機械基礎——第六章第一節(jié)軸第二節(jié)滑動軸承

1、上節(jié)知識回顧上節(jié)知識回顧 蝸桿、蝸輪螺旋方向判定方法：蝸桿、蝸輪螺旋方向判定方法： 蝸桿、蝸輪分左旋齒和右旋齒，蝸桿、蝸輪螺旋方向用右蝸桿、蝸輪分左旋齒和右旋齒，蝸桿、蝸輪螺旋方向用右手法則判定。手法則判定。 手心對著自己，四指順著蝸桿或蝸輪軸線方向擺正，若齒向手心對著自己，四指順著蝸桿或蝸輪軸線方向擺正，若齒向與右手拇指指向一致，則該蝸桿或蝸輪為右旋，反之則為左旋。與右手拇指指向一致，則該蝸桿或蝸輪為右旋，反之則為左旋。左旋蝸輪左旋蝸輪右旋蝸桿右旋蝸桿左旋蝸桿左旋蝸桿右旋蝸輪右旋蝸輪 或將蝸桿、或將蝸桿、蝸輪軸線垂直豎蝸輪軸線垂直豎起，看蝸桿、蝸起，看蝸桿、蝸輪靠近自己一邊輪靠近自己一邊的齒

2、向，右高即的齒向，右高即右旋，左高即左右旋，左高即左旋。旋。左旋左旋右旋右旋蝸輪旋轉方向判定法：蝸輪旋轉方向判定法：用左右手法則：用左右手法則：左旋左旋蝸桿用左手，右旋蝸桿蝸桿用左手，右旋蝸桿用右手用右手，用四指彎曲表，用四指彎曲表示蝸桿的回轉方向，拇示蝸桿的回轉方向，拇指伸直代表蝸桿軸線，指伸直代表蝸桿軸線，則拇指所指方向的相反則拇指所指方向的相反方向即為蝸輪上嚙合點方向即為蝸輪上嚙合點的線速度方向。的線速度方向。 例：例：蝸桿的旋向為蝸桿的旋向為 旋；如果蝸桿作順時針轉動，則蝸輪旋；如果蝸桿作順時針轉動，則蝸輪將作將作 時針轉動。時針轉動。逆逆左左6 6、判斷蝸輪的旋轉方向。、判斷蝸輪的旋

3、轉方向。 輪系中，輸入軸與輸出軸的角速度（或轉速）之比稱為輪系中，輸入軸與輸出軸的角速度（或轉速）之比稱為輪輪系的傳動比系的傳動比，包括，包括大小大小和和方向方向兩個方面。兩個方面。相對轉動方向的判斷相對轉動方向的判斷 輪系中，輸入軸與輸出軸的角速度（或轉速）之比稱為輪系中，輸入軸與輸出軸的角速度（或轉速）之比稱為輪輪系的傳動比系的傳動比，包括，包括大小大小和和方向方向兩個方面。兩個方面。相對轉動方向的判斷相對轉動方向的判斷 輪系中，輸入軸與輸出軸的角速度（或轉速）之比稱為輪系中，輸入軸與輸出軸的角速度（或轉速）之比稱為輪輪系的傳動比系的傳動比，包括，包括大小大小和和方向方向兩個方面。兩個方面

4、。相對轉動方向的判斷相對轉動方向的判斷 例：例：z z1 1=18=18，z z2 2=36=36，z z22=20=20，z z3 3=80=80，z z33=20=20，z z4 4=18=18，z z5 5=30=30，z z55=15=15，z z6 6=30=30，z z66=2(=2(右旋右旋) )，z z7 7=60=60，n n1 1=1440r/min=1440r/min，其轉向圖如上所示。，其轉向圖如上所示。求：傳動比求：傳動比i i1717，i i1515，i i2525及蝸輪的轉速和轉向及蝸輪的轉速和轉向在圖示輪系中，已知：蝸桿為單頭且右旋，轉速在圖示輪系中，已知：蝸桿

5、為單頭且右旋，轉速n n1 1=1440r/min=1440r/min，轉動方向如圖示，其余各輪齒數(shù)為：轉動方向如圖示，其余各輪齒數(shù)為：z z2 2=40=40，z z2 2/ /=20=20，z z3 3=30=30，z z3 3/ /=18=18，z z4 4=54=54，試：，試：（1 1）說明輪系屬于何種類型；）說明輪系屬于何種類型； （2 2）計算齒輪）計算齒輪4 4的轉速；的轉速；（3 3） 在圖中標出齒輪在圖中標出齒輪4 4的轉動方向。的轉動方向。作作 業(yè)業(yè)在圖示輪系中，已知：蝸桿為單頭且右旋，轉速在圖示輪系中，已知：蝸桿為單頭且右旋，轉速n n1 1=1440r/min=144

6、0r/min，轉動方向如圖示，其余各輪齒數(shù)為：轉動方向如圖示，其余各輪齒數(shù)為：z z2 2=40=40，z z2 2/ /=20=20，z z3 3=30=30，z z3 3/ /=18=18，z z4 4=54=54，試：，試：（1 1）說明輪系屬于何種類型；）說明輪系屬于何種類型； （2 2）計算齒輪）計算齒輪4 4的轉速；的轉速；（3 3） 在圖中標出齒輪在圖中標出齒輪4 4的轉動方向。的轉動方向。作作 業(yè)業(yè)解：（解：（1 1）屬于定軸輪系。）屬于定軸輪系。min)/(8180144018018018201543040)2(143214324114rnnzzzzzznni min)/(8

7、180144018018018201543040)2(143214324114rnnzzzzzznni （3 3）方向如圖所示。）方向如圖所示。第六章第六章 軸系零部件軸系零部件第六章第六章 軸系零部件軸系零部件研究對象：研究對象：軸、軸承、聯(lián)軸器、離合器軸、軸承、聯(lián)軸器、離合器研究內(nèi)容：研究內(nèi)容：1 1、軸、軸承、聯(lián)軸器、離合器的分、軸、軸承、聯(lián)軸器、離合器的分類和特點。類和特點。2 2、軸的材料及選用，軸轂連接方式，、軸的材料及選用，軸轂連接方式，軸承的結構、類型、代號和選擇。軸承的結構、類型、代號和選擇。3 3、常用聯(lián)軸器和離合器的結構和工、常用聯(lián)軸器和離合器的結構和工作原理。作原理。學

8、習重點：學習重點： 軸、軸承軸、軸承第一節(jié)軸第一節(jié)軸一軸的功用與分類一軸的功用與分類1 1、軸的功用、軸的功用軸的功用主要是支承回轉零件，并傳遞運動和動力。軸的功用主要是支承回轉零件，并傳遞運動和動力。第一節(jié)軸第一節(jié)軸一軸的功用與分類一軸的功用與分類2 2、軸的分類、軸的分類 根據(jù)軸的承載性質不同，軸可分為根據(jù)軸的承載性質不同，軸可分為轉軸轉軸、心軸心軸、傳動軸傳動軸。（1 1）按承載情況分）按承載情況分轉軸轉軸同時承受扭矩和彎矩的軸。同時承受扭矩和彎矩的軸。 減減速速器器中中的的軸軸心軸心軸只承受彎矩而不傳遞扭矩的軸。只承受彎矩而不傳遞扭矩的軸。 按是否轉動又分為按是否轉動又分為固定心軸固定

9、心軸和和轉動心軸轉動心軸。固定心軸固定心軸轉動心軸轉動心軸傳動軸傳動軸只承受轉矩而不承受彎矩，或承受很小只承受轉矩而不承受彎矩，或承受很小 的彎矩。的彎矩。如圖中汽車變速箱與后橋之間的軸如圖中汽車變速箱與后橋之間的軸ABAB。 傳傳動動軸軸 自行車的前輪軸、自行車的前輪軸、后輪軸、中軸分別是什后輪軸、中軸分別是什么類型的軸？為什么？么類型的軸？為什么？ 前后輪軸都是固定在車架上并沒有轉動，所以前后輪軸都是固定在車架上并沒有轉動，所以肯定沒有轉矩；地面對輪胎的作用力，對軸產(chǎn)生了肯定沒有轉矩；地面對輪胎的作用力，對軸產(chǎn)生了彎矩。所以彎矩。所以前后輪軸都是固定心軸。前后輪軸都是固定心軸。 中軸是連接

10、腳踏的軸，腳踏產(chǎn)生的力，一方面中軸是連接腳踏的軸，腳踏產(chǎn)生的力，一方面產(chǎn)生轉矩，它要受到鏈輪的阻力矩，所以中軸受到產(chǎn)生轉矩，它要受到鏈輪的阻力矩，所以中軸受到扭矩；另一方面，該力作用在軸上使軸受到彎矩。扭矩；另一方面，該力作用在軸上使軸受到彎矩。所以所以中軸是轉軸中軸是轉軸。（2 2）按軸幾何形狀分）按軸幾何形狀分直軸直軸按其外形不同又分為按其外形不同又分為光軸光軸和和階梯軸階梯軸兩種。兩種。光軸光軸階梯軸階梯軸a)b)直軸、曲軸、空心軸直軸、曲軸、空心軸曲軸曲軸空心軸空心軸 直軸一般制成實心的，但因結構需要或減輕重量，直軸一般制成實心的，但因結構需要或減輕重量，采用空心軸。采用空心軸。 此外

11、還有一些特殊用途的軸，如鋼絲軟軸，可以此外還有一些特殊用途的軸，如鋼絲軟軸，可以把回轉運動靈活地傳到任何位置。把回轉運動靈活地傳到任何位置。 軸的功用，主要承受彎矩和扭矩。軸的功用，主要承受彎矩和扭矩。 軸的失效形式是軸的失效形式是疲勞斷裂疲勞斷裂，應具有足夠的強度、，應具有足夠的強度、韌性和耐磨性。韌性和耐磨性。 軸的常用材料是：軸的常用材料是：碳素鋼碳素鋼和和合金鋼合金鋼等等。 在一般工作溫度下，各種碳鋼和合金鋼的彈性模在一般工作溫度下，各種碳鋼和合金鋼的彈性模量相差不大，故在選擇鋼的種類和熱處理方法時，量相差不大，故在選擇鋼的種類和熱處理方法時，所所依據(jù)的主要是強度和耐磨性依據(jù)的主要是強

12、度和耐磨性，而不是軸的彎曲，而不是軸的彎曲剛度和扭轉剛度等。剛度和扭轉剛度等。二、軸的材料及選擇二、軸的材料及選擇1 1、碳素鋼：、碳素鋼：l 碳素鋼比合金鋼價格低廉，對應力集中的敏感碳素鋼比合金鋼價格低廉，對應力集中的敏感性低，可通過熱處理改善其綜合性能，加工工性低，可通過熱處理改善其綜合性能，加工工藝性好，故應用最廣；藝性好，故應用最廣；l 一般用途的軸，一般用途的軸，多用含碳量為多用含碳量為0.250.250.5%0.5%的的優(yōu)質碳素結構鋼優(yōu)質碳素結構鋼，尤其是，尤其是4545號鋼。號鋼。l 對于不重要或受力較小的軸也可用對于不重要或受力較小的軸也可用Q235Q235、 Q275 Q27

13、5 等等普通碳素結構鋼普通碳素結構鋼。2 2、合金鋼：、合金鋼： 具有比碳鋼更好的機械性能和淬火性能，但具有比碳鋼更好的機械性能和淬火性能，但對應力集中比較敏感，且價格較貴；對應力集中比較敏感，且價格較貴；多用于對強度和耐磨性多用于對強度和耐磨性有特殊要求的軸有特殊要求的軸。如。如20Cr20Cr、20CrMnTi20CrMnTi等低碳合金鋼，經(jīng)滲碳淬火等低碳合金鋼，經(jīng)滲碳淬火處理后可提高耐磨性；處理后可提高耐磨性；20CrMoV20CrMoV、38CrMoAl38CrMoAl等合金鋼，有良好的等合金鋼，有良好的高溫機械性能，常用于在高溫、高速和重載條高溫機械性能，常用于在高溫、高速和重載條件

14、下工作的軸。件下工作的軸。3 3、球墨鑄鐵、球墨鑄鐵 球墨鑄鐵吸振性和耐磨性好，對應力集中敏感球墨鑄鐵吸振性和耐磨性好，對應力集中敏感低，價格低廉，使用鑄造制成外形復雜的軸。低，價格低廉，使用鑄造制成外形復雜的軸。例如：內(nèi)燃機中的曲軸。例如：內(nèi)燃機中的曲軸。 對于形狀復雜的軸，如曲軸、凸輪軸等，也采對于形狀復雜的軸，如曲軸、凸輪軸等，也采用球墨鑄鐵或高強度鑄造材料來進行鑄造加工，用球墨鑄鐵或高強度鑄造材料來進行鑄造加工，易于得到所需形狀，而且具有較好的吸振性能易于得到所需形狀，而且具有較好的吸振性能和好的耐磨性，對應力集中的敏感性也較低。和好的耐磨性，對應力集中的敏感性也較低。軸的常用材料及力

15、學性能見軸的常用材料及力學性能見P.132P.132表表6-16-1三、軸的結構三、軸的結構軸的結構組成軸的結構組成軸頭軸頭：與傳動零件或聯(lián)軸器、離合器相配部分；：與傳動零件或聯(lián)軸器、離合器相配部分；軸頸軸頸：與軸承相配部分；：與軸承相配部分；軸身軸身：聯(lián)接軸頭和軸頸之間部分。：聯(lián)接軸頭和軸頸之間部分。軸頭軸頭軸頸軸頸軸身軸身 軸頸：由軸承支撐的軸段。軸頸：由軸承支撐的軸段。軸頭：支撐傳動零件的軸段。軸頭：支撐傳動零件的軸段。軸身：軸頸與軸頭間的軸段。軸身：軸頸與軸頭間的軸段。軸頸軸頸軸頭軸頭 軸身軸身 軸頸軸頸軸頭軸頭軸肩軸肩軸身軸身軸肩軸肩：截面發(fā)生變化的位置。截面發(fā)生變化的位置。對軸的結

16、構要求：對軸的結構要求： 軸和軸上零件要有準確、牢固的工作位置；軸和軸上零件要有準確、牢固的工作位置； 軸上零件裝拆、調整方便軸上零件裝拆、調整方便 ； 軸應具有良好的制造工藝性等軸應具有良好的制造工藝性等 ； 盡量避免應力集中。盡量避免應力集中。 軸頸軸頸軸頭軸頭軸身軸身l軸的結構分析軸的結構分析軸上零件的定位和固定軸上零件的定位和固定 為了傳遞運動和動力，保證機械的工作精度和為了傳遞運動和動力，保證機械的工作精度和使用可靠，零件必須可靠地安裝在軸上，不允使用可靠，零件必須可靠地安裝在軸上，不允許零件沿軸向發(fā)生相對運動。因此，軸上零件許零件沿軸向發(fā)生相對運動。因此，軸上零件都必須有可靠的軸向

17、定位措施；都必須有可靠的軸向定位措施； 軸上零件的軸向定位方法取決于零件所承受的軸上零件的軸向定位方法取決于零件所承受的軸向載荷大小；軸向載荷大小； 零件的定位分：軸向定位、周向定位。零件的定位分：軸向定位、周向定位。1.1.軸上零件的軸向定位和固定軸上零件的軸向定位和固定 軸向定位和固定是指將軸上的零件沿軸線方軸向定位和固定是指將軸上的零件沿軸線方向進行定位和固定。向進行定位和固定。常用方式：常用方式： 軸肩、軸環(huán)、軸套、圓螺母、彈軸肩、軸環(huán)、軸套、圓螺母、彈性擋圈、緊定螺釘、軸端擋圈、圓錐面。性擋圈、緊定螺釘、軸端擋圈、圓錐面。1 1）用軸肩和軸環(huán)固定）用軸肩和軸環(huán)固定: : 階梯軸上截面

18、變階梯軸上截面變化處稱為化處稱為軸肩軸肩或或軸環(huán)軸環(huán)。1 1）用軸肩和軸環(huán)固定）用軸肩和軸環(huán)固定: :錯誤錯誤正確正確為了使軸上零件的端面能與軸肩緊貼，軸肩的圓角半徑為了使軸上零件的端面能與軸肩緊貼，軸肩的圓角半徑R R 必必須小于零件孔端的圓角半徑須小于零件孔端的圓角半徑 R1R1或倒角或倒角C1 C1 ；否則，無法緊貼。；否則，無法緊貼。軸肩或軸環(huán)的高度軸肩或軸環(huán)的高度h h必須大于必須大于R1 R1 或或 C1C1。 特點：特點：結構簡單，定位可靠，可承受較大的軸向力結構簡單，定位可靠，可承受較大的軸向力 應用：應用：齒輪、帶輪、聯(lián)軸器、軸承等的軸向定位齒輪、帶輪、聯(lián)軸器、軸承等的軸向定

19、位要求軸肩高度要求軸肩高度 滾動軸承內(nèi)圈高度滾動軸承內(nèi)圈高度錯錯誤誤 正正確確2 2）軸套）軸套 當軸上兩零當軸上兩零件相距較近時，件相距較近時，用軸套（又稱套用軸套（又稱套筒）作相對固定，筒）作相對固定，可簡化軸的結構，可簡化軸的結構，但不宜用于高速但不宜用于高速軸。軸。3 3）軸用圓螺母）軸用圓螺母 特點：特點：定位可靠，裝拆方便，可承受較大的軸向力，定位可靠，裝拆方便，可承受較大的軸向力， 由于切制螺紋使軸的疲勞強度下降。由于切制螺紋使軸的疲勞強度下降。 應用：應用：常用于軸的中部和端部。常用于軸的中部和端部。4 4）軸端擋圈）軸端擋圈當用軸肩、軸環(huán)、套筒、圓當用軸肩、軸環(huán)、套筒、圓螺母

20、、軸端擋圈進行零件的螺母、軸端擋圈進行零件的軸向定位時，為保證軸向定軸向定位時，為保證軸向定位可靠，要求位可靠，要求L L軸軸LL轂轂正確正確正確正確錯誤錯誤 5 5）軸承端蓋）軸承端蓋軸承端蓋與機座間加墊片，以調整軸的位置。軸承端蓋與機座間加墊片，以調整軸的位置。 6 6）彈性擋圈）彈性擋圈特點：特點：結構簡單緊湊，只能承受很小的軸向力，切結構簡單緊湊，只能承受很小的軸向力，切槽需要一定的精度。槽需要一定的精度。 應用：應用：常用于固定滾動軸承等的軸向定位。常用于固定滾動軸承等的軸向定位。7 7）緊定螺釘或銷）緊定螺釘或銷常用于軸向力較小的場合。常用于軸向力較小的場合。 8 8）其它固定形式

21、）其它固定形式錐形面或過盈配合聯(lián)接錐形面或過盈配合聯(lián)接2.2.軸上零件的周向固定軸上零件的周向固定 軸上零件的周向固定是為了避免軸上零件與軸的軸上零件的周向固定是為了避免軸上零件與軸的相對轉動，保證軸上的傳動零件要與軸一起轉動，以相對轉動，保證軸上的傳動零件要與軸一起轉動，以傳遞運動和轉矩。傳遞運動和轉矩。（1 1）鍵）鍵（2 2）花鍵）花鍵（3 3）緊定螺釘、銷）緊定螺釘、銷（4 4）過盈配合）過盈配合3、軸的加工要求軸加工視頻軸加工視頻車車螺螺紋紋螺紋尾部深度逐漸變淺，是無用的。螺紋尾部深度逐漸變淺，是無用的。螺紋退刀槽螺紋退刀槽砂輪越程槽砂輪越程槽 軸上有軸上有多個鍵槽時，應盡可能將其安

22、排在同一直線多個鍵槽時，應盡可能將其安排在同一直線上，避免多次裝夾。上，避免多次裝夾。為使軸的零件容易裝拆，軸端和各軸段端都應有為使軸的零件容易裝拆，軸端和各軸段端都應有4545倒角。倒角。軸系結構改錯軸系結構改錯四處錯誤四處錯誤正確答案正確答案軸系結構改錯軸系結構改錯三處錯誤三處錯誤正確答案正確答案兩處錯誤兩處錯誤1.1.左側鍵太長，套筒無法裝入左側鍵太長，套筒無法裝入2.2.多個鍵應位于同一母線上多個鍵應位于同一母線上軸系結構改錯軸系結構改錯正確答案正確答案思考題：思考題：試指出圖中軸的結構不合理的地方，并予以改正。試指出圖中軸的結構不合理的地方，并予以改正。第二節(jié)第二節(jié) 滑動軸承滑動軸承

23、一、概述一、概述 軸承的功用：軸承的功用：保證軸的旋轉精度，減少回轉軸與支承面保證軸的旋轉精度，減少回轉軸與支承面之間的摩擦和磨損。之間的摩擦和磨損。 按照軸承工作時摩擦性質的不同，分為按照軸承工作時摩擦性質的不同，分為滾動軸承滾動軸承和和滑動滑動軸承軸承。第二節(jié)第二節(jié) 滑動軸承滑動軸承一、概述一、概述 工作時軸承和軸頸的支承面間形成直接或間接工作時軸承和軸頸的支承面間形成直接或間接滑動摩擦的軸承，稱為滑動摩擦的軸承，稱為滑動軸承滑動軸承。 具有承載能力強、工作平穩(wěn)、噪聲低、抗沖擊、具有承載能力強、工作平穩(wěn)、噪聲低、抗沖擊、回轉精度高、高速性能好等優(yōu)點，但也有啟動摩擦回轉精度高、高速性能好等優(yōu)

24、點，但也有啟動摩擦阻力大、維護較復雜等缺點。阻力大、維護較復雜等缺點。特點：特點：應用：應用： 在轉速很高、沖擊較大和振動載荷、旋轉精度要在轉速很高、沖擊較大和振動載荷、旋轉精度要求特別高的場合，需要采用剖分結構或特殊工作條件求特別高的場合，需要采用剖分結構或特殊工作條件下的場合，均需要采用滑動軸承。下的場合，均需要采用滑動軸承。 目前，滑動軸承在軋鋼機、金屬切削機床、汽輪目前，滑動軸承在軋鋼機、金屬切削機床、汽輪機、內(nèi)燃機、及車輛、雷達、衛(wèi)星通訊地面站等方面機、內(nèi)燃機、及車輛、雷達、衛(wèi)星通訊地面站等方面得到了廣泛的應用。得到了廣泛的應用。二、滑動軸承的種類和結構二、滑動軸承的種類和結構滑動軸承分為兩類，滑動軸承分為兩類，徑向滑動軸承徑向滑動軸承和和止推軸承止推軸承。1.1.徑向滑動軸承徑向滑動軸承徑向滑動軸承一般由軸承座、軸瓦（軸套）和潤滑裝置組成。徑向滑動軸承一般由軸承座、軸瓦（軸套）和潤滑裝置組成。（1 1）整體式徑向滑動軸承）整體式徑向滑動軸承 整體式滑動軸承整體式滑動軸承結構簡單，但裝拆時結構簡單，但裝拆時要求軸或軸承作軸向要求軸或軸承作軸向移動，這對于某些機移動，這對于某些機器是不允許的。整體器是不允許的。整體式軸套磨損后，軸承式軸套磨損后，軸承間隙無法調整。間隙無法調整。（2 2）剖分式徑向滑動軸承）剖分式徑向滑動軸承 由軸承座、軸承蓋、剖分軸