汽车机械基础学习任务9

汽车机械基础任务目标重点难点主要内容主要内容本章小结掌握轴的结构设计和轴上零件的固定与定位汽车机械基础任务目标学会正确选用轴承和联轴器等零件熟悉各种滚动轴承的牌号及应用场合了解轴和轴承的功用及其分类汽车机械基础重点难点轴的结构设计，轴上零件的定位与固定，滚动轴承的选用，常用离合器、联轴器的种类。汽车机械基础主要内容第二节轴承第一节轴类零件

第三节联轴器第四节离合器第五节制动器汽车机械基础第一节

轴类零件汽车机械基础主要了解轴的分类、轴的结构以及轴上零件的固定与定位。本节任务目标汽车机械基础轴是支承转动零件并与之一起回转用以传递运动、扭矩或承受弯矩的机械零件。其穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件，但也有少部分是方型的。机器中作回转运动的零件就装在轴上。根据承受载荷的不同，轴可分为转轴、传动轴和心轴三类。一、轴的分类汽车机械基础

转轴工作时既承受弯矩又承受扭矩，是机械中最常见的轴，如各种减速器中的轴等，如图所示。1．转轴汽车机械基础

用来支承转动零件只承受弯矩而不传递扭矩，有些心轴则不能转动，称之为固定心轴，如支承滑轮的轴、自行车的前轴等，如图所示。有些心轴可以转动，称之为转动心轴，如铁路车辆的轴等，如图所示。2．心轴3．传动轴主要用来传递扭矩而不承受弯矩或弯矩很小，如起重机移动机构中的长光轴、汽车的传动轴等（如图所示）。汽车机械基础二、轴的结构轴通常由轴头、轴颈、轴肩、轴环、及轴身等部分组成。与轴承配合处的轴段称为轴颈；用以安装齿轮、带轮等传动零件轮毂的轴段称为轴头；连接轴头与轴颈间的轴段称为轴身；阶梯轴上截面尺寸变化的部位用作零件轴向固定的台阶部分称为轴肩，用作零件轴向固定的环形部分称为轴环。轴的结构设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸，为轴设计的重要步骤。一般轴结构设计遵循如下原则：（1）节约材料，减轻重量，尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状；（2）易于轴上零件精确定位、固定、装配、拆卸和调整；（3）采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施；（4）便于加工制造和保证精度。汽车机械基础在选择轴的结构和形状时应注意：轴的形状要力求简单。轴颈、轴头的直径应取标准值。直径的大小由与之相配合的零件的内孔决定。轴上各段的键槽、圆角半径、倒角、中心孔等尺寸应尽可能统一，以利于加工和检验。阶梯轴的级数应尽可能少，尽量避免各轴段剖面突然改变以降低局部应力集中，为减少应力集中，常将过渡处制成适当大小的圆角，并应尽量避免在轴上开孔或开槽，必要时可采用卸荷槽、中间环或凹切圆角等结构（如图所示）。汽车机械基础三、轴上零件的固定与定位零件在轴上的固定或连接方式随零件的作用而异。固定的方法不同，轴的结构也就不同。一般情况下，为了保证零件在轴上的工作位置固定，应在周向和轴向上对零件加以固定。汽车机械基础1．轴上零件的轴向定位与固定常用的轴向固定方法有轴肩、轴环定位、螺母定位、套筒定位及轴端挡圈定位等。轴上零件的轴向定位和固定方法主要取决于轴向力的大小。当零件所受轴向力大时，常用轴肩、轴环、过盈配合等方式；受中等轴向力时，可用套筒、圆螺母、轴端挡圈、圆锥面和圆锥销钉等方式；所受的轴向力较小时，可用弹簧挡圈、挡环、紧定螺钉等方式。汽车机械基础2．轴上零件的周向固定为了传递运动和转矩，防止轴上零件与轴作相对的转动，轴和轴上零件必须可靠地沿周向固定（连接）。常用的周向固定的方法有键连接、花键连接、销钉连接、过盈配合连接和紧定螺钉等。汽车机械基础本节思考与练习1、根据承受载荷的不同，轴如何分类？2、轴的结构设计遵循什么原则？汽车机械基础第二节轴承汽车机械基础主要了解滚动轴承基本结构、分类、代号，滑动轴承的分类、结构特点，以及轴瓦结构及轴承衬，滑动轴承的材料、润滑。本节任务目标轴承是支承轴颈的部件，减小轴类零件运动的摩擦阻力的。有时也用来支承轴上的回转零件。按照轴承工作表面的摩擦性质，轴承可分为滑动轴承和滚动轴承两大类。按照承受载荷的方向，轴承可分为向心轴承（承受径向载荷，又称径向轴承），推力轴承（承受轴向载荷，又称止推轴承）和向心推力轴承（同时承受径向和轴向载荷，又称径向止推轴承）。汽车机械基础一、滚动轴承1．滚动轴承的基本结构滚动轴承的构造1－外圈2－内圈3－滚动体4－保持架滚动轴承的基本结构如右图所示，它由内圈、外圈、滚动体和保持架等四部分组成。内圈常与轴一起旋转，外圈装在轴承座中起支承作用。也有外圈旋转、内圈固定或内外圈都旋转的。

汽车机械基础2．滚动轴承的分类按滚动轴承所能承受载荷的方向分为：向心轴承、推力轴承。按滚动体的种类分为：球轴承和滚子轴承。球轴承按滚子的形状又可分为圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承和调心滚子轴承。

滚动体的类型汽车机械基础3．滚动轴承的代号滚动轴承的代号由基本代号、前置代号和后置代号三部分组成。汽车机械基础（1）基本代号基本代号表示轴承类型、结构和尺寸，由类型代号、尺寸系列代号、内径代号依次排列构成。a．类型代号右起第五位数字或字母为类型代号b．尺寸系列代号包括直径系列代号和宽度（对推力轴承为高度）系列代号。c．内径代号基本代号中右起第一、二位表示内径代号，用以表示轴承内径。汽车机械基础（2）前置、后置代号

前置代号用大写拉丁字母或再加阿拉伯数字表示，它表明成套的轴承分部件。后置代号用大写拉丁字母或再加阿拉伯数字表示，它标明技术内容的改变，其排序为：内部结构、密封与防尘套圈变型、保持架及其材料、轴承材料、公差等级、游隙、配置和其他。后置代号标注规则是：4组（含4组）以后代号前用“/”隔开，公差代号与游隙代号同时标注，可省去后者字母，如/P5/C4，标注为/P54，当代号间可能产生混淆时，则应在其中空半格。汽车机械基础二、滑动轴承径向滑动轴承结构图

图(a)1—油杯螺纹孔；2—油孔；3—轴承座；4—轴套；

图(b)1—双头螺柱；2—部分轴瓦；3—轴承盖；4—轴承座汽车机械基础1．滑动轴承的特点及分类滑动轴承相对于滚动轴承有如下特点：滑动轴承寿命长、极限转速高；能够承受巨大的冲击和振动载荷；回转精度高、工作平稳无噪声；承载能力大，可以用于重载场合；径向尺寸小，也可用于必须采用剖分式结构的轴承而且结构简单、装拆方便；滑动轴承的缺点是：非液体摩擦的滑动轴承摩擦损失大；液体摩擦滑动轴承摩擦损失与滚动轴承相差不多，但设计、制造、润滑及维护要求高。根据所承受载荷的方向不同，滑动轴承可分为径向滑动轴承和推力滑动轴承两大类。根据轴颈和轴瓦间的摩擦状态不同，滑动轴承可分为液体滑动轴承和非液体滑动轴承两类。根据轴承组件及轴承装拆的需要，滑动轴承可分为整体式、剖分式和调心式三类。汽车机械基础2．滑动轴承的结构①整体式向心滑动轴承整体式向心滑动轴承它是由轴承座、轴瓦和紧定螺钉组成。这种轴承已标准化。整体式滑动轴承有结构简单，成本低廉，刚度大，但轴颈只能从端部装入，安装和检修不方便，且工作表面磨损后无法调整轴承与轴颈的间隙，间隙过大时，需更换轴瓦。通常只用于轻载、低速及间歇性工作的机器设备中。（1）径向滑动轴承汽车机械基础②剖分式向心滑动轴承剖分式向心滑动轴承（又称对开式滑动轴承）。它由剖分轴瓦、轴承座、轴承盖、拉紧螺栓等组成。轴承座与轴承盖的剖分面做成阶梯形的配合止口，以便定位。为保证垫片调整的有效性，径向力方向最好不超过剖分面垂直线左右35°的范围，否则建议采用斜剖分式结构。这种轴承装拆方便，间隙调整容易，因此应用广泛。③调心式向心滑动轴承当轴的弯曲变形较大或由于安装误差较大时，轴颈偏斜引起轴承两端边缘接触，载荷集中，加剧磨损和发热，降低轴承寿命。这时候常采用调心式轴承又称自位轴承。汽车机械基础（2）推力滑动轴承常见的推力轴承止推面的形状如图所示。实心端面推力轴颈由于跑合时中心与边缘的磨损不均匀，愈接近边缘部分磨损愈快，以致中心部分压强极高。空心轴颈和环状轴颈可以克服这一缺点。载荷很大时可以采用多环轴颈，它能承受双向的轴向载荷。汽车机械基础3．轴瓦结构及轴承衬轴瓦是滑动轴承中直接与轴颈接触的零件，它与轴颈表面产生相对滑动。常用的轴瓦结构有整体式和剖分式两种。如下图所示。（1）轴瓦的结构汽车机械基础（2）轴承衬与瓦背内壁的结合形式为了改善轴瓦表面的摩擦性质，需在其内表面浇铸一层减摩材料，通常称为轴承衬，这时轴瓦（基体）称为瓦背。常见的轴承衬与瓦背内壁的结合形式有如下几种。①烧结、喷涂和轧制这三种结合形式都是在加热状态下将轴承合金层与低碳钢瓦背内壁结合在一起。有时为了使轴承衬与瓦背内壁结合得更牢，在钢壁上喷涂或镀上一层薄青铜，形成三金属轴瓦。②浇注在瓦背内壁浇注轴承合金，则形成浇注式轴瓦，特别是对于较大尺寸和要求有较厚的轴承衬时多采用浇注式。为了使轴承衬与瓦背内壁结合牢固，可在轴瓦内壁制出沟槽，如图9.2—10所示。汽车机械基础（3）油孔和油沟油孔用来供应润滑油，油沟则用来输送和分布润滑油。轴向油沟也可以开在轴瓦剖分面上，但应开在轴承的非承载区上，轴向油沟应较轴承宽度稍短，以免润滑油从油沟端部大量流失，一般为轴瓦长度的80%左右。常见的油沟结构如图所示。汽车机械基础4．滑动轴承的材料常用的轴承材料主要有三大类，分别是金属材料（比如轴承合金、铜合金、铝基合金、锌基合金一级减摩铸铁等）；多孔质金属材料；非金属材料（比如塑料、橡胶和硬木等）。汽车机械基础5．滑动轴承的润滑润滑剂分为：液体（润滑油）、半固体（润滑脂）、固体。滑动轴承常用的供油方式有：滴油润滑、芯捻或者线纱润滑、油环润滑、飞溅润滑、浸油润滑、压力循环润滑等。汽车机械基础汽车机械基础本节思考练习1、轴承衬与瓦背内壁如何结合？2、滑动轴承有什么特点？3、滑动轴承常用的供油方式有哪些？第三节联轴器汽车机械基础主要了解固定式联轴器、可移式联轴器以及联轴器的选用。本节任务目标联轴器是用来联接不同机构中的两根轴（主动轴和从动轴）使之共同旋转以传递扭矩的机械零件。在高速重载的动力传动中，有些联轴器还有缓冲、减振和提高轴系动态性能的作用。联轴器的种类很多，按被联接两轴的相对位置是否有补偿能力，联轴器可分为固定式和可移式两种。可移式联轴器根据补偿位移的方法不同又可分为刚性可移式联轴器和弹性可移式联轴器。

汽车机械基础一、固定式联轴器1．凸缘联轴器

凸缘联轴器是应用最广泛的一种固定式联轴器。它是由两个带凸缘的半联轴器组成，两个半联轴器分别用键与两轴联接，并用螺栓将两个半联轴器联成一体。

汽车机械基础2．套筒联轴器套筒联轴器通过公用套筒以键或销联接以传递转矩套筒联轴器。通常用于工作平稳、无冲击载荷、两轴直径较小、且两轴线要求严格对中的轻载场合。

汽车机械基础二、可移式联轴器十字滑块联轴器是由两个在端面上开有凹槽的半联轴器1、3和一个两面带有凸牙的十字滑块2组成。这种联轴器结构简单，径向尺寸小，其所允许的偏角位移α≤30和径向位移y≤0.04d（d为轴的直径）。1．十字滑块联轴器十字滑块联轴器1、3-半联轴器；2-十字滑块；

汽车机械基础2．万向联轴器万向联轴器是由两个叉形接头和一个十子销组成。十子销分别与固定在两根轴上的叉形接头用铰链联接，从而形成一个可动的联接。这种联轴器可允许两轴间由较大的夹角，夹角α最大可达35º～45º。万向联轴器

双万向联轴器汽车机械基础若用单个万向联轴器联接轴线相交的两轴时，当主动轴以等角速度ω１回转时，从动轴的角速度ω2并不是常数，而是在一定的范围内变化，因而在传动过程中将产生附加的动载荷。为了改善这种状况，常将万向联轴器成对使用，组成双万向联轴器，且应满足三个条件：①主、从动轴与中间轴夹角相等；②中间轴两端的叉形零件应共面；③主、从动轴与中间轴的轴线应共面。万向联轴器的特点是径向尺寸小，适用于联接夹角较大的两轴。这样便可使主、从动轴的角速度相等。汽车机械基础3．齿式联轴器齿式联轴器由两个带外齿的半联轴器1、4分别与主、从动轴相联，两个具有内齿的外壳2、3用螺栓联接，依靠内外齿相啮合来传递转矩。汽车机械基础4．链条联轴器链条联轴器是利用公用的链条，同时与两个齿数相同的并列链轮啮合。具有结构简单、装拆方便、拆卸时不用移动被联接的两轴、尺寸紧凑、质量轻、有一定补偿能力、对安装精度要求不高、工作可靠、寿命较长、成本较低等优点。汽车机械基础5．弹性套柱销联轴器

弹性套柱销联轴器的构造与凸缘联轴器相似，只是用套有弹性套的柱销代替了联接螺栓。允许轴向位移为2~7.5mm；径向位移为0.2~0.7mm，偏角位移为30´~1°30´。适用于联接载荷平稳、需正反转或启动频繁、传递中小转矩或高速的轴。汽车机械基础6．弹性柱销联轴器

弹性柱销联轴器是用尼龙柱销将两个半联轴器联接起来。这种联轴器具有吸振和补偿周向位移及微量径向位移和角位移的能力，为了增加补偿量，可将柱销的一端制成鼓形。允许径向位移为0.1~0.25mm。弹性柱销联轴器也用于经常正反转、起动频繁的场合。1-弹性柱销；2-挡板汽车机械基础7．轮胎式联轴器

轮胎式联轴器是利用轮胎状橡胶元件用螺栓与两个半联轴器联接，轮胎环中的橡胶件与低碳钢制成的骨架硫化粘结在一起，骨架上的螺纹孔处焊有螺母，装配时用螺栓与两半联轴器的凸缘联接，依靠拧紧螺栓在轮胎环与凸缘端面之间产生的磨檫力传递转矩。汽车机械基础三、联轴器的选用

联轴器已经标准化，选用时根据工作载荷的大小和性质、转速高低、两轴相对偏移的大小和形式、环境状况、使用寿命、装拆维护和经济性等方面的因素，选择合适的类型。然后根据计算转矩、轴的直径和工作转速，确定联轴器的型号和相关尺寸。汽车机械基础汽车机械基础本节思考练习1、可移式联轴器都有哪些？2、简述套筒联轴器的应用。3、如何正确选用联轴器？第四节离合器汽车机械基础主要了解离合器的分类、常用离合器的结构和工作原理以及超越离合器的原理。本节任务目标

离合器用来接通、断开轴与轴上的空套传动件（如齿轮、皮带轮等）或同轴线的两轴的运动。能够按照工作的需要随时方便的将主动轴与从动轴接合或分离，以实现机械设备的起动、停止、变速、变向等。汽车机械基础一、离合器的分类

按其工作原理可分为嵌入式、摩擦式两类；按其工作原理可分为嵌入式、摩擦式两类；按离合控制方法不同，可分为操纵式和自动式；按操纵方式分有机械离合器、电磁离合器、液压离合器和气压离合器等；按其结构和用途不同，可分为啮合式离合器、摩擦式离合器、超越离合器和安全离合器等。汽车机械基础二、常用离合器

牙嵌式离合器由两个端面上有牙的半离合器组成，一个半离合器固定在主动轴上，另一个半离合器用导向平键或花键与从动轴联接，并通过操纵机构使其作轴向移动，以实现离合器的分离与接合，它是靠牙的相互嵌合传递运动和转矩。常用的牙型有三角形、矩形、梯形和锯齿形。1．牙嵌式离合器1、2—半离合器3—导向平键4—对中环汽车机械基础2．摩擦离合器

单片式摩擦离合器由摩擦圆盘1、2和滑环4组成。摩擦盘1固定在主动轴上，另一个摩擦盘2通过导向平键3与从动轴联接并可在轴上移动。操纵滑环4可使两摩擦盘接合或分离。

（1）单盘摩擦离合器单盘摩擦离合器汽车机械基础（2）多盘摩擦离合器

多盘摩擦离合器也称为多片式摩擦离合器，多片式摩擦离合器由内摩擦片组3和外摩擦片组2组成。多盘摩擦离合器结构紧凑，操作方便。但散热不好，结构较复杂。1-外毂2-外摩擦片3-内摩擦片4-内毂5-压板6-锥套汽车机械基础（3）圆锥摩擦离合器

圆锥摩擦离合器是由两个内、外圆锥面的半离合器组成，具有内圆锥面的左半离合器用平键与主动轴固联，具有外圆锥面的右半离合器则用导向平键与从动轴构成动联接。当在右半离合器上加以向左的轴向力后，就可使内、外圆锥面压紧，于是主动轴上的转矩通过接触面上的摩擦力传到从动轴上。1-主动轴2-主动摩擦盘3-从动摩擦盘4-从动轴

汽车机械基础三、超越离合器

超越离合器也称为定向离合器，它只能传递单向转矩。主要用在有快慢速两个动源交替传动的轴上，以实现运动的自动转换。超越离合器的结构型式有单向的超越离合器、带拨爪的单向超越离合器和双向超越离合器等。

1—星轮2—外圈3—滚柱4—弹簧顶杆汽车机械基础汽车机械基础本节思考练习1、离合器如何分类？2、常用离合器都有哪些？第五节制动器汽车机械基础主要了解制动器的概述制动器的分类以及如何选择制动驱动机构。本节任务目标

制动器是具有使运动部件（或运动机械）减速、停止或保持停止状态等功能的装置。是使机械中的运动件停止或减速的机械零件。俗称刹车、闸。汽车机械基础一、汽车制动器概述汽车要能驾驶自如，必须有良好的加减速性能。特别是对于安全性能，汽车应有良好的制动性能。特别是在越过障碍物，或是有碰撞行人或其它车辆的危险时，更需要在尽可能短的距离内，将车速降到很低或停车，如果汽车不具备这一性能，高速行驶及行车安全就不可能实现。另外，对已停驶，尤其对于在破路上停驶的汽车应能可靠的停住在原地不动。二、制动器的分类

目前，制动器主要分为盘式与鼓式两种，且有向盘式制动器的发展趋势。汽车机械基础1．鼓式制动器

鼓式制动器可分为：领从蹄式、双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式、单向增力式、双向增力式。a）领从蹄式、b）双领蹄式、c）双向双领蹄式、d）双从蹄式、e）单向增力式、f）双向增力式

汽车机械基础2．盘式制动器

固定钳式制动器，制动盘两侧均有油缸。制动时，仅两侧油缸中的活塞驱使两侧制动块向盘面移动。（1）固定钳盘式制动器

a）固定钳盘式制动器b）活动钳盘式制动器c）摆动钳盘式制动器

汽车机械基础（2）浮动钳盘式制动器浮动钳盘式制动器可分为滑动钳式和摆动钳式。浮钳盘式制动器，制动钳体通过导向销与车桥相连，可以相对于制动盘轴向移动。制动钳体在制动盘的内侧设置液压缸，推动