第八章轴系零件

第八章轴系零件第1页，共68页，2023年，2月20日，星期三§8—1键、销及连接一、键连接半圆键

（动连接）（静连接）（静连接，单向轴向固定）功用：主要实现零件在轴上的周向固定并传递转矩（静连接），还可实现轴上零件的轴向固定或轴向移动（动连接）

分类

普通平键导向平键

松连接紧连接--楔键平键

（静连接）第2页，共68页，2023年，2月20日，星期三两侧面是工作面，靠键两侧面与键槽的挤压传递转矩。

1、）静联接(普通平键)1、平键连接:键两侧与键槽相配合(静联接为过渡配合,动联接为间隙配合),上端面与轮毂键槽底面有间隙。采用双键：承载能力不够时采用,按180°布置。一对平键只按1.5个键计算。第3页，共68页，2023年，2月20日，星期三

Ａ(圆头)型：立铣刀，键定位好，轴应力集中大。Ｂ(平头)型：盘铣刀，轴向键无定位，应力集中小。Ｃ(单圆头)型：立铣刀加工，用于轴端

第4页，共68页，2023年，2月20日，星期三第5页，共68页，2023年，2月20日，星期三2、）动联接┌导向平键：键固定于轴上,滑移距离小└滑键：键固定于轮毂上,滑移距离大第6页，共68页，2023年，2月20日，星期三

静联接：

动联接：特点：结构简单，装折方便，对中性好，承载能力大，应用广泛。工作面挤溃，键剪断工作面磨损。失效形式:第7页，共68页，2023年，2月20日，星期三同平键结构:工作原理:2.半圆键连接键为半圆板,键两侧与键槽配合,键上端面与轮毂键槽底面有间隙,键在轴上键槽中能绕其圆心转动。第8页，共68页，2023年，2月20日，星期三键剪断,工作面压溃。便于安装,对中好,用于锥形轴端,但对轴削弱大。承载能力不够时用,沿同一母线布置┌键：用圆钢切制或冲压后磨削└键槽:盘状铣刀加工构造与加工:失效形式:特点:采用双键：第9页，共68页，2023年，2月20日，星期三3.楔键连接圆头楔键:立铣刀加工;先置键,后楔入轮毂平头、钩头楔键:盘铣刀,轮毂先装再楔入键。第10页，共68页，2023年，2月20日，星期三1）结构:工作原理:①键的上表面及键槽底面有1:100斜度

②键侧与键槽有间隙,上下面楔紧

靠上下工作面挤紧的摩擦力传递转矩。2）楔键第11页，共68页，2023年，2月20日，星期三可实现轮毂在轴上单向轴向固定;但楔紧产生偏心,对中性差,不适于高速及对中要求高的场合。特点:第12页，共68页，2023年，2月20日，星期三构成与加工(轴上键槽):4、切向键连接特点:

对轴的削弱较严重，且对中性差，适用于轴径较大(d＞600mm)、精度要求不高、转速较低和传递转矩较大的场合。第13页，共68页，2023年，2月20日，星期三5、花键联接第14页，共68页，2023年，2月20日，星期三键两侧是工作面，靠键齿侧面间的挤压传递转矩。┌对中、导向性好。│各键齿承载均匀，承载力大,│键槽浅，对轴损伤较小。└加工要用专用设备，成本高。结构:工作原理：特点花键轴花键套花键轴及花键套（轮毂）周向均布的多个键齿互相配合构成联接第15页，共68页，2023年，2月20日，星期三┌静联接:齿面压溃,个别齿根剪断或弯曲折断。└动联接:工作面磨损。失效形式：1、分类：┌矩形花键(小径定心)：制造方便，应用最广。└渐开线花键(齿形定心)：键齿强度高，承载力大,工艺性好，易获较高精度。30°45°，第16页，共68页，2023年，2月20日，星期三二、销连接1、销的基本形式圆柱销圆锥销内螺纹圆锥销定位销：连接销：用作确定零件之间相互位置的销安全销：按形状按用作用作过载保护的销用作传递动力或转矩的销第17页，共68页，2023年，2月20日，星期三销连接的应用特点：第18页，共68页，2023年，2月20日，星期三§8-2轴2、轴的类型：第19页，共68页，2023年，2月20日，星期三2)按轴线的形状分第20页，共68页，2023年，2月20日，星期三二、

轴的结构和轴上零件的固定5、）尽量减少应力集中。4、）轴应有良好的加工工艺性；3、）轴上的零件便于装拆和调整；2、）各零件必须定位及固定可靠；1、）轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置；1、轴的结构要求第21页，共68页，2023年，2月20日，星期三2、轴结构的组成及各部分名称

8轴肩或轴环：轴肩:截面单向变化的部位

轴肩轴环:截面双向变化的部（5）轴头（1、4）：安装轮毂键槽处的轴段轴身（2、3、6）：轴头与轴颈间的轴段轴颈（7、8）：轴与轴承配合处的轴段阶梯轴上截面尺寸变化的部位，其中一个尺寸变化最大称为轴环第22页，共68页，2023年，2月20日，星期三RCh或1>RCr或1((轴环与轴肩尺寸

h=（3＋0.07d）～（5＋0.1d）mm,轴环宽度

b≈l.4h轴上的零件以轴肩或轴环定位3、轴上零件的定位第23页，共68页，2023年，2月20日，星期三第24页，共68页，2023年，2月20日，星期三第25页，共68页，2023年，2月20日，星期三第26页，共68页，2023年，2月20日，星期三第27页，共68页，2023年，2月20日，星期三5、减少应力集中、改善受力情况1、）改善受力情况合理布置轴上的零件可以改善受力情况不合理不合理第28页，共68页，2023年，2月20日，星期三2、）减少应力集中轴截面尺寸变化处应圆角过渡，开卸载槽。第29页，共68页，2023年，2月20日，星期三第30页，共68页，2023年，2月20日，星期三§8-3轴承[新课引入]轴承的功用：轴承支承轴及轴上零件，保证轴的旋转精度，减少旋转产生的摩擦和磨损。根据摩擦形式的不同，轴承可分为：

1、滑动轴承；2、滚动轴承第31页，共68页，2023年，2月20日，星期三一、滑动轴承1、滑动轴承的特点：（1）用于转速高;（3）用于重载（2）旋转精度高（4）可以承受巨大冲击和振动（5）用于结构需要剖分（6）径向结构尺寸较小1、）干摩擦：不加任何润滑剂，两固体表面间直接接触的摩擦2、按表面润滑情况：第32页，共68页，2023年，2月20日，星期三有充足的润滑油且满足一定条件，两固体表面间存在几十微米的压力油膜，只有液体之间的摩擦。图a3、）边界摩擦2、）液体摩擦有润滑油存在，能形成极薄的边界油膜，两固体表面间的高峰直接接触的摩擦。图b4、）混合摩擦两固体表面间处于干摩擦、边界摩擦和液体摩擦的混合状态的摩擦。ab第33页，共68页，2023年，2月20日，星期三轴承工作时，轴与轴承孔之间是面接触，存在着滑动摩擦。滑动轴承买不到，需要自己制造，且需要较贵的金属制造，维护复杂。一般在要求不高或特殊要求场合应用.

3、滑动轴承的类型1、按承受的方向分为：2、滑动轴承按摩擦（润滑）状态可分为1）液体摩擦（润滑）轴承（1）径向滑动轴承:它主要承受径向载荷。2）非液体摩擦（润滑）轴承。（2）止推滑动轴承:它只承受轴向载荷。（3）径向止推滑动轴承:它只承受轴向载荷。第34页，共68页，2023年，2月20日，星期三二、滑动轴承的结构形式滑动轴承通常由轴承座、轴瓦、轴承衬和润滑结构等部分组成。1、径向滑动轴承1）整体径向滑动轴承结构：轴承座，轴套（整体）特点：结构简单，成本低，但装拆不便，无法调整第35页，共68页，2023年，2月20日，星期三二、滑动轴承的结构形式滑动轴承通常由轴承座、轴瓦、轴承衬和润滑结构等部分组成。1、径向滑动轴承1）整体径向滑动轴承结构：轴承座，轴套（整体）特点：结构简单，成本低，但装拆不便，无法调整第36页，共68页，2023年，2月20日，星期三2）对开式径向滑动轴承结构：轴承座、轴承盖，轴瓦（两边）、螺栓.特点：剖分面垂直载荷方向，正剖、斜剖，装拆方便，磨损后可调整间隙，结构复杂.第37页，共68页，2023年，2月20日，星期三3）自动调心滑动轴承轴承轴瓦能摆动，适应轴的变形用于支承跨距较大或多支点的长轴。第38页，共68页，2023年，2月20日，星期三4）可调间隙式滑动轴承第39页，共68页，2023年，2月20日，星期三（1）实心止推滑动轴承轴颈端面的中部压强比边缘的大，润滑油不易进人，润滑条件差。（2）空心止推滑动轴承轴颈端面的中空部分能存油，压强也比较均匀，承载能力不大。2、止推滑动轴承可分为三种形式：（3）多环止推滑动轴承压强较均匀，能承受较大载荷。但各环承载不等，环数不能太多。第40页，共68页，2023年，2月20日，星期三（1）摩擦系数小；（2）耐磨、抗腐蚀、抗胶合能力强；（3）有足够的强度和塑性；（4）导热性好，热膨胀系数小。轴瓦可以由一种材料制成，也可以在轴瓦内表面浇铸一层金属衬。即轴承衬。3、轴瓦和轴承衬材料1、）轴瓦和轴承衬轴瓦和轴承衬直接与轴颈接触，它的材料和结构对于轴承的性能有直接影响，必须十分重视。轴瓦材料应根据轴承工作情况选择。由于轴承在使用时，有摩擦、磨损、润滑和散热等问题，对轴瓦材料的主要要求：第41页，共68页，2023年，2月20日，星期三轴瓦｛整体式｛对开式｛厚壁轴瓦浇铸薄壁轴瓦轧制｝双、多层金属整体轴套单、双、多层金属卷制轴套

为了改善轴瓦表面的摩擦性质，常在其内径面上浇铸一层或两层减摩材料，通常称为轴承衬，所以轴瓦又有双金属轴瓦和三金属轴瓦。（1、）轴瓦分为剖分式和整体式结构

2、）轴瓦的结构第42页，共68页，2023年，2月20日，星期三第43页，共68页，2023年，2月20日，星期三3、）轴承材料

轴瓦或轴承是滑动轴承的重要零件，轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料。（1）金属材料，如轴承合金、青铜、铝基合金、锌基合金等；（2）多孔质金属材料（粉末冶金材料）；（3）非金属材料。

4、滑动轴承的失效形式2.刮伤3.咬粘（胶合）4.疲劳剥落1.磨粒磨损轴表面硬轮廓峰顶刮削轴承温升+压力+油膜破裂→焊接润滑剂氧化→酸性物质→腐蚀载荷反复作用→疲劳裂纹→扩展→剥落5.腐蚀硬质颗粒→磨料→研磨轴和轴承表面第44页，共68页，2023年，2月20日，星期三润滑剂┌润滑油→液体

│润滑脂→润滑油＋稠化剂

└固体润滑剂→石墨、ＭoS2、聚四氟乙稀润滑油——液体动压轴承表15—2选择原则：⑴转速高、压力小——粘度低⑵转速低、压力大——粘度高⑶高温度下工作（t＞60℃）——较高粘度润滑油及其选择2、）润滑脂及其选择润滑脂——要求不高、难经常供油或低速重载轴承1、）润滑剂5、滑动轴承润滑剂和润滑装置第45页，共68页，2023年，2月20日，星期三选择原则：⑴压力大、速度低——小针入度，反之选针入度大的⑵润滑脂滴点应高于轴承工作温度20~30℃，以免流失⑶在有水或潮湿场合，应选防水性的润滑脂3、）固体润滑剂——用于特殊场合4、）润滑方式及装置（1）

手工润滑

第46页，共68页，2023年，2月20日，星期三（2、）滴油润滑（3、）油环润滑（4、）飞溅润滑（5、）压力循环润滑第47页，共68页，2023年，2月20日，星期三

1.）摩擦阻力小,功率损耗少,起动灵敏

f＝0.05,η＝0.98～0.995

2.）润滑简便,易于更换,价格低。

3.）抗冲击能力差,高速时出现噪音;寿命也比不上液体润滑的滑动轴承

1、轴承的功用2、特点三、滚动轴承支承轴及轴上零件，并保证旋转精度减少轴与支承间的摩擦与磨损第48页，共68页，2023年，2月20日，星期三轴承的选择→┌类型的选择└尺寸的选择轴承组合设计→安装、调整、润滑与密封3、滚动轴承的结构:内、外圈，滚动体，保持架第49页，共68页，2023年，2月20日，星期三向心轴承Fr为主角接触轴承Fr＋Fa推力轴承以Fa为主球轴承滚子轴承（1.）按滚动体形状分｛（2.）按受载方向分｛(一).滚动轴承的分类1）滚动轴承主要类型、性能及特点=0°0°＜≤45°4、滚动轴承的主要类型及其代号第50页，共68页，2023年，2月20日，星期三公称接触角—轴承的滚动体与外圈滚道接触点的法线方向与半径方向的夹角愈大,可承受的轴向力愈大。★注意：⑴在径向载荷作用下产生内部轴向力Ｆd，其方向是使内外圈分离，所以要成对使用。⑵派生轴向力Ｆd的大小与有关，表16—1(二).滚动轴承的主要类型第51页，共68页，2023年，2月20日，星期三①深沟球轴承

②圆柱滚子轴承③滚针轴承→６(0)类→nlim最高、价廉优先采用→Ｎ(2)类→承载力较大→ＮＡ(4)类→内外圈可分离

径向尺寸小1.向心轴承(α＝0°)第52页，共68页，2023年，2月20日，星期三

2.调心轴承(α＝0°)④调心球轴承→１类→调心性能最好、→２(3)类→调心性能好承载力较大⑤调心滚子轴承第53页，共68页，2023年，2月20日，星期三→３(7)类→７(6)类┌α＝15°7000Ｃ│α＝25°7000ＡＣ└α＝40°7000Ｂ

3.角接触轴承(０°＜α≤45°)⑥角接触球轴承承受单方向轴向载荷⑦圆锥滚子轴承第54页，共68页，2023年，2月20日，星期三→以Fa为主→5(８)类→只承受轴向(Fa)载荷四、滚动轴承的代号⑧推力球轴承4.推力轴承基本代号⑴内径代号：内径d=代号×5直径：d(mm)1012151700010203⑵轴承直径系列代号：⑶轴承宽度系列代号：⑷轴承类型代号：内径相同第55页，共68页，2023年，2月20日，星期三滚动轴承的代号代号：前置代号＋基本代号＋后置代号组成（字母）成套轴承分部件代号数字（五位）52321字母（＋数字）尺寸系列内公部差结等构级

／Ｐ6

／Ｐ5

／Ｐ4

／Ｐ2内径代号（左起第四、五位数字）类型代号（左起第一位数字）宽度系列（左起第二位数字）直径系列（左起第三位数字）第56页，共68页，2023年，2月20日，星期三└内径d=17mm；见表16-5例：62203B/P6│││││││││││└6级公差；见表16-8└直径系列为2(轻)└宽度系列代号2（宽）└深沟球轴承；见表16-2└圆锥滚子轴承└宽度系列为0（窄）└直径系列为4(重)└内径=09×5=45mm例:30409

│││

││

│

└

=40；见表16-6第57页，共68页，2023年，2月20日，星期三例：7212C│││└││└│└└└深沟球轴承；见表16-2└直径系列为3(中),宽度系列为0(不标)└内径d=05×5=25mm；见表16-50级公差(不标)；见表16-8角接触球轴承直径系列为2(轻),宽度系列为0(不标)内径d=12×5=60mm=15；见表16-7例：6305(/P0)│││└││

│第58页，共68页，2023年，2月20日，星期三滚子轴承承载能力比球轴承大1、轴承的载荷2、轴承的转速球轴承的极限转速比滚子轴承大3、轴承的调心性能刚度差、跨距大、轴承孔精度低的场合选用4、轴承的安装和拆卸内外圈可分离的轴承安装方便5、轴承的价格球轴承比滚子轴承便宜五、滚动轴承的类型选择第59页，共68页，2023年，2月20日，星期三§8-4联轴器、离合器和制动器

实现同一直线的轴与轴的联接,并用传递运动和动力,有时也可用作安全装置。

2、联轴器:在机器运转时，两轴不能分离，只有仃车后将联接拆开后，两轴才能分离。一、联轴器1、功用:└对中差－有径向、轴向、角位移轴与轴之间┌对中好－无径向、轴向、角位移联轴器分类3、联轴器的分类（按是否允许两轴位移？）┌刚性联轴器－└挠性联轴器（弹性元件）夹壳式联轴器；凸缘式联轴器┌无－、万向～、齿式联轴器└有－弹性套柱销～、弹性柱销～、轮胎～滑块～第60页，共68页，2023年