軸及軸系部本課件將深入探討機(jī)械系統(tǒng)中軸及軸系的基本知識和關(guān)鍵組成部分,為您展示其設(shè)計、制造和維護(hù)方面的關(guān)鍵技術(shù)。課程目標(biāo)掌握軸的基本概念了解軸的定義、特性和分類,為后續(xù)的軸系設(shè)計和分析奠定基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)軸的力學(xué)分析掌握軸的應(yīng)力分析、強(qiáng)度計算及其設(shè)計方法,保證軸的安全可靠運轉(zhuǎn)。熟悉軸承選型和安裝了解滾動軸承和滑動軸承的工作原理、選型方法及正確的安裝步驟。掌握聯(lián)軸器基本知識學(xué)習(xí)聯(lián)軸器的種類、選型和安裝,確保軸系可靠傳動。軸的基本概念軸是機(jī)械傳動系統(tǒng)中最基本、最關(guān)鍵的零部件之一。它主要用于傳遞動力、支撐荷載和定位工作裝置。軸還可分為主軸和從動軸等不同類型，具有不同的結(jié)構(gòu)和功能。軸的設(shè)計應(yīng)充分考慮材料強(qiáng)度、表面質(zhì)量、熱處理工藝等因素,以確保其能夠安全、可靠地工作。同時,軸系還需配合各種軸承、聯(lián)軸器等部件,形成完整的傳動機(jī)構(gòu)。軸的分類按軸的加工制造方法軸可以通過鑄造、鍛造、焊接等方式制造而成。采用不同的制造工藝,軸的性能和成本都會有所差異。按軸的形狀結(jié)構(gòu)軸可以是直軸、曲軸、錐軸等不同形狀。不同結(jié)構(gòu)的軸承擔(dān)的功能也略有不同。按軸的載荷情況軸可分為受拉應(yīng)力的拉桿軸、受壓應(yīng)力的壓桿軸、受彎曲應(yīng)力的彎曲軸等。需要根據(jù)實際工作情況選用合適的軸。按軸的應(yīng)用場合軸可用于機(jī)械傳動、電機(jī)轉(zhuǎn)子、工程機(jī)械等不同領(lǐng)域,所需性能也有所區(qū)別。軸的應(yīng)用領(lǐng)域汽車行業(yè)軸是汽車傳動系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,用于將動力從發(fā)動機(jī)傳遞到車輪,確保行駛穩(wěn)定性和動力性能。工業(yè)機(jī)械軸廣泛應(yīng)用于各類機(jī)械設(shè)備,如電機(jī)、泵、壓縮機(jī)等,承擔(dān)負(fù)載并傳遞動力。航空航天航空航天領(lǐng)域使用高強(qiáng)度、低重量的軸材料,滿足高轉(zhuǎn)速、高精度的要求。能源設(shè)備大型發(fā)電機(jī)和渦輪發(fā)電機(jī)使用特殊軸系,用于傳遞巨大轉(zhuǎn)矩和承受極端工況。軸的材料選擇1材料強(qiáng)度軸承承受的應(yīng)力決定了軸的材料強(qiáng)度需求。常用高強(qiáng)度碳素鋼或合金鋼。2抗疲勞性能軸在長期循環(huán)載荷下必須具備良好的抗疲勞性能，常選用熱處理合金鋼。3抗腐蝕性工作環(huán)境決定軸的抗腐蝕性需求，可選用不銹鋼或噴涂防腐涂層。4加工性能軸的制造工藝決定材料的加工性能需求，有時也需要考慮成本因素。軸的表面處理表面處理目的提高軸的耐磨性、耐腐蝕性和美觀性,延長軸的使用壽命。電鍍處理在軸表面進(jìn)行鍍鎳、鍍鉻等電鍍處理,提高耐磨性和耐腐蝕性。熱處理通過滲碳、淬火等熱處理工藝,增加表面硬度,提升耐磨性。表面涂層噴涂或涂敷各種耐磨涂層,如氮化層、硅化層等,可大幅提高耐磨性。軸的力學(xué)分析10MPa軸承載荷軸承所承受的最大壓力通常不超過10MPa。10^4疲勞壽命軸的預(yù)期疲勞壽命一般在10^4小時以上。1.5安全系數(shù)軸的設(shè)計通常采用1.5-2.5的安全系數(shù)。軸在工作過程中會承受各種復(fù)雜的力學(xué)載荷,如彎曲、扭轉(zhuǎn)、剪切等。在設(shè)計時需要對軸進(jìn)行細(xì)致的力學(xué)分析,確保軸在各種工況下都能夠承受并傳遞所需的負(fù)荷。常見的分析方法包括應(yīng)力分析、疲勞壽命評估和安全系數(shù)計算等。這些分析結(jié)果可幫助工程師選擇合適的軸材料、尺寸和制造工藝,確保軸能可靠地工作。軸承的基本知識1定義軸承是機(jī)械設(shè)備中用于支撐旋轉(zhuǎn)軸的重要零件。其主要作用是減少軸的摩擦力和傳遞負(fù)荷。2作用軸承可以支承軸的徑向力和軸向力,降低摩擦損失,提高機(jī)械的效率和使用壽命。3結(jié)構(gòu)一般由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架等部件組成,構(gòu)成連續(xù)的滾動接觸面。4類型主要分為滾動軸承和滑動軸承兩大類,根據(jù)滾動體的不同又可細(xì)分為多種形式。滾動軸承種類球型滾動軸承球型軸承通過滾動球體實現(xiàn)低摩擦轉(zhuǎn)動,適用于低速中負(fù)荷的場合。圓柱滾動軸承圓柱滾動軸承利用滾柱承載,適用于中速中負(fù)荷的場合,結(jié)構(gòu)簡單耐用。針滾軸承針滾軸承采用細(xì)長滾針,結(jié)構(gòu)緊湊,承載能力強(qiáng),適用于高速重載場合。圓錐滾動軸承圓錐滾動軸承具有自調(diào)心能力,可承受徑向和軸向載荷,廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備。滾動軸承選型1軸承尺寸根據(jù)軸的直徑和所受載荷選擇合適的軸承規(guī)格，以確保軸承的使用壽命。2工作條件考慮軸承在運轉(zhuǎn)過程中的轉(zhuǎn)速、溫度、振動等因素，選擇適應(yīng)環(huán)境的軸承類型。3預(yù)緊力對于高速或承受沖擊力的軸承，需要合適的預(yù)緊力以減小軸向間隙。滾動軸承的布置軸承位置滾動軸承通常布置在軸的兩端,為了增加軸的穩(wěn)定性。軸承排列根據(jù)受力情況選擇串聯(lián)或并聯(lián)的軸承排列方式。封閉件為了防止污染,軸承周圍需要設(shè)置適當(dāng)?shù)姆忾]件。預(yù)緊力通過調(diào)節(jié)軸承間的預(yù)緊力,確保軸承的平穩(wěn)運轉(zhuǎn)。滾動軸承的潤滑潤滑重要性滾動軸承的正常運轉(zhuǎn)需要合適的潤滑,以減少摩擦損耗,延長使用壽命。適當(dāng)?shù)臐櫥梢越档蜐L動阻力,降低溫度上升。潤滑類型滾動軸承常用潤滑類型包括油浴、油霧、脂肪等。各類型均有其適用場合和優(yōu)缺點。潤滑量控制過量或不足的潤滑都會對軸承造成傷害。需要根據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境和工況合理控制潤滑量。潤滑周期管理定期檢查和補(bǔ)充潤滑劑非常重要。合理安排潤滑周期可以最大限度延長軸承使用壽命。滾動軸承的安裝1準(zhǔn)備工作仔細(xì)檢查軸承和軸頸表面，確保無雜質(zhì)和損壞。2選擇安裝方法根據(jù)軸承類型和軸頸尺寸選擇合適的安裝方法。3加熱軸承使用感應(yīng)加熱器或煤油燈將軸承溫度升高以便安裝。4軸承就位借助專用工具快速、準(zhǔn)確地將軸承推入軸頸。5固定軸承合理使用定位套或止動環(huán)固定軸承位置。軸承的正確安裝對于確保設(shè)備長期可靠運轉(zhuǎn)至關(guān)重要。首先做好準(zhǔn)備工作，選擇合適的安裝方法。然后采用加熱的方式擴(kuò)張軸承內(nèi)孔，借助專用工具快速推入軸頸，最后采用定位套或止動環(huán)固定軸承位置。每一步都需要小心謹(jǐn)慎地操作。滾動軸承的校正1檢查軸承位置確保軸承安裝在正確的位置，不存在偏差或傾斜。2調(diào)整軸承預(yù)載根據(jù)制造商的推薦調(diào)整軸承的預(yù)載力。3平衡軸承使用專業(yè)工具檢查并校正軸承的動平衡。4對準(zhǔn)軸承仔細(xì)調(diào)整軸承與軸心的對準(zhǔn)度，確保其完全垂直。滾動軸承的校正是保證其長期穩(wěn)定運行的關(guān)鍵步驟。需要系統(tǒng)地檢查軸承的各項參數(shù),確保其位置、預(yù)載、平衡及對準(zhǔn)度都符合標(biāo)準(zhǔn)要求。只有通過這些細(xì)致的校正工作,滾動軸承才能發(fā)揮最佳性能。滾動軸承的維護(hù)定期檢查定期檢查軸承的運行狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)并處理問題,確保軸承長期可靠工作。潤滑保養(yǎng)根據(jù)軸承的性質(zhì)和工作條件,定期補(bǔ)充潤滑油,保證良好的潤滑狀態(tài)。清潔保養(yǎng)定期對軸承進(jìn)行清潔,去除污垢和雜質(zhì),避免影響軸承的使用壽命。調(diào)整校正檢查軸承的安裝狀態(tài),及時進(jìn)行調(diào)整或校正,避免軸承承受不當(dāng)?shù)妮d荷。滑動軸承基本知識滑動軸承工作原理滑動軸承由軸和軸承瓦組成,軸在軸承瓦內(nèi)轉(zhuǎn)動時依靠薄膜潤滑油分離、支撐,產(chǎn)生很小的摩擦阻力。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計使滑動軸承能承受大載荷并保持穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。滑動軸承結(jié)構(gòu)特點滑動軸承主要包括軸、軸承瓦和潤滑系統(tǒng)三大部件。軸承瓦材料選用有銅、青銅、白口鐵等,能提供良好的耐磨性和承載能力。滑動軸承潤滑要求滑動軸承依靠薄膜潤滑油分離軸與軸承瓦表面,減少磨損和振動。合適的潤滑油粘度和穩(wěn)定的油膜是確保滑動軸承性能的關(guān)鍵。滑動軸承的工作原理滑動軸承利用軸和軸承表面之間的液體潤滑膜承載軸的全部荷載。它依靠流體動壓效應(yīng)來支撐和分擔(dān)軸荷載，減少摩擦、降低功率損耗。通過精密設(shè)計和加工,可實現(xiàn)軸與軸承表面間的微米級間隙,形成高效的流體潤滑膜。滑動軸承的選型1工況分析考慮軸承工作環(huán)境、載荷、速度等因素。2結(jié)構(gòu)特點選擇合適的軸承材料、尺寸、形狀。3潤滑要求根據(jù)工作條件選擇合適的潤滑方式。4安裝空間考慮軸承的安裝位置和尺寸限制。滑動軸承的選型需要綜合考慮工況分析、結(jié)構(gòu)特點、潤滑要求和安裝空間等因素。首先要確定軸承的工作環(huán)境、承受載荷和轉(zhuǎn)速等參數(shù),然后選擇合適的材料、尺寸和形狀。同時還要考慮軸承的潤滑方式和安裝位置,確保軸承能夠可靠地工作。滑動軸承的潤滑潤滑劑選擇選擇適合滑動軸承使用環(huán)境的潤滑劑非常關(guān)鍵,包括粘度、滴點、抗磨損性等指標(biāo)。常見潤滑劑有油脂、液體潤滑油等。潤滑方式滑動軸承通常采用連續(xù)潤滑或定期加注潤滑的方式。合理的加注周期和潤滑量能有效延長軸承使用壽命。潤滑系統(tǒng)大型設(shè)備常配有潤滑系統(tǒng),能自動供給潤滑劑。系統(tǒng)的可靠性直接影響軸承的潤滑效果。潤滑管理定期檢查潤滑情況,及時補(bǔ)充或更換潤滑劑,是確保滑動軸承長期穩(wěn)定運行的重要保障。滑動軸承的安裝清潔表面首先,需要徹底清潔軸承和軸承座的表面,去除任何污垢和雜質(zhì)。尺寸匹配仔細(xì)檢查軸承和軸承座的尺寸,確保兩者完全匹配,并提供良好的配合。熱裝/冷裝根據(jù)軸承類型,選擇熱裝或冷裝的方式,確保軸承能夠平穩(wěn)無損地安裝到位。精密調(diào)整調(diào)整軸承的安裝間隙和預(yù)緊力,確保軸承能夠順暢運轉(zhuǎn)而不過度磨損。滑動軸承的校正1拆卸軸承小心謹(jǐn)慎地拆下軸承2清潔軸承徹底清潔軸承內(nèi)外表面3檢查磨損仔細(xì)檢查軸承是否有磨損或損壞4精確調(diào)整使用量規(guī)精確調(diào)整軸承間隙5重新組裝按正確順序重新安裝軸承滑動軸承的校正是一個精細(xì)且關(guān)鍵的步驟,需要專業(yè)的工具和技術(shù)。只有通過徹底的拆卸、清潔、檢查和調(diào)整,才能確保軸承運行平穩(wěn)可靠,延長使用壽命。滑動軸承的維護(hù)定期檢查定期檢查滑動軸承的狀態(tài),包括油液含量、溫度、振動等,及時發(fā)現(xiàn)異常并采取相應(yīng)措施。潤滑保養(yǎng)按照制造商推薦的潤滑油品和周期添加潤滑油,確保軸承始終處于良好的潤滑狀態(tài)。及時更換一旦滑動軸承出現(xiàn)明顯磨損或損壞,應(yīng)及時更換以避免進(jìn)一步損壞和故障。聯(lián)軸器基本概念聯(lián)軸器定義聯(lián)軸器是機(jī)械傳動系統(tǒng)中用于連接兩個轉(zhuǎn)軸的部件。其主要作用是傳遞轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，并允許軸線的微小偏差。聯(lián)軸器功能聯(lián)軸器可以補(bǔ)償軸線不對中、角度偏差以及軸向位移,確保系統(tǒng)平穩(wěn)運行。聯(lián)軸器特點聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單,安裝方便,維修容易。可根據(jù)應(yīng)用需求選擇不同型號。聯(lián)軸器的種類剛性聯(lián)軸器用于承受軸向、徑向和角度誤差較小的場合。結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，適用于一般工業(yè)機(jī)械。柔性聯(lián)軸器能承受較大的軸向、徑向和角度誤差。通過彈性元件實現(xiàn)傳動力矩的連接，可以緩解振動和沖擊。液力聯(lián)軸器利用液壓傳遞動力,能吸收沖擊和減小振動,適用于大功率和高速重載的場合。摩擦離合聯(lián)軸器可以在運行中分離或聯(lián)結(jié)傳動,適用于需要頻繁啟動和停止的場合。聯(lián)軸器的選型1負(fù)荷分析評估聯(lián)軸器承受的軸向力、徑向力和扭矩，確保選用適當(dāng)承載能力的聯(lián)軸器。2安裝空間考慮聯(lián)軸器的尺寸和安裝位置，確保選用合適的類型和尺寸。3運行環(huán)境根據(jù)使用環(huán)境的溫度、濕度、腐蝕性等因素，選用適合的聯(lián)軸器材質(zhì)。聯(lián)軸器的安裝1確認(rèn)型號在安裝前先仔細(xì)確認(rèn)聯(lián)軸器型號是否與設(shè)備匹配。2對準(zhǔn)中心確保軸心對準(zhǔn),誤差不超過制造要求。3固定連接使用螺栓等方式可靠固定聯(lián)軸器。聯(lián)軸器的安裝是保證軸系平穩(wěn)運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵步驟。需要仔細(xì)檢查型號、對準(zhǔn)軸心,并采用可靠的固定方式,確保聯(lián)軸器與軸系零件充分咬合,避免脫離或松動。嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程,才能最大限度降低故障隱患。聯(lián)軸器的維護(hù)1定期檢查對聯(lián)軸器進(jìn)行定期的檢查,及時發(fā)現(xiàn)并處理任何故障或磨損。2適當(dāng)潤滑根據(jù)制造商的說明,定期添加適當(dāng)?shù)臐櫥蛴?保持良好的潤滑狀態(tài)。3校正對準(zhǔn)確保聯(lián)軸器兩端的軸線保持良好的對準(zhǔn),以避免過度振動和磨損。4更換損壞零件一旦發(fā)現(xiàn)任何零件有損壞或磨損,立即進(jìn)行更換,以確保聯(lián)軸器的可靠性。常見軸系故障分析軸承損壞由于負(fù)荷過大、潤滑不足或安裝不當(dāng)?shù)仍驅(qū)е碌妮S承磨損、腐蝕、疲勞等問題，可能造成軸系故障。