調(diào)心滾子軸承230/500d=500mm深溝球軸承62/22d=22mm任務(wù)二
軸承表4-8滾動(dòng)軸承內(nèi)徑表示滾動(dòng)軸承代號(hào)示例:任務(wù)二
軸承2)前置代號(hào)前置代號(hào)用字母表示,用以說(shuō)明成套軸承部件的特點(diǎn)。如L表示可分離軸承的可分離內(nèi)圈或外圈,K表示滾子和保持架組件,R表示不帶可分離內(nèi)圈和外圈的軸承。3)后置代號(hào)后置代號(hào)用字母(或加數(shù)字)表示,后置代號(hào)置于基本代號(hào)的右邊并與基本代號(hào)空半個(gè)漢字距(代號(hào)中有符號(hào)“-”、“/”除)外。標(biāo)寫(xiě)順序見(jiàn)表上表5-3。1)內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)是以字母表示軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變換情況,例如,角接觸球軸承的三種不同公稱接觸角15°、25°和40°,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)分別標(biāo)注為:7210C/7210AC和7210B。2)公差等級(jí)代號(hào)軸承的公差等級(jí)有0級(jí)、6級(jí)和6x級(jí)、5級(jí)、4級(jí)、2級(jí)共六個(gè)等級(jí),代號(hào)分別為:/P0、/P6和/P6x、/P5、/P4、/P2,其精度依次提高。0級(jí)為普通級(jí),可省略不標(biāo)注;6x級(jí)只適用于圓錐滾子軸承。3)游隙代號(hào)游隙代號(hào)用“/C+數(shù)字”表示,數(shù)字為游隙組號(hào)。游隙組有1、2、0、3、4、5六組,游隙量按序由小到大排列,其中0組為基本游隙組,“/C0”在軸承代號(hào)中省略不標(biāo)注,其余組別的代號(hào)分別為/C1、/C2、/C3、/C4和/C5。任務(wù)二
軸承4、滾動(dòng)軸承的工作情況及失效形式
1)滾動(dòng)軸承的工作時(shí)受力情況
滾動(dòng)軸承只受軸向載荷作用時(shí),可認(rèn)為各滾動(dòng)體受載均勻,但在承受徑向載荷時(shí),情況就有所不同。如圖4-35所示,深溝球軸承在工作的某一瞬間,徑向載荷Fr通過(guò)軸頸作用于內(nèi)圈,位于上半圈的滾動(dòng)體不受力,載荷由下半圈的滾動(dòng)體傳到外圈再傳到軸承座。假設(shè)軸承內(nèi)、外圈的幾何形狀不變,下半圈滾動(dòng)體與套圈的接觸變形量的大小,決定了各滾動(dòng)體承受載荷的大小。從圖中可以看出,處于力作用線正下方位置的滾動(dòng)體變形量最大,承載也就最大,而Fr作用線兩側(cè)的各滾動(dòng)體,承載逐漸減小。各滾動(dòng)體從開(kāi)始受載到受載終止所滾過(guò)的區(qū)域叫做承載區(qū),其他區(qū)域稱為非承載區(qū)。圖4-35滾動(dòng)軸承的受力情況任務(wù)二
軸承任務(wù)二軸承2)滾動(dòng)軸承的失效形式滾動(dòng)軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可能出現(xiàn)各種類(lèi)型的失效,導(dǎo)致軸承不能繼續(xù)正常工作,滾動(dòng)軸承常見(jiàn)的失效形式有以下幾種:(1)疲勞點(diǎn)蝕滾動(dòng)軸承在工作過(guò)程中,滾動(dòng)體與內(nèi)圈(或外圈)不斷的轉(zhuǎn)動(dòng),滾動(dòng)體與滾道接觸表面受到變應(yīng)力作用,工作若干時(shí)間后,內(nèi)外滾道或滾動(dòng)體表面會(huì)出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕,如圖4-36所示。在正確使用下,滾動(dòng)軸承的最主要的失效形式是疲勞點(diǎn)蝕。(2)塑性變形當(dāng)軸承工作轉(zhuǎn)速很低或只作低速擺動(dòng)時(shí),在過(guò)大的靜載荷和沖擊載荷作用下,導(dǎo)致軸承工作表面的接觸應(yīng)力超過(guò)材料的屈服極限,元件表面出現(xiàn)不均勻的塑性變形凹坑,致使軸承失效,如圖4-37所示。圖4-36疲勞點(diǎn)蝕圖4-37塑性變形任務(wù)二軸承(3)磨損滾動(dòng)軸承在密封不良以及多灰塵等惡劣條件下工作時(shí),易發(fā)生磨粒磨損,如圖4-38所示。在潤(rùn)滑不良的情況下工作,軸承發(fā)熱嚴(yán)重時(shí),可能使?jié)L動(dòng)體回火,甚至產(chǎn)生膠合磨損。除了以上失效以外,軸承還可能發(fā)生其它多種的失效形式。例如:轉(zhuǎn)速較高而潤(rùn)滑油不足時(shí)引起軸承燒傷;裝配不當(dāng)而使軸承卡死、脹破內(nèi)圈、擠碎內(nèi)外圈和保持架等。圖4-38磨損5、滾動(dòng)軸承的支承1)滾動(dòng)軸承的軸向定位與固定任務(wù)二
軸承表4-9
滾動(dòng)軸承的軸向定位與固定2)滾動(dòng)軸承支承的結(jié)構(gòu)型式:(1)兩端單向固定支承任務(wù)二
軸承圖4-39兩端單向固定支承結(jié)構(gòu)(2)一端固定一端游動(dòng)支承(a)
(b)圖4-40一端固定一端游動(dòng)支承結(jié)構(gòu)任務(wù)二
軸承圖4-41兩端游動(dòng)支承結(jié)構(gòu)任務(wù)二
軸承(3)兩端游動(dòng)6、滾動(dòng)軸承的安裝與拆卸
軸承內(nèi)圈通常與軸頸配合較緊,安裝前應(yīng)清洗配合表面,并涂上潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂,防止壓入時(shí)產(chǎn)生咬傷。對(duì)于中、小型軸承,安裝時(shí)可用錘子打入或用壓力機(jī)壓入,但需要在軸承圈上墊一裝配套管(銅管或軟鋼管)。對(duì)于尺寸較大的軸承,通常利用熱脹冷縮原理,將軸承放在熱油中加熱到80~100℃后進(jìn)行裝配。圖4-42用手錘安裝軸承
圖4-43拉拔工具拆卸軸承任務(wù)二
軸承7、軸承的潤(rùn)滑與密封1)滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑
(1)潤(rùn)滑目的a.潤(rùn)滑可以降低滾動(dòng)軸承內(nèi)部的摩擦,減少磨損和發(fā)熱量;b.軸承的摩擦發(fā)熱使軸承升溫,油潤(rùn)滑可以到起冷卻作用,從而降低軸承的工作溫度,延長(zhǎng)使用壽命;c.良好的潤(rùn)滑狀態(tài),可在滾動(dòng)體與滾道間形成一層使兩者隔開(kāi)的油膜,可以使接觸壓力減小;d.軸承零件表面覆蓋一層潤(rùn)滑劑,可以防止表面氧化生銹。任務(wù)二
軸承
(2)潤(rùn)滑劑的選擇:
常用的潤(rùn)滑劑有潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂和固體潤(rùn)滑劑。滾動(dòng)軸承一般可用潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂來(lái)潤(rùn)滑,通??砂摧S承內(nèi)徑與轉(zhuǎn)速的乘積(dn)來(lái)決定采用油或脂進(jìn)行潤(rùn)滑。脂潤(rùn)滑一般用于dn值較小的軸承中。潤(rùn)滑脂油膜強(qiáng)度高、承載能力大、不易流失、便于密封,一次加脂可以維持較長(zhǎng)時(shí)間。潤(rùn)滑脂的填充量一般不超過(guò)軸承內(nèi)部空間容積的1/3~1/2,潤(rùn)滑脂過(guò)多會(huì)引起軸承發(fā)熱,影響正常工作。任務(wù)二
軸承2)滾動(dòng)軸承的密封(1)接觸式密封接觸式密封是通過(guò)軸承蓋內(nèi)部放置的密封件與轉(zhuǎn)動(dòng)軸表面的直接接觸而起密封作用(a)毛氈圈密封
(b)唇形密封圈密封圖4-44接觸式密封任務(wù)二
軸承(2)非接觸式密封非接觸式密封常用的有間隙密封和迷宮密封。圖4-45間隙密封(a)徑向迷宮密封
(b)軸向迷宮密封圖4-46迷宮密封(曲路密封)任務(wù)二
軸承任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器(一)聯(lián)軸器;(二)離合器;(三)制動(dòng)器;目錄
汽車(chē)傳動(dòng)系中,變速器的輸出軸和主減速器的輸入軸之間用聯(lián)軸器連接。駕駛員踩踏離合器,可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器的暫時(shí)分離和逐漸接合。駕駛員踩踏制動(dòng)器,可以使車(chē)輪減速或靜止不動(dòng)。那么,聯(lián)軸器、離合器、制動(dòng)器的功用是什么?任務(wù)導(dǎo)入任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器任務(wù)分析
聯(lián)軸器與離合器的功用是將軸與軸(或軸與旋轉(zhuǎn)零件)連成一體,使其一同運(yùn)轉(zhuǎn),并將一軸轉(zhuǎn)矩傳遞給另一軸。聯(lián)軸器連接的兩軸,必須在機(jī)器停車(chē)后,經(jīng)過(guò)拆卸才能分離,而離合器可在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)中隨時(shí)實(shí)現(xiàn)兩軸的分離或接合。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。任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握聯(lián)軸器、離合器、制動(dòng)器的功用、類(lèi)型及結(jié)構(gòu)特點(diǎn);2.掌握聯(lián)軸器、離合器、制動(dòng)器的工作原理及應(yīng)用場(chǎng)合。任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器相關(guān)知識(shí)(一)聯(lián)軸器
1.聯(lián)軸器分類(lèi)
任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器圖4-47兩軸間的相對(duì)位移聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器無(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器有彈性元件撓性聯(lián)軸器2、剛性聯(lián)軸器1)凸緣聯(lián)軸器
(1)用鉸制孔螺栓來(lái)連接兩個(gè)半聯(lián)軸器,鉸制孔用螺栓實(shí)現(xiàn)對(duì)中,靠螺栓桿承受擠壓與剪切來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。
(2)用普通孔螺栓來(lái)連接兩個(gè)半聯(lián)軸器,靠接合面的摩擦力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩。一個(gè)半聯(lián)軸器的凸榫與另一個(gè)半聯(lián)軸器上的凹槽相配合而對(duì)中。(a)
(b)圖4-48凸緣聯(lián)軸器任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器2)套筒聯(lián)軸器
套筒聯(lián)軸器由連接兩軸軸端的套筒和連接套筒與軸的鍵或銷(xiāo)組成??刹捎镁o定螺釘作軸向固定,鍵作周向固定并傳遞轉(zhuǎn)矩;或采用圓錐銷(xiāo)既作軸向固定又作周向固定,并傳遞轉(zhuǎn)矩,且當(dāng)軸超載時(shí),圓錐銷(xiāo)會(huì)被剪斷,起安全保護(hù)作用。(a)鍵連接
(b)銷(xiāo)連接
圖4-49套筒聯(lián)軸器任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器3、撓性聯(lián)軸器1)無(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器(1)滑塊聯(lián)軸器
常用的滑塊聯(lián)軸器有十字滑塊聯(lián)軸器。十字滑塊聯(lián)軸器它利用端面具有互相垂直的凸榫的中間滑塊2與兩半聯(lián)軸器1、3端面的徑向槽配合以實(shí)現(xiàn)兩軸連接。安裝時(shí)兩個(gè)半聯(lián)軸器通過(guò)過(guò)盈配合(或鍵)分別與主動(dòng)軸和從動(dòng)軸相連,中間滑塊上的凸榫與兩半聯(lián)軸器上的凹槽相嵌合而構(gòu)成移動(dòng)副,故可以補(bǔ)償兩軸間的位移。1、3半聯(lián)軸器;2滑塊圖4-50十字滑塊聯(lián)軸器任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器(2)萬(wàn)向聯(lián)軸器
十字軸萬(wàn)向聯(lián)軸器由兩個(gè)叉形半聯(lián)軸器、一個(gè)十字軸及銷(xiāo)釘、套筒、圓錐銷(xiāo)等組成。銷(xiāo)釘與圓錐銷(xiāo)互相垂直,分別將兩個(gè)半聯(lián)軸器與十字軸連接起來(lái),形成可動(dòng)的連接。當(dāng)主動(dòng)軸作等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),從動(dòng)軸作周期性變速轉(zhuǎn)動(dòng)。這種聯(lián)軸器允許兩軸間有較大的偏角位移,最大夾角可達(dá)35°~45°,并允許工作中兩軸間夾角發(fā)生變化。但隨著兩軸間夾角的增大,從動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的不均勻性將增大,傳動(dòng)效率也顯著降低。1、2-半聯(lián)軸器;3-圓錐銷(xiāo);4-十字軸;-5銷(xiāo)釘;6-套筒;7-圓柱銷(xiāo)
圖4-51十字軸萬(wàn)向聯(lián)軸器任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器(a)雙十字軸萬(wàn)向聯(lián)軸器(b)雙十字軸萬(wàn)向聯(lián)軸器成等速傳動(dòng)布置
為了消除從動(dòng)軸變速轉(zhuǎn)動(dòng)的缺點(diǎn),常將十字軸萬(wàn)向聯(lián)軸器成對(duì)串聯(lián)使用,構(gòu)成雙十字軸萬(wàn)向聯(lián)軸器。任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器圖4-52雙十字軸萬(wàn)向聯(lián)軸器2)有彈性元件撓性聯(lián)軸器(1)彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器
彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)與凸緣聯(lián)軸器相似,不同之處是用帶有彈性套的柱銷(xiāo)代替了螺栓連接,彈性套一般用耐油橡膠制成,剖面為梯形以提高彈性。圖4-53彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器(2)彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器與彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)也相似,只是柱銷(xiāo)材料為尼龍,柱銷(xiāo)形狀一端為柱形,另一端制成腰鼓形,以增大角度位移的補(bǔ)償能力。圖4-54彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器(二)離合器1、離合器的功用
離合器是機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中,主、從動(dòng)軸在同一軸線上傳遞動(dòng)力或運(yùn)動(dòng)時(shí),使兩軸隨時(shí)接合或分離。它可用來(lái)操縱機(jī)器傳動(dòng)系統(tǒng)的斷續(xù),以便進(jìn)行變速及換向等。
離合器的基本要求: (1)工作可靠,接合、分離迅速而平穩(wěn),操縱靈活、省力。 (2)外形小、重量輕,調(diào)節(jié)和修理方便。 (3)對(duì)摩擦式離合器,還要求其耐磨性好并具有良好的散熱能力。任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器2、常用離合器:1)牙嵌式離合器
牙嵌式離合器由端面帶牙的兩個(gè)半離合器組成,通過(guò)端面上的凸牙傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩。1、2-半離合器;3-導(dǎo)向平鍵;4-操縱滑環(huán);5-對(duì)中環(huán)圖4-55牙嵌式離合器任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器
牙嵌式離合器常用的牙型有矩形牙,三角形牙、梯形牙、鋸齒形牙等。任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器圖4-56牙嵌式離合器的牙型2)圓盤(pán)摩擦離合器(1)單盤(pán)式摩擦離合器
單盤(pán)摩擦離合器的主動(dòng)摩擦盤(pán)3與主動(dòng)軸1之間通過(guò)平鍵和軸肩作周向和軸向定位,并緊配,從動(dòng)磨擦盤(pán)4可沿導(dǎo)向平鍵在從動(dòng)軸上移動(dòng)。移動(dòng)滑環(huán)5可使兩盤(pán)接合或分離;工作時(shí),施加軸向壓力F,使兩圓盤(pán)的接合面產(chǎn)生足夠的摩擦力以傳遞轉(zhuǎn)矩。1-主動(dòng)軸;2-從動(dòng)軸;3-主動(dòng)摩擦盤(pán);4-從動(dòng)摩擦盤(pán);5-滑環(huán)圖4-57單盤(pán)式摩擦離合器任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器(2)多盤(pán)式摩擦離合器1-主動(dòng)軸;2-鼓輪;3-壓板;4-內(nèi)片;5-外片;6-調(diào)節(jié)螺母;7-曲臂壓桿;8-滑環(huán);9-套筒;10-從動(dòng)軸
多盤(pán)摩擦離合器的結(jié)構(gòu),它有兩組摩擦盤(pán):一組外摩擦盤(pán)以其外齒插入主動(dòng)軸1上的鼓輪2內(nèi)緣的縱向槽中。另一組內(nèi)摩擦盤(pán)4,以其內(nèi)孔的凹槽與從動(dòng)軸10上的套筒9的凸齒相配合。(a)外摩擦片(b)內(nèi)摩擦片(c)碟形內(nèi)摩擦片圖4-58多盤(pán)式摩擦離合器任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器3)膜片彈簧離合器
膜片彈簧離合器的組成特點(diǎn)是用彈簧鋼板制成的帶有錐度的膜片彈簧作為壓緊彈簧。膜片彈簧上開(kāi)有若干個(gè)徑向切槽,切槽的內(nèi)段開(kāi)通,外端為圓孔,每?jī)汕胁壑g的鋼板形成一個(gè)彈性杠桿,它既是壓緊彈簧又是分離杠桿。
(a)結(jié)構(gòu)示意圖
(b)膜片彈簧結(jié)構(gòu)
1-飛輪;2,5-螺栓;3-從動(dòng)盤(pán);4-離合器蓋總成;6-定位銷(xiāo);7-扭轉(zhuǎn)減振器;8-從動(dòng)盤(pán)轂;9-減振彈簧圖4-59膜片彈簧離合器任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器(a)安裝前位置(b)接合位置(c)分離位置1-飛輪;2-離合器蓋;3-壓盤(pán);4-膜片彈簧;5、7-支承圈;6-分離鉤8-分離軸承圖4-60膜片彈簧離合器工作原理任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器4)滾柱超越離合器
內(nèi)星輪滾柱離合器是一種常用的定向超越離合器,主要由星輪、外環(huán)、滾柱、彈簧頂桿等組成。星輪與外輪的活動(dòng)關(guān)系可多樣化。當(dāng)星輪主動(dòng)并順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),滾柱受摩擦力作用而滾向星輪和外環(huán)空隙的收縮部分,被楔緊在星輪與外環(huán)間,從而帶動(dòng)外環(huán)與星輪一起轉(zhuǎn)動(dòng),離合器處于接合狀態(tài)。當(dāng)星輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),滾柱被滾到空隙的寬敞部分,離合器處于分離狀態(tài)。1-星輪;2-外環(huán);3-滾柱;4-彈簧頂桿
圖4-61滾柱超越離合器任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器(三)制動(dòng)器
在機(jī)器設(shè)備中,為了降低某些運(yùn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)速或使其停止,就必需利用制動(dòng)器。制動(dòng)器一般是利用摩擦力矩來(lái)消耗機(jī)器運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)能,從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)的。制動(dòng)器的構(gòu)造和使用性能必須滿足以下的要求: (1)能產(chǎn)生足夠大的制動(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。
制動(dòng)器按照制動(dòng)零件的結(jié)構(gòu)特征分:塊式、帶式、盤(pán)式等型式的制動(dòng)器任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器1、抱塊式制動(dòng)器
常閉式抱塊式制動(dòng)器斷電時(shí)制動(dòng),通電時(shí)解除制動(dòng)作用,處于松閘狀態(tài)。具體工作過(guò)程如圖所示,當(dāng)松閘器6斷電時(shí),主彈簧3通過(guò)制動(dòng)臂4使閘瓦塊2壓緊在制動(dòng)輪1上,達(dá)到制動(dòng)目的。當(dāng)松閘器6通電時(shí),電磁力頂起立柱,通過(guò)推桿5和制動(dòng)臂4操縱閘瓦塊2與制動(dòng)輪1松開(kāi)。通過(guò)調(diào)整推桿5的長(zhǎng)度來(lái)補(bǔ)償閘瓦塊2的磨損。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4-62抱塊式制動(dòng)器任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器2、內(nèi)張?zhí)闶街苿?dòng)器
內(nèi)張?zhí)闶街苿?dòng)器是利用內(nèi)置的制動(dòng)蹄在徑向向外擠壓制動(dòng)輪,產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩來(lái)制動(dòng)的。制動(dòng)器工作時(shí),泵4(液壓缸或氣缸)克服拉簧5的作用使左右制動(dòng)蹄2、7分別與制動(dòng)輪6相互壓緊,即產(chǎn)生制動(dòng)作用。泵4卸壓后,拉簧5使兩制動(dòng)蹄2、7與制動(dòng)輪6分離。1、8-銷(xiāo)軸;2、7-制動(dòng)蹄;3-摩擦片;4-泵;5-彈簧;6-制動(dòng)輪圖4-63內(nèi)張?zhí)闶街苿?dòng)器任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器3、帶式制動(dòng)器
帶式制動(dòng)器是利用制動(dòng)帶與制動(dòng)輪之間的摩擦力來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)的。當(dāng)施加外力FQ于制動(dòng)杠桿上時(shí),利用杠桿作用使制動(dòng)帶抱住制動(dòng)輪產(chǎn)生摩擦力達(dá)到制動(dòng)的目的。帶式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、包角大、制動(dòng)力矩大。但制動(dòng)輪軸受較大的彎曲作用力,制動(dòng)帶的壓強(qiáng)和磨損不均勻,且受摩擦系數(shù)變化的影響大,散熱差。
圖4-64帶式制動(dòng)器任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器4、盤(pán)式制動(dòng)器
浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器由制動(dòng)盤(pán)、分泵、制動(dòng)鉗、制動(dòng)塊、制動(dòng)盤(pán)、油管等組成,制動(dòng)鉗1相對(duì)制動(dòng)盤(pán)5可以軸向滑動(dòng),制動(dòng)時(shí),活塞2在液壓力的作用下,將活動(dòng)制動(dòng)塊3推向制動(dòng)盤(pán),同時(shí)反力使制動(dòng)鉗1右移,致使固定制動(dòng)塊4壓靠到制動(dòng)盤(pán)4上,從而達(dá)到制動(dòng)目的。1-制動(dòng)鉗2-活塞3-活動(dòng)制動(dòng)塊4-固定制動(dòng)塊5-制動(dòng)盤(pán)
圖4-65浮動(dòng)鉗盤(pán)式制動(dòng)器任務(wù)三
聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器任務(wù)四
常用連接件(一)螺紋連接;(二)鍵連接;(三)銷(xiāo)連接;(四)彈簧;目錄任務(wù)四
常用連接件
汽車(chē)零部件之間用不同的連接方法組合而成。汽車(chē)變速器齒輪與軸之間采用的是鍵連接(圖4-66a),汽車(chē)發(fā)電機(jī)前端蓋與后端蓋的采用的是螺栓連接(圖4-66b),發(fā)動(dòng)機(jī)活塞與連桿小頭之間采用的是銷(xiāo)連接(圖4-66c)。那么汽車(chē)上常用的連接有哪些?任務(wù)導(dǎo)入
(a)(b)(c)圖4-66汽車(chē)上常用連接任務(wù)分析
由于使用、結(jié)構(gòu)、制造、裝配、運(yùn)輸?shù)确矫娴脑颍瑱C(jī)器中很多零件需要彼此連接。機(jī)械零件之間的連接分為靜連接和動(dòng)連接。動(dòng)連接是機(jī)器工作時(shí),零部件之間可以有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接,例如各種運(yùn)動(dòng)副之間的連接。靜連接是指在機(jī)器工作中,不允許零部件之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的連接。靜連接又分為可拆連接和不可拆連接兩類(lèi)。可拆連接是不需毀壞連接中的任何一個(gè)零件就可拆開(kāi)的連接,例如螺紋連接、鍵連接。不可拆連接是至少毀壞連接中的一部分才能拆開(kāi)的連接,例如鉚接、粘接等。任務(wù)四
常用連接件學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握螺紋連接的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、連接方法及及預(yù)緊與防松;2.掌握鍵連接、花鍵連接、銷(xiāo)連接的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)及連接方法及應(yīng)用;3.掌握彈簧的的種類(lèi)、結(jié)構(gòu)及作用。任務(wù)四
常用連接件相關(guān)知識(shí)(一)螺紋連接1.螺紋的形成、類(lèi)型及應(yīng)用
1)螺紋的形成(1)螺旋線如圖4-67所示,一動(dòng)點(diǎn)在一圓柱體的表面上,一邊繞軸線等速旋轉(zhuǎn),同時(shí)沿軸向作等速移動(dòng)所形成的軌跡即為螺旋線。(2)螺紋螺紋是在圓柱或圓錐表面上,沿著螺旋線所形成的具有規(guī)定牙型的連續(xù)凸起,如圖4-68所示。
任務(wù)四
常用連接件任務(wù)四
常用連接件
圖4-68圓柱螺紋圖4-67螺旋線任務(wù)四
常用連接件2)螺紋的基本要素螺紋的基本要素包括牙型、公稱直徑、螺距和導(dǎo)程、線數(shù)及旋向等?,F(xiàn)以圓柱螺紋為例,說(shuō)明螺紋的主要幾何參數(shù),如圖4-68所示。(1)牙型在通過(guò)螺紋軸線的剖面上,螺紋的輪廓形狀稱為螺紋牙型。在軸向截面內(nèi),螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角稱為牙型角。(2)公稱直徑大徑d:與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相切的假想圓柱面的直徑,是螺紋的公稱直徑。小徑d1:與外螺紋牙底或內(nèi)螺紋牙頂相切的假想圓柱面的直徑。中徑d2:一個(gè)假想圓柱的直徑,該圓柱的母線通過(guò)牙型上牙厚和牙間寬度相等的直徑。任務(wù)四
常用連接件
(3)螺距和導(dǎo)程相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離稱為螺距p。同一條螺旋線相鄰兩牙在中徑線上對(duì)應(yīng)兩點(diǎn)間的軸向距離稱為導(dǎo)程Ph。P與Ph之間的關(guān)系為:Ph=nP,n為螺紋的線數(shù)。(4)線數(shù)形成螺紋的螺旋線數(shù)目。(5)旋向螺紋的旋進(jìn)方向,螺紋旋向判定方法:當(dāng)螺紋的軸線垂直于水平面放置時(shí),螺紋向右上方傾斜上升,為右旋螺紋;反之則為左旋螺紋,一般常用右旋螺紋。螺紋的牙型、公稱直徑、螺距、線數(shù)和旋向稱為螺紋的五大要素,只有上述五個(gè)要素完全相同的螺紋才能旋合在一起。任務(wù)四
常用連接件3)螺紋的類(lèi)型及應(yīng)用在圓柱外表面上所形成的螺紋稱外螺紋,如圖4-69(a)所示;在圓柱內(nèi)表面上所形成的螺紋稱內(nèi)螺紋,如圖4-69(b)所示。
(a)外螺紋(b)內(nèi)螺紋圖4-69外螺紋和內(nèi)螺紋任務(wù)四
常用連接件
根據(jù)螺紋螺旋線旋繞方向的不同,螺紋可分為右旋螺紋和左旋螺紋。按螺旋線的數(shù)目不同,又可分成單線螺紋(沿一條螺旋線所形成的螺紋)和多線螺紋(沿兩條或兩條以上的螺旋線所形成的螺紋)。圖4-70(a)為單線右旋螺紋,圖4-70(b)為雙線左旋螺紋,圖4-70(c)為三線右旋螺紋。
(a)(b)(c)圖4-70螺紋的旋向和線數(shù)任務(wù)四
常用連接件
按螺紋牙型不同,常用的螺紋有三角形螺紋(圖4-71a)、矩形螺紋(圖4-71b)、梯形螺紋(圖4-71c)和鋸齒形螺紋(圖4-71d)。
(a)三角形螺紋(b)矩形螺(c)梯形螺紋(d)鋸齒形螺紋圖4-71螺紋的牙型任務(wù)四
常用連接件
螺紋按其用途不同可分成連接螺紋和傳動(dòng)螺紋兩大類(lèi),常用螺紋的類(lèi)型、特點(diǎn)和應(yīng)用見(jiàn)表4-10。表4-10常用螺紋的類(lèi)型、特點(diǎn)和應(yīng)用任務(wù)四
常用連接件
2.螺紋連接的基本類(lèi)型
螺紋連接由連接件和被連接件組成,它的基本類(lèi)型有螺栓連接、雙頭螺柱連接、螺釘連接、緊定螺釘連接。1)螺栓連接
(a)普通螺栓連接(b)鉸制孔用螺栓連接圖4-72螺栓連接任務(wù)四
常用連接件2)雙頭螺柱連接圖4-73雙頭螺柱連接
雙頭螺柱連接(圖4-73)是將雙頭螺柱的一端旋緊在被連接件之一的螺紋孔中,另一端則穿過(guò)其余被連接件的通孔,然后擰緊螺母,將被連接件連接起來(lái)。雙頭螺柱連接用于有一連接件較厚,并經(jīng)常裝拆的場(chǎng)合,拆卸時(shí)只需擰下螺母即可。任務(wù)四
常用連接件3)螺釘連接
螺釘連接(圖4-74)是將螺釘穿過(guò)一被連接件的通孔,然后旋入另一被連接件的螺紋孔中。這種連接不用螺母,用于有一連接件較厚,且不需經(jīng)常裝拆的場(chǎng)合。圖4-74螺釘連接任務(wù)四
常用連接件4)緊定螺釘連接
(a)(b)圖4-75緊定螺釘連接
緊定螺釘連接(圖4-75)是將緊定螺釘旋入被連接件之一的螺紋孔中,并以其末端頂住另一被連接件的表面或頂入相應(yīng)的凹坑中,以固定兩個(gè)零件的相互位置。這種連接多用于軸與軸上零件的連接,并可傳遞不大的載荷。任務(wù)四
常用連接件
3.螺紋連接的預(yù)緊與防松1)螺紋連接的預(yù)緊大多數(shù)螺紋連接在裝配時(shí)都需要擰緊螺母,使之在承受工作載荷之前,預(yù)先受到力的作用,這個(gè)預(yù)加作用力稱為預(yù)緊力。預(yù)緊的目的是為了增強(qiáng)連接的可靠性和緊密性,以防止受載后被連接件間出現(xiàn)縫隙或發(fā)生相對(duì)移動(dòng)。通常,利用控制擰緊力矩的方法來(lái)控制預(yù)緊力的大小,預(yù)緊力太小,達(dá)不到緊固的要求,預(yù)緊力太大會(huì)使連接件過(guò)載斷裂。因此,必須很好地控制擰緊力矩。一般情況下,預(yù)緊力F0和預(yù)緊力矩T之間的關(guān)系為:
T≈0.2F0d(N?mm)(4-2)式中,d為螺紋大徑(mm)。
任務(wù)四
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通常,擰緊力矩一般由操作者按經(jīng)驗(yàn)確定,對(duì)于重要的螺栓連接,采用測(cè)力矩扳手(圖4-76)或定力矩扳手(圖4-77)來(lái)控制擰緊力矩。1-彈性元件;2-指示表圖4-76測(cè)力矩扳手1—扳手卡盤(pán);2—圓柱銷(xiāo);3—彈簧;4—調(diào)整螺釘圖4-77定力矩扳手任務(wù)四
常用連接件2)螺紋連接的防松螺紋連接一般都具有自鎖性能,在靜載荷下不會(huì)自動(dòng)松脫。但在沖擊、振動(dòng)變載荷作用下,螺紋連接中的預(yù)緊力和摩擦力會(huì)逐漸減小或消失,導(dǎo)致連接失效。因此必須考慮螺紋連接的防松。螺紋連接防松的根本問(wèn)題在于防止螺紋副相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。按工作原理的不同,防松方法分為摩擦防松、機(jī)械防松和永久防松。(1)摩擦防松(a)對(duì)頂螺母防松(b)彈簧墊圈防松(c)尼龍圈鎖緊螺母防松圖4-78摩擦防松任務(wù)四
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(2)機(jī)械防松(a)開(kāi)口銷(xiāo)與開(kāi)槽螺母防松(b)止動(dòng)墊片防松
(c)串聯(lián)鋼絲圖4-79機(jī)械防松任務(wù)四
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(3)永久防松
(a)沖點(diǎn)防松
(b)點(diǎn)焊防松
(c)粘合防松圖4-80永久防松任務(wù)四
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(二)鍵連接
鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)件,通常用于連接軸與軸上旋轉(zhuǎn)零件(如齒輪、帶輪),起周向固定作用,并得以傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和扭矩,有的還能實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或作軸上移動(dòng)的導(dǎo)向裝置。鍵連接的主要類(lèi)型有:平鍵連接、半圓鍵連接、楔鍵連接和切向鍵連接。1、平鍵連接
平鍵根據(jù)用途又可分為普通平鍵(圖4-81)、導(dǎo)向平鍵(圖4-82)和滑鍵(圖4-83)。普通平鍵用于靜連接,即軸與輪轂間無(wú)相對(duì)軸向移動(dòng)。導(dǎo)向平鍵和滑鍵用于動(dòng)連接,即軸與輪轂間有相對(duì)軸向移動(dòng)。任務(wù)四
常用連接件1)普通平鍵
(a)鍵槽剖面(b)A型(c)B型(d)C型圖4-81普通平鍵連接任務(wù)四
常用連接件2)導(dǎo)向平鍵和滑鍵圖4-82導(dǎo)向平鍵圖
圖4-83滑鍵任務(wù)四
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2、半圓鍵連接如圖4-84a)所示,半圓鍵連接的工作面為鍵的兩側(cè)面,有較好的對(duì)中性,工作時(shí)靠其側(cè)面的擠壓來(lái)傳遞扭矩。鍵能在槽中繞幾何中心擺動(dòng),以適應(yīng)輪轂上鍵槽斜度,適用于錐形軸與輪轂的連接,如圖4-84b)所示。但軸上鍵槽較深,對(duì)軸的強(qiáng)度削弱較大,只適用于輕載連接。
圖4-84半圓鍵連接任務(wù)四
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