項目四 汽車典型機械零件

項目四汽車典型機械零件任務(wù)一

軸任務(wù)二

軸承任務(wù)三

聯(lián)軸器、離合器和制動器任務(wù)四常用連接件任務(wù)一

軸

（一）軸的分類；（二）軸的材料選擇；（三）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計目錄任務(wù)一

軸

如圖4-1（a）所示為減速裝置傳動簡圖，電動機的運動和動力經(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，最后在將運動和動力傳遞給機械零件。圖4-1（b）為減速器輸出軸Ⅱ的結(jié)構(gòu)簡圖，軸上裝有軸承、齒輪、聯(lián)軸器等件，并通過軸實現(xiàn)傳動。因此，軸的主要功用是支承回轉(zhuǎn)零件（齒輪、鏈輪等），并傳遞運動和動力。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）減速裝置傳動簡圖（b）減速器輸出軸圖4-1減速裝置任務(wù)分析

通過對減速裝置的傳動分析可知，軸在工作過程中承受一定的作用力，經(jīng)過一定時間后會出現(xiàn)磨損或損壞現(xiàn)象。因此，在進行軸的設(shè)計時，要選用適合的材料，進行必要的結(jié)構(gòu)設(shè)計。任務(wù)一軸學(xué)習(xí)目標(biāo)1.熟悉軸的功用、種類及應(yīng)用特點；2.了解軸的材料選用及常見失效形式；3.掌握軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。任務(wù)一軸

相關(guān)知識（一）軸的分類

1.按軸線幾何形狀分類

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.按軸受載情況分類轉(zhuǎn)軸：既傳遞轉(zhuǎn)矩又同時承受彎矩的軸；心軸：只承受彎矩不承受轉(zhuǎn)矩的軸；傳動軸：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度和韌性；軸與軸上零件發(fā)生相對運動的表面應(yīng)具有一定的耐磨性；同時根據(jù)經(jīng)濟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。碳素鋼比合金鋼價格低，對應(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，通常進行正火或調(diào)質(zhì)處理。對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，價廉，對應(yīng)力集中的敏感性低，但其強度低，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)燃機的曲軸等。任務(wù)一軸材料牌號熱處理毛坯直徑（mm）硬度(HBW)抗拉強度極限σb屈服強度極限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，再從左端一次裝入齒輪、套筒、滾動軸承、軸承端蓋、聯(lián)軸器、軸端擋圈；右端只裝軸承和軸承端蓋。這樣就對各軸段直徑的大小做了初步安排。在擬定方案時，應(yīng)考慮幾個方案，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發(fā)生沿軸向或周向的相對運動，軸上零件都要進行軸向和周向定位。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)來定位的。軸肩由定位面和過度圓角組成，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。為了有足夠的強度來承受軸向力，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)來定位，就必然會使軸的直徑加大，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相距較近零件之間的定位，其兩個端面為定位面，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)使軸段長度比零件轂長短2～3

mm。使用套筒定位，軸上不需要開槽、鉆孔和切制螺紋，簡化了軸的結(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)牙螺紋來增強防松能力和減小對軸的強度消弱及應(yīng)力集中。為了進一步提高防松能力，結(jié)構(gòu)上常用雙圓螺母和圓螺母加止動墊圈，但止動墊圈要求軸上開槽，對軸強度的削弱較大。（a）雙圓螺母

（b）圓螺母加止動墊圈圖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，但對軸的強度削弱較大，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。該方法簡單可靠、裝拆方便，可承受劇烈振動和沖擊載荷。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)生相對轉(zhuǎn)動，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)、零件對中精度的高低、加工難易等因素來選擇。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、銷連接、過盈配合等。緊定螺釘也可用做周向定位，但僅用于轉(zhuǎn)矩不大的場合，或用做安裝調(diào)試時的初定位。（a）鍵連接

（b）花鍵連接（c）成型連接（d）彈性環(huán)連接

（e）銷連接

（f）過盈配合3）軸的結(jié)構(gòu)工藝性

（1）為縮短加工時換刀時間及裝夾工件時間，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)軸上有兩個以上鍵槽時，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，應(yīng)留有砂輪的越程槽；當(dāng)需要切制螺紋時，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)采用過盈配合連接時，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，則鍵槽的長度應(yīng)延長到錐面處，便于輪轂上鍵槽與鍵對中。

（5）如果需要從軸的一端裝入兩個過盈配合的零件，則軸上兩個配合軸段的直徑不應(yīng)相等，否則第一個零件壓入后，會把第二個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）滑動軸承；（二）滾動軸承；目錄任務(wù)二

軸承

如圖4-18所示為汽車發(fā)動機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)運轉(zhuǎn)、可靠潤滑的重要部件。那么，它們是哪種類型的軸承？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)，可分為滑動軸承和滾動軸承?；瑒虞S承具有工作平穩(wěn)、無噪音、徑向尺寸小、適用于耐沖擊和承載能力大的場合，如汽車曲軸軸承。而滾動軸承是標(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)動機凸輪軸軸承。任務(wù)二軸承學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握滑動軸承的結(jié)構(gòu)、類型，材料及失效形式；2.掌握滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型、主要特性及軸承代號；3.掌握滾動軸承的支承結(jié)構(gòu)、潤滑與密封及失效形式。任務(wù)二

軸承

相關(guān)知識（一）滑動軸承1.滑動軸承的類型及結(jié)構(gòu)滑動軸承按其承受載荷的方向分為：（1）徑向滑動軸承，它主要承受徑向載荷。（2）止推滑動軸承，它只承受軸向載荷。

1）徑向滑動軸承

任務(wù)二

軸承徑向滑動軸承（1）整體式滑動軸承（2）剖分式滑動軸承（3）自動調(diào)心式滑動軸承1-軸承座；2-整體軸瓦圖4-19整體式滑動軸承任務(wù)二

軸承（1）整體式滑動軸承整體式滑動軸承結(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，進行潤滑。這種軸承結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，但軸的裝拆不方便，磨損后軸承的徑向間隙無法調(diào)整。使用于輕載低速或間歇工作的場合。（2）剖分式滑動軸承剖分式滑動軸承結(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剖分式滑動軸承任務(wù)二

軸承（3）自動調(diào)心式滑動軸承

自動調(diào)心式滑動軸承，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，能自動適應(yīng)軸在彎曲時產(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的場合。任務(wù)二

軸承圖4-21自動調(diào)心式滑動軸承任務(wù)二軸承2）止推滑動軸承止推滑動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)形式有實心式（a)、空心式（b)、單環(huán)式（c)和多環(huán)式（d)。實心止推滑動軸承，軸頸端面的中部壓強比邊緣的大，潤滑油不易進人，潤滑條件差，通常不采用?？招闹雇苹瑒虞S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，潤滑條件比實心式好。單止推環(huán)式滑動軸承利用軸頸的環(huán)形端面作為止推面，結(jié)構(gòu)簡單，潤滑方便，可承受雙向軸向載荷。廣泛用于低速、輕載的場合。多環(huán)止推滑動軸承，壓強較均勻，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）實心式（b）空心式（c）單環(huán)式（d）多環(huán)式圖4-22止推滑動軸承任務(wù)二軸承2、軸瓦結(jié)構(gòu)

軸瓦是滑動軸承中的重要元件，其結(jié)構(gòu)對軸承的性能有很大的影響。為了使軸瓦既有一定的強度，又具有良好的減摩性，同時節(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)。潤滑油應(yīng)由非承載區(qū)進人。故上瓦頂部開有進油孔。如圖4-25所示，在軸瓦內(nèi)表面，以進油口為對稱位置，沿斜向（a）、周向（b）或軸向（c）開有油溝，油經(jīng)油溝分布到各個軸頸。（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、滑動軸承的失效形式及材料1）滑動軸承的失效形式造成滑動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）具有足夠的疲勞強度、抗壓強度和抗腐蝕能力；（4）良好的導(dǎo)熱性、工藝性、經(jīng)濟性等。任務(wù)二軸承

3）常用滑動軸承材料（1）軸承合金（通稱巴氏合金）軸承合金是專門為滑動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。但軸承合金強度差，價格高，多用于重載、中高速場合。（2）銅合金銅合金具有較好的強度，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度較好，具有較好的綜合機械性能，價格較低，是取代價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，是很好的固體潤滑劑，具有一定的減磨性，潤滑油與鑄鐵表面的吸附性較好，所以加入潤滑油后容易形成良好的邊界潤滑油膜。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％），可使其滲入潤滑油，用這種材料制成軸承，當(dāng)受壓或受熱時潤滑油被擠出，起到潤滑作用，冷卻后潤滑油被吸入軸承內(nèi)，這些滲入材料內(nèi)部的潤滑油不會流失，長期起作用，在不容易潤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，具有一定的自潤滑性，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)計中留有較大的間隙。任務(wù)二軸承

4.滑動軸承的潤滑1）潤滑劑及其選用選擇潤滑油主要考慮油的粘度和潤滑性（油性），但潤滑性尚無定量的理化指標(biāo)，故通常只按粘度來選擇。選擇潤滑油的一般原則是：低速、重載、工作溫度高時，應(yīng)選較高粘度的潤滑油；反之可選用較低粘度的潤滑油。潤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軸承的潤滑。選用潤滑脂時主要考慮其稠度（針入度）和滴點。選用的一般原則是：（1）當(dāng)壓力高和滑動速度低時，選擇針入度小的潤滑脂；反之，選擇錐入度大的潤滑脂；（2）所用潤滑脂的滴點，一般應(yīng)比軸承的工作溫度高約20～30℃，以免工作時潤滑脂過多地流失。任務(wù)二軸承2）潤滑方法和潤滑裝置（1）潤滑油潤滑根據(jù)供油方式的不同，潤滑油潤滑可分為間斷潤滑和連續(xù)潤滑。間斷潤滑只適用于低速輕載和不重要的軸承。對于可靠重要的軸承必須采用連續(xù)潤滑。a.人工加油潤滑在軸承上方設(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)最為簡單，但不能調(diào)節(jié)供油量，只能起到間斷潤滑的作用。（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.油杯滴油潤滑依靠油的自重通過滴油油杯進行供油潤滑。圖4-27為針閥式滴油油杯，手柄臥倒時（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（圖ｃ）便提起針閥打開下端油孔，油杯中潤滑油流進軸承，處于供油狀態(tài)。調(diào)節(jié)螺母可用來調(diào)節(jié)油的流量。滴油潤滑結(jié)構(gòu)簡單，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.油繩潤滑油繩潤滑的潤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)管作用將潤滑油引到軸頸表面，其結(jié)構(gòu)簡單，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)，靠軸頸摩擦力帶動油環(huán)旋轉(zhuǎn)，從而將潤滑油帶到軸頸表面。這種裝置只適用于連續(xù)運轉(zhuǎn)的水平軸軸承的潤滑，并且軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)在50～3000r/min的范圍內(nèi)。圖4-29油環(huán)潤滑任務(wù)二軸承

e.飛濺潤滑如圖4-30所示，飛濺潤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，將潤滑油攪動并使之飛濺到箱壁上，再沿油溝進入軸承。f.壓力循環(huán)潤滑壓力潤滑是利用油泵供給充足的潤滑油來潤滑軸承，用過的油又流回油池，經(jīng)過冷卻和過濾后可循環(huán)使用。常用于高速重載的軸承中。圖4-30飛濺潤滑任務(wù)二軸承

（2）潤滑脂潤滑潤滑脂潤滑一般為間斷供應(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)潤滑脂壓進軸承進行潤滑。壓注油杯則是利用黃油槍通過壓注油杯向軸承補充潤滑脂。圖4-31旋蓋式油杯任務(wù)二軸承（二）滾動軸承1.滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)

如圖4-32所示，滾動軸承一般由內(nèi)圈、外圈、滾動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，內(nèi)圈裝在軸頸上，隨軸轉(zhuǎn)動。保持架的作用是將滾動體均勻隔開，避免摩擦。軸承工作時，滾動體在內(nèi)、外圈的滾道中滾動。1-內(nèi)圈；3-外圈；3-滾動體；4-保持架圖4-32滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)任務(wù)二軸承

如圖4-33所示，常用的滾動體有球形、圓柱滾子、滾針、圓錐滾子、球面滾子、非對稱球面滾子等幾種。（a）球形（b）圓柱滾子（c）滾針（d）圓錐滾子（e）球面滾子（f）非對稱球面滾子4-33滾動體的類型任務(wù)二軸承2.滾動軸承的類型及其特性

滾動軸承按其所能承受的載荷方向分為兩類：（1）向心軸承：主要用于承受徑向載荷的滾動軸承（2）推力軸承：主要用于承受軸向載荷的滾動軸承

滾動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常用滾動軸承的類型和特性3、滾動軸承的代號

滾動軸承代號由前置代號、基本代號和后置代號三部分組成，用字母和數(shù)字表示。基本代號表示軸承的類型與尺寸等主要特征，后置代號表示軸承的精度與材料的特征，前置代號表示軸承的分部件。前置代號基本代號后置代號軸承的分

部件代號五四三二一內(nèi)

部

結(jié)

構(gòu)

代

號

密

封

與

防

塵

結(jié)

構(gòu)

代

號

保

持

架

及

其

材

料

代

號

特

殊

軸

承

材

料

代

號

公

差

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級

代

號

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代

號

多

軸

承

配

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代

號

其

它

代

號

類

型

代

號

尺寸系列代號

內(nèi)

徑

代

號寬︵高

︶度

系

列

代

號

直

徑

系

列

代

號

表4-3滾動軸承代號構(gòu)成任務(wù)二

軸承1）基本代號基本代號由軸承類型代號、尺寸系列代號和內(nèi)徑代號三部分自左至右順序排列組成。（1）類型代號：類型代號用數(shù)字或字母表示。軸承代號軸承類型軸承代號軸承類型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四點接觸球軸承任務(wù)二

軸承表4-4滾動軸承類型代號（2）尺寸系列代號：尺寸系列代號由軸承的寬（高）度系列代號（一位數(shù)字）和直徑系列代號（一位數(shù)字）左右排列組成，直徑系列代號向心軸承推力軸承寬度系列代號高度系列代號801234567912尺寸系列代號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尺寸系列代號表4-6寬度系列代號的數(shù)字及其意義代號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直徑系列代號的數(shù)字及其意義代號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)徑代號滾動軸承內(nèi)徑用兩位數(shù)字表示軸承的內(nèi)徑，具體軸承內(nèi)徑表示方法見下表軸承公稱內(nèi)徑mm內(nèi)

徑

代

號示

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之間用“/”分開深溝球軸承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)徑與尺寸系列代號之間用“/”分開深溝球軸承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滾動軸承內(nèi)徑表示滾動軸承代號示例：任務(wù)二

軸承2）前置代號前置代號用字母表示，用以說明成套軸承部件的特點。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）后置代號后置代號用字母（或加數(shù)字）表示，后置代號置于基本代號的右邊并與基本代號空半個漢字距（代號中有符號“-”、“/”除）外。標(biāo)寫順序見表上表5-3。1）內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號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)代號分別標(biāo)注為：7210C/7210AC和7210B。2）公差等級代號軸承的公差等級有0級、6級和6x級、5級、4級、2級共六個等級，代號分別為：/P0、/P6和/P6x、/P5、/P4、/P2，其精度依次提高。0級為普通級，可省略不標(biāo)注；6x級只適用于圓錐滾子軸承。3）游隙代號游隙代號用“/C+數(shù)字”表示，數(shù)字為游隙組號。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”在軸承代號中省略不標(biāo)注，其余組別的代號分別為/C1、/C2、/C3、/C4和/C5。任務(wù)二

軸承4、滾動軸承的工作情況及失效形式

1）滾動軸承的工作時受力情況

滾動軸承只受軸向載荷作用時，可認(rèn)為各滾動體受載均勻，但在承受徑向載荷時，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通過軸頸作用于內(nèi)圈，位于上半圈的滾動體不受力，載荷由下半圈的滾動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，下半圈滾動體與套圈的接觸變形量的大小，決定了各滾動體承受載荷的大小。從圖中可以看出，處于力作用線正下方位置的滾動體變形量最大，承載也就最大，而Ｆr作用線兩側(cè)的各滾動體，承載逐漸減小。各滾動體從開始受載到受載終止所滾過的區(qū)域叫做承載區(qū)，其他區(qū)域稱為非承載區(qū)。圖4-35滾動軸承的受力情況任務(wù)二

軸承任務(wù)二軸承2）滾動軸承的失效形式滾動軸承在運轉(zhuǎn)時可能出現(xiàn)各種類型的失效，導(dǎo)致軸承不能繼續(xù)正常工作，滾動軸承常見的失效形式有以下幾種：（1）疲勞點蝕滾動軸承在工作過程中，滾動體與內(nèi)圈（或外圈）不斷的轉(zhuǎn)動，滾動體與滾道接觸表面受到變應(yīng)力作用，工作若干時間后，內(nèi)外滾道或滾動體表面會出現(xiàn)疲勞點蝕，如圖4-36所示。在正確使用下，滾動軸承的最主要的失效形式是疲勞點蝕。（2）塑性變形當(dāng)軸承工作轉(zhuǎn)速很低或只作低速擺動時，在過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疲勞點蝕圖4-37塑性變形任務(wù)二軸承（3）磨損滾動軸承在密封不良以及多灰塵等惡劣條件下工作時，易發(fā)生磨粒磨損，如圖4-38所示。在潤滑不良的情況下工作，軸承發(fā)熱嚴(yán)重時，可能使?jié)L動體回火，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)速較高而潤滑油不足時引起軸承燒傷；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、滾動軸承的支承1）滾動軸承的軸向定位與固定任務(wù)二

軸承表4-9

滾動軸承的軸向定位與固定2）滾動軸承支承的結(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）一端固定一端游動支承（a）

（b）圖4-40一端固定一端游動支承結(jié)構(gòu)任務(wù)二

軸承圖4-41兩端游動支承結(jié)構(gòu)任務(wù)二

軸承（3）兩端游動6、滾動軸承的安裝與拆卸

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，并涂上潤滑油或潤滑脂，防止壓入時產(chǎn)生咬傷。對于中、小型軸承，安裝時可用錘子打入或用壓力機壓入，但需要在軸承圈上墊一裝配套管（銅管或軟鋼管）。對于尺寸較大的軸承，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、軸承的潤滑與密封1）滾動軸承的潤滑

（1）潤滑目的a.潤滑可以降低滾動軸承內(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，油潤滑可以到起冷卻作用，從而降低軸承的工作溫度，延長使用壽命；c.良好的潤滑狀態(tài)，可在滾動體與滾道間形成一層使兩者隔開的油膜，可以使接觸壓力減小；d.軸承零件表面覆蓋一層潤滑劑，可以防止表面氧化生銹。任務(wù)二

軸承

（2）潤滑劑的選擇：

常用的潤滑劑有潤滑油、潤滑脂和固體潤滑劑。滾動軸承一般可用潤滑油或潤滑脂來潤滑，通常可按軸承內(nèi)徑與轉(zhuǎn)速的乘積（dn）來決定采用油或脂進行潤滑。脂潤滑一般用于dn值較小的軸承中。潤滑脂油膜強度高、承載能力大、不易流失、便于密封，一次加脂可以維持較長時間。潤滑脂的填充量一般不超過軸承內(nèi)部空間容積的1/3～1/2，潤滑脂過多會引起軸承發(fā)熱，影響正常工作。任務(wù)二

軸承2）滾動軸承的密封（1）接觸式密封接觸式密封是通過軸承蓋內(nèi)部放置的密封件與轉(zhuǎn)動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、離合器與制動器（一）聯(lián)軸器；（二）離合器；（三）制動器；目錄

汽車傳動系中，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，可以實現(xiàn)發(fā)動機與變速器的暫時分離和逐漸接合。駕駛員踩踏制動器，可以使車輪減速或靜止不動。那么，聯(lián)軸器、離合器、制動器的功用是什么？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，必須在機器停車后，經(jīng)過拆卸才能分離，而離合器可在機器運轉(zhuǎn)中隨時實現(xiàn)兩軸的分離或接合。制動器一般是利用摩擦力矩來降低機器運動部件的轉(zhuǎn)速或使其停止回轉(zhuǎn)的裝置。任務(wù)三

聯(lián)軸器、離合器與制動器學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握聯(lián)軸器、離合器、制動器的功用、類型及結(jié)構(gòu)特點；2.掌握聯(lián)軸器、離合器、制動器的工作原理及應(yīng)用場合。任務(wù)三

聯(lián)軸器、離合器與制動器相關(guān)知識（一）聯(lián)軸器

1.聯(lián)軸器分類

任務(wù)三

聯(lián)軸器、離合器與制動器圖4-47兩軸間的相對位移聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器無彈性元件撓性聯(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）用鉸制孔螺栓來連接兩個半聯(lián)軸器，鉸制孔用螺栓實現(xiàn)對中，靠螺栓桿承受擠壓與剪切來傳遞轉(zhuǎn)矩。

（2）用普通孔螺栓來連接兩個半聯(lián)軸器，靠接合面的摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩。一個半聯(lián)軸器的凸榫與另一個半聯(lián)軸器上的凹槽相配合而對中。（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，圓錐銷會被剪斷，起安全保護作用。（a)鍵連接

（b）銷連接

圖4-49套筒聯(lián)軸器任務(wù)三

聯(lián)軸器、離合器與制動器3、撓性聯(lián)軸器1）無彈性元件撓性聯(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現(xiàn)兩軸連接。安裝時兩個半聯(lián)軸器通過過盈配合（或鍵）分別與主動軸和從動軸相連，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)成移動副，故可以補償兩軸間的位移。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、離合器與制動器（2）萬向聯(lián)軸器

十字軸萬向聯(lián)軸器由兩個叉形半聯(lián)軸器、一個十字軸及銷釘、套筒、圓錐銷等組成。銷釘與圓錐銷互相垂直，分別將兩個半聯(lián)軸器與十字軸連接起來，形成可動的連接。當(dāng)主動軸作等速轉(zhuǎn)動時，從動軸作周期性變速轉(zhuǎn)動。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，從動軸轉(zhuǎn)動的不均勻性將增大，傳動效率也顯著降低。1、2-半聯(lián)軸器；3-圓錐銷；4-十字軸；-5銷釘；6-套筒；7-圓柱銷

圖4-51十字軸萬向聯(lián)軸器任務(wù)三

聯(lián)軸器、離合器與制動器(a）雙十字軸萬向聯(lián)軸器(b）雙十字軸萬向聯(lián)軸器成等速傳動布置

為了消除從動軸變速轉(zhuǎn)動的缺點，常將十字軸萬向聯(lián)軸器成對串聯(lián)使用，構(gòu)成雙十字軸萬向聯(lián)軸器。任務(wù)三

聯(lián)軸器、離合器與制動器圖4-52雙十字軸萬向聯(lián)軸器2）有彈性元件撓性聯(lián)軸器(1）彈性套柱銷聯(lián)軸器

彈性套柱銷聯(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彈性套柱銷聯(lián)軸器任務(wù)三

聯(lián)軸器、離合器與制動器(2）彈性柱銷聯(lián)軸器彈性柱銷聯(lián)軸器與彈性套柱銷聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)也相似，只是柱銷材料為尼龍，柱銷形狀一端為柱形，另一端制成腰鼓形，以增大角度位移的補償能力。圖4-54彈性柱銷聯(lián)軸器任務(wù)三

聯(lián)軸器、離合器與制動器（二）離合器1、離合器的功用

離合器是機器在運轉(zhuǎn)過程中，主、從動軸在同一軸線上傳遞動力或運動時，使兩軸隨時接合或分離。它可用來操縱機器傳動系統(tǒng)的斷續(xù)，以便進行變速及換向等。

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半離合器組成，通過端面上的凸牙傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。1、2-半離合器；3-導(dǎo)向平鍵；4-操縱滑環(huán)；5-對中環(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、離合器與制動器圖4-56牙嵌式離合器的牙型2）圓盤摩擦離合器(1）單盤式摩擦離合器

單盤摩擦離合器的主動摩擦盤3與主動軸1之間通過平鍵和軸肩作周向和軸向定位，并緊配，從動磨擦盤4可沿導(dǎo)向平鍵在從動軸上移動。移動滑環(huán)5可使兩盤接合或分離；工作時，施加軸向壓力F，使兩圓盤的接合面產(chǎn)生足夠的摩擦力以傳遞轉(zhuǎn)矩。1-主動軸；2-從動軸；3-主動摩擦盤；4-從動摩擦盤；5-滑環(huán)圖4-57單盤式摩擦離合器任務(wù)三

聯(lián)軸器、離合器與制動器(2）多盤式摩擦離合器１-主動軸；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-從動軸

多盤摩擦離合器的結(jié)構(gòu)，它有兩組摩擦盤：一組外摩擦盤以其外齒插入主動軸1上的鼓輪2內(nèi)緣的縱向槽中。另一組內(nèi)摩擦盤4，以其內(nèi)孔的凹槽與從動軸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多盤式摩擦離合器任務(wù)三

聯(lián)軸器、離合器與制動器3）膜片彈簧離合器

膜片彈簧離合器的組成特點是用彈簧鋼板制成的帶有錐度的膜片彈簧作為壓緊彈簧。膜片彈簧上開有若干個徑向切槽，切槽的內(nèi)段開通，外端為圓孔，每兩切槽之間的鋼板形成一個彈性杠桿，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-從動盤；4-離合器蓋總成；6-定位銷；7-扭轉(zhuǎn)減振器；8-從動盤轂；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；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。星輪與外輪的活動關(guān)系可多樣化。當(dāng)星輪主動并順時針轉(zhuǎn)動時，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，從而帶動外環(huán)與星輪一起轉(zhuǎn)動，離合器處于接合狀態(tài)。當(dāng)星輪反向轉(zhuǎn)動時，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、離合器與制動器（三）制動器

在機器設(shè)備中，為了降低某些運動部件的轉(zhuǎn)速或使其停止，就必需利用制動器。制動器一般是利用摩擦力矩來消耗機器運動部件的動能，從而實現(xiàn)制動的。制動器的構(gòu)造和使用性能必須滿足以下的要求： (1）能產(chǎn)生足夠大的制動力矩。 (2）結(jié)構(gòu)簡單，外形緊湊。 (3）制動迅速、平穩(wěn)、可靠。 (4）制動器的零件要有足夠的強度和剛度，還要有較高的耐磨性和耐熱性。 (5）調(diào)整和維修方便。

制動器按照制動零件的結(jié)構(gòu)特征分：塊式、帶式、盤式等型式的制動器任務(wù)三

聯(lián)軸器、離合器與制動器1、抱塊式制動器

常閉式抱塊式制動器斷電時制動，通電時解除制動作用，處于松閘狀態(tài)。具體工作過程如圖所示，當(dāng)松閘器6斷電時，主彈簧3通過制動臂4使閘瓦塊2壓緊在制動輪1上，達到制動目的。當(dāng)松閘器6通電時，電磁力頂起立柱，通過推桿5和制動臂4操縱閘瓦塊2與制動輪1松開。通過調(diào)整推桿5的長度來補償閘瓦塊2的磨損。1-制動輪；2-閘瓦塊；3-主彈簧；4-制動臂；

5-推桿；6-松閘器圖4-62抱塊式制動器任務(wù)三

聯(lián)軸器、離合器與制動器2、內(nèi)張?zhí)闶街苿悠?/p>

內(nèi)張?zhí)闶街苿悠魇抢脙?nèi)置的制動蹄在徑向向外擠壓制動輪，產(chǎn)生制動轉(zhuǎn)矩來制動的。制動器工作時，泵4（液壓缸或氣缸）克服拉簧5的作用使左右制動蹄2、7分別與制動輪6相互壓緊，即產(chǎn)生制動作用。泵4卸壓后，拉簧5使兩制動蹄2、7與制動輪6分離。1、8-銷軸；2、7-制動蹄；3-摩擦片；4-泵；5-彈簧；6-制動輪圖4-63內(nèi)張?zhí)闶街苿悠魅蝿?wù)三

聯(lián)軸器、離合器與制動器3、帶式制動器

帶式制動器是利用制動帶與制動輪之間的摩擦力來實現(xiàn)制動的。當(dāng)施加外力FQ于制動杠桿上時，利用杠桿作用使制動帶抱住制動輪產(chǎn)生摩擦力達到制動的目的。帶式制動器結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、包角大、制動力矩大。但制動輪軸受較大的彎曲作用力，制動帶的壓強和磨損不均勻，且受摩擦系數(shù)變化的影響大，散熱差。

圖4-64帶式制動器任務(wù)三

聯(lián)軸器、離合器與制動器4、盤式制動器

浮動鉗盤式制動器由制動盤、分泵、制動鉗、制動塊、制動盤、油管等組成，制動鉗1相對制動盤5可以軸向滑動，制動時，活塞2在液壓力的作用下，將活動制動塊3推向制動盤，同時反力使制動鉗1右移，致使固定制動塊4壓靠到制動盤4上，從而達到制動目的。1-制動鉗2-活塞3-活動制動塊4-固定制動塊5-制動盤

圖4-65浮動鉗盤式制動器任務(wù)三

聯(lián)軸器、離合器與制動器任務(wù)四

常用連接件（一）螺紋連接；（二）鍵連接；（三）銷連接；（四）彈簧；目錄任務(wù)四

常用連接件

汽車零部件之間用不同的連接方法組合而成。汽車變速器齒輪與軸之間采用的是鍵連接（圖4-66a），汽車發(fā)電機前端蓋與后端蓋的采用的是螺栓連接（圖4-66b），發(fā)動機活塞與連桿小頭之間采用的是銷連接（圖4-66c）。那么汽車上常用的連接有哪些？任務(wù)導(dǎo)入

（a）（b）（c）圖4-66汽車上常用連接任務(wù)分析

由于使用、結(jié)構(gòu)、制造、裝配、運輸?shù)确矫娴脑?，機器中很多零件需要彼此連接。機械零件之間的連接分為靜連接和動連接。動連接是機器工作時，零部件之間可以有相對運動的連接，例如各種運動副之間的連接。靜連接是指在機器工作中，不允許零部件之間存在相對運動的連接。靜連接又分為可拆連接和不可拆連接兩類?？刹疬B接是不需毀壞連接中的任何一個零件就可拆開的連接，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.掌握螺紋連接的類型、結(jié)構(gòu)特點、連接方法及及預(yù)緊與防松；2.掌握鍵連接、花鍵連接、銷連接的類型、結(jié)構(gòu)及連接方法及應(yīng)用；3.掌握彈簧的的種類、結(jié)構(gòu)及作用。任務(wù)四

常用連接件相關(guān)知識（一）螺紋連接1.螺紋的形成、類型及應(yīng)用

1）螺紋的形成（1）螺旋線如圖4-67所示，一動點在一圓柱體的表面上，一邊繞軸線等速旋轉(zhuǎn)，同時沿軸向作等速移動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。現(xiàn)以圓柱螺紋為例，說明螺紋的主要幾何參數(shù)，如圖4-68所示。（1）牙型在通過螺紋軸線的剖面上，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d2：一個假想圓柱的直徑，該圓柱的母線通過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應(yīng)兩點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應(yīng)兩點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，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

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螺紋按其用途不同可分成連接螺紋和傳動螺紋兩大類，常用螺紋的類型、特點和應(yīng)用見表4-10。表4-10常用螺紋的類型、特點和應(yīng)用任務(wù)四

常用連接件

2.螺紋連接的基本類型

螺紋連接由連接件和被連接件組成，它的基本類型有螺栓連接、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，另一端則穿過其余被連接件的通孔，然后擰緊螺母，將被連接件連接起來。雙頭螺柱連接用于有一連接件較厚，并經(jīng)常裝拆的場合，拆卸時只需擰下螺母即可。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

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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，這個預(yù)加作用力稱為預(yù)緊力。預(yù)緊的目的是為了增強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)生相對移動。通常，利用控制擰緊力矩的方法來控制預(yù)緊力的大小，預(yù)緊力太小，達不到緊固的要求，預(yù)緊力太大會使連接件過載斷裂。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)驗確定，對于重要的螺栓連接，采用測力矩扳手（圖4-76）或定力矩扳手（圖4-77）來控制擰緊力矩。1-彈性元件；2-指示表圖4-76測力矩扳手1—扳手卡盤；2—圓柱銷；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，在靜載荷下不會自動松脫。但在沖擊、振動變載荷作用下，螺紋連接中的預(yù)緊力和摩擦力會逐漸減小或消失，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題在于防止螺紋副相對轉(zhuǎn)動。按工作原理的不同，防松方法分為摩擦防松、機械防松和永久防松。（1）摩擦防松（a）對頂螺母防松（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）機械防松（a）開口銷與開槽螺母防松（b）止動墊片防松

（c）串聯(lián)鋼絲圖4-79機械防松任務(wù)四

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（3）永久防松

（a）沖點防松

（b）點焊防松

（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)運動和扭矩，有的還能實現(xiàn)軸上零件的軸向固定或作軸上移動的導(dǎo)向裝置。鍵連接的主要類型有：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，即軸與輪轂間無相對軸向移動。導(dǎo)向平鍵和滑鍵用于動連接，即軸與輪轂間有相對軸向移動。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，有較好的對中性，工作時靠其側(cè)面的擠壓來傳遞扭矩。鍵能在槽中繞幾何中心擺動，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，對軸的強度削弱較大，只適用于輕載連接。

圖4-84半圓鍵連接任務(wù)四

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