机械基础第8章支撑零部件.ppt

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1、8.28.18.3轴轴第八章第八章 支承零部件支承零部件滑动轴承滑动轴承滚动轴承滚动轴承7.52021/9/231轴颈轴头轴身一、轴的结构一、轴的结构 1、功用：1）支承回转零件；）支承回转零件；2）传递运动和转矩）传递运动和转矩 8.1轴轴2021/9/232二、轴的分类二、轴的分类 轴承受的载荷轴承受的载荷转轴转轴心轴心轴传动轴传动轴轴线形状轴线形状直轴直轴曲轴曲轴挠性钢丝轴挠性钢丝轴2021/9/233分类分类 应用特点应用特点 示示 例例传动轴传动轴只承受转矩只承受转矩 汽车后桥轴汽车后桥轴汽车变速箱汽车变速箱心轴心轴只承受弯距只承受弯距自行车前轮轴自行车前轮轴铁路机车轮轴铁路机车轮轴

2、转轴转轴既承受弯距既承受弯距又承受转矩又承受转矩 减速器中的轴减速器中的轴2021/9/234根据承载情况下列各轴分别为哪种类型？根据承载情况下列各轴分别为哪种类型？0 轴：轴：轴：轴：轴：轴：传动轴传动轴转转 轴轴转动心轴转动心轴转转 轴轴转转 轴轴转动心轴转动心轴如何判断轴是否传递扭矩：如何判断轴是否传递扭矩：从从原原动动机机向向工工作作机机画画传传动动路路线线，若若传传动动路路线线沿沿该该轴轴轴轴线线走走过过一一段段距离，则该轴传递距离，则该轴传递转矩转矩。如何判断轴是否承受弯矩：如何判断轴是否承受弯矩：该轴上除联轴器外是否还有其它传动零件，若有则该轴承受弯该轴上除联轴器外是否还有其它传

3、动零件，若有则该轴承受弯矩，否则不承受弯矩矩，否则不承受弯矩。2021/9/235直直 轴轴曲曲 轴轴挠性钢丝轴挠性钢丝轴2021/9/236三、轴的材料及其选择三、轴的材料及其选择 2对轴材料的要求对轴材料的要求（1）具有一定的疲劳强度，对应力集中的敏感性低；）具有一定的疲劳强度，对应力集中的敏感性低；（2）具有一定的刚度和韧性；）具有一定的刚度和韧性；（3）具有足够的耐磨性；）具有足够的耐磨性；（4）良好的经济性、工艺性）良好的经济性、工艺性。1轴的主要失效形式：轴的主要失效形式：疲劳断裂（工作时所承受的应力一般是交变循环应力）疲劳断裂（工作时所承受的应力一般是交变循环应力）常用材料常用材

4、料（1 1）碳碳素素钢钢：3030、3535、4545、50(50(正正火火或或调调质质)，4545应应用用最最广广，价价廉廉，对对应应力力集集中中不不敏敏感感，良良好好的的加加工工性性，经经热热处处理理后后可可获获良良好好的的综综合合机机械械性性能能，常常用用于于受力较小或不重要的场合。受力较小或不重要的场合。（2 2）中中、低低碳碳合合金金钢钢：有有更更好好的的机机械械性性能能和和热热处处理理工工艺艺性性，对对应应力集中较敏感。常用于高速、重载、耐磨、耐高温等特殊场合。力集中较敏感。常用于高速、重载、耐磨、耐高温等特殊场合。（3）球球墨墨铸铸铁铁：价价廉廉、强强度度高高、吸吸振振性性好好、

5、切切削削加加工工性性较较好好。适适用用于于形形状状 复杂的轴复杂的轴。2021/9/237四、影响轴结构的因素四、影响轴结构的因素（1）轴的毛坯种类轴的毛坯种类（2）轴上作用力的大小及其分布情况轴上作用力的大小及其分布情况（3）轴上零件的位置、配合性质及其连接固定的方法轴上零件的位置、配合性质及其连接固定的方法（4）轴的加工方法、装配方法以及其它特殊要求）轴的加工方法、装配方法以及其它特殊要求2.2.结构应满足的条件结构应满足的条件a a轴的受力合理，有利于提高轴的强度和刚度轴的受力合理，有利于提高轴的强度和刚度b b轴相对于机架和轴上零件相对于轴的定位准确，固定可靠轴相对于机架和轴上零件相对

6、于轴的定位准确，固定可靠c c轴便于加工制造，轴上零件便于装拆和调整轴便于加工制造，轴上零件便于装拆和调整d d尽量减少应力集中，节省材料，减轻重量尽量减少应力集中，节省材料，减轻重量1.1.轴的结构形状取决于以下几个因素轴的结构形状取决于以下几个因素2021/9/2383 3、轴的结构及各部分名称、轴的结构及各部分名称组成轴颈轴颈：装轴承处 尺寸尺寸=轴承内径；轴承内径；轴头轴头：装轮毂处 直径与轮毂内径相当；轴身轴身：联接轴颈轴颈和轴头轴头部分；轴颈轴头轴身两头小中间大的阶梯轴。2021/9/2394 4、零件在轴上的固定、零件在轴上的固定（）轴向固定轴向固定 作作用用和和目目的的：保保证

7、证零零件件在在轴轴上上有有确确定定的的轴轴向向位位置置，防防止止 零件作轴向移动，并能承受轴向力零件作轴向移动，并能承受轴向力常用方法：轴肩、轴环、轴套、圆螺母、轴端挡圈等常用方法：轴肩、轴环、轴套、圆螺母、轴端挡圈等轴肩轴肩轴肩：轴上截面突变的部位。轴肩：轴上截面突变的部位。非定位轴肩：便于装拆、起过渡作用，非定位轴肩：便于装拆、起过渡作用，h=(12)mmh=(12)mm。定位轴肩：起轴向定位作用。定位轴肩：起轴向定位作用。定位轴肩高度：定位轴肩高度：轴肩高度轴肩高度轴肩高度轴肩高度h h h h轴上零件倒角尺寸轴上零件倒角尺寸轴上零件倒角尺寸轴上零件倒角尺寸c c c c（圆角半径（圆角

8、半径（圆角半径（圆角半径R R R R）轴圆角半径轴圆角半径轴圆角半径轴圆角半径r r r r。h=h=h=h=（0.070.10.070.10.070.10.070.1）d mmd mmd mmd mm安装标准件的轴肩高度应符合标准件的标准。安装标准件的轴肩高度应符合标准件的标准。安装标准件的轴肩高度应符合标准件的标准。安装标准件的轴肩高度应符合标准件的标准。定位轴肩宽度定位轴肩宽度：b=1.4h特点：特点：结构简单，定位可靠，可承受较大的轴向力。2021/9/2310圆螺母圆螺母特特点点：定位可靠，可承受较大的轴向力，装拆方便。但切制螺纹使轴的疲劳强度下降。套筒套筒特特点点：结构简单，定位

9、可靠，能承受较大轴向力。能同时固定两个零件的轴向位置，但两零件相距不宜太远，不宜高速。止 动 垫片2021/9/2311轴端挡圈轴端挡圈 特特点点：固定可靠，能承受较大的轴向力，用于轴端。当用轴肩、轴环、套筒、圆螺母、轴端挡圈进行零件的轴向定位时，为保证轴向定位可靠，要求L L轴轴LL毂毂圆锥面圆锥面（+挡圈、螺母）特特点点：能消除轴与轮毂间的径向间隙，能承受冲击载荷。常用于高速轴端且对中性要求高或需经常拆卸的场合。2021/9/2312弹性挡圈固定弹性挡圈固定特特点点：结构简单紧凑，只能承受很小的轴向力，切槽需要一定的精度。常用于固定滚动轴承等的轴向定位。紧定螺钉固定紧定螺钉固定特特点点：承

10、受轴向力很小，亦可起周向固定作用。适用于轴向力小，转速低的场合2021/9/23132.2.周向固定周向固定：保证零件传递扭矩和防止零件与轴产生相对的转动：保证零件传递扭矩和防止零件与轴产生相对的转动键、花键、销、过盈配合、弹性环联接、成形联接等。2021/9/23144 4、轴的加工和装配工艺性、轴的加工和装配工艺性（1）轴径相近处的圆角、倒角、键槽等尺寸应一致；（2）固定不同零件的各键槽应布置在同一母线上，以减少装夹次数；各键槽应布置在同一母线上，以减少装夹次数；各键槽应布置在同一母线上，以减少装夹次数；各键槽应布置在同一母线上，以减少装夹次数；（3）需切制螺纹的轴段：螺纹退刀槽；（4）需

11、磨削的轴段：砂轮越程槽；2021/9/2315（5）轴端应 有倒角：c45便于装配；（6）过盈联接的轴头一般应有引导装配的锥度；（7）零件装配时应尽量不接触其它零件的配合表面；（8）轴肩高度应考虑零件拆卸方便。2021/9/23165 5、提高轴承载能力的措施、提高轴承载能力的措施（1 1）结构设计方面结构设计方面（减少应力集中）a相邻轴段直径不宜相差太大；b过渡圆角半径不能太小，或用凹切圆角或中间环；c尽量避免在轴上开横孔、凹槽等，合理选择键槽(盘铣)；2021/9/2317（2 2）制造工艺方面制造工艺方面（提高表面质量）a降低表面粗糙度；b对轴表面进行强化处理，如对表面辗压、喷丸处理等。

12、d过盈配合轴段可采用一些特殊结构a)过盈配合应力集中 b)轮毂上开卸载槽 c)轴上开卸载槽 d)增大轴径2021/9/23181.轴的主要功能是（轴的主要功能是（）、（）、（）。）。2.轴按轴线情况不同可分为（轴按轴线情况不同可分为（）轴、（）轴、（）轴和（）轴和（）轴。）轴。3.直轴按承载情况不同可分为（直轴按承载情况不同可分为（）、（）、（）和（）和（）。）。4.自行车的前轮属于（自行车的前轮属于（）轴，减速器中的轴属于（）轴，减速器中的轴属于（）轴轴 汽车中的变速箱属于（汽车中的变速箱属于（）轴。）轴。5.曲轴是内燃机等机器中用于（曲轴是内燃机等机器中用于（）运动和（）运动和（）运动相互

13、转换）运动相互转换 的专用零件。的专用零件。6.（）轴有良好的扰性，它可以把回转运动灵活的传倒任何空）轴有良好的扰性，它可以把回转运动灵活的传倒任何空 间位置。间位置。传递运动和转矩传递运动和转矩支承回转零件支承回转零件直直曲曲挠性钢丝挠性钢丝传动轴传动轴心轴心轴转轴转轴心轴心轴转转传动传动往复往复旋转旋转挠性钢丝挠性钢丝2021/9/23192021/9/2320第二章第二章 杆件的静力分析杆件的静力分析8.2滑动轴承滑动轴承一、轴承的作用一、轴承的作用 1、功用：1）支承轴或轴上回转零件的部件；）支承轴或轴上回转零件的部件；2）减少转轴与支承之间的摩擦和磨损）减少转轴与支承之间的摩擦和磨损

14、2021/9/2321二、轴承的分类二、轴承的分类 根据摩擦性质，轴承分为：根据摩擦性质，轴承分为：滑动轴承滑动轴承和和滚动轴承滚动轴承。滚动轴承：滚动磨擦滚动轴承：滚动磨擦滑动轴承：滑动摩擦滑动轴承：滑动摩擦2021/9/23228.2滑动轴承滑动轴承三、滑动轴承的分类三、滑动轴承的分类 承受载荷的方向承受载荷的方向轴系和拆装的需要轴系和拆装的需要径向滑动轴承径向滑动轴承推力滑动轴承推力滑动轴承整体式整体式对开式对开式整体式滑动轴承整体式滑动轴承对开式滑动轴承对开式滑动轴承2021/9/2323三三.按受载方向不同，滑动轴承分为按受载方向不同，滑动轴承分为：径向滑动轴承：径向滑动轴承：推力滑

15、动轴承：推力滑动轴承：承受径向力承受径向力承受轴向力承受轴向力 径向滑动轴承径向滑动轴承 推力滑动轴承推力滑动轴承2021/9/2324 常用的径向滑动轴承有整体式常用的径向滑动轴承有整体式 、对开式两种形式。、对开式两种形式。（1 1）整体式滑动轴承）整体式滑动轴承 1 1）结构）结构:由轴承座、轴瓦、轴由轴承座、轴瓦、轴颈等组成。颈等组成。油杯孔油杯孔轴瓦轴瓦轴承座轴承座 2 2）特点：）特点：a.a.结构简单、成本低结构简单、成本低b.b.装拆不便装拆不便c.c.适于低速、轻载或间隙工作的适于低速、轻载或间隙工作的机器。机器。2021/9/2325（二）（二）对开式滑动轴承对开式滑动轴承

16、双头螺柱双头螺柱轴承盖轴承盖剖分轴瓦剖分轴瓦轴承座轴承座调节垫片调节垫片2021/9/2326（二）（二）对开式滑动轴承对开式滑动轴承2021/9/2327（三）（三）推力滑动轴承推力滑动轴承轴承座轴承座止推轴止推轴空心式：空心式：环式环式2021/9/2328二、滑动轴承的材料二、滑动轴承的材料 2021/9/2329二、滑动轴承的材料二、滑动轴承的材料 2021/9/23308.2滑动轴承滑动轴承三、轴瓦三、轴瓦 整体式轴瓦整体式轴瓦剖开式轴瓦剖开式轴瓦上上瓦瓦下下瓦瓦油油孔孔油油沟沟轴轴承承衬衬2021/9/2331油沟：使润滑油均匀分布油沟：使润滑油均匀分布油沟的形状2021/9/23

17、32四四.滑动轴承的安装、维护滑动轴承的安装、维护 滑动轴承安装要保证轴颈在轴承孔内转动灵活、滑动轴承安装要保证轴颈在轴承孔内转动灵活、准确、平稳。准确、平稳。轴瓦与轴承座孔要修刮贴实，轴瓦剖分面要高出轴瓦与轴承座孔要修刮贴实，轴瓦剖分面要高出0.050.1，以便压紧。整体式轴瓦压入时要防，以便压紧。整体式轴瓦压入时要防止偏斜，并用紧定螺钉固定。止偏斜，并用紧定螺钉固定。注意油路畅通，油路与油槽接通。注意油路畅通，油路与油槽接通。注意清洁，修刮调试过程中凡能出现油污的机件，注意清洁，修刮调试过程中凡能出现油污的机件，修刮后都要清洗涂油。修刮后都要清洗涂油。轴承使用过程中要经常检查润滑、发热、振

18、动问轴承使用过程中要经常检查润滑、发热、振动问题。题。2021/9/23332021/9/23342021/9/233521341234一、滚动轴承的结构一、滚动轴承的结构 由由内圈内圈、外圈外圈、滚动体滚动体和和保持架保持架组成组成2021/9/2336常见的滚动体有球形、圆柱形、鼓形、滚针、圆锥形。一、滚动轴承的结构一、滚动轴承的结构 2021/9/2337二、滚动轴承的分类二、滚动轴承的分类 承受载荷方向承受载荷方向向心轴承向心轴承推力轴承推力轴承滚动体的种类滚动体的种类球轴承球轴承滚子轴承滚子轴承工作时是否调心工作时是否调心调心轴承调心轴承非调心轴承非调心轴承2021/9/2338五、

19、滚动轴承常见的失效形式五、滚动轴承常见的失效形式 2021/9/23392021/9/2340宽宽(高高)度度系列代号系列代号直径系列直径系列代号代号前置代号前置代号 基本代号基本代号共5位 后置代号后置代号表表13-3 滚动轴承代号的排列顺序滚动轴承代号的排列顺序（）类类型型代代号号尺寸系列代号尺寸系列代号注：注：代表字母；代表字母；代表数字代表数字 或加或加2.基本代号基本代号表示轴承的基本类型、结构和尺寸。表示轴承的基本类型、结构和尺寸。3.类型代号类型代号 左起第一位，为左起第一位，为0（双列角接触球轴承双列角接触球轴承）则省略。则省略。是轴承代号的基础，有三项成套轴承分成套轴承分部件

20、代号部件代号1.前置代号前置代号成套轴承分部件代号。成套轴承分部件代号。0三、滚动轴承的代号三、滚动轴承的代号2021/9/23416 2 2 03轴承内径轴承内径 d=17 mm直径系列代号，直径系列代号，2(轻轻)系列系列 宽度系列代号，宽度系列代号，2(宽宽)系列系列 深沟球轴承深沟球轴承 2021/9/2342潘存云教授研制6 6深沟球轴承深沟球轴承5 5推力球轴承推力球轴承4 4双列深沟球轴承双列深沟球轴承3 3圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承N N圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承9 9推力圆锥滚子轴承推力圆锥滚子轴承2 2调心滚子轴承调心滚子轴承8 8推力滚子轴承推力滚子轴承1 1调心球轴承调心球

21、轴承7 7角接触球轴承角接触球轴承0 0双列角接触球轴承双列角接触球轴承代号代号轴承类型轴承类型代号代号轴承类型轴承类型滚动轴承主要类型代号表滚动轴承主要类型代号表 2021/9/2343表表8-2 向心轴承和推力轴承的常用尺寸系列代号向心轴承和推力轴承的常用尺寸系列代号直径系列代号直径系列代号向心轴承向心轴承01(0)0(0)1101120211011234特轻特轻轻轻中中重重(0)2(0)3(0)41213222324121314222324(0)12窄窄正常正常宽宽尺寸系列代号尺寸系列代号宽度系列代号宽度系列代号342021/9/2344表表8-5轴承的内径代号轴承的内径代号 内径代号内

22、径代号轴承内径尺寸轴承内径尺寸/mm00100102030499数字数字 51215173 0 2 13轴承内径轴承内径 d=513=65 mm直径系列代号，直径系列代号，2(轻轻)系列系列 宽度系列代号，宽度系列代号，0(窄窄)系列系列 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 2021/9/2345N 1 05/P5公差等级公差等级5级级 轴承内径轴承内径 d=25 mm直径系列代号，直径系列代号，1(特轻特轻)系列系列 圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承 潘存云教授研制注：注：公差等级中公差等级中0级最低，向右依次增高，级最低，向右依次增高，2级最高。级最高。表表13-8公差等级代号公差等级代号 代代 号号 省略省略 /P6 /P6x /P5 /P4 /P2公差等级符合标准的公差等级符合标准的 0级级 6级级 6x级级 5级级 4级级 2级级示示 例例 6203 6203/P6 30201/P6x 6203/P5 6203/P4 6203/P22021/9/23467 (0)3 12/P6轴承内径轴承内径 d=125=60 mm直径系列代号，直径系列代号，3(中中)系列系列 宽度系列代号，宽度系列代号，0(窄窄)系列系列角接触球轴承角接触球轴承 公差等级公差等级6级级 2021/9/23472021/9/2348