机械基础第6章课件

1、 轴系零件主要包括：轴、轴承、螺纹件、键和销、联轴器、离合器和制动器等。 本章主要介绍轴系零件的结构和应用等基本知识。轴系零件6.1轴学习目标掌握轴的分类及材料。掌握轴的结构及轴上零件的定位和固定。了解轴的强度计算方法。6.1轴机床主轴6.1轴电机主轴6.1轴发动机曲轴6.1.1轴的分类及材料1.轴的分类6.1轴1）按受载性质分.（1）传动轴（2）心 轴（3）转 轴6.1.1轴的分类及材料6.1轴按受载性质分类的轴6.1.1轴的分类及材料6.1轴2）按结构形状分（1）直轴（2）曲轴（3）挠性钢丝软轴光轴阶梯轴6.1.1轴的分类及材料6.1轴按结构形状分类的各种轴6.1.1轴的分类及材料2.轴的

2、材料6.1轴轴的材料一般不宜采用中碳钢或中碳合金刚。球墨铸铁和高强度铸铁具有良好的吸振性、耐磨性和铸造性，容易得到复杂的形状，应用广泛。6.1.1轴的分类及材料6.1轴6.1.1轴的分类及材料6.1轴轴的常用材料及主要力学性能010203轴应便于加工，具有良好的工艺性，轴上零件易于拆装和调整。轴上零件位置合理，轴的受力合理，有利于提高轴的强度和刚度。轴上零件轴向定位、周向定位准确，固定可靠；尽量减少应力集中。6.1.2轴的结构及轴上零件的定位和固定6.1轴主要要求：6.1.2轴的结构及轴上零件的定位和固定6.1轴1.轴的结构6.1.2轴的结构及轴上零件的定位和固定6.1轴（1）轴颈（2）轴头（

3、3）键槽轴与轴承配合处称为轴颈。轴上安装传动零件的部分称为轴头。轴与传动零件配合处加工出的沟槽。6.1.2轴的结构及轴上零件的定位和固定6.1轴轴上截面尺寸单向变化处称为轴肩，双向变化处称为轴环。（4）轴肩和轴环（5）轴端螺纹轴端螺纹是指在轴表面加工的各种螺纹。6.1.2轴的结构及轴上零件的定位和固定6.1轴（a）轴的结构圆柱齿轮减速器的低速轴6.1.2轴的结构及轴上零件的定位和固定6.1轴（b）轴上各结构要素圆柱齿轮减速器的低速轴2.轴上零件的定位和固定6.1.2轴的结构及轴上零件的定位和固定6.1轴轴上零件的轴向定位和固定6.1轴6.1轴6.1.2轴的结构及轴上零件的定位和固定6.1轴轴上

4、零件的周向定位和固定1.按扭转强度计算6.1.3轴的强度计算6.1轴用于：1 2只受扭矩或主要承受扭矩的传动轴的强度计算 结构设计前按扭矩初估轴的直径dmin6.1.3轴的强度计算6.1轴强度条件：设计公式：6.1.3轴的强度计算6.1轴放大轴径： 一个键槽：35% 二个键槽：710%轴上有键槽时：2.按弯扭合成强度计算6.1.3轴的强度计算6.1轴 （1）根据轴在水平面内、垂直面内的受力情况，画出轴的受 力简图。 （2）分别作出水平面上的弯矩图和垂直面上的弯矩图，计算 出最大弯矩 和 的值。 （3）将 和 作向量合成，得到合成弯矩 ，绘制合成弯矩图。步骤：6.1.3轴的强度计算6.1轴 （4

5、）计算转矩值 T 并绘制转矩图。 （2）弯扭合成，作当量弯矩 。 （3）对于钢制的轴可按第三强度理论进行计算，强度条件为: 6.1.3轴的强度计算6.1轴轴的许用弯曲应力6.2轴 承学习目标了解滑动轴承的结构、非液体摩擦滑动轴承的设计计算，以及液体静压滑动轴承和液体动压滑动轴承的工作原理。掌握滚动轴承的结构、代号、选择和组合设计。6.2轴 承轴 承6.2.1滑动轴承的类型与结构6.2轴 承1.滑动轴承的类型与结构6.2.1滑动轴承的类型与结构6.2轴 承螺纹孔轴承座油杯孔整体式滑动轴承6.2.1滑动轴承的类型与结构6.2轴 承6.2.1滑动轴承的类型与结构6.2轴 承对开式滑动轴承6.2.1滑

6、动轴承的类型与结构6.2轴 承6.2.1滑动轴承的类型与结构6.2轴 承调心式滑动轴承6.2.1滑动轴承的类型与结构6.2轴 承386.2.1滑动轴承的类型与结构6.2轴 承间隙调式滑动轴承6.2.1滑动轴承的类型与结构6.2轴 承6.2.1滑动轴承的类型与结构6.2轴 承间隙调式滑动轴承轴承座径向轴瓦止推轴瓦Fa6.2.1滑动轴承的类型与结构6.2轴 承2.轴瓦的结构与轴承的材料1）轴瓦的结构间隙调式滑动轴承6.2.1滑动轴承的类型与结构6.2轴 承对开式轴瓦的油沟形式436.2.1滑动轴承的类型与结构6.2轴 承2）轴承材料05040302具有足够的抗压、抗疲劳和抗冲击能力。01具有良好的

7、减摩性，耐摩性和抗胶合性。具有良好的顺应性，嵌入型和跑合性。具有足够的强度和塑性。具有良好的工艺性、热导性和耐蚀性。6.2.1滑动轴承的类型与结构6.2轴 承3.非液体摩擦滑动轴承的设计计算1）径向滑动轴承的设计计算：（1）验算径向滑动轴承的平均压强 p。为防止轴颈与轴瓦间的润滑油被挤出而发生过度磨损，应限制径向滑动轴承的平均压强 p，即：6.2.1滑动轴承的类型与结构6.2轴 承（2）验算径向滑动轴承的 pv 值。径向滑动轴承的发热量与其单位面积上的摩擦功率 fpv 成正比，摩擦系数 f 值可认为是定值，为防止径向滑动轴承工作时产生过高的热量而导致胶合，应限制 pv 值，即：6.2.1滑动轴

8、承的类型与结构6.2轴 承（3）验算径向滑动轴承轴颈的圆周速度 v。对于 p较小的径向滑动轴承，虽然验算 p 和 pv 均合格，但由于轴产生弯曲或轴与轴承不同心，轴承的边缘区域可能产生相当高的压强，当速度 v 过高时，局部的 pv 值可能超过其许用值，轴承会加速磨损，因此，还应限制 v，即：6.2.1滑动轴承的类型与结构6.2轴 承2）止推滑动轴承的设计计算：（1）验算止推滑动轴承的平均压强 p。6.2.1滑动轴承的类型与结构6.2轴 承（2）验算止推滑动轴承的 pv 值4.液体摩擦滑动轴承6.2.1滑动轴承的类型与结构6.2轴 承液体静压滑动轴承的工作原理1油腔；2轴承；3节流器（4个）；4

9、主轴；5径向封油面1）液体静压滑动轴承6.2.1滑动轴承的类型与结构6.2轴 承2）液体动压滑动轴承液体动压滑动轴承的工作原理1油楔1；2轴楔26.2.2滚动轴承1.滚动轴承的结构6.2轴 承滚动轴承的结构1外圈；2内圈；3保持架；4滚动体6.2.2滚动轴承6.2轴 承6.2.2滚动轴承6.2轴 承滚动体的形状6.2.2滚动轴承2.滚动轴承的主要类型和特点6.2轴 承1）向心轴承2）推力轴承3）向心推力轴承 向心轴承指：仅承受径向载荷的滚动轴承， 如：深沟球轴承。 推力轴承指：仅承受轴向载荷的滚动轴承， 如：推力球轴承。 向心推力轴承是指： 同时承受径向载荷和轴向载荷的滚动轴承， 如：角接触球

10、轴承。6.2.2滚动轴承6.2轴 承常用的滚动轴承的基本类型、主要性能及应用6.2.2滚动轴承6.2轴 承常用的滚动轴承的基本类型、主性能及应用6.2.2滚动轴承3.滚动轴承的代号6.2轴 承滚动轴承代号的组成6.2.2滚动轴承6.2轴 承（1）类型代号（2）尺寸系列代号（3）内径代号1）基本代号6.2.2滚动轴承6.2轴 承滚动轴承的类型代号5.2链 传 动5.2.3滚子链和齿形链简介滚动轴承尺寸系列代号及结构6.2.2滚动轴承6.2轴 承前置代号的含义及示例2）前置代号6.2.2滚动轴承6.2轴 承（1）公差等级 代号（2）游隙代号2）前置代号6.2.2滚动轴承6.2轴 承4.滚动轴承的选

11、择1转速较高，载荷不大，回转精度要求较高；或转速较高，径向载荷比轴向载荷大得多，宜用球轴承。2径向、轴向载荷都较大，若转速较高，则采用角接触球轴承。若转速不高，则采用圆锥滚子轴承。3当支点刚度要求较高时，可选用圆柱滚子轴承或圆锥滚子轴承。因滚子与滚道接触面积大，弹性变形小，其刚性比球轴承好。6.2.2滚动轴承6.2轴 承4当支承跨距大，轴的弯曲变形大，或轴中心与孔中心有误差，两个轴承座孔中心位置有误差，或多支点时，应考虑选用调心轴承。5对于需经常拆卸或装拆困难的场合，可选用内、外圈分离的轴承，如圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承等。需要调整径向游隙时，可采用带内锥孔的轴承。6从经济性考虑，球轴承价格低

12、于滚子轴承。其中调心轴承价格最高。6.2.2滚动轴承6.2轴 承5.滚动轴承的组合设计（1）两端单向固定1）滚动轴承的轴向固定（2）一端双向固定、一端游动（3）两端游动6.2.2滚动轴承6.2轴 承两端单向固定6.2.2滚动轴承6.2轴 承一端双向固定、一端游动6.2.2滚动轴承6.2轴 承两端游动2）滚动轴承位置的调整6.2.2滚动轴承6.2轴 承3）滚动轴承的配合6.2.2滚动轴承6.2轴 承 松 紧js6，j6，k6，m6，n6 轴承内圈与轴基孔制： 松 紧 js6，j6，k6，m6，n6 松 紧G7，H7，JS7，J7轴承外圈与轴承座孔基轴制：6.2.2滚动轴承6.2轴 承4）滚动轴承

13、的装拆 要均匀施加装拆力。 不允许通过滚动体传递装拆力。 压力应直接加于配合较紧的套圈上。010203要求：6.2.2滚动轴承6.2轴 承中、小型轴承的安装6.2.2滚动轴承6.2轴 承轴承的拆卸6.2.2滚动轴承6.2轴 承6.3螺纹联接学习目标掌握螺纹联接的基本类型。掌握常用的螺纹连接件知识。熟悉螺纹联接的预紧和防松方法。6.3螺纹联接几种常见的螺钉、螺栓和螺母6.3.1螺纹联接的基本类型6.3螺纹联接螺栓联接双头螺栓联接紧定螺钉连接螺钉连接12436.3.1螺纹联接的基本类型6.3螺纹联接螺栓联接6.3.1螺纹联接的基本类型6.3螺纹联接双头螺栓联接6.3.1螺纹联接的基本类型6.3螺纹

14、联接螺钉联接6.3.1螺纹联接的基本类型6.3螺纹联接紧定螺钉联接6.3.2常用螺纹联接件6.3螺纹联接2.双头螺柱 3.螺钉 5.螺母6.垫圈4.紧定螺钉1.螺栓6.3.2常用螺纹联接件6.3螺纹联接双头螺柱6.3.2常用螺纹联接件6.3螺纹联接螺 钉6.3.2常用螺纹联接件6.3螺纹联接六角螺母6.3.2常用螺纹联接件6.3螺纹联接1.螺纹联接的预紧测力矩扳手定力矩扳手6.3.2常用螺纹联接件6.3螺纹联接2.螺纹联接的防松常用的螺纹联接放松方法6.3.2常用螺纹联接件6.3螺纹联接常用的螺纹联接放松方法6.3.2常用螺纹联接件6.3螺纹联接常用的螺纹联接放松方法6.4键联接、花键联接和销

15、联接学习目标掌握键联接的类型和应用。了解花键联接的类型和应用。掌握销联接的类型和应用。6.4键联接、花键联接和销联接键 联 接 6.4键联接、花键联接和销联接销 联 接6.4.1键联接6.4键联接、花键联接和销联接1.平键联接（1）普通平键联接（2）（3）导向平键联接滑键联接6.4.1键联接6.4键联接、花键联接和销联接普通平键联接6.4.1键联接6.4键联接、花键联接和销联接导向平键联接6.4.1键联接6.4键联接、花键联接和销联接滑键联接6.4.1键联接6.4键联接、花键联接和销联接2.半圆键联接6.4.1键联接6.4键联接、花键联接和销联接3.楔键联接轮毂斜度1：100拆卸空间安装时用力

16、打入6.4.1键联接6.4键联接、花键联接和销联接4.切向键联接6.4.2花键联接6.4键联接、花键联接和销联接花键联接的类型6.4.2销联接6.4键联接、花键联接和销联接定位销联接销6.4.2销联接6.4键联接、花键联接和销联接安全销6.5联轴器、离合器和制动器学习目标掌握联轴器的类型、特点及应用。掌握离合器的类型、特点及应用。熟悉制动器的特点及应用。6.5联轴器、离合器和制动器链条联轴器摩擦式离合器6.5联轴器、离合器和制动器6.5.1联轴器6.5联轴器、离合器和制动器联轴器 联轴器所联接的两轴，由于制造和安装误差、受载变形、温度变化和工作中的磨损、机座下沉等原因，可能产生轴线的径向、轴向

17、、角度或综合位移。6.5.1联轴器6.5联轴器、离合器和制动器6.5.1联轴器6.5联轴器、离合器和制动器1.刚性联轴器1）凸缘联轴器2）套筒联轴器3）夹壳联轴器6.5.1联轴器6.5联轴器、离合器和制动器凸缘联轴器6.5.1联轴器6.5联轴器、离合器和制动器套筒联轴器6.5.1联轴器6.5联轴器、离合器和制动器夹壳联轴器6.5.1联轴器6.5联轴器、离合器和制动器2.挠性联轴器（2）弹性柱销联轴器1）无弹性元件挠性联轴器（1）十字滑块联轴器（2）齿式联轴器（3）万向联轴器（1）弹性套柱销联轴器2）有弹性元件挠性联轴器6.5.1联轴器6.5联轴器、离合器和制动器十字滑块联轴器1、3半联轴器；2

18、中间盘6.5.1联轴器6.5联轴器、离合器和制动器十字滑块联轴器1、4半联轴器；2、3外壳；5螺栓6.5.1联轴器6.5联轴器、离合器和制动器十字滑块联轴器1、2叉形接头；3十字头6.5.1联轴器6.5联轴器、离合器和制动器十字滑块联轴器1、2叉形接头；3十字头6.5.1联轴器6.5联轴器、离合器和制动器十字滑块联轴器1圆锥形孔；2短圆柱行孔；3弹性套；4柱销；5圆柱形孔6.5.1联轴器6.5联轴器、离合器和制动器弹性柱销联轴器1、3半联轴器；2尼龙柱销；4挡板6.5.2离合器6.5联轴器、离合器和制动器1.离合器的功用（1）使发动机与传动系统逐渐接合，保证汽车平稳起步。（2）暂时切断发动机与传动系统的联系，便于发动机的起动和变速器的换档。（3）限制所传递的转矩，防止传动系统过载。6.5.2离合器6.5联轴器