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1、第十二章第十二章 汽车常用零部件汽车常用零部件12.1轴轴12.2轴承轴承12.3联轴器及离合器联轴器及离合器12.4其他常用零部件其他常用零部件12.1轴轴 轴是机械中的重要零件，其功用主要是承受转矩与弯矩，支撑其他轴是机械中的重要零件，其功用主要是承受转矩与弯矩，支撑其他回转件，如齿轮、带轮等，并传递运动和动力。本节主要介绍轴的分回转件，如齿轮、带轮等，并传递运动和动力。本节主要介绍轴的分类、结构、材料等。类、结构、材料等。轴的分类轴的分类 轴一般根据其承受的载荷和结构形状来分类。轴一般根据其承受的载荷和结构形状来分类。根据所受载荷的不同，轴可分为心轴、传动轴和转轴三种。根据所受载荷的不同
2、，轴可分为心轴、传动轴和转轴三种。(1)心轴。只承受弯矩作用的轴称为心轴，如心轴。只承受弯矩作用的轴称为心轴，如图图12-1所示。心轴可以所示。心轴可以是转动的，如是转动的，如图图12-1(a)所示为火车的轮轴所示为火车的轮轴;也可以是固定的，如也可以是固定的，如 图图12-1(b)所示为自行车的前轮轴。所示为自行车的前轮轴。(2)传动轴。只传递转矩的轴称为传动轴，如传动轴。只传递转矩的轴称为传动轴，如图图12-2所示连接汽车变所示连接汽车变速器与后桥的轴。速器与后桥的轴。返回下一页12.1轴轴 (3)车令轴。既承受弯矩又传递转矩的轴称为转轴。转轴是机械中最车令轴。既承受弯矩又传递转矩的轴称为
3、转轴。转轴是机械中最常见的轴，如齿轮减速箱的轴均是转轴，如常见的轴，如齿轮减速箱的轴均是转轴，如图图12-3所示。所示。按照轴的结构形状不同，可划分为直轴按照轴的结构形状不同，可划分为直轴(如如图图12-4所示所示)和曲轴和曲轴(如如 图图12-5(a)所示所示)、光轴和阶梯轴、空心轴和实心轴、刚性轴和挠性轴。、光轴和阶梯轴、空心轴和实心轴、刚性轴和挠性轴。曲轴多用于往复式机械中，如汽车发动机等曲轴多用于往复式机械中，如汽车发动机等;挠性轴可将转动灵活地挠性轴可将转动灵活地传递到所需要的任何位置传递到所需要的任何位置;阶梯轴广泛应用于汽车变速器等各种机械阶梯轴广泛应用于汽车变速器等各种机械设备
4、中。设备中。下一页返回上一页12.1轴轴轴的结构特征轴的结构特征 轴一般由轴头、轴身和轴颈三部分组成。轴上与传动零件或联轴器、轴一般由轴头、轴身和轴颈三部分组成。轴上与传动零件或联轴器、离合器相配的部分，称为轴头离合器相配的部分，称为轴头;与轴承相配的部分，称为轴颈与轴承相配的部分，称为轴颈;连接轴连接轴头和轴颈的其余部分称为轴身。头和轴颈的其余部分称为轴身。轴的结构形状和尺寸受到很多因素的影响，如轴上载荷的大小、分轴的结构形状和尺寸受到很多因素的影响，如轴上载荷的大小、分布及性质，轴上零件的数目、类型、布置及固定方式，轴的加工和装布及性质，轴上零件的数目、类型、布置及固定方式，轴的加工和装配
5、方法等。因此，在进行轴的设计时要根据具体的工作情况，综合考配方法等。因此，在进行轴的设计时要根据具体的工作情况，综合考虑各种影响因素，不存在一个固定形式，而是随着工作条件与要求的虑各种影响因素，不存在一个固定形式，而是随着工作条件与要求的不同而不同。轴的结构一般应主要考虑以下三方面问题。不同而不同。轴的结构一般应主要考虑以下三方面问题。上一页 下一页返回12.1轴轴1.轴上零件的固定轴上零件的固定 为实现轴的功能，必须保证轴上零件有准确的工作位置，要求轴上为实现轴的功能，必须保证轴上零件有准确的工作位置，要求轴上零件沿周向和轴向固定。零件沿周向和轴向固定。1)周向定位和固定周向定位和固定 周向
6、定位和固定是指将轴上的零件在圆周方向进行定位和固定。零周向定位和固定是指将轴上的零件在圆周方向进行定位和固定。零件的周向固定可采用键、花键、成形、销、弹性环以及过盈配合等连件的周向固定可采用键、花键、成形、销、弹性环以及过盈配合等连接，见接，见表表12-1。2)轴向定位和固定轴向定位和固定 轴向定位和固定是指将轴上的零件沿轴线方向进行定位和固定。常轴向定位和固定是指将轴上的零件沿轴线方向进行定位和固定。常见的轴向固定方法及特点与应用见见的轴向固定方法及特点与应用见表表12-2。其中轴肩、轴环、套筒、。其中轴肩、轴环、套筒、轴端挡圈及圆螺母应用更为广泛。轴端挡圈及圆螺母应用更为广泛。上一页 下一
7、页返回12.1轴轴2良好的结构工艺性良好的结构工艺性 在进行轴的结构设计时，应尽可能使轴的形状简单，并且具有良好在进行轴的结构设计时，应尽可能使轴的形状简单，并且具有良好的加工下艺性能和装配工艺性能。的加工下艺性能和装配工艺性能。1)加工工艺性加工工艺性 轴的直径变化应尽可能少，应尽量限制轴的最大直径与各轴段的直轴的直径变化应尽可能少，应尽量限制轴的最大直径与各轴段的直径差，这样既能节省材料，又可减少切削量。径差，这样既能节省材料，又可减少切削量。轴上有磨削与切螺纹处，要留砂轮越程槽和螺纹退刀槽轴上有磨削与切螺纹处，要留砂轮越程槽和螺纹退刀槽(如如图图12-6所示所示)，以保证加工的完整和方便
8、。，以保证加工的完整和方便。轴上有多个键槽时，应将键槽布置在同一母线上，以免加工键槽时轴上有多个键槽时，应将键槽布置在同一母线上，以免加工键槽时多次装夹，从而提高生产效率。多次装夹，从而提高生产效率。上一页 下一页返回12.1轴轴 如有可能，应使轴上各过渡圆角、倒角、键槽、越程槽、退刀槽及如有可能，应使轴上各过渡圆角、倒角、键槽、越程槽、退刀槽及中心孔等尺寸分别相同，并符合标准和规定，以利于加工和检验。中心孔等尺寸分别相同，并符合标准和规定，以利于加工和检验。轴上配合轴段直径应取标准值轴上配合轴段直径应取标准值(GB/T 2822-2005);与滚动轴承配合的与滚动轴承配合的轴段直径应按滚动轴
9、承内径尺寸选取轴段直径应按滚动轴承内径尺寸选取;轴上的螺纹部分直径应符合螺轴上的螺纹部分直径应符合螺纹标准等。纹标准等。2)装配工艺性装配工艺性 为了便于轴上零件的装配，常采用直径从两端向中间逐渐增大的阶为了便于轴上零件的装配，常采用直径从两端向中间逐渐增大的阶梯轴，使轴上零件通过轴的轴段直径小于轴上零件的孔径。轴上的各梯轴，使轴上零件通过轴的轴段直径小于轴上零件的孔径。轴上的各阶梯，除轴上零件轴向固定的可按阶梯，除轴上零件轴向固定的可按表表12-3确定轴肩高度外，其余仅为确定轴肩高度外，其余仅为便于安装而设置的轴肩，轴有高度可取便于安装而设置的轴肩，轴有高度可取0.53mm。上一页 下一页返
10、回12.1轴轴 轴端应倒角，并去掉毛刺，以便于装配。轴端应倒角，并去掉毛刺，以便于装配。固定滚动轴承的轴肩高度应符合轴承的安装尺寸要求，以便于轴承固定滚动轴承的轴肩高度应符合轴承的安装尺寸要求，以便于轴承的拆卸。的拆卸。3.提高轴的疲劳强度提高轴的疲劳强度 轴通常在变应力下工作，多数轴因疲劳而失效，因此设计轴时，应轴通常在变应力下工作，多数轴因疲劳而失效，因此设计轴时，应设法提高其疲劳强度。常采取的措施有以下两种。设法提高其疲劳强度。常采取的措施有以下两种。1)改进轴的结构形状改进轴的结构形状 轴的破坏大多是因为疲劳破坏。提高轴的抗疲劳破坏强度的关键是轴的破坏大多是因为疲劳破坏。提高轴的抗疲劳
11、破坏强度的关键是减少应力集中，尽量使轴径变化处过渡平缓，并采用较大的过渡圆角。减少应力集中，尽量使轴径变化处过渡平缓，并采用较大的过渡圆角。如相配合零件内孔倒角或圆角很小时，可采用凹切圆角如相配合零件内孔倒角或圆角很小时，可采用凹切圆角(如如图图12-7(a)所示所示)或过渡肩环或过渡肩环(如如图图12-7(b)所示所示)。上一页 下一页返回12.1轴轴 键槽端部与阶梯处距离不宜过小，以避免损伤过渡圆角及减少多种键槽端部与阶梯处距离不宜过小，以避免损伤过渡圆角及减少多种应力集中源重合的机会。键槽根部圆角半径越小，应力集中越严重。应力集中源重合的机会。键槽根部圆角半径越小，应力集中越严重。因此在
12、重要轴的零件图上应注明其大小。避免在轴上打印及留下一些因此在重要轴的零件图上应注明其大小。避免在轴上打印及留下一些不必要的痕迹，因为它们可能成为初始疲劳裂纹源。不必要的痕迹，因为它们可能成为初始疲劳裂纹源。2)改善轴的表面质量改善轴的表面质量 提高轴的表面质量可通过提高轴的表面精度、进行热处理或表面强提高轴的表面质量可通过提高轴的表面精度、进行热处理或表面强化处理来实现。采用滚压、喷丸或渗碳、氰化、氮化、高频淬火等表化处理来实现。采用滚压、喷丸或渗碳、氰化、氮化、高频淬火等表面强化处理方法，可以大大提高轴的承载能力。面强化处理方法，可以大大提高轴的承载能力。上一页 下一页返回12.1轴轴轴的材
13、料轴的材料 轴的常用材料是碳素钢及合金钢，有时也用球墨铸铁。轴的常用材料是碳素钢及合金钢，有时也用球墨铸铁。1.碳素钢碳素钢 优质中碳钢优质中碳钢3550钢因具有较高的综合机械性能，常用于比较重要或钢因具有较高的综合机械性能，常用于比较重要或承载较大的轴，其中承载较大的轴，其中45钢的应用范围最广。对于这类材料，可通过调钢的应用范围最广。对于这类材料，可通过调质或正火等热处理方法改善和提高其机械性能。普通碳素钢质或正火等热处理方法改善和提高其机械性能。普通碳素钢Q235,Q275等可用于不重要或承载较小的轴。等可用于不重要或承载较小的轴。2.合金钢合金钢 合金钢具有较高的综合力学性能和较好的热
14、处理性能，常用于重要、合金钢具有较高的综合力学性能和较好的热处理性能，常用于重要、承载质量很大而尺寸受限或有较高耐磨性、防腐性要求的轴。承载质量很大而尺寸受限或有较高耐磨性、防腐性要求的轴。上一页 下一页返回12.1轴轴 例如，采用滑动轴承的高速轴，常用例如，采用滑动轴承的高速轴，常用20Cr,20CrMnTi等低碳合金等低碳合金钢，经渗碳淬火后可提高轴颈耐磨性钢，经渗碳淬火后可提高轴颈耐磨性;汽轮发电机转子轴在高温、高汽轮发电机转子轴在高温、高速和重载条件下工作，必须具有良好的高温机械性能，常采用速和重载条件下工作，必须具有良好的高温机械性能，常采用27Cr2MolV,38CrMoAlA等合
15、金结构钢。值得注意的是等合金结构钢。值得注意的是:钢材的种类钢材的种类和热处理对其弹性模量影响甚小，因此如欲采用合金钢代替碳素钢或和热处理对其弹性模量影响甚小，因此如欲采用合金钢代替碳素钢或通过热处理来提高轴的刚度，收效甚微。此外，合金钢对应力集中敏通过热处理来提高轴的刚度，收效甚微。此外，合金钢对应力集中敏感性较强，且价格较高。感性较强，且价格较高。上一页 下一页返回12.1轴轴3.球墨铸铁球墨铸铁 球墨铸铁适于制造成形轴球墨铸铁适于制造成形轴(如曲轴、凸轮轴等如曲轴、凸轮轴等)，具有价廉、强度较，具有价廉、强度较高、良好的耐磨性、吸振性和易切性以及对应力集中的敏感性较低等高、良好的耐磨性、
16、吸振性和易切性以及对应力集中的敏感性较低等优点。但铸铁件品质不易控制，可靠性差。钢轴毛坯多是轧制圆钢或优点。但铸铁件品质不易控制，可靠性差。钢轴毛坯多是轧制圆钢或锻件。轴的常用材料及其主要机械性能见锻件。轴的常用材料及其主要机械性能见表表12-3。上一页返回12.2轴承轴承滚动轴承滚动轴承 滚动轴承是依靠滚动体与轴承座圈之间的滚动接触来工作的轴承，滚动轴承是依靠滚动体与轴承座圈之间的滚动接触来工作的轴承，用于支撑旋转零件或摆动零件。它广泛应用于各种机械设备中，如汽用于支撑旋转零件或摆动零件。它广泛应用于各种机械设备中，如汽车变速器、分动器等，全部采用滚动轴承。滚动轴承的尺寸已标准化，车变速器、
17、分动器等，全部采用滚动轴承。滚动轴承的尺寸已标准化，并由专门的轴承厂成批量生产。所谓滚动轴承的设计，只是根据具体并由专门的轴承厂成批量生产。所谓滚动轴承的设计，只是根据具体的载荷、转速、旋转精度和工作条件等方面的要求，正确地选择轴承的载荷、转速、旋转精度和工作条件等方面的要求，正确地选择轴承的类型和型号的类型和型号(尺寸尺寸)及进行轴承的组合设计。及进行轴承的组合设计。1.滚动轴承的结构滚动轴承的结构 滚动轴承一般由外圈滚动轴承一般由外圈1、内圈、内圈2、滚动体、滚动体3和保持架和保持架4组成，如组成，如 图图12-8所示。通常内圈紧套在轴颈上，随轴一起转动所示。通常内圈紧套在轴颈上，随轴一起
18、转动;外圈固定在机外圈固定在机座或零件的轴承孔内，起支撑作用。座或零件的轴承孔内，起支撑作用。下一页返回12.2轴承轴承 内、外圈上加工有滚道。工作时，滚动体在内、外圈滚道上滚动，内、外圈上加工有滚道。工作时，滚动体在内、外圈滚道上滚动，形成滚动摩擦。保持架使滚动体均匀地相互隔开，以避免滚动体之间形成滚动摩擦。保持架使滚动体均匀地相互隔开，以避免滚动体之间的摩擦和磨损。滚动体是滚动轴承的核心元件，其形状如的摩擦和磨损。滚动体是滚动轴承的核心元件，其形状如图图12-9所示，所示，有球形滚动体，短圆柱、圆锥、鼓形滚子及滚针等。有球形滚动体，短圆柱、圆锥、鼓形滚子及滚针等。滚动体和内、外圈间是点或线
19、接触，表面接触应力大，故滚动体和滚动体和内、外圈间是点或线接触，表面接触应力大，故滚动体和内、外圈的材料选用强度高、耐磨性和冲击韧性好的铬锰高碳钢制造，内、外圈的材料选用强度高、耐磨性和冲击韧性好的铬锰高碳钢制造，如如GCr15,GCr15 SiMn等，热处理后的硬度应不低于等，热处理后的硬度应不低于6165 HRC，工作表面要求磨削抛光。保持架多用低碳钢板冲压制成，也可用有色工作表面要求磨削抛光。保持架多用低碳钢板冲压制成，也可用有色金属合金或塑料制成。金属合金或塑料制成。上一页 下一页返回12.2轴承轴承2.滚动轴承的主要类型及其特征滚动轴承的主要类型及其特征 滚动轴承类型较多，可以适应各
20、种机械装置的多种要求。滚动轴承滚动轴承类型较多，可以适应各种机械装置的多种要求。滚动轴承按滚动体的形状可分为球轴承和滚子轴承。球形滚动体与内、外圈是按滚动体的形状可分为球轴承和滚子轴承。球形滚动体与内、外圈是点接触，滚子滚动体与内、外圈是线接触。在相同条件下，球轴承制点接触，滚子滚动体与内、外圈是线接触。在相同条件下，球轴承制造方便、价格低、运转时摩擦损耗少，但承载能力和抗冲击能力不如造方便、价格低、运转时摩擦损耗少，但承载能力和抗冲击能力不如滚子轴承。滚子轴承。按轴承所承受载荷的方向或公称接触角的不同，滚动轴承可分为向按轴承所承受载荷的方向或公称接触角的不同，滚动轴承可分为向心轴承和推力轴承
21、。轴承公称接触角是指滚动轴承的滚动体与外圈滚心轴承和推力轴承。轴承公称接触角是指滚动轴承的滚动体与外圈滚道接触点的法线和轴承径向平面的夹角道接触点的法线和轴承径向平面的夹角a，如，如图图12-10所示。所示。a越大，越大，滚动轴承承受轴向载荷的能力也越大。滚动轴承承受轴向载荷的能力也越大。上一页 下一页返回12.2轴承轴承 向心轴承主要用于承受径向载荷，向心轴承主要用于承受径向载荷，0a45。向心轴承分为。向心轴承分为:径向径向接触轴承，接触轴承，a=0，如，如图图12-10(a)所示所示;向心角接触轴承，向心角接触轴承，0a45，如图如图12-10(c)所示。推力轴承主要用于承受轴向载荷，所
22、示。推力轴承主要用于承受轴向载荷，45a90，如如图图12-10(b)所示。推力轴承又可分为轴向接触轴承，所示。推力轴承又可分为轴向接触轴承，a=90;推力角推力角接触轴承，接触轴承，45a 0.05。轴承衬厚度通常由十分之几毫米到。轴承衬厚度通常由十分之几毫米到6毫米，毫米，直径大的取大值。直径大的取大值。上一页 下一页返回12.2轴承轴承 为了摩擦表面间加注润滑剂，在轴承上方开设注油孔，压力供油时为了摩擦表面间加注润滑剂，在轴承上方开设注油孔，压力供油时油孔也可以开在两侧。为了向摩擦表面输送和分布润滑剂，在轴瓦内油孔也可以开在两侧。为了向摩擦表面输送和分布润滑剂，在轴瓦内表面开有油沟。表面
23、开有油沟。图图12-20和和图图12-21分别表示整体轴瓦和剖分轴瓦内表分别表示整体轴瓦和剖分轴瓦内表面上的油沟。从图中可以看出，油沟有轴向的、周向的和斜向的，也面上的油沟。从图中可以看出，油沟有轴向的、周向的和斜向的，也可以设计成其他形式的油沟。设计油沟时必须注意以下问题可以设计成其他形式的油沟。设计油沟时必须注意以下问题:轴向油轴向油沟不得在轴承的全长上开通，以免润滑剂流失过多，油沟长度一般为沟不得在轴承的全长上开通，以免润滑剂流失过多，油沟长度一般为轴承长度的轴承长度的80%;液体摩擦轴承的油沟应开在非承载区，周向油沟应开液体摩擦轴承的油沟应开在非承载区，周向油沟应开在轴承的两端，以免影
24、响轴承的承载能力。在轴承的两端，以免影响轴承的承载能力。3.滑动轴承的失效形式及材料滑动轴承的失效形式及材料 1)主要失效形式主要失效形式 上一页 下一页返回12.2轴承轴承 滑动轴承的失效通常由多种原因引起，失效形式也有多种，有时几滑动轴承的失效通常由多种原因引起，失效形式也有多种，有时几种失效形式并存，相互影响。所以，很难把各种失效形式截然分开。种失效形式并存，相互影响。所以，很难把各种失效形式截然分开。最常见的失效形式是轴瓦磨损、胶合最常见的失效形式是轴瓦磨损、胶合(烧瓦烧瓦)、疲劳破坏和由于制造工、疲劳破坏和由于制造工艺原因而引起的轴承衬脱落。其中，最主要的是轴瓦磨损和胶合。艺原因而引
25、起的轴承衬脱落。其中，最主要的是轴瓦磨损和胶合。2)轴承材料的性能要求轴承材料的性能要求 滑动轴承中，轴承座和盖通常选用铸铁制造。所以，轴承材料主要滑动轴承中，轴承座和盖通常选用铸铁制造。所以，轴承材料主要是指轴瓦和轴承衬材料。根据轴承的主要失效形式，对轴承材料的主是指轴瓦和轴承衬材料。根据轴承的主要失效形式，对轴承材料的主要要求如下。要要求如下。(1)良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性。良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性。(2)良好的跑合性、顺应性、嵌藏性和塑性。良好的跑合性、顺应性、嵌藏性和塑性。上一页 下一页返回12.2轴承轴承 (3)足够的抗压强度和疲劳强度。足够的抗压强度和疲劳强度。(4)良
26、好的导热性、加工工艺性，热膨胀系数低，耐腐蚀等。良好的导热性、加工工艺性，热膨胀系数低，耐腐蚀等。应该指出的是，上述轴承材料的性能有些彼此有联系，有些则相互矛应该指出的是，上述轴承材料的性能有些彼此有联系，有些则相互矛盾盾;任何一种材料很难全面满足这些要求。因此，选用轴承材料时应任何一种材料很难全面满足这些要求。因此，选用轴承材料时应根据轴承的具体工作条件，有侧重地选用较合适的材料。根据轴承的具体工作条件，有侧重地选用较合适的材料。3)常用轴承材料常用轴承材料 常用轴承材料有轴承合金、青铜、铸铁、多孔质金属材料及非金属常用轴承材料有轴承合金、青铜、铸铁、多孔质金属材料及非金属材料。材料。(1)
27、轴承合金轴承合金(可称巴氏合金可称巴氏合金)。轴承合金有锡锑轴承合金和铅锑轴承。轴承合金有锡锑轴承合金和铅锑轴承合金两类。合金两类。上一页 下一页返回12.2轴承轴承 它们各以较软的锡或铅作基体，悬浮锑锡及铜锡硬晶粒，软基体具它们各以较软的锡或铅作基体，悬浮锑锡及铜锡硬晶粒，软基体具有良好的跑合性、顺应性和嵌藏性，硬晶粒则起耐磨作用。轴承合金有良好的跑合性、顺应性和嵌藏性，硬晶粒则起耐磨作用。轴承合金由于其特有的金属组织，具备了作轴承材料的优良睦质，并且易浇铸由于其特有的金属组织，具备了作轴承材料的优良睦质，并且易浇铸;但由于其机械强度较低、价格高，故通常作为轴承衬材料，浇铸在但由于其机械强度
28、较低、价格高，故通常作为轴承衬材料，浇铸在青铜、钢或铸铁轴瓦上，如青铜、钢或铸铁轴瓦上，如图图12-15所示。所示。锡基轴承合金的热膨胀系数低、摩擦因数小、耐腐蚀、易跑合、抗锡基轴承合金的热膨胀系数低、摩擦因数小、耐腐蚀、易跑合、抗胶合能力强，常用于高速、重载机械。铅基轴承合金较脆，不宜承受胶合能力强，常用于高速、重载机械。铅基轴承合金较脆，不宜承受较大载荷，常用于中速、中载机械。较大载荷，常用于中速、中载机械。(2)青铜。在一般机械中，有青铜。在一般机械中，有50%的滑动轴承采用青铜材料。青铜主的滑动轴承采用青铜材料。青铜主要有锡青铜、铅青铜和铝青铜等。要有锡青铜、铅青铜和铝青铜等。上一页
29、下一页返回12.2轴承轴承 锡青铜和铅青铜既有较好的减摩性和耐磨性，又有足够的强度，且锡青铜和铅青铜既有较好的减摩性和耐磨性，又有足够的强度，且熔点高，但跑合性较差，故适用于重载、中速机械。熔点高，但跑合性较差，故适用于重载、中速机械。铝青铜的强度和硬度都较高，但抗胶合能力差，适用于重载、低速铝青铜的强度和硬度都较高，但抗胶合能力差，适用于重载、低速机械。机械。(3)铸铁。常用的铸铁材料有灰铸铁和减磨铸铁。由于铸铁材料塑性铸铁。常用的铸铁材料有灰铸铁和减磨铸铁。由于铸铁材料塑性差，跑合性差，故只在低速、轻载或不重要的场合采用。差，跑合性差，故只在低速、轻载或不重要的场合采用。(4)其他材料。除
30、上述常用的三种金属材料外，轴承材料还可采用多其他材料。除上述常用的三种金属材料外，轴承材料还可采用多孔质金属材料和非金属材料。孔质金属材料和非金属材料。用多孔质金属材料制成的轴承，又称含油轴承。由于这种材料具有用多孔质金属材料制成的轴承，又称含油轴承。由于这种材料具有多孔组织，轴承在工作前经润滑油浸泡，其材料孔隙中吸存了润滑油。多孔组织，轴承在工作前经润滑油浸泡，其材料孔隙中吸存了润滑油。上一页 下一页返回12.2轴承轴承 工作时，由于轴颈转动的抽吸作用及热膨胀作用，使孔隙中储存的工作时，由于轴颈转动的抽吸作用及热膨胀作用，使孔隙中储存的润滑油流出而润滑轴承。含油轴承在一定的使用期限内不必加油
31、，可润滑油流出而润滑轴承。含油轴承在一定的使用期限内不必加油，可自行润滑。自行润滑。这种轴承主要用于轻载、低速和不易注油的场合。这种轴承主要用于轻载、低速和不易注油的场合。非金属轴承材料中应用最多的是各种塑料、尼龙和夹布胶木等。塑非金属轴承材料中应用最多的是各种塑料、尼龙和夹布胶木等。塑料材料具有摩擦因数低、抗压强度高、耐磨性好等优点，但导热能力料材料具有摩擦因数低、抗压强度高、耐磨性好等优点，但导热能力差，易变形。因此，在使用中应注意冷却。差，易变形。因此，在使用中应注意冷却。4.滑动轴承的润滑滑动轴承的润滑 润滑的目的是减少摩擦，降低磨损，同时还有散热冷却、缓冲吸振、润滑的目的是减少摩擦，
32、降低磨损，同时还有散热冷却、缓冲吸振、密封和防锈等作用。密封和防锈等作用。上一页 下一页返回12.2轴承轴承 1)润滑剂及其选用润滑剂及其选用 润滑剂主要有固体润滑剂、润滑脂、液体润滑剂和气体润滑剂四种，润滑剂主要有固体润滑剂、润滑脂、液体润滑剂和气体润滑剂四种，其中最常用的是液体润滑剂其中最常用的是液体润滑剂(润滑油润滑油)和润滑脂。和润滑脂。(1)润滑油及选用。润滑油是滑动轴承中应用范围最广的一种润滑剂。润滑油及选用。润滑油是滑动轴承中应用范围最广的一种润滑剂。最常用的润滑油是矿物油，对于特殊工况还可以采用合成油。润滑油最常用的润滑油是矿物油，对于特殊工况还可以采用合成油。润滑油最主要的物
33、理性能指标是钻度。它反映了润滑油流动时内摩擦阻力的最主要的物理性能指标是钻度。它反映了润滑油流动时内摩擦阻力的大小。钻度越大，内摩擦阻力越大，流动性越差，承载后润滑油不易大小。钻度越大，内摩擦阻力越大，流动性越差，承载后润滑油不易流失，有利于形成压力油膜。钻度的表示方法很多，主要有动力钻度、流失，有利于形成压力油膜。钻度的表示方法很多，主要有动力钻度、运动钻度和相对钻度。运动钻度和相对钻度。工业上常用运动钻度标定润滑油的钻度。根据国标，润滑油产品油工业上常用运动钻度标定润滑油的钻度。根据国标，润滑油产品油牌号一般按牌号一般按40时的运动钻度平均值时的运动钻度平均值(单位为单位为mm2/s)划分
34、。划分。上一页 下一页返回12.2轴承轴承 例如例如L-FC46润滑油表示在润滑油表示在40时，其运动钻度平均值为时，其运动钻度平均值为46 mm2/s。润滑油的选用一般主要指润滑油钻度的选择。选择钻度时，主要考润滑油的选用一般主要指润滑油钻度的选择。选择钻度时，主要考虑轴承压强、滑动速度、工作温度、摩擦表面状况及润滑方式等条件。虑轴承压强、滑动速度、工作温度、摩擦表面状况及润滑方式等条件。一般原则是一般原则是:在压强大或有冲击、变载荷等工作条件下，应选用钻度较大的油。在压强大或有冲击、变载荷等工作条件下，应选用钻度较大的油。滑动速度高时，应选用钻度低的油。滑动速度高时，应选用钻度低的油。轴承
35、散热条件差，工作温度高，应选用钻度较大的油。轴承散热条件差，工作温度高，应选用钻度较大的油。摩擦表面粗糙或未经跑合，应选用钻度较大的油。摩擦表面粗糙或未经跑合，应选用钻度较大的油。润滑油的选用可参考润滑油的选用可参考表表12-9。上一页 下一页返回12.2轴承轴承 (2)润滑脂及选用。润滑脂是由润滑油润滑脂及选用。润滑脂是由润滑油(主要是矿物油主要是矿物油)和各种增稠剂和各种增稠剂(如钙、钠、锉等金属皂如钙、钠、锉等金属皂)混合制成，属于半固体润滑剂。最常用的润混合制成，属于半固体润滑剂。最常用的润滑脂有钙基润滑脂滑脂有钙基润滑脂(钙脂钙脂)、钠基润滑脂、钠基润滑脂(钠脂钠脂)和锉基润滑脂和锉
36、基润滑脂(锉脂锉脂)。润滑脂的主要性能指标是锥入度、滴点和耐水性。润滑脂的主要性能指标是锥入度、滴点和耐水性。锥入度是表征润滑脂钻稠程度的指标，锥入度越小，润滑脂越稠锥入度是表征润滑脂钻稠程度的指标，锥入度越小，润滑脂越稠;反之，流动性越好。润滑脂稠度大，不易流失，但摩擦功耗大，不宜反之，流动性越好。润滑脂稠度大，不易流失，但摩擦功耗大，不宜在温度变化大或高速运转条件下使用，一般在轴承相对滑动速度低于在温度变化大或高速运转条件下使用，一般在轴承相对滑动速度低于12 m/s时或不便注油的场合使用。时或不便注油的场合使用。润滑脂的选择主要根据轴承的工作温度、压强和速度进行选择，可润滑脂的选择主要根
37、据轴承的工作温度、压强和速度进行选择，可参考参考表表12-10。上一页 下一页返回12.2轴承轴承2)润滑方法和润滑装置润滑方法和润滑装置 为保证轴承良好的润滑状态，除合理选择润滑剂外，合理选择润滑为保证轴承良好的润滑状态，除合理选择润滑剂外，合理选择润滑方法和润滑装置也是十分重要的。常用的润滑方法和润滑装置包括以方法和润滑装置也是十分重要的。常用的润滑方法和润滑装置包括以下几方面。下几方面。(1)油润滑。油润滑的润滑方法有间歇供油润滑和连续供油润滑两种。油润滑。油润滑的润滑方法有间歇供油润滑和连续供油润滑两种。间歇供油润滑有手工油壶注油和油杯注油供油。这种润滑方法只适间歇供油润滑有手工油壶注
38、油和油杯注油供油。这种润滑方法只适用于低速不重要的轴承或间歇工作的轴承。用于低速不重要的轴承或间歇工作的轴承。对于重要轴承，必须采用连续供油润滑。连续供油润滑方法及装置对于重要轴承，必须采用连续供油润滑。连续供油润滑方法及装置主要有以下主要有以下4种。种。上一页 下一页返回12.2轴承轴承 油杯滴油润滑。油杯滴油润滑。图图12-22、图图12-23分别为针阀油杯和芯捻油杯。分别为针阀油杯和芯捻油杯。针阀油杯可调节油滴速度，以改变供油量，在轴承停止工作时，可通针阀油杯可调节油滴速度，以改变供油量，在轴承停止工作时，可通过油杯上部手柄关闭油杯，停止供油。芯捻油杯利用毛细管作用将油过油杯上部手柄关闭
39、油杯，停止供油。芯捻油杯利用毛细管作用将油引到轴承工作表面上，这种方法不易调节供油量。引到轴承工作表面上，这种方法不易调节供油量。浸油润滑。将部分轴承直接浸人油池中润滑，如浸油润滑。将部分轴承直接浸人油池中润滑，如图图12-24所示。所示。飞溅润滑。飞溅润滑主要用于润滑如减速器、内燃机等机械中的飞溅润滑。飞溅润滑主要用于润滑如减速器、内燃机等机械中的轴承。通常直接利用传动齿轮或甩油环轴承。通常直接利用传动齿轮或甩油环(如如图图12-25所示所示)将油池中的将油池中的润滑油溅到轴承上或箱壁上，再经油沟导人轴承工作面以润滑轴承。润滑油溅到轴承上或箱壁上，再经油沟导人轴承工作面以润滑轴承。采用传动齿
40、轮溅油来润滑轴承，齿轮圆周速度采用传动齿轮溅油来润滑轴承，齿轮圆周速度v2 m/s;采用甩油环溅采用甩油环溅油来润滑轴承，适用于转速为油来润滑轴承，适用于转速为5003 000 r/min的水平轴上的轴承，的水平轴上的轴承，转速太低，油环不能把油溅起，而转速太高，油环上的油会被甩掉。转速太低，油环不能把油溅起，而转速太高，油环上的油会被甩掉。上一页 下一页返回12.2轴承轴承 压力循环润滑。如压力循环润滑。如图图12-26所示，压力循环润滑是一种强制润滑所示，压力循环润滑是一种强制润滑方法。润滑油泵将一定压力的油经油路导人轴承，润滑油经轴承两端方法。润滑油泵将一定压力的油经油路导人轴承，润滑油
41、经轴承两端流回油池，构成循环润滑。这种供油方法供油量充足，润滑可靠，并流回油池，构成循环润滑。这种供油方法供油量充足，润滑可靠，并有冷却和冲洗轴承的作用。但润滑装置结构复杂、费用较高。常用于有冷却和冲洗轴承的作用。但润滑装置结构复杂、费用较高。常用于重载、高速或载荷变化较大的轴承中。重载、高速或载荷变化较大的轴承中。(2)脂润滑。润滑脂只能间歇供给。常用润滑装置为如脂润滑。润滑脂只能间歇供给。常用润滑装置为如图图12-27所示所示的旋盖油杯和的旋盖油杯和图图12-28所示的压注油杯。旋盖油杯靠旋紧杯盖将杯内所示的压注油杯。旋盖油杯靠旋紧杯盖将杯内润滑脂压人轴承工作面润滑脂压人轴承工作面;压注油
42、杯靠油枪压注润滑脂至轴承工作面。压注油杯靠油枪压注润滑脂至轴承工作面。上一页返回12.3联轴器及离合器联轴器及离合器 联轴器联轴器 1.联轴器的功用联轴器的功用 联轴器主要用于轴与轴之间的连接并使它们一同旋转，以传递转矩联轴器主要用于轴与轴之间的连接并使它们一同旋转，以传递转矩和运动的一种机械传动装置。若要使两轴分离，必须通过停车拆卸才和运动的一种机械传动装置。若要使两轴分离，必须通过停车拆卸才能实现。能实现。如如图图12-29所示，联轴器所要连接的轴之间，由于存在制造、安装误所示，联轴器所要连接的轴之间，由于存在制造、安装误差，受载、受热后的变形以及传动过程中会产生振动等因素，往往存差，受载
43、、受热后的变形以及传动过程中会产生振动等因素，往往存在着轴向、径向或偏角等相对位置的偏移。因此，联轴器除了传动外，在着轴向、径向或偏角等相对位置的偏移。因此，联轴器除了传动外，还要有一定的位置补偿和吸振缓冲的功用。还要有一定的位置补偿和吸振缓冲的功用。2.联轴器类型联轴器类型 下一页返回12.3联轴器及离合器联轴器及离合器 根据各种位移有无补偿能力，联轴器可分为刚性联轴器和挠性联轴根据各种位移有无补偿能力，联轴器可分为刚性联轴器和挠性联轴器两大类。在挠性联轴器中，又以是否存在弹性元件来区别，中间连器两大类。在挠性联轴器中，又以是否存在弹性元件来区别，中间连接件是弹性元件的联轴器称为弹性联轴器。
44、接件是弹性元件的联轴器称为弹性联轴器。1)刚性联轴器刚性联轴器 (1)套筒联轴器。套筒联轴器如套筒联轴器。套筒联轴器如图图12-30所示，其材料通常用所示，其材料通常用45钢，钢，适于轴径小于适于轴径小于6070mm的对中性较好的场合。其径向尺寸小、结构的对中性较好的场合。其径向尺寸小、结构简单，可根据不同轴径自行设计制造，在仪器中应用较广。简单，可根据不同轴径自行设计制造，在仪器中应用较广。(2)凸缘联轴器。凸缘联轴器由两个带凸缘的半联轴器组成，半联轴凸缘联轴器。凸缘联轴器由两个带凸缘的半联轴器组成，半联轴器分别由键与两轴连接，然后两个半联轴器用螺栓连接。对中方式有器分别由键与两轴连接，然后
45、两个半联轴器用螺栓连接。对中方式有图图12-31所示的两种。凸缘联轴器结构简单、传递转矩大，传力可靠、所示的两种。凸缘联轴器结构简单、传递转矩大，传力可靠、对中性好、装拆方便、应用广泛，应按标准选用。对中性好、装拆方便、应用广泛，应按标准选用。上一页 下一页返回12.3联轴器及离合器联轴器及离合器 但它不具有位移补偿功能。但它不具有位移补偿功能。2)挠性联轴器挠性联轴器 (1)无弹性元件的挠性联轴器。无弹性元件的挠性联轴器是利用其组无弹性元件的挠性联轴器。无弹性元件的挠性联轴器是利用其组成元件间构成的动连接具有某一方向或几个方向的活动来补偿两轴相成元件间构成的动连接具有某一方向或几个方向的活动
46、来补偿两轴相对位移的。因无弹性元件，这类联轴器不能缓冲减振。主要类型有齿对位移的。因无弹性元件，这类联轴器不能缓冲减振。主要类型有齿式联轴器、十字滑块联轴器。式联轴器、十字滑块联轴器。齿式联轴器是允许综合位移刚性联轴器中具有代表性的一种联轴器。齿式联轴器是允许综合位移刚性联轴器中具有代表性的一种联轴器。图图12-32(a),(b)分别为齿式联轴器的结构和位移补偿示意图。由两个分别为齿式联轴器的结构和位移补偿示意图。由两个带有内齿及凸缘外套筒和两个带有外齿的内套筒组成。两个外套筒用带有内齿及凸缘外套筒和两个带有外齿的内套筒组成。两个外套筒用螺栓连接，两个内套筒用键与两轴连接，内、外齿相互啮合传递
47、转矩。螺栓连接，两个内套筒用键与两轴连接，内、外齿相互啮合传递转矩。上一页 下一页返回12.3联轴器及离合器联轴器及离合器 由于内、外齿啮合时具有较大的顶隙和侧隙，因此这种联轴器具有由于内、外齿啮合时具有较大的顶隙和侧隙，因此这种联轴器具有径向、轴向和角度位移补偿的功能。由于内、外齿廓均为渐开线，故径向、轴向和角度位移补偿的功能。由于内、外齿廓均为渐开线，故制造和安装精度要求较高，成本高。但由于传递载荷能力与位移补偿制造和安装精度要求较高，成本高。但由于传递载荷能力与位移补偿能力强，所以在汽车、重型机械中广泛应用。能力强，所以在汽车、重型机械中广泛应用。十字滑块联轴器如十字滑块联轴器如图图12
48、-33所示，由两个具有径向通槽的半联轴器所示，由两个具有径向通槽的半联轴器和一个具有相互垂直凸桦的十字滑块组成。由于滑块的凸桦能在半联和一个具有相互垂直凸桦的十字滑块组成。由于滑块的凸桦能在半联轴器的凹槽中移动，故补偿了两轴间的位移。为了减少滑动引起的摩轴器的凹槽中移动，故补偿了两轴间的位移。为了减少滑动引起的摩擦，要予以一定的润滑并对工作表面进行热处理以提高硬度。擦，要予以一定的润滑并对工作表面进行热处理以提高硬度。十字滑块联轴器常用十字滑块联轴器常用45钢制造，要求较低时也可以采用钢制造，要求较低时也可以采用Q275，此，此时不需热处理。时不需热处理。上一页 下一页返回12.3联轴器及离合
49、器联轴器及离合器 在无弹性元件的挠性联轴器中还有万向联轴器，简称为万向节。它在无弹性元件的挠性联轴器中还有万向联轴器，简称为万向节。它是汽车传动系中重要而且常用的传动装置，在后面内容中介绍。是汽车传动系中重要而且常用的传动装置，在后面内容中介绍。(2)有弹性元件的挠性联轴器。有弹性元件的挠性联轴器是靠弹性元有弹性元件的挠性联轴器。有弹性元件的挠性联轴器是靠弹性元件的弹性变形来补偿两轴轴线的相对偏移，而且可以缓冲减振。常用件的弹性变形来补偿两轴轴线的相对偏移，而且可以缓冲减振。常用有弹性元件的挠性联轴器有有弹性元件的挠性联轴器有:弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器。弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器
50、。弹性套柱销联轴器的构造与凸缘联轴器类似，不同之处是用有弹性弹性套柱销联轴器的构造与凸缘联轴器类似，不同之处是用有弹性的柱销代替刚性的螺栓。的柱销代替刚性的螺栓。图图12-34中的弹性套常用耐油橡胶制造，作中的弹性套常用耐油橡胶制造，作为缓冲吸振元件。柱销材料为为缓冲吸振元件。柱销材料为45钢，半联轴器的材料用铸铁或铸钢。钢，半联轴器的材料用铸铁或铸钢。其与轴的配合可以采用圆柱或圆锥配合孔。其与轴的配合可以采用圆柱或圆锥配合孔。上一页 下一页返回12.3联轴器及离合器联轴器及离合器 弹性套柱销联轴器结构简单，制造容易，装拆方便，成本较低，适弹性套柱销联轴器结构简单，制造容易，装拆方便，成本较低