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文檔簡介
軸類零件種類及功能第1頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.1軸2.1.1軸的種類及應用按照軸的軸線形狀不同,軸可以分為曲軸[圖2-1(a)]、直軸(圖2-2)和撓性軸[圖2-1(b)]三大類。1.曲軸是往復式機械中的專用零件,可以將回轉運動轉變為直線往復運動或將直線往復運動轉變為回轉運動。2.直軸按照外形的不同,可以分為光軸[圖2-2(a)]和階梯軸兩類[圖2-2(b)]。將軸制成空心的[圖2-2(c)],如車床的主軸。下一頁返回第2頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.1軸可將直軸按照所受載荷的不同,分為轉軸、心軸和傳動軸三大類。
(1)轉軸。既支承回轉零件又傳遞動力,同時承受彎曲(彎矩)和扭轉(轉矩)兩種作用的軸稱為轉軸。轉軸是機械中最常用的軸。在圖2-3(a)所示減速裝置傳動簡圖中,聯軸器6所聯接的左、右兩根軸,傳動帶2聯接的軸,小齒輪3聯接的軸都是轉軸。圖2-3(b)所示為與聯軸器左半邊相聯接的減速裝置輸出軸的結構簡圖。上一頁下一頁返回第3頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.1軸
(2)心軸。用來支承轉動的零件,只承受彎曲作用(彎矩),而不傳遞動力(轉矩)的軸稱為心軸。既有轉動的心軸,如圖2-4(a)所示的車軸;也有固定不動的心軸,如圖2-4(b)所示滑輪支承軸。
(3)傳動軸用來傳遞動力(轉矩),只承受扭轉作用而不受彎曲(彎矩)作用或彎曲(彎矩)作用很小的軸稱為傳動軸,如圖2-5所示為汽車傳動軸(軸是空心的,由自重所引起的彎曲作用很小)。上一頁下一頁返回第4頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.1軸2.1.2軸的結構1.常用軸的結構光軸雖然結構簡單、加工方便,但是軸上零件如齒輪、帶輪和軸承等的固定和裝拆不便,在工程上的應用不廣。階梯軸的結構多種多樣,沒有標準的形式。階梯軸的各個階臺均有其作用,工程上多用階梯軸。軸的結構應滿足下述三個方面的要求:.軸上零件要便于用手安裝和拆卻;.安裝在軸上的零件,要牢固可靠的相對固定;.軸的結構應便于加工和盡量避免或減小力集中。下一頁返回上一頁第5頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.1軸2.估算軸頸按軸上各段的不同作用一般可分三部分。被軸承支承的部位稱為支承軸頸,支承回轉零件(如齒輪、聯軸器等)的部位稱為軸妥。聯接配合軸頸與軸妥的部分稱為軸身。軸的直徑除根據強度計算確定外,通常可應用經驗式進行估算。軸的各部位直徑應符合標準尺寸系列,支承軸頸的直徑還必須符合軸承內孔的直徑系列。不同級別低速軸的軸徑可按同級齒輪副的中心距
來估算,如用經驗式估算。估算后的軸徑,應圓整為標準尺寸值,如下表2-1:上一頁下一頁返回第6頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.1軸2.1.3軸上零件的固定方法1.軸上零件的軸向固定方法軸上零件軸向固定是為了防止零件作軸向移動,保證零件在軸上有確定的軸向位置,并能承受軸向力。常用的方法有利用軸肩、軸環、圓錐面,以及采用軸端擋圈、軸套、圓螺母、彈性擋圈等零件進行軸向固定。
(1)軸套固定軸套又稱為套筒,軸套固定結構簡單、裝拆方便,用其軸向固定零件時,主要依靠已確定位置的零件來作軸向定位,適用于相鄰兩零件間距較小的場合(圖2-6)。上一頁下一頁返回第7頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.1軸
(2)軸端擋圈和圓錐面固定當零件位于軸端位置時,可以利用軸端擋圈或者圓錐面加擋圈進行軸向固定的方法。圖2-7所示就是用軸端擋圈定位,采用圖示的鎖緊裝置可以防止軸端擋圈和螺釘松動。無軸肩和軸環的軸端,可采用圖2-8所示圓錐面加擋圈進行軸向固定,這種固定有較高的定心精度,并能承受沖擊載荷。
(3)軸肩和軸環固定這是一種最常用的固定方法,常用于齒輪、帶輪、軸承和聯軸器等傳動零件的軸向固定。軸肩和軸環是指階梯軸的截面變化部位(圖2-9)。用軸肩和軸環軸向固定軸上零件,具有定位可靠、結構簡單、能夠承受大強度的軸向力等優點。上一頁下一頁返回第8頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.1軸
(4)彈性擋圈固定彈性擋圈結構簡單緊湊、拆裝方便,但缺點是能承受的軸向力較小,而且要求切槽尺寸保持精確度,以免出現彈性擋圈不能裝入切槽或者彈性擋圈與被固定零件間存在空隙的現象。圖2-10所示為利用彈性擋圈作軸向固定。
(5)圓螺母固定使用圓螺母作軸向固定,通常是無法采用軸套固定或軸套太長時才采用(圖2-11)。這種方法通常用在軸的中部或端部位置,具有固定可靠、裝拆方便、能承受較大的軸向力的優點。上一頁下一頁返回第9頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.1軸2.軸上零件的周向固定方法為了傳遞轉矩及防止零件與軸產生相對運動,常采用轉動軸上零件周向固定的方法。常采用鍵和過盈配合等方法實現零件的周向固定。
(1)用過盈配合作周向固定不拆卸的軸與輪毅的連接常用這種方法。由于包容件輪毅的配合尺寸(孔徑)小于被包容件軸的配合尺寸(軸頸直徑),裝配后在兩者之間產生較大壓力,通過此壓力所產生的摩擦力來傳遞轉矩。采用鍵聯接與過盈配合組合的固定方法可以針對于對中性要求高,以傳遞大的轉矩及使軸上零件的周向固定更加牢固。上一頁下一頁返回第10頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.1軸
(2)用鍵作周向固定采用鍵連接作為軸上零件的周向固定應用最廣。用平鍵連接作周向固定,結構簡單,制造容易,裝拆方便,對中性好,可用于較高精度、較高轉速及受沖擊或變載荷作用的固定連接。
(3)其他方法作周向固定當軸傳遞的載荷很小時,可以用圓錐銷(圖2-12)或緊定螺釘(圖2-13)的方法作周向固定。這兩種方法均兼有軸向固定的作用。上一頁下一頁返回第11頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.1軸2.1.4軸的加工工藝為了保證軸的精度以及便于軸的加工,必要時應設置中心孔。為便于軸上零件的裝拆,階梯軸的直徑應該是由中間向兩端依次減小,兩端小,中間大。為便于螺紋車刀退出,軸上有螺紋時,應有退刀槽(圖2-14);需要磨削的階臺軸,應留有越程槽(圖2-15)。為便于裝配,當軸上裝有質量較大的零件或與軸頸過盈配合的零件時,其裝入端應加工出半錐角為
的導向錐面(圖2-16)。上一頁返回第12頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.2鍵2.2.1半圓鍵聯接半圓鍵聯接的鍵為半圓形,在工作時靠兩側面實現周向固定和傳遞轉矩(圖2-17)鍵在軸槽中能繞自身幾何中心沿槽底圓弧擺動,以適應輪毅上鍵槽的斜度。半圓鍵的特點是制造容易,裝拆方便。但是由于鍵槽較深,削弱了軸的強度,只能傳遞較小的轉矩,因此一般用于輕載或輔助性聯接,特別對錐形軸與輪毅的聯接特別適用。下一頁返回第13頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.2鍵2.2.2平鍵聯接1.普通平鍵聯接普通平鍵聯接(圖2-18)特點是裝卸方便,對中性良好,適用于高精度、高速度和承受變載、沖擊力的場合。根據鍵的頭部形狀不同可以將普通平鍵分為三類:圓頭(A型)、方頭(B型)和單圓頭(C型)[圖2-19]。采用B型鍵時,鍵槽用盤銑刀[圖2-19(e)]銑出,因此軸的應力集中較小。選用A型和C型鍵時,軸上鍵槽一般用指狀銑刀[圖2-19(d)]銑出,鍵在槽中的軸向固定較好,但鍵槽兩端會產生較大的應力集中。上一頁下一頁返回第14頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.2鍵2.導向平鍵聯接導向平鍵聯接一般是當零件必須沿軸線方向移動時,采用平鍵聯接將普通平鍵加長,實例如圖2-20所示。導向平鍵較長,且與鍵槽配合較松,因此在工作中要用螺釘將其固定于軸槽內。為了拆裝方便,在導向平鍵中部專門留有起鍵用的螺孔。導向平鍵分為有圓頭(A型)和方頭(B型)兩種形式。零件在軸上的移動距離較大時,可以采用滑鍵[圖2-20(c)]連接,如車床光桿與其上面零件(蝸桿或傘齒輪)的連接。滑鍵用螺上一頁下一頁返回第15頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.2鍵3.平鍵聯接的選用和配合平鍵的主要根據軸的直徑來選用不同的標準,從標準中選定鍵的剖面尺寸bxh;鍵和鍵槽剖面尺寸及鍵槽公差可以從(表2-2)查閱。鍵聯接的穩定性和使用壽命與表面粗糙度有很大關系。鍵工作面的表面粗糙度尺Ra值應小于1.6um,與其相配合的軸槽和輪毅槽側面的表面粗糙度Ra值為1.6一3.2um。非工作表面(鍵的頂面、底面和鍵槽底面)的表面粗糙度Ra值為6.3um。上一頁下一頁返回第16頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.2鍵4.平鍵的標準平鍵是標準件,它的標記由主要尺寸寬度b、高度h、和長度L三個尺寸來表示。標準代號后面的括號是指發布于1979年的該國家標準在1990年經審定后確認繼續有效。以上標記示例中,A型平鍵可以省略標記字母A。上一頁下一頁返回第17頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.2鍵2.2.3花鍵聯接兩零件上等距分布且齒數相同的鍵齒相互聯接稱為花鍵聯接,由帶鍵齒的軸(外花鍵)和輪毅(內花鍵)所組成[圖2-22(a)],它是遞轉矩或運動的同軸偶件。可以把常用的花鍵按照鍵齒的形狀不同分為矩形花鍵、漸開線花鍵和三角形花鍵聯接[圖2-22(b),(c),(d)]。下一頁返回上一頁第18頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.2鍵1.矩形花鍵聯接矩形花鍵是端平面上外花鍵的鍵齒或內花鍵的鍵槽的兩側齒形為相互平行的直線且對稱于軸平面的花鍵。分為圓柱直齒矩形花鍵(簡稱矩形花鍵)和圓柱斜齒矩形花鍵兩種。由于矩形齒花鍵加工容易,所以在花鍵中,得到廣泛的應用。矩形花鍵聯接的定心(即花鍵副工作軸線位置的限定)方式有三種:小徑d定心、大徑D定心和齒側(即鍵寬B)定心(圖2-23)。上一頁下一頁返回第19頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.2鍵2.漸開線花鍵聯接漸開線花鍵是齒在圓柱(或圓錐)面上且齒形為漸開線的花鍵。漸開線花鍵又分為圓錐直齒漸開線花鍵、圓柱直齒漸開線花鍵和圓柱斜齒漸開線花鍵。3.三角形花鍵聯接三角形花鍵聯接是在漸開線花鍵聯接中,外花鍵齒形為漸開線,內花鍵齒形為直線的聯接。三角形齒花鍵聯接的內花鍵則采用直線齒形,外花鍵采用齒形角為45°的漸開線齒形,因此鍵齒細小,承載能力也小,常用于輕載和直徑較小或薄壁零件與軸的聯接。上一頁下一頁返回第20頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.2鍵2.2.4楔鍵聯接楔鍵分普通楔鍵和鉤頭楔鍵兩種。鉤頭楔鍵只有一種形式(圖2-25);普通楔鍵有圓頭(A型)、方頭(B型)和單圓頭(C型)三種形式(圖2-24)。楔鍵的工作面為上、下表面,兩個表面有1:100的斜度,相應輪毅槽底面也有1:100的斜度。為了實現轉矩傳遞(圖2-26),裝配時要將楔鍵打入軸與軸上零件之間的鍵槽內,使之聯接成一整體。上一頁下一頁返回第21頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.2鍵2.2.5切向鍵聯接切向鍵由一對具有1:100斜度的楔鍵沿斜面拼合而成,其上下兩個工作面互相平行,軸和輪毅上的鍵槽底面沒有斜度。工作時,靠工作面的壓緊作用傳遞轉矩。一對切向鍵只能傳遞單向轉矩,需要傳遞雙向轉矩時,可安裝兩對互呈120°-135°的切向鍵,如圖2-27(b)所示。裝配時,一對鍵分別自輪毅兩邊打入,使兩工作面分另嶼軸和輪毅上鍵槽底面壓緊。上一頁返回第22頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.3銷2.31銷的基本類型銷的種類很多,常用的有圓柱銷和圓錐銷兩種,具體參數均已標準化,它們均有帶內螺紋和不帶螺紋兩種形式如圖2-28所示。普通圓柱銷,按公差帶不同分為A,B,C,D四種類型,以滿足不同的使用要求。內螺紋圓柱銷,其公差帶只有一種,按結構不同分A,B兩種類型,B型有通氣平面,適用于不通孔的場合螺紋供拆卸用。普通圓錐銷,有1:50的錐度,便于安裝,定位精度比圓柱銷高,按加工精度不同分為A,B丙種類型,A型精度較高。下一頁返回第23頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.3銷2.3.2銷的標記國標規定銷的標記為:銷的類型號、直徑和長度。如:銷GB/T119-1986-A8X30表示直徑為8mm,長為30mm的A型圓柱銷。銷GB/T120-1986-B8X30表示直徑為8mm,長為30mm的B型內螺紋圓柱銷。銷的主要尺寸是直徑和長度。銷常用35或45鋼作為材料,并經熱處理達到一定硬度,銷孔一般需鉸制。需要注意的是,圓錐銷的公稱直徑是指其小頭直徑。上一頁下一頁返回第24頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.3銷2.3.3銷聯接的應用銷聯接可以用來定位、傳遞動力或轉矩,還可以用來作為過載的保護裝置。用作確定零件之間相互位置的銷,通常稱為定位銷。定位是銷最常見的應用。定位銷常采用圓錐銷(圖2-29),因為圓錐銷具有1:50的錐度,使聯接具有可靠的自鎖性。采用內螺紋圓錐銷(圖2-30)或內螺紋圓柱銷,可以方便裝拆銷聯接或對盲孔銷聯接。聯接銷(圖2-31)是用采傳遞動力或轉矩的銷,可用圓柱銷或圓錐銷,銷孔壩經鉸制。上一頁返回第25頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.4軸承2.4.1滑動軸承的基本概念1.滑動軸承的構成滑動軸承是僅發生滑動摩擦的軸承。滑動軸承主要由滑動軸承座、軸瓦或軸套構成。裝有軸瓦或軸套的殼體稱為滑動軸承座;徑向滑動軸承中與支承軸頸(以下簡稱軸頸)相配的圓筒形整體零件稱為軸套,如圖2-32所示;與軸頸相配的對開式零件稱為軸瓦,如圖2-33所示;為承受軸向載荷而通常與徑向滑動軸承一起使用的環形板或兩個半環形板稱為止推墊圈。下一頁返回第26頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.4軸承2.滑動軸承的類型根據所受載荷的方向不同,可以將滑動軸承分為徑向滑動軸承、止推滑動軸承和徑向止推滑動軸承三類,如圖2-34。
(1)徑向滑動軸承徑向滑動軸承是只承受徑向載荷的滑動軸承。①自位滑動軸承。自位滑動軸承是相對于軸頸表面可自行調整軸線偏角的滑動軸承(圖2-35)。②整體式徑向滑動軸承。圖2-37所示為整體式徑向滑動軸承的結構。軸承用螺栓固定在機架上,滑動軸承座孔中壓入用具有減摩特性的材料制成的軸套2,并用緊定螺釘3固定。上一頁下一頁返回第27頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.4軸承③可調間隙式滑動軸承。在使用中滑動軸承的軸瓦難免磨損,造成軸承和軸之間的間隙增大,從而影響運動精度。采用間隙可調整的滑動軸承(圖2-38),不僅避免這種不足,還可以延長軸瓦的使用壽命。軸套圓錐面的錐度為1:30-1:10。在圖2-38(a)中,軸頸為圓錐面,軸頸不動,擰動兩端螺母調節軸套向右移動時,軸承徑向間隙減小,反之則增大。在圖2-38(b)所示的結構中,軸套內表面采用圓柱面,可避免不均勻磨損,當軸受熱膨脹伸長時,不會影響軸承與軸頸的配合間隙,如圖2-38(c)所示。下一頁返回上一頁第28頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.4軸承④對開式徑向滑動軸承(圖2-39)。對開式徑向滑動軸承由軸承蓋1、連接螺柱2、上軸瓦3、下軸瓦4和軸承座5等組成。軸承蓋1與軸承座5之間用連接螺柱聯接,壓緊軸瓦。軸承蓋1與軸承座5的配合表面上設置階梯形的定位止口,便于安裝時對中和防止工作時錯動。軸承座5是對開式徑向滑動軸承的基礎部分,用螺栓聯接在機架上,以防止在軸承座中發生軸向移動,軸瓦的兩端通常帶有凸緣;一般還常用銷釘或緊定螺釘固定,以防止其周向轉動。圖2-40所示為軸瓦的結構。上一頁下一頁返回第29頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.4軸承
(2)止推滑動軸承止推滑動軸承是只承受軸向載荷的滑動軸承。止推端面有實心與空心兩種形式,與環形的止推墊圈相接觸(圖2-41);止推環有單環與多環兩種形式(圖2-42),多環式止推滑動軸承支承面積較大,適用于推力較大的場合。圖2-43所示為一種常見的止推滑動軸承,由軸承座1、襯套2、軸套3、止推軸瓦4和銷釘5等組成。軸瓦的底部為球面與軸承座相接觸,可以自動調整位置,以保證軸承摩擦表面的良好接觸,軸的端面與止推軸瓦是軸承的主要工作部分。上一頁下一頁返回第30頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.4軸承3.滑動軸承的工作原理和特點滑動軸承按其工作表面的摩擦狀態分為兩種:液體摩擦軸承和非液體摩擦軸承。摩擦表面完全被潤滑油隔開的軸承稱為液體摩擦滑動軸承如圖2-44所示。這種軸承的摩擦因數很小,其摩擦阻力僅來自潤滑油的內部摩擦。摩擦表面不能被潤滑油完全隔開的軸承稱為非液體摩擦滑動軸承。由于潤滑油的吸附作用,在軸瓦或軸套與軸頸表面會形成一層厚度極薄油膜,使一部分相對滑動表面被油膜隔開,從而減小了滑動副的摩擦因數。上一頁下一頁返回第31頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.4軸承4.軸瓦(軸套)的材料
(1)常用的軸瓦(軸套)材料①鑄造銅合金。這種材料的強度高,減摩性、耐磨性和導熱性都較好,但材料的硬度較高,故要求軸頸也要有較高的硬度。②軸承合金(又稱巴氏合金)。該材料具有減摩性、耐磨性、跑合性(指材料消除表面粗糙不平,使相對滑動物體表面相互吻合的性能)、導熱性和制造工藝性好等優點。③鑄鐵。鑄鐵有耐磨鑄鐵MT和灰鑄鐵(如HT150,HT200)兩種。上一頁下一頁返回第32頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.4軸承④粉末冶金。粉末冶金制品是一種多孔性成型復合材料,用粉末狀的銅或鐵與石墨粉調和經壓制和燒結而形成。⑤聚酞胺(PA)(俗稱尼龍)。有較好的自潤性(無須外加潤滑劑即可正常工作)、耐磨性、減振性和耐腐蝕性。
(2)材料特點①吸附能力強。對潤滑油吸附能力強便于建立牢固的潤滑油膜,改善工作條件。②良好的導熱性。導熱性好,則利于保持油膜,保證軸承的承載能力。上一頁下一頁返回第33頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.4軸承③高強度和可塑性。材料強度高,能保證在沖擊、變載及較高壓力下有足夠的承載能力。④減摩性和耐磨性。良好的減摩性是指軸瓦(軸套)材料的摩擦因數小,與鋼質軸頸不易產生膠合,相對滑動時不易發熱,功率損失少。5.滑動軸承的潤滑
(1)潤滑油和潤滑脂對軸承進行潤滑的目的不僅在于減小軸承中的摩擦和磨損,還同時起到冷卻、吸振和防銹的作用。軸承的正常工作與潤滑有很大的關系。滑動軸承常用的潤滑劑有潤滑油和潤滑脂。上一頁下一頁返回第34頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.4軸承(2)潤滑裝置滑動軸承的潤滑有連續供油與間歇供油兩種方式,連續供油多用于重要的軸承。①壓力潤滑。壓力潤滑采用液壓泵和油管把油液注入到軸承中而實現潤滑。這種潤滑能保證連續供油,且供油量可以調節,即使在高速重載下也能獲得良好的潤滑效果。②滴油潤滑。圖2-45所示是一種針閥式油杯。針閥的開閉由手柄1控制,當手柄直立,針閥桿上提,底部輸油閥打開,潤滑油滴流到軸承工作表面。③飛濺潤滑。飛濺潤滑與油環潤滑相似,不同的是使軸上的回轉零件浸入油池中,回轉時將潤滑油帶到軸承中進行潤滑。上一頁下一頁返回第35頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.4軸承④油環潤滑。如圖2-46所示。潤滑油環在軸頸上套有油環1,油環的下部垂浸在油池2中。當軸回轉時,油環被帶動旋轉,潤滑油被帶到軸頸和軸承上而實現潤滑。⑤潤滑脂潤滑。圖2-47為常用的潤滑脂壓力潤滑裝置。潤滑脂潤滑屬間歇供油,圖2-47(a)為旋蓋式注油杯,潤滑脂裝滿在杯體中,每隔一定時間,旋緊一下旋蓋1便可將潤滑脂壓送到軸承中去。壓注油杯也可用油槍壓注潤滑油。上一頁下一頁返回第36頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.4軸承2.4.2滾動軸承的基本概念1.滾動軸承的構成滾動軸承是以滾動摩擦為主的軸承,如圖2-48所示。滾動軸承主要由外圈1、內圈2、滾動體3和保持架4等組成。外圈的內表面和內圈的外表面上制有凹槽,稱為滾道。常見的滾動體形狀有球、圓柱滾子、球面滾子、圓錐滾子、和滾子等,如圖2-49所示。下一頁返回上一頁第37頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.4軸承按照滾動軸承所受載荷不同,可將滾動軸承分為三類:(1)向心軸承僅承受徑向(垂直于回轉軸線)載荷的滾動軸承,如深溝球軸承。(2)推力軸承僅承受軸向(沿著或平行于回轉軸線)載荷的滾動軸承,如推力球軸承。(3)向心推力軸承同時承受徑向載荷和軸向載荷的滾動軸承,如角接觸球軸承。
2.滾動軸承的類型和代號
(1)滾動軸承的類型滾動軸承(滾針軸承除外)共12種基本類型。軸承類型代號用數字或字母表示,如表2-4所示:上一頁下一頁返回第38頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.4軸承
(2)滾動軸承的代號滾動軸承類型很多,為了區別不同類型、結構、尺寸和精度的軸承,GB/T272-1993規定了用字母加數字的方法來表示滾動軸承的代號,便于組織生產和使用。軸承代號由前置代號、基本代號和后置代號構成,其排列順序如下:前置、后置代號是軸承在結構形狀、尺寸、公差、技術要求等有改變時,在其基本代號左右添加的補充代號。上一頁下一頁返回第39頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.4軸承基本代號表示滾動軸承的基本類型、結構和尺寸,是軸承代號的基礎。基本代號由軸承類型代號(見表2-4)、尺寸系列代號、內徑代號構成,排列如下:尺寸系列代號,尺寸系列代號由軸承的寬(高)度系列代號和直徑系列代號組合而成。直徑系列代號則表示具有同一內徑而外徑不同的軸承系列。尺寸系列代號的表示方法見表2-5。常用的軸承類型、尺寸系列代號及由軸承類型代號、尺寸系列代號組成的組合代號見表2-6。表示滾動軸承的內徑代號見表2-7。上一頁下一頁返回第40頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.4軸承
3.滾動軸承的特點滾動軸承的內、外圈和滾動體應具有較高的硬度、耐磨性、接觸疲勞強度和沖擊韌性的特點。與滑動軸承比較,滾動軸承在使用上有以下優缺點(見表2-8)。
4.滾動軸承的失效形式
(1)各種原因造成的磨損軸承早期磨損一般是潤滑不良或雜物和灰塵的侵入,使得軸承旋轉精度降低、噪聲增大、溫度升高,最終導致軸承失效。
(2)外力造成的塑性變形作間歇轉動或轉速低的軸承,在大的靜載荷或沖擊載荷作用下,會使軸承的滾動體和滾道接觸處的局部應力超過材料的屈服極限,上一頁下一頁返回第41頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.4軸承
(3)產生疲勞點蝕軸承運轉時經過長時間周期性脈動循環接觸應力的作用,在載荷作用下會在內、外圈滾道表面上或滾動體表面上產生疲勞點蝕。
5.滾動軸承類型的選擇滾動軸承是標準化零部件,種類繁多,特性各異,選擇取決于工作條件和具體要求,如載荷的方向、大小和性質,運轉速度,尺寸大小,是否有調心要求等。
6.滾動軸承的密封與潤滑滾動軸承密封的目的是為了阻止軸承內潤滑劑的流失,并防止外部的灰塵、水分及其他雜質進入軸承。常用的密封形式見表2-9。上一頁返回第42頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.5聯軸器2.5.1撓性聯軸器撓性聯軸器是能補償兩軸相對位移的聯軸器,又分為彈性聯軸器和無彈性元件撓性聯軸器兩類。
1.彈性聯軸器利用彈性元件的彈性變形來補償兩軸相對位移和緩沖、吸振的撓性聯軸器稱為彈性聯軸器。下一頁返回第43頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.5聯軸器
(1)彈性套柱銷聯軸器圖2-50所示為彈性套柱銷聯軸器,其將一端帶有彈性套的柱銷裝在兩半聯軸器凸緣孔中,而實現兩半聯軸器的聯接。它的結構與凸緣聯軸器相似,只是兩個半聯軸器的聯接不是用螺栓,而是柱銷,每個柱銷上裝有幾個橡膠圈或皮革圈,補償兩軸的相對位移并緩和沖擊、吸收振動。
(2)彈性柱銷聯軸器彈性柱銷聯軸器將若干非金屬材料制成的柱銷,置于兩半聯軸器凸緣孔中,而實現兩半聯軸器的聯接(圖2-51)。彈性柱銷聯軸器可允許較大的軸向竄動,但徑向位移和偏角位移的補償量不大。上一頁下一頁返回第44頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.5聯軸器2.無彈性元件撓性聯軸器(1)滑塊聯軸器滑塊聯軸器是由兩個帶有凹槽的半聯軸器和兩端面都有凸樺的中間圓盤組成的。中間圓盤兩端面上的凸樺相互垂直,可嵌入半聯軸器相應的凹槽,見圖2-52。
(2)萬向聯軸器萬向聯軸器允許在較大角位移時傳遞轉矩,屬無彈性元件撓性聯軸器。最常見的是十字軸萬向聯軸器,它由兩個叉形半聯軸器和十字軸組成(圖2-53)。十字軸萬向聯軸器成對使用組成雙萬向聯軸器(圖2-54)。
(3)鼓形齒聯軸器,鼓形齒聯軸器通過內外齒嚙合,實現兩半聯軸器的聯接(圖2-55)。上一頁下一頁返回第45頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.5聯軸器2.5.2剛性聯軸器剛性聯軸器不能補償兩軸有相對位移的聯軸器,常用的有套筒聯軸器、凸緣聯軸器等。
1.套筒聯軸器如圖2-56所示,套筒聯軸器是利用套筒及連接零件(鍵或銷)將兩軸連接起來。(a)中的螺釘用作軸向位置固定,(b)用銷子聯接并作軸向固定。套筒聯軸器結構簡單、徑向尺寸小、容易制造,但缺點是裝拆時因需作軸向移動而使用不太方便。適用于載荷不大、工作平穩、兩軸嚴格對中并要求聯軸器徑向尺寸小的場合。上一頁下一頁返回第46頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.5聯軸器
2.凸緣聯軸器凸緣聯軸器利用螺栓聯接兩半聯軸器的凸緣,以實現兩軸的聯接,是剛性聯軸器中應用最廣的一種聯軸器。圖2-57(a)是其基本的結構形式,把兩個帶有凸緣(俗稱法蘭)的半聯軸器用鍵分別與兩軸聯接,然后用螺栓把兩個半聯軸器聯接成一體,以傳遞轉矩和運動。凸緣聯軸器要求嚴格對中,其對中方法有兩種:一是(a)所示,在兩半聯軸器上分別制出凸肩和凹槽,互相配合而實現對中;二是(b)所示,兩半聯軸器上都制出凸肩,共同與一個剖分環配合而實現對中。上一頁下一頁返回第47頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.5聯軸器2.5.3安全聯軸器安全聯軸器具有過載安全保護功能。當機器過載或受沖擊時,聯軸器中的聯接件自動斷開,中斷兩軸的聯系,從而避免機器重要零、部件受到損壞。安全聯軸器分為鋼棒式、摩擦片式和永磁式三種。圖2-58所示為常用的鋼棒安全聯軸器。鋼棒(銷)用作凸緣聯軸器或套筒聯軸器的聯接件,其直徑根據傳遞極限轉矩時所受剪力確定,即當傳動轉矩超過極限數值時,鋼棒被剪斷為了改善或加強剪切效果,在鋼棒預定剪斷處,通常切有環槽或在鋼棒外面安裝鋼套,以免損傷聯軸器的其他零件。返回上一頁第48頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.6離合器2.6.1操縱式離合器操縱離合器必須通過操縱接合元件才具有接合或分離功能的離合器稱為操縱離合器。按操縱方式不同,操縱離合器分有機械離合器、電磁離合器、液壓離合器和氣壓離合器四種。這里我們主要介紹機械離合器。
1.牙嵌離合器如圖2-59所示的牙嵌離合器,它是由兩個端面帶牙的半聯軸器組成。常用的凸牙形狀(沿圓周展開)如圖2-60所示。其中,正梯形凸牙強度高,易于接合,能傳遞較大的轉矩并自動補償凸牙的磨損與間隙,應用較廣。下一頁返回第49頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.6離合器2.齒形離合器齒形離合器多用于機床變速箱內,是用內齒和外齒組成嵌合副的離合器(圖2-61)。
3.片式離合器片式離合器是靠主、從動摩擦片接觸面間的摩擦力來傳遞轉矩的,它屬于摩擦類離合器。片式離合器又稱盤式離合器,如圖2-62所示。多片結構如圖2-63所示。這種離合器有內、外兩組摩擦片,其中主動軸1、主動軸套筒2與外摩擦片6[圖2-63(b)]組成主動部分,[圖2-63(c)]組成從動部分。上一頁下一頁返回第50頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.6離合器與牙嵌離合器相比較,多片離合器的優點是:被連接的兩軸可以在任何速度下接合;接合和分離的過程平穩;通過改變摩擦面間的壓力,就能調節從動軸的加速時間和所傳遞的最大轉矩;過載時將發生打滑離合器的操縱方式還有電磁、液壓、氣壓等,由此而形成的離合器結構各有不同,但其主體部分的工作原理是相同的。圖2-64為一種電磁操縱的摩擦式離合器,用電磁力來操縱摩擦片的接合與分離的。上一頁下一頁返回第51頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.6離合器2.6.2自動式離合器自動式離合器是指在主動部分或從動部分某些性能參數變化時,接合元件具有自行接合或分離功能的離合器。自動離合器分為超越離合器、離心離合器和安全離合器三種。1.滾柱式單向超越離合器如圖2-65所示,星輪1通過平鍵與軸6連接,外圈外輪廓通常為齒輪,空套在星輪1上。從相當星輪1沿順時針方向轉動時,滾柱3在摩擦力作用下滾向楔形槽的小端而被楔緊在槽內,而帶動外圈2一起轉動。下一頁返回第52頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.6離合器此時,若將加在外圈2上的快速轉動撤除,則滾柱3又將被楔緊在楔形槽內,使星輪1又帶動外圈2一起轉動。所以超越合器可以使同一軸線上兩軸同時有兩種不同的轉速。當星輪1沿逆時針方向轉動時,滾柱3在摩擦力作用下滾向楔形槽的大端,星輪1與外圈2處于分離狀態,星輪帶動不了外圈。由于外圈只能沿一個方向轉動,所以又稱為單向離合器。圖2-66為棘輪單向超越離合器。盤4活套在軸2上,棘輪1用平鍵與軸連接,當軸在電動機驅動下快速逆時針方向回轉時,棘爪在棘輪齒面滑過,盤仍保持原速回轉。當盤以一定的轉速逆時針方向回轉時,棘爪3推動棘輪使軸同步逆時針方向回轉。上一頁下一頁返回第53頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.6離合器2.滾柱式雙向超越離合器星輪1用平鍵與軸5連接,當空套的外圈3順時針方向慢速回轉時,摩擦力使滾柱2楔緊在外圈與星輪之間,外圈通過滾柱帶動星輪,使軸以同樣的轉速順時針方向回轉。(如圖2-67所示)此時,內圈4隨著一起回轉。當內圈在可逆電動機驅動下快速回轉,由圖中可以看出,無論內圈朝哪個方向決速回轉,都能通過星輪使軸快速回轉,從而滿足了正、反兩個方向均能超越的要求。上一頁返回第54頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.7制動器2.7.1制動器分類
1.錐形制動器
圖2-68所示為錐形制動器。內錐體2用導向平鍵與傳動軸1聯接,外錐體3固定在箱體壁4上。通過操縱手柄將內錐體向右推向外錐體,使兩內、外錐面貼緊,依靠兩錐面間的摩擦力矩對傳動軸實現制動。
2.蹄鼓制動器
圖2-69所示為蹄鼓制動器。在彈簧3的作用下,制動臂4及制動蹄2抱住制動鼓1,制動鼓處于制動狀態。當松閘器6通人電流時,在電磁力的作用下,通過推桿5松開制動鼓兩邊的制動蹄。松閘器也可以用人力、液壓、氣壓操縱。下一頁返回第55頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.7制動器3.帶狀制動器
圖2-70所示為帶狀制動器。制動輪1用平鍵與軸連接,在其外緣圓周上包著一條內襯橡膠材料的制動帶2。當杠桿3受外力F作用時,收緊制動帶,通過制動帶與制動輪之間的摩擦力實現對軸的制動。制動帶的材料一般有橡膠、石棉、皮革或帆布。制動器按其工作狀態,可以分為常閉式和常開式。常閉式制動器在未操縱時處于制動狀態,當機構需要運轉時,使制動器松開。常開式制動器在未操縱時處于非制動狀態,只有需要時才使它制動。上一頁下一頁返回第56頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.7制動器2.7.2制動系統的工作原理制動系統的一般工作原理是,利用與車身(或車架)相連的非旋轉元件和與車輪(或傳動軸)相連的旋轉元件之間的相互摩擦來阻止車輪的轉動或轉動的趨勢。使機械運轉部件停止或減速所必須施加的阻力矩稱為制動力矩。制動力矩是設計、選用制動器的依據,其大小由機械的型式和工作要求決定。制動器上所用摩擦材料(制動件)的性能直接影響制動過程,而影響其性能的主要因素為工作溫度和溫升速度。上一頁下一頁返回第57頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.7制動器2.7.3制動系統的作用使行駛中的汽車減速甚至停車,使下坡行駛的汽車的速度保持穩定,以及使已停駛的汽車保持不動,這些作用統稱為制動;汽車上裝設的一系列專門裝置,以便駕駛員能根據道路和交通等情況,借以使外界(主要是路面)在汽車某些部分(主要是車輪)施加一定的力,對汽車進行一定程度的制動。這種用以使行駛中的汽車減速甚至停車的制動系稱為行車制動系;用以使已停駛的汽車駐留原地不動的裝置,稱為駐車制動系。這兩個制動系是每輛汽車必須具備的。下一頁返回上一頁第58頁,課件共146頁,創作于2023年2月2.7制動器任何制動系都具有以下四個基本組成部分:.供能裝置,包括供給、調節制動所需能量以及改善傳能介質狀態的各種部件。.控制裝置,包括產生制動動作和控制制動效果的各種部件。.傳動裝置,包括將制動能量傳輸到制動器的各個部件.制動器,產生阻礙車輛的運動或運動趨勢的力(制動力)的部件。上一頁返回第59頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-1曲軸和撓性軸返回第60頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-2直軸(a)光軸;(b)階梯軸;(c)空心軸返回第61頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-3轉軸1-電動機;2-傳動軸;3-小齒輪;4-大齒輪;5-輸出軸;6-聯軸器返回第62頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-4心軸(a)車軸;(b)溜輪支承軸返回第63頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-5汽車傳動軸返回第64頁,課件共146頁,創作于2023年2月表2-1標準直徑mm返回第65頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-6用軸套固定返回第66頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-7用軸端擋圈固定返回第67頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-8用圓錐面固定返回第68頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-9用軸肩和軸環固定(a)用軸肩固定;(b)用軸環固定;(c)軸肩或軸環的圓角返回第69頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-10用彈簧擋圈固定返回第70頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-11用圓螺母固定(a)雙螺母固定;(b)螺母加止推墊圈固定返回第71頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-12用圓錐銷固定返回第72頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-13用緊定螺釘固定返回第73頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-14螺紋退刀槽返回第74頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-15砂輪越程槽返回第75頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-16導向錐面返回第76頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-17半圓鍵聯接返回第77頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-18普通平鍵聯接鍵和
鍵槽剖面尺寸返回第78頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-19普通平鍵的形式及加工形式返回第79頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-20導向平鍵聯接返回第80頁,課件共146頁,創作于2023年2月表2-2平鍵和鍵槽公差國家標準(GB1095-97)返回第81頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-21平鍵選用實例上一頁返回第82頁,課件共146頁,創作于2023年2月表2-3平鍵聯接配合種類
及其應用范圍下一頁返回第83頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-22花鍵聯接(a)花鍵聯接;(b)矩形花鍵聯接;(c)漸開線花鍵聯接;(d)三角形花鍵聯接返回第84頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-23矩形花鍵聯接的定心方式(a)小徑定心;(b)大徑定心;(c)齒側定心返回第85頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-24普通楔鍵返回第86頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-25鉤頭楔鍵返回第87頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-26楔鍵聯接(a)普通楔鍵聯接;(b)鉤頭楔鍵聯接返回第88頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-27切向鍵聯接(a)一對切向鍵聯接;(b)兩對切向鍵聯接返回第89頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-28圓柱銷與圓錐銷(a)圓柱梢;(b)內螺紋圓柱梢;(c)圓錐梢;(d)內螺紋圓錐梢返回第90頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-29定位用圓錐銷聯接返回第91頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-30內螺紋圓錐銷定位返回第92頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-31傳遞動力和轉矩的聯接銷返回第93頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-32軸套返回第94頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-33軸瓦上一頁下一頁返回第95頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-34滑動軸承的形式(a)徑向滑動軸承;(b)止推滑動軸承;(c)徑向止推滑動軸承
1一滑動軸承座;2一軸瓦或軸套;3一止推墊圈返回第96頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-35自位滑動軸承返回第97頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-36軸頸與軸承接觸不良上一頁下一頁返回第98頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-37整體式徑向滑動軸承1一滑動軸承;2一軸套;3一緊定螺打返回第99頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-38可調間隙式滑動軸承(a)內錐外柱式;(b)內柱外錐式;(c)軸瓦的切槽
1-螺母;2-軸套;3-軸返回第100頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-39對開式徑向滑動軸承返回第101頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-40軸瓦上的油槽形式返回第102頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-41端面止推形式(a)實心止推端面;(b)空心止推端面返回第103頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-42軸環止推形式(a)單環式;(b)多環式返回第104頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-43止推滑動軸承1一軸承座;2一襯套;3一軸套;4一止推軸瓦;5一梢打返回第105頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-44滑動軸承的潤滑狀態返回第106頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-45針閥式油杯1-手柄;2-調節螺母;3-針閥桿4-油窗;5-輸油孔返回第107頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-46油環潤滑1-油環;2-油池;3-銅球;4-彈簧返回第108頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-47潤滑脂壓力潤滑裝置1一旋蓋;2一油杯返回第109頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-48滾動軸承的基本結構1-外圈;2-內圈;3-滾動體;4-保持架返回第110頁,課件共146頁,創作于2023年2月圖2-49滾動體的形狀返回第111頁,課件共146頁,創作于2023年2月表2-4滾動軸承的基本類型返回第112頁,課件共146頁,創作于2023年2月表2-5向心軸承和推力軸承
尺寸系列代號返回第113頁,課件共146頁,創作于2023年2月表2-6常用的軸承類型、尺寸系列代號及其和軸承基本代號返回第114頁,課件共146
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