机械基础——第六章第一节轴第二节滑动轴承

1、上节知识回顾上节知识回顾 蜗杆、蜗轮螺旋方向判定方法：蜗杆、蜗轮螺旋方向判定方法： 蜗杆、蜗轮分左旋齿和右旋齿，蜗杆、蜗轮螺旋方向用右蜗杆、蜗轮分左旋齿和右旋齿，蜗杆、蜗轮螺旋方向用右手法则判定。手法则判定。 手心对着自己，四指顺着蜗杆或蜗轮轴线方向摆正，若齿向手心对着自己，四指顺着蜗杆或蜗轮轴线方向摆正，若齿向与右手拇指指向一致，则该蜗杆或蜗轮为右旋，反之则为左旋。与右手拇指指向一致，则该蜗杆或蜗轮为右旋，反之则为左旋。左旋蜗轮左旋蜗轮右旋蜗杆右旋蜗杆左旋蜗杆左旋蜗杆右旋蜗轮右旋蜗轮 或将蜗杆、或将蜗杆、蜗轮轴线垂直竖蜗轮轴线垂直竖起，看蜗杆、蜗起，看蜗杆、蜗轮靠近自己一边轮靠近自己一边的齿

2、向，右高即的齿向，右高即右旋，左高即左右旋，左高即左旋。旋。左旋左旋右旋右旋蜗轮旋转方向判定法：蜗轮旋转方向判定法：用左右手法则：用左右手法则：左旋左旋蜗杆用左手，右旋蜗杆蜗杆用左手，右旋蜗杆用右手用右手，用四指弯曲表，用四指弯曲表示蜗杆的回转方向，拇示蜗杆的回转方向，拇指伸直代表蜗杆轴线，指伸直代表蜗杆轴线，则拇指所指方向的相反则拇指所指方向的相反方向即为蜗轮上啮合点方向即为蜗轮上啮合点的线速度方向。的线速度方向。 例：例：蜗杆的旋向为蜗杆的旋向为 旋；如果蜗杆作顺时针转动，则蜗轮旋；如果蜗杆作顺时针转动，则蜗轮将作将作 时针转动。时针转动。逆逆左左6 6、判断蜗轮的旋转方向。、判断蜗轮的旋

3、转方向。 轮系中，输入轴与输出轴的角速度（或转速）之比称为轮系中，输入轴与输出轴的角速度（或转速）之比称为轮轮系的传动比系的传动比，包括，包括大小大小和和方向方向两个方面。两个方面。相对转动方向的判断相对转动方向的判断 轮系中，输入轴与输出轴的角速度（或转速）之比称为轮系中，输入轴与输出轴的角速度（或转速）之比称为轮轮系的传动比系的传动比，包括，包括大小大小和和方向方向两个方面。两个方面。相对转动方向的判断相对转动方向的判断 轮系中，输入轴与输出轴的角速度（或转速）之比称为轮系中，输入轴与输出轴的角速度（或转速）之比称为轮轮系的传动比系的传动比，包括，包括大小大小和和方向方向两个方面。两个方面

4、。相对转动方向的判断相对转动方向的判断 例：例：z z1 1=18=18，z z2 2=36=36，z z22=20=20，z z3 3=80=80，z z33=20=20，z z4 4=18=18，z z5 5=30=30，z z55=15=15，z z6 6=30=30，z z66=2(=2(右旋右旋) )，z z7 7=60=60，n n1 1=1440r/min=1440r/min，其转向图如上所示。，其转向图如上所示。求：传动比求：传动比i i1717，i i1515，i i2525及蜗轮的转速和转向及蜗轮的转速和转向在图示轮系中，已知：蜗杆为单头且右旋，转速在图示轮系中，已知：蜗杆

5、为单头且右旋，转速n n1 1=1440r/min=1440r/min，转动方向如图示，其余各轮齿数为：转动方向如图示，其余各轮齿数为：z z2 2=40=40，z z2 2/ /=20=20，z z3 3=30=30，z z3 3/ /=18=18，z z4 4=54=54，试：，试：（1 1）说明轮系属于何种类型；）说明轮系属于何种类型； （2 2）计算齿轮）计算齿轮4 4的转速；的转速；（3 3） 在图中标出齿轮在图中标出齿轮4 4的转动方向。的转动方向。作作 业业在图示轮系中，已知：蜗杆为单头且右旋，转速在图示轮系中，已知：蜗杆为单头且右旋，转速n n1 1=1440r/min=144

6、0r/min，转动方向如图示，其余各轮齿数为：转动方向如图示，其余各轮齿数为：z z2 2=40=40，z z2 2/ /=20=20，z z3 3=30=30，z z3 3/ /=18=18，z z4 4=54=54，试：，试：（1 1）说明轮系属于何种类型；）说明轮系属于何种类型； （2 2）计算齿轮）计算齿轮4 4的转速；的转速；（3 3） 在图中标出齿轮在图中标出齿轮4 4的转动方向。的转动方向。作作 业业解：（解：（1 1）属于定轴轮系。）属于定轴轮系。min)/(8180144018018018201543040)2(143214324114rnnzzzzzznni min)/(8

7、180144018018018201543040)2(143214324114rnnzzzzzznni （3 3）方向如图所示。）方向如图所示。第六章第六章 轴系零部件轴系零部件第六章第六章 轴系零部件轴系零部件研究对象：研究对象：轴、轴承、联轴器、离合器轴、轴承、联轴器、离合器研究内容：研究内容：1 1、轴、轴承、联轴器、离合器的分、轴、轴承、联轴器、离合器的分类和特点。类和特点。2 2、轴的材料及选用，轴毂连接方式，、轴的材料及选用，轴毂连接方式，轴承的结构、类型、代号和选择。轴承的结构、类型、代号和选择。3 3、常用联轴器和离合器的结构和工、常用联轴器和离合器的结构和工作原理。作原理。学

8、习重点：学习重点： 轴、轴承轴、轴承第一节轴第一节轴一轴的功用与分类一轴的功用与分类1 1、轴的功用、轴的功用轴的功用主要是支承回转零件，并传递运动和动力。轴的功用主要是支承回转零件，并传递运动和动力。第一节轴第一节轴一轴的功用与分类一轴的功用与分类2 2、轴的分类、轴的分类 根据轴的承载性质不同，轴可分为根据轴的承载性质不同，轴可分为转轴转轴、心轴心轴、传动轴传动轴。（1 1）按承载情况分）按承载情况分转轴转轴同时承受扭矩和弯矩的轴。同时承受扭矩和弯矩的轴。 减减速速器器中中的的轴轴心轴心轴只承受弯矩而不传递扭矩的轴。只承受弯矩而不传递扭矩的轴。 按是否转动又分为按是否转动又分为固定心轴固定

9、心轴和和转动心轴转动心轴。固定心轴固定心轴转动心轴转动心轴传动轴传动轴只承受转矩而不承受弯矩，或承受很小只承受转矩而不承受弯矩，或承受很小 的弯矩。的弯矩。如图中汽车变速箱与后桥之间的轴如图中汽车变速箱与后桥之间的轴ABAB。 传传动动轴轴 自行车的前轮轴、自行车的前轮轴、后轮轴、中轴分别是什后轮轴、中轴分别是什么类型的轴？为什么？么类型的轴？为什么？ 前后轮轴都是固定在车架上并没有转动，所以前后轮轴都是固定在车架上并没有转动，所以肯定没有转矩；地面对轮胎的作用力，对轴产生了肯定没有转矩；地面对轮胎的作用力，对轴产生了弯矩。所以弯矩。所以前后轮轴都是固定心轴。前后轮轴都是固定心轴。 中轴是连接

10、脚踏的轴，脚踏产生的力，一方面中轴是连接脚踏的轴，脚踏产生的力，一方面产生转矩，它要受到链轮的阻力矩，所以中轴受到产生转矩，它要受到链轮的阻力矩，所以中轴受到扭矩；另一方面，该力作用在轴上使轴受到弯矩。扭矩；另一方面，该力作用在轴上使轴受到弯矩。所以所以中轴是转轴中轴是转轴。（2 2）按轴几何形状分）按轴几何形状分直轴直轴按其外形不同又分为按其外形不同又分为光轴光轴和和阶梯轴阶梯轴两种。两种。光轴光轴阶梯轴阶梯轴a)b)直轴、曲轴、空心轴直轴、曲轴、空心轴曲轴曲轴空心轴空心轴 直轴一般制成实心的，但因结构需要或减轻重量，直轴一般制成实心的，但因结构需要或减轻重量，采用空心轴。采用空心轴。 此外

11、还有一些特殊用途的轴，如钢丝软轴，可以此外还有一些特殊用途的轴，如钢丝软轴，可以把回转运动灵活地传到任何位置。把回转运动灵活地传到任何位置。 轴的功用，主要承受弯矩和扭矩。轴的功用，主要承受弯矩和扭矩。 轴的失效形式是轴的失效形式是疲劳断裂疲劳断裂，应具有足够的强度、，应具有足够的强度、韧性和耐磨性。韧性和耐磨性。 轴的常用材料是：轴的常用材料是：碳素钢碳素钢和和合金钢合金钢等等。 在一般工作温度下，各种碳钢和合金钢的弹性模在一般工作温度下，各种碳钢和合金钢的弹性模量相差不大，故在选择钢的种类和热处理方法时，量相差不大，故在选择钢的种类和热处理方法时，所所依据的主要是强度和耐磨性依据的主要是强

12、度和耐磨性，而不是轴的弯曲，而不是轴的弯曲刚度和扭转刚度等。刚度和扭转刚度等。二、轴的材料及选择二、轴的材料及选择1 1、碳素钢：、碳素钢：l 碳素钢比合金钢价格低廉，对应力集中的敏感碳素钢比合金钢价格低廉，对应力集中的敏感性低，可通过热处理改善其综合性能，加工工性低，可通过热处理改善其综合性能，加工工艺性好，故应用最广；艺性好，故应用最广；l 一般用途的轴，一般用途的轴，多用含碳量为多用含碳量为0.250.250.5%0.5%的的优质碳素结构钢优质碳素结构钢，尤其是，尤其是4545号钢。号钢。l 对于不重要或受力较小的轴也可用对于不重要或受力较小的轴也可用Q235Q235、 Q275 Q27

13、5 等等普通碳素结构钢普通碳素结构钢。2 2、合金钢：、合金钢： 具有比碳钢更好的机械性能和淬火性能，但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；对应力集中比较敏感，且价格较贵；多用于对强度和耐磨性多用于对强度和耐磨性有特殊要求的轴有特殊要求的轴。如。如20Cr20Cr、20CrMnTi20CrMnTi等低碳合金钢，经渗碳淬火等低碳合金钢，经渗碳淬火处理后可提高耐磨性；处理后可提高耐磨性；20CrMoV20CrMoV、38CrMoAl38CrMoAl等合金钢，有良好的等合金钢，有良好的高温机械性能，常用于在高温、高速和重载条高温机械性能，常用于在高温、高速和重载条件

14、下工作的轴。件下工作的轴。3 3、球墨铸铁、球墨铸铁 球墨铸铁吸振性和耐磨性好，对应力集中敏感球墨铸铁吸振性和耐磨性好，对应力集中敏感低，价格低廉，使用铸造制成外形复杂的轴。低，价格低廉，使用铸造制成外形复杂的轴。例如：内燃机中的曲轴。例如：内燃机中的曲轴。 对于形状复杂的轴，如曲轴、凸轮轴等，也采对于形状复杂的轴，如曲轴、凸轮轴等，也采用球墨铸铁或高强度铸造材料来进行铸造加工，用球墨铸铁或高强度铸造材料来进行铸造加工，易于得到所需形状，而且具有较好的吸振性能易于得到所需形状，而且具有较好的吸振性能和好的耐磨性，对应力集中的敏感性也较低。和好的耐磨性，对应力集中的敏感性也较低。轴的常用材料及力

15、学性能见轴的常用材料及力学性能见P.132P.132表表6-16-1三、轴的结构三、轴的结构轴的结构组成轴的结构组成轴头轴头：与传动零件或联轴器、离合器相配部分；：与传动零件或联轴器、离合器相配部分；轴颈轴颈：与轴承相配部分；：与轴承相配部分；轴身轴身：联接轴头和轴颈之间部分。：联接轴头和轴颈之间部分。轴头轴头轴颈轴颈轴身轴身 轴颈：由轴承支撑的轴段。轴颈：由轴承支撑的轴段。轴头：支撑传动零件的轴段。轴头：支撑传动零件的轴段。轴身：轴颈与轴头间的轴段。轴身：轴颈与轴头间的轴段。轴颈轴颈轴头轴头 轴身轴身 轴颈轴颈轴头轴头轴肩轴肩轴身轴身轴肩轴肩：截面发生变化的位置。截面发生变化的位置。对轴的结

16、构要求：对轴的结构要求： 轴和轴上零件要有准确、牢固的工作位置；轴和轴上零件要有准确、牢固的工作位置； 轴上零件装拆、调整方便轴上零件装拆、调整方便 ； 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 ； 尽量避免应力集中。尽量避免应力集中。 轴颈轴颈轴头轴头轴身轴身l轴的结构分析轴的结构分析轴上零件的定位和固定轴上零件的定位和固定 为了传递运动和动力，保证机械的工作精度和为了传递运动和动力，保证机械的工作精度和使用可靠，零件必须可靠地安装在轴上，不允使用可靠，零件必须可靠地安装在轴上，不允许零件沿轴向发生相对运动。因此，轴上零件许零件沿轴向发生相对运动。因此，轴上零件都必须有可靠的轴向

17、定位措施；都必须有可靠的轴向定位措施； 轴上零件的轴向定位方法取决于零件所承受的轴上零件的轴向定位方法取决于零件所承受的轴向载荷大小；轴向载荷大小； 零件的定位分：轴向定位、周向定位。零件的定位分：轴向定位、周向定位。1.1.轴上零件的轴向定位和固定轴上零件的轴向定位和固定 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。向进行定位和固定。常用方式：常用方式： 轴肩、轴环、轴套、圆螺母、弹轴肩、轴环、轴套、圆螺母、弹性挡圈、紧定螺钉、轴端挡圈、圆锥面。性挡圈、紧定螺钉、轴端挡圈、圆锥面。1 1）用轴肩和轴环固定）用轴肩和轴环固定: : 阶梯轴上截面

18、变阶梯轴上截面变化处称为化处称为轴肩轴肩或或轴环轴环。1 1）用轴肩和轴环固定）用轴肩和轴环固定: :错误错误正确正确为了使轴上零件的端面能与轴肩紧贴，轴肩的圆角半径为了使轴上零件的端面能与轴肩紧贴，轴肩的圆角半径R R 必必须小于零件孔端的圆角半径须小于零件孔端的圆角半径 R1R1或倒角或倒角C1 C1 ；否则，无法紧贴。；否则，无法紧贴。轴肩或轴环的高度轴肩或轴环的高度h h必须大于必须大于R1 R1 或或 C1C1。 特点：特点：结构简单，定位可靠，可承受较大的轴向力结构简单，定位可靠，可承受较大的轴向力 应用：应用：齿轮、带轮、联轴器、轴承等的轴向定位齿轮、带轮、联轴器、轴承等的轴向定

19、位要求轴肩高度要求轴肩高度 滚动轴承内圈高度滚动轴承内圈高度错错误误 正正确确2 2）轴套）轴套 当轴上两零当轴上两零件相距较近时，件相距较近时，用轴套（又称套用轴套（又称套筒）作相对固定，筒）作相对固定，可简化轴的结构，可简化轴的结构，但不宜用于高速但不宜用于高速轴。轴。3 3）轴用圆螺母）轴用圆螺母 特点：特点：定位可靠，装拆方便，可承受较大的轴向力，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：应用：常用于轴的中部和端部。常用于轴的中部和端部。4 4）轴端挡圈）轴端挡圈当用轴肩、轴环、套筒、圆当用轴肩、轴环、套筒、圆螺母

20、、轴端挡圈进行零件的螺母、轴端挡圈进行零件的轴向定位时，为保证轴向定轴向定位时，为保证轴向定位可靠，要求位可靠，要求L L轴轴LL毂毂正确正确正确正确错误错误 5 5）轴承端盖）轴承端盖轴承端盖与机座间加垫片，以调整轴的位置。轴承端盖与机座间加垫片，以调整轴的位置。 6 6）弹性挡圈）弹性挡圈特点：特点：结构简单紧凑，只能承受很小的轴向力，切结构简单紧凑，只能承受很小的轴向力，切槽需要一定的精度。槽需要一定的精度。 应用：应用：常用于固定滚动轴承等的轴向定位。常用于固定滚动轴承等的轴向定位。7 7）紧定螺钉或销）紧定螺钉或销常用于轴向力较小的场合。常用于轴向力较小的场合。 8 8）其它固定形式

21、）其它固定形式锥形面或过盈配合联接锥形面或过盈配合联接2.2.轴上零件的周向固定轴上零件的周向固定 轴上零件的周向固定是为了避免轴上零件与轴的轴上零件的周向固定是为了避免轴上零件与轴的相对转动，保证轴上的传动零件要与轴一起转动，以相对转动，保证轴上的传动零件要与轴一起转动，以传递运动和转矩。传递运动和转矩。（1 1）键）键（2 2）花键）花键（3 3）紧定螺钉、销）紧定螺钉、销（4 4）过盈配合）过盈配合3、轴的加工要求轴加工视频轴加工视频车车螺螺纹纹螺纹尾部深度逐渐变浅，是无用的。螺纹尾部深度逐渐变浅，是无用的。螺纹退刀槽螺纹退刀槽砂轮越程槽砂轮越程槽 轴上有轴上有多个键槽时，应尽可能将其安

22、排在同一直线多个键槽时，应尽可能将其安排在同一直线上，避免多次装夹。上，避免多次装夹。为使轴的零件容易装拆，轴端和各轴段端都应有为使轴的零件容易装拆，轴端和各轴段端都应有4545倒角。倒角。轴系结构改错轴系结构改错四处错误四处错误正确答案正确答案轴系结构改错轴系结构改错三处错误三处错误正确答案正确答案两处错误两处错误1.1.左侧键太长，套筒无法装入左侧键太长，套筒无法装入2.2.多个键应位于同一母线上多个键应位于同一母线上轴系结构改错轴系结构改错正确答案正确答案思考题：思考题：试指出图中轴的结构不合理的地方，并予以改正。试指出图中轴的结构不合理的地方，并予以改正。第二节第二节 滑动轴承滑动轴承

23、一、概述一、概述 轴承的功用：轴承的功用：保证轴的旋转精度，减少回转轴与支承面保证轴的旋转精度，减少回转轴与支承面之间的摩擦和磨损。之间的摩擦和磨损。 按照轴承工作时摩擦性质的不同，分为按照轴承工作时摩擦性质的不同，分为滚动轴承滚动轴承和和滑动滑动轴承轴承。第二节第二节 滑动轴承滑动轴承一、概述一、概述 工作时轴承和轴颈的支承面间形成直接或间接工作时轴承和轴颈的支承面间形成直接或间接滑动摩擦的轴承，称为滑动摩擦的轴承，称为滑动轴承滑动轴承。 具有承载能力强、工作平稳、噪声低、抗冲击、具有承载能力强、工作平稳、噪声低、抗冲击、回转精度高、高速性能好等优点，但也有启动摩擦回转精度高、高速性能好等优

24、点，但也有启动摩擦阻力大、维护较复杂等缺点。阻力大、维护较复杂等缺点。特点：特点：应用：应用： 在转速很高、冲击较大和振动载荷、旋转精度要在转速很高、冲击较大和振动载荷、旋转精度要求特别高的场合，需要采用剖分结构或特殊工作条件求特别高的场合，需要采用剖分结构或特殊工作条件下的场合，均需要采用滑动轴承。下的场合，均需要采用滑动轴承。 目前，滑动轴承在轧钢机、金属切削机床、汽轮目前，滑动轴承在轧钢机、金属切削机床、汽轮机、内燃机、及车辆、雷达、卫星通讯地面站等方面机、内燃机、及车辆、雷达、卫星通讯地面站等方面得到了广泛的应用。得到了广泛的应用。二、滑动轴承的种类和结构二、滑动轴承的种类和结构滑动轴承分为两类，滑动轴承分为两类，径向滑动轴承径向滑动轴承和和止推轴承止推轴承。1.1.径向滑动轴承径向滑动轴承径向滑动轴承一般由轴承座、轴瓦（轴套）和润滑装置组成。径向滑动轴承一般由轴承座、轴瓦（轴套）和润滑装置组成。（1 1）整体式径向滑动轴承）整体式径向滑动轴承 整体式滑动轴承整体式滑动轴承结构简单，但装拆时结构简单，但装拆时要求轴或轴承作轴向要求轴或轴承作轴向移动，这对于某些机移动，这对于某些机器是不允许的。整体器是不允许的。整体式轴套磨损后，轴承式轴套磨损后，轴承间隙无法调整。间隙无法调整。（2 2）剖分式径向滑动轴承）剖分式径向滑动轴承 由轴承座、轴承盖、剖分轴