工程机械(5章)(1)

1、Company Logo第五章第五章 轴及轴系零部件轴及轴系零部件 轴轴1 轴毂连接轴毂连接2 轴轴 承承3 联轴器和离合器联轴器和离合器4Company Logo第五章学习目标及基本要求第五章学习目标及基本要求v 学习目标及基本要求：学习目标及基本要求：（1 1）掌握轴的类型与结构）掌握轴的类型与结构；（2 2）掌握轴的轴向定位与周向定位；掌握轴的轴向定位与周向定位；（3 3）掌握轴毂联接的常用方法；）掌握轴毂联接的常用方法；（4 4）掌握轴承的作用与分类；）掌握轴承的作用与分类；（5 5）掌握联轴器、离合器的作用与分类。）掌握联轴器、离合器的作用与分类。v 重难点：重难点：（1 1）滑动轴

2、承和滚动轴承的结构特点。）滑动轴承和滚动轴承的结构特点。（2 2）各种联轴器、离合器的结构特点。）各种联轴器、离合器的结构特点。v 熟悉了解熟悉了解: :（1 1）轴、轴承的材料及它们的装拆要求、制造工艺）轴、轴承的材料及它们的装拆要求、制造工艺；（2 2）各种键联接、联轴器、离合器）各种键联接、联轴器、离合器的特点和应用。的特点和应用。Company Logo第五章第五章 轴及轴系零部件轴及轴系零部件一、概述一、概述1 1轴的分类轴的分类v 根据直轴的承载性质分类：根据直轴的承载性质分类： 心轴心轴、传动轴传动轴和和转轴转轴。(1)(1)心轴心轴: :支承回转零件，仅受弯矩。支承回转零件，仅

3、受弯矩。v 转动的心轴，与回转零件组成一转动的心轴，与回转零件组成一 个构件，所受弯矩一般是对称变个构件，所受弯矩一般是对称变 化的；化的；v 不转的心轴，与机架组成一个构不转的心轴，与机架组成一个构件，通过轴承与回转零件连接，件，通过轴承与回转零件连接，轴上弯矩是不变或脉动变化的。轴上弯矩是不变或脉动变化的。Company Logo第五章第五章 轴及轴系零部件轴及轴系零部件v (2)(2)传动轴传动轴 仅传递运动和动力，不支承回转仅传递运动和动力，不支承回转 零件，只承受扭矩和自重引起的零件，只承受扭矩和自重引起的 弯矩弯矩( (图图5-1c)5-1c)。v (3)(3)转轴转轴 既支承回转

4、零件，又传递运动和既支承回转零件，又传递运动和 动力。与回转零件组成一个构件。动力。与回转零件组成一个构件。 既受弯矩，又受扭矩。弯矩对称既受弯矩，又受扭矩。弯矩对称 变化，扭矩多按脉动循环考虑变化，扭矩多按脉动循环考虑 ( (图图5-ld) 5-ld) 。 Company Logo按轴线形状分类按轴线形状分类Company Logo第五章第五章 轴及轴系零部件轴及轴系零部件2 2轴的材料轴的材料v 一般用途的轴，多采用一般用途的轴，多采用30305050优质碳素结构钢，其中优质碳素结构钢，其中4545钢钢 最常用，须经调质或正火处理。最常用，须经调质或正火处理。v 不重要的轴、轻载及一般的传

5、动轴，可用不重要的轴、轻载及一般的传动轴，可用Q235Q235Q275Q275等普等普 通碳钢。通碳钢。v 传递功率大、受尺寸和重量限制或有其它特殊要求时，常传递功率大、受尺寸和重量限制或有其它特殊要求时，常 采用合金钢。采用合金钢。 Company Logo第五章第五章 轴及轴系零部件轴及轴系零部件二、轴的结构二、轴的结构v 轴设计总原则：轴必须满足强度、刚度及稳定性要求，轴轴设计总原则：轴必须满足强度、刚度及稳定性要求，轴及轴上零件的定位、装拆要求和轴的加工工艺要求。及轴上零件的定位、装拆要求和轴的加工工艺要求。 Company Logo第五章第五章 轴及轴系零部件轴及轴系零部件（1 1）

6、轴系零件的相互位置关系）轴系零件的相互位置关系 Company Logo第五章第五章 轴及轴系零部件轴及轴系零部件（2 2）轴向定位）轴向定位 v 轴向定位常采用：轴肩、套筒、轴端挡圈轴向定位常采用：轴肩、套筒、轴端挡圈( (图图5-2)5-2)及轴用弹及轴用弹性挡圈（外卡环）性挡圈（外卡环）( (图图5-3)5-3)；轴向载荷较大时，用螺母定位；轴向载荷较大时，用螺母定位( (图图5-4)5-4)。v 整个轴系的定位常靠轴承盖实现整个轴系的定位常靠轴承盖实现( (图图5-2)5-2)v 轴向载荷不大，且不外露的地方常用孔用弹性挡圈（内卡环）轴向载荷不大，且不外露的地方常用孔用弹性挡圈（内卡环

7、）来定位来定位( (图图5-3)5-3)。 v 套筒定位：能避免因用轴肩使轴径增大，又可以减少应力集套筒定位：能避免因用轴肩使轴径增大，又可以减少应力集中源。套筒与轴配合较松，不宜用于高转速处。中源。套筒与轴配合较松，不宜用于高转速处。Company Logo第五章第五章 轴及轴系零部件轴及轴系零部件弹弹簧簧挡挡圈圈定定位位紧紧钉钉螺螺钉钉定定位位轴轴端端挡挡圈圈与与圆圆锥锥面面定定位位套套筒、筒、圆圆螺螺母母轴轴向、向、周周向向定定位位Company Logo第五章第五章 轴及轴系零部件轴及轴系零部件v 轴承端盖、套筒定位轴承端盖、套筒定位v 轴肩、圆螺母定位轴肩、圆螺母定位Company

8、Logo第五章第五章 轴及轴系零部件轴及轴系零部件平键、花键联接；销联接；紧定螺钉；成型面和过盈配合。平键、花键联接；销联接；紧定螺钉；成型面和过盈配合。（3 3）周向定位）周向定位( (5-25-2轴毂联接轴毂联接) )Company Logo第五章第五章 轴及轴系零部件轴及轴系零部件（4 4）装拆要求）装拆要求v 有配合关系的轴段端部应倒角有配合关系的轴段端部应倒角v 安装时零件所经过的轴段直径应小于零件的孔径安装时零件所经过的轴段直径应小于零件的孔径v 配合尺寸的公差应合理确定配合尺寸的公差应合理确定v 综合考虑制造、维修等，寻求合理的装配方案综合考虑制造、维修等，寻求合理的装配方案（5

9、 5）制造工艺要求）制造工艺要求v 同一轴上所有过渡圆角半径若无特殊要求，取相同值同一轴上所有过渡圆角半径若无特殊要求，取相同值v 轴上有两个以上键槽时，键槽宽度尽量统一轴上有两个以上键槽时，键槽宽度尽量统一v 不同轴头上的键槽尽量布置在同一侧不同轴头上的键槽尽量布置在同一侧v 磨削表面过渡处应设有砂轮越程槽磨削表面过渡处应设有砂轮越程槽v 车制螺纹处应设有退刀槽车制螺纹处应设有退刀槽Company Logo5.2 5.2 轴毂联接轴毂联接 v 轴毂轴毂v 轴毂联接的作用轴毂联接的作用: :实现带毂零件与轴周向固定或兼轴向固定。实现带毂零件与轴周向固定或兼轴向固定。 v 轴毂联接的常用形式轴毂

10、联接的常用形式：键键、花键花键、过盈配合过盈配合、销联接销联接。一、键联接一、键联接 v 键联接的形式键联接的形式: :平键、半圆键、楔键和切向键等。平键、半圆键、楔键和切向键等。v 平键联接平键联接: :将一平键嵌入轴和毂孔的键槽中，靠键的两个侧将一平键嵌入轴和毂孔的键槽中，靠键的两个侧面与键槽侧面的挤压和键的剪切传递转矩。（图面与键槽侧面的挤压和键的剪切传递转矩。（图5-85-8）v 平键联接的特点平键联接的特点: :结构简单、装拆方便、对中性好；不能承结构简单、装拆方便、对中性好；不能承受轴向力，对轴上零件不能起到轴向固定的作用。受轴向力，对轴上零件不能起到轴向固定的作用。 Compan

11、y Logo5.2 5.2 轴毂联接轴毂联接v 平键有两类：普通平键和导向平键平键有两类：普通平键和导向平键v 普通平键用于轴与毂相对固定的静联接普通平键用于轴与毂相对固定的静联接v 导向平键用于轴与毂有相对轴向滑动的动联接。轴上的传导向平键用于轴与毂有相对轴向滑动的动联接。轴上的传动零件沿键作轴向移动。动零件沿键作轴向移动。v 滑键：当零件滑移的距离较大，因所需导键长度过长，才滑键：当零件滑移的距离较大，因所需导键长度过长，才用滑键。滑键固定在轮毂上。用滑键。滑键固定在轮毂上。v 普通平键有普通平键有A A型型( (双圆头双圆头) )、B B型型( (方头方头) )和和C C型型( (单圆头

12、单圆头) )。 Company Logo各种平键各种平键Company Logo各种滑键、楔键各种滑键、楔键Company Logo5.2 5.2 轴毂联接轴毂联接二、花键联接二、花键联接v 花键联接的特点：花键联接的特点：传力大传力大、定心精度高定心精度高和和装拆方便装拆方便、费用高。、费用高。v 适用于载荷较大和定心精度要求较高的静、动联接。适用于载荷较大和定心精度要求较高的静、动联接。 v 花键齿形有矩形、渐开线形和三角形，前两种应用普遍，而花键齿形有矩形、渐开线形和三角形，前两种应用普遍，而 三角形花键仅用于载荷较小或薄壁零件的联接。三角形花键仅用于载荷较小或薄壁零件的联接。Compa

13、ny Logo5.2 5.2 轴毂联接轴毂联接三、过盈联接三、过盈联接 v 过盈联接：过盈联接：是利用轴与孔间的过盈配合而构成的联接。是利用轴与孔间的过盈配合而构成的联接。v 过盈联接靠摩擦传递转矩或轴向力。过盈量越大，联接的承过盈联接靠摩擦传递转矩或轴向力。过盈量越大，联接的承 载能力越强。载能力越强。v 过盈联接的特点过盈联接的特点：结构简单结构简单、定心性好定心性好、工作可靠工作可靠、能、能同时同时 承受承受较大的较大的轴向载荷轴向载荷及及周向载荷周向载荷；但装拆困难，配合尺寸的；但装拆困难，配合尺寸的 精度要求较高。一般只用在不拆或很少拆卸的场合。精度要求较高。一般只用在不拆或很少拆卸

14、的场合。 Company Logo5.3 5.3 轴轴 承承 v 轴承：轴承：是用来支承轴或其它回转零件、组件的一种部件。是用来支承轴或其它回转零件、组件的一种部件。v 轴承联结的作用轴承联结的作用：可减小摩擦或减轻甚至消除磨损，从而提：可减小摩擦或减轻甚至消除磨损，从而提高传动效率和延长机械的使用寿命。高传动效率和延长机械的使用寿命。v 轴承分类轴承分类：可分为滑动轴承和滚动轴承。：可分为滑动轴承和滚动轴承。 一、滑动轴承一、滑动轴承 v 滑动轴承工作时为滑动摩擦，靠润滑剂在摩擦表面形成的润滑动轴承工作时为滑动摩擦，靠润滑剂在摩擦表面形成的润滑膜减小摩擦阻力。滑膜减小摩擦阻力。Company

15、 Logo5.3 5.3 轴轴 承承1 1结构形式结构形式(1)(1)整体式向心滑动轴承（图整体式向心滑动轴承（图5.105.10） v 特点：结构简单，造价低；不能调整轴颈与轴套之间的径特点：结构简单，造价低；不能调整轴颈与轴套之间的径 向间隙，装拆不便；只能承受径向载荷，使用场合受限制。向间隙，装拆不便；只能承受径向载荷，使用场合受限制。v 一般多一般多用于轻载、低速或间歇工作的机械用于轻载、低速或间歇工作的机械。11轴承座轴承座22油杯螺纹孔油杯螺纹孔33顶部油孔顶部油孔44轴套内壁油槽轴套内壁油槽55轴套轴套Company Logo5.3 5.3 轴轴 承承(2)(2)剖分式向心滑动轴

16、承（图剖分式向心滑动轴承（图5 51111） v 特点：结构较复杂，造价较高；装拆方便；轴瓦磨损可以通特点：结构较复杂，造价较高；装拆方便；轴瓦磨损可以通过减小垫片总厚度来调整轴承间隙，能承受一定的轴向力。过减小垫片总厚度来调整轴承间隙，能承受一定的轴向力。11双头螺柱、双头螺柱、22轴瓦轴瓦33轴承盖、轴承盖、44轴承座轴承座图图5-11 5-11 剖分式向心滑动轴承剖分式向心滑动轴承Company Logo5.3 5.3 轴轴 承承v 根据工作表面间的摩擦状态，滑动轴承分为液体摩擦轴承根据工作表面间的摩擦状态，滑动轴承分为液体摩擦轴承和混合摩擦轴承。和混合摩擦轴承。(1)(1)液体摩擦轴承

17、液体摩擦轴承工作时，轴颈与轴承的工作表面完全被一层工作时，轴颈与轴承的工作表面完全被一层 润滑油膜隔开，消除了金属表面之间的摩擦和磨损，摩擦润滑油膜隔开，消除了金属表面之间的摩擦和磨损，摩擦 系数很小。系数很小。(2)(2)混合摩擦滑动轴承混合摩擦滑动轴承工作时，摩擦表面之间油膜较薄，金属工作时，摩擦表面之间油膜较薄，金属 表面的微观凸起处仍有直接接触，形成液体摩擦与固体摩表面的微观凸起处仍有直接接触，形成液体摩擦与固体摩 擦并存的混合摩擦，不能消除磨损。擦并存的混合摩擦，不能消除磨损。v 按其所能承受的载荷方向的不同，滑动轴承又可分为按其所能承受的载荷方向的不同，滑动轴承又可分为向心向心轴承

18、轴承( (承受径向载荷承受径向载荷) )和和推力轴承推力轴承( (承受轴向载荷承受轴向载荷) )。 Company Logo5.3 5.3 轴轴 承承2 2轴瓦材料和结构轴瓦材料和结构v 轴承的失效轴承的失效：主要是轴瓦的失效。：主要是轴瓦的失效。v 延长轴瓦使用寿命的方法延长轴瓦使用寿命的方法：正确选择轴瓦材料和确定合理的：正确选择轴瓦材料和确定合理的 轴瓦结构。轴瓦结构。(1)(1)轴瓦材料轴瓦材料(2)(2)轴瓦结构轴瓦结构 整体轴瓦：又称轴套，用于整体式向心轴承。整体轴瓦：又称轴套，用于整体式向心轴承。 剖分式轴瓦（图剖分式轴瓦（图5-125-12）v 双金属轴瓦：可提高轴瓦整体强度和

19、改善轴瓦表面摩擦性质。双金属轴瓦：可提高轴瓦整体强度和改善轴瓦表面摩擦性质。3 3. . 混合摩擦向心滑动轴承混合摩擦向心滑动轴承v 主要失效形式主要失效形式：磨损、胶合（俗称烧瓦）：磨损、胶合（俗称烧瓦）Company Logo5.3 5.3 轴轴 承承二、滚动轴承二、滚动轴承1 1滚动轴承的基本结构滚动轴承的基本结构v 组成组成： 1- 1-内圈、内圈、2-2-外圈、外圈、3-3-滚动体、滚动体、 4- 4-保持架等。保持架等。v 滚动体的形式滚动体的形式：球、滚子：球、滚子Company Logo5.3 5.3 轴轴 承承2 2滚动轴承的主要类型滚动轴承的主要类型 (1)(1)深沟球轴承

20、深沟球轴承 (2)(2)调心球轴承调心球轴承 (3)(3)圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承 (4)(4)调心滚子轴承调心滚子轴承 (5)(5)滚针轴承滚针轴承 (6)(6)螺旋滚子轴承螺旋滚子轴承 (7)(7)角接触球轴承角接触球轴承 (8)(8)圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 (9)(9)推力球轴承推力球轴承 (10)(10)交叉圆柱滚子轴承交叉圆柱滚子轴承 3 3滚动轴承类型的选择滚动轴承类型的选择高速轻载：高速轻载： 优先选用球轴承；优先选用球轴承；低速重载或冲击载荷：低速重载或冲击载荷： 优先选滚子轴承；优先选滚子轴承；Company Logo5.4 5.4 联轴器和离合器联轴器和离合器 一、联轴器

21、一、联轴器v 联轴器作用联轴器作用：用于联接两轴，传递转矩与转动。：用于联接两轴，传递转矩与转动。v 联轴器联接轴时两轴的四种情况联轴器联接轴时两轴的四种情况Company Logo5.4 5.4 联轴器和离合器联轴器和离合器 v 联轴器分类联轴器分类：固定式和可移式：固定式和可移式1 1固定式联轴器（不能补偿轴位移）固定式联轴器（不能补偿轴位移）(1)(1)凸缘联轴器凸缘联轴器（图（图5-185-18） (2)(2)套筒联轴器（套筒联轴器（花键联接）花键联接） 铰制孔螺栓联接铰制孔螺栓联接普通螺栓联接普通螺栓联接Company Logo联轴器（一）联轴器（一）Company Logo联轴器实

22、物图片联轴器实物图片 Company Logo5.4 5.4 联轴器和离合器联轴器和离合器2 2可移式刚性联轴器可移式刚性联轴器 v 万向联轴器（图万向联轴器（图5 519a)19a)v 万向联轴器组成万向联轴器组成: : （1 1、3-3-单叉、单叉、2-2-十字轴）十字轴）Company Logo万向联轴器实物图片万向联轴器实物图片Company Logo5.4 5.4 联轴器和离合器联轴器和离合器3 3弹性联轴器弹性联轴器 (1)(1)弹性圈柱销联轴器弹性圈柱销联轴器 (2)(2)尼龙柱销联轴器尼龙柱销联轴器 1-1-半联轴器、半联轴器、2-2-弹性圈弹性圈1-1-尼龙柱销、尼龙柱销、2

23、-2-挡板挡板Company Logo5.4 5.4 联轴器和离合器联轴器和离合器二、离合器二、离合器v 作用作用：根据需要接合或分离两轴；接合或切断传动，以实：根据需要接合或分离两轴；接合或切断传动，以实 现机械的起动、停止、换向、变速以及过载保护、定向传现机械的起动、停止、换向、变速以及过载保护、定向传 动等。动等。v 离合器分类离合器分类：操纵离合器和自动离合器两大类。：操纵离合器和自动离合器两大类。(1)(1)按操纵方式分，可分为按操纵方式分，可分为机械离合器机械离合器、液压离合器液压离合器、电磁离、电磁离 合器和气动离合器合器和气动离合器, ,其中前两种在建筑工程机械中应用较广。其中

24、前两种在建筑工程机械中应用较广。(2)(2)根据接合元件的传力方式，离合器又可分为摩擦式和啮合根据接合元件的传力方式，离合器又可分为摩擦式和啮合 式两种。式两种。 Company Logo摩擦式离合器实物图片摩擦式离合器实物图片Company Logo离合器器离合器器Company Logo5.4 5.4 联轴器和离合器联轴器和离合器1 1齿轮离合器齿轮离合器 ( (图图5 523)23)v 齿轮离合器属啮合式机械离合器。齿轮离合器属啮合式机械离合器。v 内齿轮与轴采用花键或导向平键动联接，可沿轴滑动。内齿轮与轴采用花键或导向平键动联接，可沿轴滑动。v 特点：特点： 传力大、尺寸小、传速精确、传力大、尺寸小、传速精确、接合时有撞击，适于静止、低速接合时有撞击，适于静止、低速或两轴转速差不大的情况。如建或两轴转速差不大的情况。如建筑工程机械底盘变速箱中应用很筑工程机械底盘变速箱中应用很广。广。Company Logo5.4 5.4 联轴器和离合器联轴器和离合器2 2液压离合器（湿式离合器）（图液压离合器（湿式离合器）（图5 52424）v 特点特点 传力大、体积小、操纵传力大、体积小、操纵轻便、摩擦片磨损后能由活轻便、摩擦片磨损后能由活塞行程弥补，易于实现标准塞行程弥补，易于实现标准化、系列化。成本高维修复化、系列化