(完整版)維護技術基礎(ME-AV)第4章課件

1、維護技術基礎（第二版）第4章 彈簧、軸承和傳動劉成英4.1 彈簧的類型、材料、性能及應用彈簧的主要功用：控制機構的運動或零件的位置緩沖及吸 振儲存能量 測量力的大小4.1.1 彈簧的類型 1.螺旋彈簧 按形狀分：圓柱形和圓錐形 按受載分：拉伸彈簧 壓縮彈簧 扭轉彈簧 區(qū)別： 拉伸彈簧 間距很小或無間距，壓縮彈 簧留有足夠的間距 壓縮彈簧對高徑比有工作條件限制，對 于拉伸彈簧和扭轉彈簧沒有嚴格限制其他彈簧 蝶形彈簧：承受壓縮載荷，主要用于載荷很大、軸向尺 寸受限制的重型緩沖減振裝置 環(huán)形彈簧：屬于壓縮彈簧，能吸收較多能量，緩沖和吸 振能力大，故多用于重型機械的緩沖裝置 盤簧：屬于扭轉彈簧，常用于

2、儀器和儀表中的減振裝置 板簧：屬于彎曲彈簧，主要用于車輛減振 片簧： 主要用于彈簧工作行程和作用力均不大的情況4.1.2 彈簧材料及性能彈簧材料要求：高的彈性極限，高的疲勞強度，具有一定的 塑性和韌性、良好的熱處理性能常用的彈簧材料有優(yōu)質碳素鋼、合金鋼和有色金屬合金碳素彈簧鋼具有較高的強度、適宜的韌性和塑性，但彈簧絲直徑大于12mm時，不易淬透，故僅適用于做小尺寸的彈簧2.合金彈簧鋼彈性好、淬透性好、回火穩(wěn)定性好及抗疲勞性好，常用于制作承受交變載荷、沖擊載荷或工作溫度較高的彈簧3.有色金屬合金用于潮濕、酸性或其他腐蝕介質中工作的彈簧4.1.3 彈簧在飛機上的應用壓簧被廣泛應用于各種機械控制活門

3、中，用于限定活門位置、壓力控制與調節(jié)拉簧常被用于操縱系統(tǒng)，用于提供感覺力及限定位置扭力彈簧常在需要扭力限制或復位時使用4.2 軸承的種類、材料、構造和應用軸承功用：支撐軸及軸上零件并保持軸的旋轉精度，同時也 減少轉軸與支承間的摩擦和磨損軸承分類：滾動軸承和滑動軸承軸承的分類：按承受載荷的方向可分為： 軸承可分為向心型軸承和推力型軸承兩大類。向心軸承只能承受徑向載荷，有的向心軸承承受徑向載荷的同時,還能承受不大的軸向載荷;推力軸承只能用來承受軸向載荷。按滾動體的形狀可分為：滾動軸承分為滾珠軸承和滾棒軸承。滾棒軸承分為圓柱滾棒軸承、圓錐滾棒軸承等。滾動軸承 1）構造圓錐軸承2）材料 內外圈和滾動體

4、材料用強度高、耐磨性好的鉻錳高碳鋼 如GCr15和GCr15SiMn。保持架應用最廣泛的是低碳鋼板沖 壓浪形、筐形、盒形等保持架，整體保持架選用銅合金、 鋁合金、酚醛層壓布板或工程塑料3）特點 采用滾動軸承支撐的裝置啟動力矩小;徑向游隙小，運 轉精度高;機構的軸向結構緊湊;便于密封，易于維護;標 準化程度高，成批生產，成本較低。 滾動軸承承受沖擊載荷能力較差;高速重載下軸承壽命 較低;振動及噪音較大;徑向尺寸比滑動軸承大?；瑒虞S承 1）構造 分整體式和剖分式寬徑比（B/d）1.5的軸承，可采用自動調心軸承2）材料 對軸瓦材料的要求：有足夠的強度，對油的吸附能力強 摩擦系數(shù)小，耐磨性好，導熱好且

5、易于加工 常見的軸瓦材料： （1）軸承合金 （2）青銅 （3）鑄鐵 其他材料：塑料、尼龍及粉末冶金3）特點 滑動軸承工作平穩(wěn)、可靠，噪聲較滾動軸承低。普通滑動 軸承的啟動摩擦阻力較滾動軸承大得多。4.2.2 軸承在飛機上的應用 軸承在飛機發(fā)動機上的典型應用轉子支撐 低壓轉子：021 中壓轉子：120 高壓轉子：101 RB211三轉子發(fā)動機的支承方案 低壓轉子：021 高壓轉子：101CFM56發(fā)動機轉子支承方案簡圖4.2.3 軸承的拆裝 軸承的組合和固定; 軸承的配合和拆裝; 軸承的 潤滑和密封 1. 軸承的組合和固定 軸承的固定，含外圈固定，內圈固定。 軸向要留有間隙 受力傳遞軸承裝配示意

6、圖軸承的配合和拆裝 （1）滾動軸承內圈與軸是基孔制，一般是過盈配合;滾動軸承外圈與軸承座的配合是基軸制，一般是過渡配合。 （2）拆裝方法：壓力機 軸承預熱 專用工具3.軸承的潤滑和密封 潤滑的目的：減小摩擦和磨損，降低功率損耗，冷卻，防塵，防銹和吸振 1）潤滑劑 潤滑油 潤滑脂 固體潤滑劑2）潤滑方法 （1）滴油潤滑 （2）油環(huán)潤滑 （3）飛濺潤滑 （4）壓力潤滑 壓力潤滑分類：直接潤滑法 間接潤滑法3）密封 作用：防止灰塵、水分、雜質等侵入軸承，并阻止?jié)櫥?劑流失直接潤滑法是通過一個標定孔供應一定溫度和壓力的滑油，孔的尺寸確定了在各種工況下的流量。保持滑油干凈十分重要，噴油孔前，供油路上安裝

7、有若干油濾和濾網(wǎng)。間接潤滑法是滾道下潤滑方法,滑油噴霧在空心轉子軸的內壁,由于離心力滑油停留在壁上,然后滑油通過軸和軸承內滾道上的孔向外流動,在保持架離開軸承。這種方法比直接潤滑帶走的熱量多。封嚴皮碗O型圈封嚴4.3. 齒輪傳動4.3.1 齒輪傳動特點與 優(yōu)點：傳動平穩(wěn)，效率較高，工作可靠性高，壽命較長 缺點：要求較高的制造和安裝精度，成本較高，不能遠距 離傳動齒輪機構的分類對齒輪傳動的基本要求:傳動平穩(wěn)承載能力強圓柱齒輪傳動 兩直齒圓柱齒輪的齒廓在任何嚙合位置，其接觸線都是與軸線相平行的直線，一對直齒的齒廓進入和脫離接觸都是突然發(fā)生的，故其噪聲較大，不適合高速傳動。 斜齒輪的接觸線都是與軸線

8、不相平行的斜線，輪齒的接觸是逐漸進入嚙合和逐漸分開的，故工作平穩(wěn)。另外，斜齒輪齒數(shù)比直齒輪多，重合度大，故承載能力較高。但傳動中存在軸向分力，需要安裝推力軸承。圓筒蝸輪桿圓筒蝸輪錐齒輪傳動 錐齒輪傳動用于傳遞兩相交軸之間的運動和動力，通常兩軸交角為90o示例圖4.3.2 齒輪傳動的傳動比 主動輪的轉速與被動輪的轉速之比稱為齒輪傳動的傳 動比。傳動比是定值中間輪改變傳動方向，不改變傳動比 輪系：由一系列相互嚙合的齒輪組成的傳動系統(tǒng)軸輪系： 所有齒輪軸線的位置固定不動；周轉輪系：至少有一個齒輪的軸線不固定；平面定軸輪系：軸線平行；空間定軸輪系：不一定平行；結論： 定軸輪系的傳動比等于各對齒輪傳動比

9、的連乘積，其值等于各對齒輪的從動輪齒數(shù)的乘積與主動輪齒數(shù)的乘積之比；4.3.3 齒輪輪齒的失效形式1.輪齒折斷輪齒折斷有多種形式，在正常情況下，主要是齒根彎曲疲勞折斷，因為在輪齒受載時，齒根處產生的彎曲應力最大，再加上齒根過渡部分的截面突變及加工刀痕等引起的應力集中作用，當輪齒重復受載后，齒根處就會產生疲勞裂紋，并逐步擴展，致使輪齒疲勞折斷為了提高齒輪的抗折斷能力，可采取下列措施：1）用增加齒根過渡圓角半徑及消除加工刀痕的方法來減小齒根應力集中；2）增大軸及支承的剛性，使輪齒接觸線上受載較為均勻；3）采用合適的熱處理方法使齒芯材料具有足夠的韌性；4）采用噴丸、滾壓等工藝措施對齒根表層進行強化處

10、理。1)齒面磨損； 它是開式齒輪傳動的主要形式之一。改用閉式齒輪傳動是避免齒面磨粒磨損最有效的方法。2. 輪齒表面的破壞2） 齒面點蝕 點蝕就是齒面材料變化著的接觸應力作用下，由于疲勞而產生的麻點狀損傷現(xiàn)象齒面上最初出現(xiàn)的點蝕僅為針尖大小的麻點，如工作條件未加改善，麻點就會逐漸擴大，甚至數(shù)點連成一片，最后形成了明顯的齒面損傷。3）齒面膠合對于高速重載的齒輪傳動（如航空發(fā)動機減速器的主傳動齒輪），齒面間的壓力大，瞬間溫度高，潤滑效果差，當瞬時溫度過高時，相嚙合的兩齒面就會發(fā)生粘在一起的現(xiàn)象，由于此時兩齒面又在作相對滑動，相粘結的部位即被撕破，于是在齒面上沿相對滑動的方向形成傷痕，稱為膠合4）塑性

11、變形由于材料的塑性流 動方向和齒面上所受的摩擦力方向一致，所以在主動輪的輪齒上沿相對滑動速度為零的節(jié)線處被碾出溝槽,而在從動輪的輪齒上則在節(jié)線處被擠出脊棱。這種現(xiàn)象稱為滾壓塑變（見右圖）。錘擊塑變則是伴有過大的沖擊而產生的塑性變形，它的特征是在齒面上出現(xiàn)淺的溝槽，且溝槽的取向與嚙合輪齒的接觸線相一致。 提高輪齒齒面硬度，采用高粘度的或加有極壓添加劑 的潤滑油均有助于減緩或防止輪齒產生塑性變形。4.3.4 齒輪傳動的維護與潤滑 正確安裝 日常維護：保持良好的潤滑 潤滑：1.開式傳動的潤滑，定期刷油 2.閉式傳動：浸油潤滑和噴油潤滑4.4 帶傳動 4.4.1 帶傳動的組成與種類 帶傳動是由固聯(lián)于主

12、動軸上的帶輪（主動輪）、固聯(lián)于從動軸上的帶輪（從動輪）和緊套在輪上的傳動帶組成的。 常見的傳動類型有：平帶傳動、V型帶（三角帶）傳動、圓帶傳動、同步齒形帶傳動。帶傳動比及計算4.4.2 帶傳動的工作原理與特點 帶傳動是利用張緊在帶輪上的柔性帶進行運動或動力傳遞的一種機械傳動。靠帶與帶的摩擦力拖動帶運動。 優(yōu)點:結構簡單，使用維護方便；過載時，帶會在帶輪上打滑，避免損壞其它零件，有過載保護作用；運行平穩(wěn)噪音小、振動??；制造安裝精度要求不高。 缺點:由于彈性且靠摩擦力傳動，因此帶與帶輪之間存在彈性滑動，不能保證準確傳動比；由于傳動中存在彈性滑動，消耗了部分功率，傳動效率較低；使用壽命較短；與嚙合傳

13、動相比，張緊力和軸上壓力較大，軸易受損；不適宜高溫、易燃、易爆、油污的場所。4.5 鏈傳動4.5.1 鏈傳動的組成、特點與應用組成：鏈傳動由裝在平行軸上的主動鏈輪、從動鏈輪和繞在鏈輪上的鏈條 組成。工作時，靠鏈條鏈節(jié)與鏈輪輪齒的嚙合帶動從動輪回轉并傳 遞運動和動力。特點：1）由于鏈傳動屬于帶有中間撓性件的嚙合傳動，所以可獲得準確的 平均傳動比； 2）與帶傳動相比，鏈傳動預緊力小，所以鏈傳動軸壓力小，而傳遞 的功率較大，效率較高，鏈傳動還可以在高溫、低速、油污等情況 下工作； 3）與齒輪傳動相比，兩軸中心距較大，制造與安裝精度要求較低， 成本低廉。 4）鏈傳動運轉時不能保持恒定的瞬時傳動比和瞬時鏈速，所以傳動 平穩(wěn)性較差，工作時有噪音且鏈速不宜過高。應用：適用于中心距較大，要求平均傳動比準確的場合。傳動鏈傳遞的功 率一般在100kW以下，最大傳動比 ，鏈速不超過15m/s。4.5.2 鏈傳動的種類與構造 最常用的是套筒滾子鏈和齒形鏈滾子鏈由內鏈板1、外鏈板2、銷軸3、套筒4和滾子5組成。多排鏈：幾個普通的單排鏈彼此之間用長銷軸連接而成。特點：承受較大載荷，傳