轴的结构设计课件

第第0606章章 轴系零件轴系零件6.1 轴轴第第06章章轴系零件轴系零件6.1 6.1 轴轴 支承转动零件（齿轮、带轮、凸轮）、传递转矩和运动。支承转动零件（齿轮、带轮、凸轮）、传递转矩和运动。功用功用:6.1.1 6.1.1 轴的类型和特点轴的类型和特点6.1.2 6.1.2 轴的材料及选择轴的材料及选择6.1.3 6.1.3 轴的结构设计轴的结构设计6.1.4 6.1.4 轴的设计计算轴的设计计算6.1.1 6.1.1 轴的类型和特点轴的类型和特点6.1.1.1按轴线形状的不同，分为：按轴线形状的不同，分为：直轴：轴线为一直线直轴：轴线为一直线 光轴：轴的全长上直径都相等光轴：轴的全长上直径都相等 阶梯轴：各段直径不等，应用广阶梯轴：各段直径不等，应用广 空心轴：轴内有空空心轴：轴内有空曲轴：轴线为一折线曲轴：轴线为一折线挠性软轴：能把旋转运动传到挠性软轴：能把旋转运动传到任何位置的钢丝软轴。任何位置的钢丝软轴。6.1.1 6.1.1 轴的类型和特点轴的类型和特点6.1.1.26.1.1.2按承受载荷不同，可分为：按承受载荷不同，可分为：转轴：同时受转矩和弯矩转轴：同时受转矩和弯矩传动轴：只受转矩或所受弯矩很小传动轴：只受转矩或所受弯矩很小例：汽车中联接变速箱与后桥之间的轴。例：汽车中联接变速箱与后桥之间的轴。心轴：只受弯矩心轴：只受弯矩6.1.2 6.1.2 轴材料及选择轴材料及选择轴的材料主要是碳素钢和合金钢。轴的材料主要是碳素钢和合金钢。碳素钢比合金钢价格低廉，对应力集中的敏感性低，力碳素钢比合金钢价格低廉，对应力集中的敏感性低，力学性能较好，可通过热处理改善其综合性能，加工工艺学性能较好，可通过热处理改善其综合性能，加工工艺性好，故应用最广。一般用途的轴，多用含碳量为性好，故应用最广。一般用途的轴，多用含碳量为0.250.250.5%0.5%的优质碳素钢，尤其是的优质碳素钢，尤其是4545号钢。对于不重要或受号钢。对于不重要或受力较小的轴也可用力较小的轴也可用Q235Q235、Q275 Q275 等碳素结构钢。等碳素结构钢。合金钢具有比碳钢更好的机械性能和淬火性能，但对应合金钢具有比碳钢更好的机械性能和淬火性能，但对应力集中比较敏感，且价格较贵，多用于对强度和耐磨性力集中比较敏感，且价格较贵，多用于对强度和耐磨性有特殊要求的轴。如有特殊要求的轴。如20Cr20Cr、20CrMnTi20CrMnTi等低碳合金钢，经等低碳合金钢，经渗碳淬火处理后可提高耐磨性；渗碳淬火处理后可提高耐磨性；20CrMoV20CrMoV、38CrMoAl38CrMoAl等合等合金钢，有良好的高温机械性能，常用于在高温、高速和金钢，有良好的高温机械性能，常用于在高温、高速和重载条件下工作的轴。重载条件下工作的轴。一般轴：轧制的圆钢或锻件。重要轴：锻制毛坯。一般轴：轧制的圆钢或锻件。重要轴：锻制毛坯。对轴的结构进行设计主要是对轴的结构进行设计主要是:确定轴的合理外形和结构尺寸确定轴的合理外形和结构尺寸 6.1.3 6.1.3 轴的结构设计轴的结构设计影响轴的结构与尺寸的因影响轴的结构与尺寸的因素很多，设计轴时要全面素很多，设计轴时要全面综合的考虑各种因素。综合的考虑各种因素。无论何种具体因素，轴的结构都应满足以下条件：无论何种具体因素，轴的结构都应满足以下条件：1)1)轴和装在轴上的零件要有准确的位置；轴和装在轴上的零件要有准确的位置；2)2)轴上的零件应便于装拆和调整；轴上的零件应便于装拆和调整；3)3)轴应具有良好的制造工艺性等。轴应具有良好的制造工艺性等。结构分析结构分析轴颈轴头轴身 6.1.3 6.1.3 轴的结构设计轴的结构设计轴肩、圆螺母（止动片）、套筒、弹性挡圈、轴肩、圆螺母（止动片）、套筒、弹性挡圈、紧定螺钉、轴端挡圈定位等紧定螺钉、轴端挡圈定位等防止轴向移动防止轴向移动周向固定：周向固定：轴向固定：轴向固定：键、花键、销、过盈配合、弹性环联接、成键、花键、销、过盈配合、弹性环联接、成形联接等形联接等-防止零件与轴产生相对转动防止零件与轴产生相对转动 6.1.3 6.1.3 轴的结构设计轴的结构设计轴颈轴头轴身 轴肩定位轴肩定位轴向固定轴向固定特点：结构简单，定位可靠，可承受较大的轴向力；特点：结构简单，定位可靠，可承受较大的轴向力；但会使轴的轴颈增大，阶梯处形成应力集中，阶梯但会使轴的轴颈增大，阶梯处形成应力集中，阶梯过多不利于加工。过多不利于加工。应用：齿轮、带轮、联轴器、轴承等的轴向定位应用：齿轮、带轮、联轴器、轴承等的轴向定位 套筒定位套筒定位轴向固定轴向固定特点：简单可靠，简化了轴的结构设计且不削弱轴特点：简单可靠，简化了轴的结构设计且不削弱轴的强度，但不适宜高速运转的轴。的强度，但不适宜高速运转的轴。应用：多用于轴上一零件的位置已固定而零件间应用：多用于轴上一零件的位置已固定而零件间距离较小的场合距离较小的场合 轴颈轴头轴身圆螺母定位圆螺母定位轴向固定轴向固定特点：定位可靠，装拆方便，可承受较大的轴向力特点：定位可靠，装拆方便，可承受较大的轴向力 由于切制螺纹使轴的疲劳强度下降由于切制螺纹使轴的疲劳强度下降 应用：用于套筒过长或无法采用套筒，而轴上又应用：用于套筒过长或无法采用套筒，而轴上又允许车制螺纹的场合。常用于轴的中部和端部允许车制螺纹的场合。常用于轴的中部和端部 弹性挡圈固定弹性挡圈固定轴向固定轴向固定特点：结构简单紧凑，只能承受很小的轴向力特点：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切槽需要一定的精度 应用：主要用于有振动和冲击的轴端零件的轴向应用：主要用于有振动和冲击的轴端零件的轴向定位定位滚动轴承滚动轴承 轴端压板定位和紧定螺钉固定轴端压板定位和紧定螺钉固定轴向固定轴向固定用于轴端定位用于轴端定位可承受剧烈振动和冲击可承受剧烈振动和冲击适用于轴向力小，适用于轴向力小，转速低的场合转速低的场合轴的周向固定轴的周向固定 轴的加工和装配工艺性轴的加工和装配工艺性3.3.轴的结构设计轴的结构设计轴的结构设计时应注意的问题轴的结构设计时应注意的问题1）为便于装拆，轴端应有）为便于装拆，轴端应有45的倒角；零件装拆的倒角；零件装拆时所经过的各段轴颈都要小于零件的孔径。时所经过的各段轴颈都要小于零件的孔径。2 2）轴肩或轴环定位时，其高度必须小于轴承内）轴肩或轴环定位时，其高度必须小于轴承内圈端部的厚度。圈端部的厚度。3 3）用套筒、圆螺母、轴端挡圈作轴向定位时，）用套筒、圆螺母、轴端挡圈作轴向定位时，一般装配零件的轴长度应比零件的轮毂长度短一般装配零件的轴长度应比零件的轮毂长度短2-2-3mm3mm，以确保套筒、螺母或轴端挡圈能靠紧零件，以确保套筒、螺母或轴端挡圈能靠紧零件端面。端面。4 4）轴上磨削的轴段和车制螺纹的轴段，应分别）轴上磨削的轴段和车制螺纹的轴段，应分别留有砂轮越程槽和螺纹退刀槽留有砂轮越程槽和螺纹退刀槽轴颈轴头轴身轴颈轴头轴身减少应力集中的措施减少应力集中的措施1）倒角和圆角）倒角和圆角2）过渡结构）过渡结构思考题：思考题：试指出图中结构不合理的地方，并予以改正。试指出图中结构不合理的地方，并予以改正。扭转强度计算扭转强度计算(传动轴）传动轴）6.1.4 6.1.4 轴的设计计算轴的设计计算1.1.轴的强度计算轴的强度计算对于圆截面的实心轴，其抗扭强度条件为：对于圆截面的实心轴，其抗扭强度条件为：Tp 求出的直径值，需圆整成标准直径，并作为轴求出的直径值，需圆整成标准直径，并作为轴的最小直径。如轴上有一个键槽，可将值增大的最小直径。如轴上有一个键槽，可将值增大4%5%，如有两个键槽可增大，如有两个键槽可增大7%10%。估算直径：估算直径：弯扭合成强度计算（转轴）弯扭合成强度计算（转轴）2.2.轴的强度计算轴的强度计算 转轴同时承受扭矩和弯矩，必须按二者组合强度进转轴同时承受扭矩和弯矩，必须按二者组合强度进行计算。通常把轴当作置于铰链支座上的梁，作用于轴行计算。通常把轴当作置于铰链支座上的梁，作用于轴上零件的力作为集中力，其作用点取为零件轮毂宽度的上零件的力作为集中力，其作用点取为零件轮毂宽度的中点上。具体的计算步骤如下：中点上。具体的计算步骤如下：1）画出轴的空间力系图；（）画出轴的空间力系图；（分解为水平面分力和垂直面分力）分解为水平面分力和垂直面分力）2）计算水平面和垂直面上的弯矩并作出弯矩图；）计算水平面和垂直面上的弯矩并作出弯矩图；3）计算合成弯矩）计算合成弯矩M并作出弯矩图；并作出弯矩图；4）计算转矩）计算转矩M T并作出转矩图；并作出转矩图；5）计算当量弯矩）计算当量弯矩M，绘出当量弯矩图。，绘出当量弯矩图。6）根据当量弯矩图找出危险截面，进行轴的强度校核。）根据当量弯矩图找出危险截面，进行轴的强度校核。6.1.4 6.1.4 轴的设计计算轴的设计计算6.1.4 6.1.4 轴的设计计算轴的设计计算3.轴的刚度计算轴的刚度计算l扭转刚度条件为：扭转刚度条件为：l弯曲刚度条件为：弯曲刚度条件为：y y y y 开始设计轴时，通常还不知道轴上零件的位开始设计轴时，通常还不知道轴上零件的位置及支点情况，无法确定轴的受力情况，只有待置及支点情况，无法确定轴的受力情况，只有待轴的结构设计基本完成后，才能对轴进行受力分轴的结构设计基本完成后，才能对轴进行受力分析及强度计算。析及强度计算。因此，一般在进行轴的结构设计前先按纯扭因此，一般在进行轴的结构设计前先按纯扭转受力情况对轴的直径进行估算。然后进行轴的转受力情况对轴的直径进行估算。然后进行轴的结构设计后，再按弯扭合成的理论进行轴危险截结构设计后，再按弯扭合成的理论进行轴危险截面的强度校核。面的强度校核。6.1.4 6.1.4 轴的设计计算轴的设计计算设计轴的一般步骤为：设计轴的一般步骤为：1）选材）选材;2）按扭转强度估算轴的最小直径）按扭转强度估算轴的最小直径;3）设计轴的结构，绘出轴的结构草图）设计轴的结构，绘出轴的结构草图;4）按弯扭合成强度进行轴的强度校核。）按弯扭合成强度进行轴的强度校核。确定轴上零件的位置和固定方法；确定轴上零件的位置和固定方法；确定各轴段直径、长度。确定各轴段直径、长度。一般选一般选23个危险截面进行校核。个危险截面进行校核。若危险截面强度不够，则必须重新修改轴的结构。若危险截面强度不够，则必须重新修改轴的结构。6.1.4 6.1.4 轴的设计计算轴的设计计算小小 结结1.1.轴的功用和分类轴的功用和分类3.3.轴的结构设计轴的结构设计4.4.轴的强度计算轴的强度计算2.2.轴的常用轴的常用材料及热处理材料及热处理5.5.轴的设计轴的设计本节完本节完谢谢欣赏谢谢欣赏_6.2 滑动轴承滑动轴承第第06章章轴系零件轴系零件目录目录6.2.1滑动轴承的类型、特点与应用滑动轴承的类型、特点与应用6.2.2滑动轴承的结构形式滑动轴承的结构形式6.2.3滑动轴承轴瓦的结构形式滑动轴承轴瓦的结构形式6.2.4轴承材料轴承材料6.2.5滑动轴承的润滑滑动轴承的润滑6.2.1 滑动轴承的类型、特点与应用滑动轴承的类型、特点与应用滑动轴承：以轴颈与轴瓦（轴套）支承面间形成滑动轴承：以轴颈与轴瓦（轴套）支承面间形成直接或间接滑动为主要特征，也即摩擦性质为滑直接或间接滑动为主要特征，也即摩擦性质为滑动摩擦。动摩擦。特点：承载能力大、抗冲击、噪声低、工作平稳、特点：承载能力大、抗冲击、噪声低、工作平稳、回转精度高、高速性能好等回转精度高、高速性能好等按照承受载荷的方向，分为：按照承受载荷的方向，分为：径向轴承：轴承上的反作用力与轴中心线垂直径向轴承：轴承上的反作用力与轴中心线垂直推力轴承：轴承上的反作用力与轴中心线方向一致推力轴承：轴承上的反作用力与轴中心线方向一致组合轴承：同时承受轴向载荷和径向载荷组合轴承：同时承受轴向载荷和径向载荷1.工作转速极高的轴承；工作转速极高的轴承；2.要求轴的支承位置精确、回转精度要求特别高要求轴的支承位置精确、回转精度要求特别高的轴承；的轴承；3.特重型轴承；承受巨大冲击和振动的轴承；特重型轴承；承受巨大冲击和振动的轴承；4.必须采用剖分结构的轴承必须采用剖分结构的轴承5.要求径向尺寸特别小以及特殊工作条件的轴承要求径向尺寸特别小以及特殊工作条件的轴承用途：内燃机、汽轮机、铁路机车、轧钢机、用途：内燃机、汽轮机、铁路机车、轧钢机、金属切削机床、天文望远镜等金属切削机床、天文望远镜等6.2.1 滑动轴承的类型、特点与应用滑动轴承的类型、特点与应用6.2.2 滑动轴承的结构形式滑动轴承的结构形式组成：由轴承座、轴瓦、润滑装置、密封装置等组成：由轴承座、轴瓦、润滑装置、密封装置等6.2.2.1 径向滑动轴承径向滑动轴承1.整体式滑动轴承整体式滑动轴承2.剖分式滑动轴承剖分式滑动轴承3.调心式滑动轴承调心式滑动轴承1.整体式滑动轴承整体式滑动轴承组成：轴承座、轴瓦组成：轴承座、轴瓦特点：结构简单、成本低、但无法调整轴颈和轴特点：结构简单、成本低、但无法调整轴颈和轴承孔间的间隙，磨损到一定程度须更换。装拆时承孔间的间隙，磨损到一定程度须更换。装拆时须轴向移动，很不方便。须轴向移动，很不方便。应用：轻载、低速、间歇工作的简单机械中。应用：轻载、低速、间歇工作的简单机械中。2.剖分式滑动轴承剖分式滑动轴承组成：由轴承座、轴承盖、剖分轴瓦、轴承盖螺组成：由轴承座、轴承盖、剖分轴瓦、轴承盖螺柱等组成柱等组成轴瓦是轴承直接和轴颈相接触的零件，常在轴瓦轴瓦是轴承直接和轴颈相接触的零件，常在轴瓦内表面上贴附一层轴承衬。在轴瓦内壁不负担载内表面上贴附一层轴承衬。在轴瓦内壁不负担载荷的表面上开设油沟，润滑油通过油孔和油沟流荷的表面上开设油沟，润滑油通过油孔和油沟流进轴承间隙。进轴承间隙。剖分面最好与载荷方向近于垂直，轴承盖和轴承剖分面最好与载荷方向近于垂直，轴承盖和轴承座的剖分面常作成阶梯形，以便定位和防止工作座的剖分面常作成阶梯形，以便定位和防止工作时错动。时错动。3.调心式滑动轴承调心式滑动轴承轴承宽度与轴颈直径之比（轴承宽度与轴颈直径之比（B/d）称为宽径比。）称为宽径比。对于对于B/d1.5的轴承，可以采用自动调心轴承的轴承，可以采用自动调心轴承特点：轴瓦外表面做成球面形状，与轴承盖及轴特点：轴瓦外表面做成球面形状，与轴承盖及轴承座的球状内表面相配合，轴瓦可以自动调位以承座的球状内表面相配合，轴瓦可以自动调位以适应轴颈在轴弯曲时所产生的偏斜。适应轴颈在轴弯曲时所产生的偏斜。6.2.2.2 推力轴承推力轴承6.2.3 滑动轴承轴瓦的结构形式滑动轴承轴瓦的结构形式结构：整体式、剖分式结构：整体式、剖分式6.2.3 滑动轴承轴瓦的结构形式滑动轴承轴瓦的结构形式轴瓦应开设供油孔及油沟，以便润滑油进入轴承轴瓦应开设供油孔及油沟，以便润滑油进入轴承并流到整个工作面上。通常油沟的轴向长度约为并流到整个工作面上。通常油沟的轴向长度约为轴瓦宽度的轴瓦宽度的80%，以便在轴瓦两端留出封油部分，以便在轴瓦两端留出封油部分，防止润滑油的流失。轴瓦的油沟一般应开设在非防止润滑油的流失。轴瓦的油沟一般应开设在非压力区或剖分面上。压力区或剖分面上。6.2.4 滑动轴承材料滑动轴承材料常用的轴承材料有三类：常用的轴承材料有三类：l金属材料，如轴承合金、灰铸铁、减摩铸铁金属材料，如轴承合金、灰铸铁、减摩铸铁l金属陶瓷，如含油轴承金属陶瓷，如含油轴承l非金属材料，如酚醛塑料、尼龙非金属材料，如酚醛塑料、尼龙6.2.5 滑动轴承的润滑滑动轴承的润滑目的：目的：1）减少滑动轴承的摩擦、磨损、保证轴）减少滑动轴承的摩擦、磨损、保证轴承正常工作。承正常工作。2）冷却、防尘、防锈、缓冲吸振；）冷却、防尘、防锈、缓冲吸振；润滑剂：润滑油、润滑脂。固体润滑剂、水、空润滑剂：润滑油、润滑脂。固体润滑剂、水、空气。气。1.润滑油润滑油润滑油是滑动轴承中应用最广的润滑剂，动润滑油是滑动轴承中应用最广的润滑剂，动/植植物油、矿物油、合成油，目前使用的润滑油多位物油、矿物油、合成油，目前使用的润滑油多位矿物油。矿物油。润滑油最重要的屋里性能是粘度，它也是选择润润滑油最重要的屋里性能是粘度，它也是选择润滑油的主要依据。滑油的主要依据。粘度标志着液体流动的内摩擦性能，粘度大摩擦粘度标志着液体流动的内摩擦性能，粘度大摩擦阻力大，油阻力大，有利于形成油膜。粘度随温阻力大，油阻力大，有利于形成油膜。粘度随温度升高而减低。度升高而减低。性能指标还有凝点、闪点。性能指标还有凝点、闪点。2.润滑脂润滑脂组成：润滑油组成：润滑油+各种稠化剂（钙、钠、铝、锂）各种稠化剂（钙、钠、铝、锂）+稳定剂稳定剂膏状膏状特点：稠度大，不易流失，承载力也较大，但特点：稠度大，不易流失，承载力也较大，但物理和化学性质不如润滑油稳定，摩擦功耗大，物理和化学性质不如润滑油稳定，摩擦功耗大，不宜在温度变化大或高速下使用。不宜在温度变化大或高速下使用。润滑脂主要有：润滑脂主要有：1.钙基润滑脂钙基润滑脂较好耐水性，但不耐热较好耐水性，但不耐热(60)2.钠基润滑脂钠基润滑脂较好耐热性较好耐热性(可达可达115-145)3.铝基润滑脂铝基润滑脂良好抗水性良好抗水性4.锂基润滑脂锂基润滑脂性能良好，既又耐热性能良好，既又耐热(-20-150)3.润滑方式润滑方式k2：1）润滑）润滑脂润滑脂润滑旋旋盖式油杯手工盖式油杯手工加油；加油；2）润）润滑油润滑滑油润滑压注油杯、旋压注油杯、旋套式油杯定期套式油杯定期加油加油3.润滑方式润滑方式k=2-16：滴油润滑：滴油润滑3.润滑方式润滑方式k=16-32：油：油环带油方式，环带油方式，或飞溅、压力或飞溅、压力循环等连续供循环等连续供油方式进行润油方式进行润滑。滑。本节完本节完谢谢欣赏谢谢欣赏_6.3 滚动轴承滚动轴承第第06章章轴系零件轴系零件目录目录6.3.1滚动轴承的结构、材料、特点、应用滚动轴承的结构、材料、特点、应用6.3.2滚动轴承的类型滚动轴承的类型6.3.3滚动轴承的代号构成滚动轴承的代号构成6.3.4滚动轴承类型的选择滚动轴承类型的选择6.3.5滚动轴承组合结构设计滚动轴承组合结构设计6.3.1 滚动轴承的结构、材料、特点、应用滚动轴承的结构、材料、特点、应用1.结构结构2.材料材料3.特点和应用特点和应用1.结构结构组成：内圈、外圈、滚动体和保持架组成：内圈、外圈、滚动体和保持架内圈装在轴颈上，外圈装在机座或零件的轴承孔内圈装在轴颈上，外圈装在机座或零件的轴承孔内。多数情况下，外圈不转动，内圈与轴一起转内。多数情况下，外圈不转动，内圈与轴一起转动。当内外圈之间相对旋转时，滚动体沿着滚道动。当内外圈之间相对旋转时，滚动体沿着滚道滚动。保持架使滚动体均匀分布在滚道上，并减滚动。保持架使滚动体均匀分布在滚道上，并减少滚动体之间的碰撞和磨损。少滚动体之间的碰撞和磨损。2.材料材料滚动轴承的内外圈和滚动体应具有较高的滚动轴承的内外圈和滚动体应具有较高的硬度和接触疲劳强度、良好的耐磨性和冲硬度和接触疲劳强度、良好的耐磨性和冲击韧性。一般用特殊轴承钢制造，常用材击韧性。一般用特殊轴承钢制造，常用材料有料有GCrl5、GCrl5SiMn、GCr6、GCr9等，经热处理后硬度可达等，经热处理后硬度可达60-65HRC。滚动轴承的工作表面必须经磨削抛光，以滚动轴承的工作表面必须经磨削抛光，以提高其接触疲劳强度。提高其接触疲劳强度。保持架多用低碳钢板通过冲压成形方法制保持架多用低碳钢板通过冲压成形方法制造，也可采用有色金属或塑料等材料。造，也可采用有色金属或塑料等材料。为适应某些特殊要求，有些滚动轴承还要为适应某些特殊要求，有些滚动轴承还要附加其他特殊元件或采用特殊结构，如轴附加其他特殊元件或采用特殊结构，如轴承无内圈或外圈、带有防尘密封结构或在承无内圈或外圈、带有防尘密封结构或在外圈上加止动环等。外圈上加止动环等。实体保持架多用铜合金或塑料制造实体保持架多用铜合金或塑料制造较较好定心作用好定心作用3.特点和应用特点和应用优点：与滑动轴承相比，滚动轴承具有摩擦阻力优点：与滑动轴承相比，滚动轴承具有摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、润滑简便、易于互换、小、启动灵敏、效率高、润滑简便、易于互换、旋转精度高、润滑简便和装拆方便等优点，被广旋转精度高、润滑简便和装拆方便等优点，被广泛应用于各种机器和机构中。泛应用于各种机器和机构中。缺点：抗冲击性能差、高速时噪声大、工作寿命缺点：抗冲击性能差、高速时噪声大、工作寿命和回转精度不及精心设计和润滑良好的滑动轴承和回转精度不及精心设计和润滑良好的滑动轴承滚动轴承为标准零部件，由轴承厂批量生产，设滚动轴承为标准零部件，由轴承厂批量生产，设计者可以根据需要直接选用。计者可以根据需要直接选用。6.3.2 滚动轴承的类型滚动轴承的类型6.3.2.1按滚动轴承承载方向分类按滚动轴承承载方向分类6.3.2.2按滚动轴承滚动体形状分类按滚动轴承滚动体形状分类6.3.2.3按滚动轴承工作时能否调心分类按滚动轴承工作时能否调心分类6.3.2.1 按滚动轴承承载方向分类按滚动轴承承载方向分类向心轴承向心轴承主要承受或主要承受或只承受径向载荷，只承受径向载荷，：0-45推力轴承推力轴承主要承受或主要承受或只承受轴向载荷，只承受轴向载荷，：45-906.3.2.2 按滚动轴承滚动体形状分类按滚动轴承滚动体形状分类球轴承球轴承滚子轴承滚子轴承l圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承l圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承调心球轴承调心球轴承1000双列深沟球轴承双列深沟球轴承4000 深沟球轴承深沟球轴承6000 角接触球轴承角接触球轴承7000 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承3000 圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承N 推力圆柱滚子轴承推力圆柱滚子轴承8000 推力球轴承推力球轴承5000 6.3.2.3 按滚动轴承工作时能否调心分类按滚动轴承工作时能否调心分类分为：刚性轴承、调心轴承分为：刚性轴承、调心轴承6.3.3 滚动轴承的代号构成滚动轴承的代号构成滚动轴承已标准化：滚动轴承已标准化：基本代号基本代号基本代号由三部分组成：基本代号由三部分组成：类型代号见表类型代号见表6-36-3内径代号内径代号尺寸系列代号尺寸系列代号宽（高）度系列宽（高）度系列结构相同、内径相同结构相同、内径相同而而外径、宽度不同外径、宽度不同前置代号和后置代号前置代号和后置代号前置代号和后置代号是轴承在结构、形状、尺寸、前置代号和后置代号是轴承在结构、形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时，在基本代号左右添公差、技术要求等有改变时，在基本代号左右添加的补充代号。加的补充代号。前置代号前置代号左，英文字母表示左，英文字母表示后置代号后置代号右，表示内部结构、密封防尘、套右，表示内部结构、密封防尘、套圈变形、保持架及其材料、轴承材料、公差等级、圈变形、保持架及其材料、轴承材料、公差等级、游隙组别、配置安装代号等游隙组别、配置安装代号等具体含义查相关手册具体含义查相关手册例例6-1 说明滚动轴承代号意义说明滚动轴承代号意义 62808/P5;212126.3.4 滚动轴承类型的选择滚动轴承类型的选择1.载荷大小载荷大小载荷较大载荷较大线接触滚子轴承。较小线接触滚子轴承。较小点接触点接触2.载荷方向载荷方向纯轴向载荷纯轴向载荷推力轴承；推力轴承；主要承受径向载荷主要承受径向载荷深沟球轴承；深沟球轴承；同时承受径向和轴向载荷时同时承受径向和轴向载荷时角接触轴承；角接触轴承；轴向载荷轴向载荷径向载荷径向载荷推力轴承和深沟球轴承的组推力轴承和深沟球轴承的组合结构；合结构；冲击载荷冲击载荷滚子轴承。滚子轴承。注意：推力轴承不能承受径向注意：推力轴承不能承受径向载荷，圆柱滚子轴承不能承受轴向载荷。载荷，圆柱滚子轴承不能承受轴向载荷。3.载荷性质载荷性质负荷平稳负荷平稳球轴承；轻微冲击球轴承；轻微冲击滚子轴承；径向冲滚子轴承；径向冲击大击大圆柱滚子轴承。圆柱滚子轴承。6.3.4 滚动轴承类型的选择滚动轴承类型的选择4.转速条件转速条件l选择轴承时应注意极限转速选择轴承时应注意极限转速nlim。转速较高时，宜。转速较高时，宜用球轴承。（球轴承回转精度高）用球轴承。（球轴承回转精度高）l推理轴承极限转速低推理轴承极限转速低高速高速角接触轴承角接触轴承5.调心性能调心性能l支承跨距大支承跨距大成对使用调心轴承。尽量不用滚子轴成对使用调心轴承。尽量不用滚子轴承承对轴线偏斜敏感。对轴线偏斜敏感。6.经济性经济性l一般球轴承的价格低于滚子轴承。精度越高价格越一般球轴承的价格低于滚子轴承。精度越高价格越高。同精度的轴承，深沟球轴承价格最低，调心滚子高。同精度的轴承，深沟球轴承价格最低，调心滚子轴承最贵。轴承最贵。l在满足使用要求的前提下，应尽量选用精度低、价格在满足使用要求的前提下，应尽量选用精度低、价格便宜的轴承。便宜的轴承。6.3.5 滚动轴承组合结构设计滚动轴承组合结构设计正常的滚动轴承支承应使轴能正常传递载荷而正常的滚动轴承支承应使轴能正常传递载荷而不发生轴向窜动及轴受热膨胀后卡死等现象。常不发生轴向窜动及轴受热膨胀后卡死等现象。常用的滚动轴承支承结构型式有三种：用的滚动轴承支承结构型式有三种：1两端单向固定两端单向固定2固游式：一端双向固定，一端游动固游式：一端双向固定，一端游动3两端游动两端游动两端单向固定两端单向固定c=0.25-0.5mm固游式：一端双向固定，一端游动固游式：一端双向固定，一端游动两端游动两端游动轴承的轴向固定轴承的轴向固定受轴向力时不轴向移动受轴向力时不轴向移动滚动轴承的配合与装拆滚动轴承的配合与装拆 由于滚动轴承是标准件，因此内圈与轴采用基孔由于滚动轴承是标准件，因此内圈与轴采用基孔制。制。n6、m6、k6、js6。外圈与箱体座孔采用基轴制。外圈与箱体座孔采用基轴制。J7、J6、H7、G7一般情况下，转动套圈（一般是内圈）的配合应一般情况下，转动套圈（一般是内圈）的配合应紧一些，不转动的套圈（一般是外圈）应松些。紧一些，不转动的套圈（一般是外圈）应松些。当转速高、载荷大、振动大时应紧些，反之松些当转速高、载荷大、振动大时应紧些，反之松些对经常拆卸的轴应选用松一些的配合。对经常拆卸的轴应选用松一些的配合。滚动轴承的配合与装拆滚动轴承的配合与装拆1.压入压入压内圈；压内圈；2.安装大尺寸轴承前，可用热油（安装大尺寸轴承前，可用热油（80-100）预热）预热3.为便于使用拆卸工具，内圈在轴肩上应露出足为便于使用拆卸工具，内圈在轴肩上应露出足够的高度。够的高度。安装方法：安装方法：1）用软锤均匀敲击套圈装入；）用软锤均匀敲击套圈装入；2）压力机压入（较大的轴承）。）压力机压入（较大的轴承）。拆卸方法：拆卸方法：1）压力机压出轴颈；）压力机压出轴颈；2）轴承拆卸器将内圈拉下。）轴承拆卸器将内圈拉下。滚动轴承的配合与装拆滚动轴承的配合与装拆6.3.5.4 滚动轴承的润滑与密封滚动轴承的润滑与密封1.滚动轴承的润滑滚动轴承的润滑2.滚动轴承的密封滚动轴承的密封1.滚动轴承的润滑滚动轴承的润滑目的：减少摩擦、磨损，同时也有冷却、吸振、目的：减少摩擦、磨损，同时也有冷却、吸振、防锈、减少噪声的作用。防锈、减少噪声的作用。设轴颈圆周速度为设轴颈圆周速度为V：V5m/s应采用润滑油润滑，这不仅使摩擦应采用润滑油润滑，这不仅使摩擦阻力减小，而且起到散热、冷却作用。方式：油阻力减小，而且起到散热、冷却作用。方式：油浴或飞溅润滑。油浴：油面须低于最下方滚动体浴或飞溅润滑。油浴：油面须低于最下方滚动体中心，以免因搅油能量损失较大，使轴承过热。中心，以免因搅油能量损失较大，使轴承过热。而高速轴承可采用喷油或油雾润滑。而高速轴承可采用喷油或油雾润滑。2.滚动轴承的密封滚动轴承的密封目的：阻止灰尘、水分等杂物进入，防止润滑剂目的：阻止灰尘、水分等杂物进入，防止润滑剂流失。流失。密封方法选择与润滑剂种类、工作环境、温度、密封方法选择与润滑剂种类、工作环境、温度、密封处圆周速度有关。密封处圆周速度有关。密封方法：接触式、非接触式。密封方法：接触式、非接触式。6.4 联轴器和离合器联轴器和离合器第第06章章轴系零件轴系零件引入引入联轴器与离合器：联轴器与离合器：相同点：相同点：联接两轴、传递运动和转矩联接两轴、传递运动和转矩不同点：不同点：联轴器联轴器联接的两轴只有停联接的两轴只有停车后经拆卸才能分离车后经拆卸才能分离离合器离合器联接的两轴可在机联接的两轴可在机器工作中方便地实现器工作中方便地实现分离与接合分离与接合联轴器和离合器的类型很多，联轴器和离合器的类型很多，其中有些已经标准化。其中有些已经标准化。设计时根据工作条件选用。设计时根据工作条件选用。目录目录6.4.1联轴器联轴器6.4.1.1固定式联轴器固定式联轴器6.4.1.2刚性可移式联轴器刚性可移式联轴器6.4.1.3弹性联轴器弹性联轴器6.4.2离合器离合器6.4.2.1啮合离合器啮合离合器6.4.2.2摩擦离合器摩擦离合器6.4.1 联轴器联轴器6.4.1.1固定式联轴器固定式联轴器6.4.1.2刚性可移式联轴器刚性可移式联轴器6.4.1.3弹性联轴器弹性联轴器引入引入联轴器：把不同部件的两根轴连接成一体，以传联轴器：把不同部件的两根轴连接成一体，以传递运动和转矩的机械传动装置。递运动和转矩的机械传动装置。联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、承联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形以及温度变化的影响等等，往往不能载后的变形以及温度变化的影响等等，往往不能保证严格的对中，而是存在着某种程度的相对位保证严格的对中，而是存在着某种程度的相对位移。这要求所设计的联轴器，移。这要求所设计的联轴器，要从结构上采取要从结构上采取各种措施，使之具有适应一定范围的相对位移的各种措施，使之具有适应一定范围的相对位移的性能。性能。根据联轴器有无弹性元件，可以将联轴器分为两根据联轴器有无弹性元件，可以将联轴器分为两大类，即刚性联轴器和弹性联轴器。刚性联轴器大类，即刚性联轴器和弹性联轴器。刚性联轴器又根据器结构特点分为固定式和可移动式两类，又根据器结构特点分为固定式和可移动式两类，固定式联轴器要求被联接的两轴中心线严格对中固定式联轴器要求被联接的两轴中心线严格对中套筒联轴器套筒联轴器6.4.1.1 固定式联轴器固定式联轴器常见的：套筒联轴器、凸缘联轴器、夹壳联轴器常见的：套筒联轴器、凸缘联轴器、夹壳联轴器特点：结构简单、使用方便，能传递较大的转矩，特点：结构简单、使用方便，能传递较大的转矩，但不能补偿轴的偏斜和减振。适用于联接低速、但不能补偿轴的偏斜和减振。适用于联接低速、大转矩、振动不大、刚性不太大且又精确对中的大转矩、振动不大、刚性不太大且又精确对中的两轴。两轴。6.4.1.2 刚性可移式联轴器刚性可移式联轴器可补偿被连接两轴的相对位移量，但无弹性元件，可补偿被连接两轴的相对位移量，但无弹性元件，不能缓冲和减振。不能缓冲和减振。低速、轻载的场合。低速、轻载的场合。6.4.1.3 弹性联轴器弹性联轴器基本特点：基本特点：1）传力元件中必有易于变形的金属或非金属的）传力元件中必有易于变形的金属或非金属的弹性元件，如弹簧、橡胶、尼龙等弹性元件，如弹簧、橡胶、尼龙等2）通过弹性元件传递力，所以有缓冲减振作用）通过弹性元件传递力，所以有缓冲减振作用3）弹性元件易于变形，使联轴器具有补偿轴间）弹性元件易于变形，使联轴器具有补偿轴间相对位移的能力。相对位移的能力。4）采用非金属性元件时，其强度低，所以联轴）采用非金属性元件时，其强度低，所以联轴器的尺寸较大。器的尺寸较大。主要介绍以下两种：主要介绍以下两种：1、弹性套柱销联轴器、弹性套柱销联轴器2、弹性柱销联轴器、弹性柱销联轴器1、弹性套柱销联轴器、弹性套柱销联轴器2、弹性柱销联轴器、弹性柱销联轴器6.4.2 离合器离合器6.4.2.1啮合离合器啮合离合器6.4.2.2摩擦离合器摩擦离合器引入引入使用离合器是为了按需要随时分离和接合机器的使用离合器是为了按需要随时分离和接合机器的两轴，如汽车临时停车而不熄火。两轴，如汽车临时停车而不熄火。对离合器的基本要求是：工作可靠，接合、分离对离合器的基本要求是：工作可靠，接合、分离迅速平稳；操纵灵活，维护和调节方便，结构简迅速平稳；操纵灵活，维护和调节方便，结构简单，重量轻、尺寸小，有良好的散热能力和耐磨单，重量轻、尺寸小，有良好的散热能力和耐磨性。性。分类：操纵离合器、自动离合器分类：操纵离合器、自动离合器操纵离合器：操纵离合器：1）啮合式）啮合式2）摩擦式）摩擦式6.4.2.1 啮合离合器啮合离合器多种型式：牙嵌式、齿嵌式、销嵌式、转键式多种型式：牙嵌式、齿嵌式、销嵌式、转键式6.4.2.2 摩擦离合器摩擦离合器按摩擦面的多少分：单片、多片离合器按摩擦面的多少分：单片、多片离合器优缺点比较优缺点比较摩擦离合器与牙嵌离合器比较，优点：两轴能在摩擦离合器与牙嵌离合器比较，优点：两轴能在不同速度下接合；接合和分离过程比较平稳、冲不同速度下接合；接合和分离过程比较平稳、冲击振动小；过载时将发生打滑，避免使其它零件击振动小；过载时将发生打滑，避免使其它零件受到损坏。从动轴的加速时间和所传递的最大转受到损坏。从动轴的加速时间和所传递的最大转矩可以调节（片数），故摩擦离合器的应用较广矩可以调节（片数），故摩擦离合器的应用较广缺点：结构复杂、成本高；当产生滑动时不能保缺点：结构复杂、成本高；当产生滑动时不能保证被联接两轴间的精确同步转动；摩擦会产生发证被联接两轴间的精确同步转动；摩擦会产生发热，当温度过高时会引起摩擦系数的改变，严重热，当温度过高时会引起摩擦系数的改变，严重的可能导致磨擦盘胶合和塑性变形。所以，一般的可能导致磨擦盘胶合和塑性变形。所以，一般对钢制摩擦盘应限制其表卖弄最高温度不超过对钢制摩擦盘应限制其表卖弄最高温度不超过300C400C，整个离合器的平均温度不超过，整个离合器的平均温度不超过100C120C。本章完本章完谢谢观赏谢谢观赏_主主 编：朱运利编：朱运利电子制作：赵小英电子制作：赵小英机械工业出版社印制机械工业出版社印制机械工业出版社印制机械工业出版社印制机械工业出版社印制机械工业出版社印制回目录高职高专规划教材高职高专规划教材