第八章 轴系零件.ppt

1、第八章 轴系零件,三、轴承,一、键 、销及联接,教 学 内 容,四、联轴器、离合器和制动器,二、轴,引 入,81 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）,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

2、采用,按 180布置。一对平 键只按1.5 个键计算。,(圆头)型：立铣刀，键定位好，轴应力集中大。 (平头)型：盘铣刀，轴向键无定位，应力集中小。 (单圆头)型：立铣刀加工，用于轴端,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,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:,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。,键剪断, 工作面压溃。,便于安装, 对中好, 用于锥

3、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：,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。,1）结构:,工作原理:,键的上表面及键槽底面有1:100 斜度 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,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:,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

4、，适用于轴径较大(d600mm)、精度要求不高、转速较低和传递转矩较大的场合。,5、花键联接,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,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。,二、销连接,1、销的基本形式,圆柱销,圆锥销,

5、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,销连接的应用特点：,8-2 轴,2、轴的类型：,2)按轴线的形状分,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,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

6、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,轴环与轴肩尺寸 h=（30.07d）（50.1d ）mm, 轴环宽度 bl.4h,轴上的零件以轴肩或轴环定位,3、轴上零件的定位,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,2、）减少应力集中,轴截面尺寸变化处应圆角过渡，开卸载槽。,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,一、滑动轴承,1、滑

7、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：,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a,3、）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b,4、）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。,a,b,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

8、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。,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,二、 滑动轴承的结构形式,滑动轴承通常由轴承座、轴瓦、轴承

9、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,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.,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。,4）可调间隙式滑动轴承,（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：,

10、（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。,（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：,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

11、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,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

12、磨轴和轴承表面,润滑剂润滑油液体 润滑脂润滑油稠化剂 固体润滑剂石墨、oS2、聚四氟乙稀,润滑油液体动压轴承 表152 选择原则： 转速高、压力小粘度低 转速低、压力大粘度高 高温度下工作（t60）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,选择原则： 压力大、速度低小针入度，反之选针入度大的 润滑脂滴点应高于轴承工作温度2030，以免流失 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,（ 2、）滴油润滑,（3、）油环润滑,（4、）飞溅

13、润滑,（5、）压力循环润滑,1.）摩擦阻力小, 功率损耗少, 起动灵敏 f0.05, 0.980.995,2.）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,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,向心轴承 Fr为主 角接触轴承 FrFa 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）

14、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,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： 在径向载荷作用下产生内部轴向力d，其方向是使 内外圈分离，所以 要成对使用。 派生轴向力d的大小与 有关，表1 61,(二). 滚动轴承的主要类型,深沟球轴承 圆柱滚子轴承 滚针轴承, (0)类 nlim最高、价廉 优先采用,(2)类承载力较大,(4)类 内外圈可分离 径向尺寸小,1.向心轴承 (0),2.调心轴承 (0),调心球轴承,类调心性能最好、,(3)类调心性能好承载力较大,调心滚子轴承,(7)类,(6)

15、 类 15 7000 25 7000 40 7000,3.角接触轴承 (45),角接触球轴承,承受单方向轴向载荷,圆锥滚子轴承,以Fa为主,5()类只承受轴向(Fa)载荷,四、 滚动轴承的代号,推力球轴承,4.推力轴承,基本代号 内径代号：内径 d=代号5 直径：d(mm) 10 12 15 17 00 01 02 03 轴承直径系列代号： 轴承宽度系列代号： 轴承类型代号：,内径相同,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）,5 2 3 2 1,字母（数字）,尺寸系列,内 公 部 差 结 等 构 级 6 5

16、 4 2,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）,内径d=17mm；见表16-5,例：6 2 2 03 B / 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: 3 0 4 09 , = 40；见表16-6,例：7 2 12 C ,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=055=25mm；见表16-5,0级公差(不标)；见表16-8,角接触球

17、轴承,直径系列为2(轻),宽度系列为0(不标),内径d = 125= 60mm,=15；见表16-7,例：6 3 05 (/P0) ,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,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、

18、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,1）凸缘式联轴器：输出端或低速轴,）滑块联轴器 同上,）弹性套柱销联轴器,弹性柱销联轴器,4、典型联轴器介绍,高速轻载,4）套筒联轴器,6）万向联轴器,5）鼓形齿联轴器,7）安全联轴器,（1.）计算转矩: cAn （2.）转速 : lim （3.）轴径 :, 型-长圆柱型 1型-短圆柱型 型-有沉孔的圆柱型 型-有沉孔的圆锥轴孔 1型-无沉孔的圆锥轴孔,6、 联轴器与轴的联接型式(考虑键联接强度),1）类型的选择:,2） 型号及尺寸的选择:,5、联轴器的选择,2、联轴器与离合器的区别,1、 离合器:,在机器运转时, 可使