汽車機械基礎05汽車機械基礎第五部分課件

1、汽車機械基礎第五部分軸與軸承情境一：軸了解軸的分類，選材、軸轂；鏈接的類型和選用。了解軸的結構設計。了解滑動軸承、滾動軸承的類型特點、組成和結構。掌握軸承的標記方法和類型。本節(jié)導向以傳遞轉矩為主不承受彎矩或承受很小彎矩的軸，如汽車變速箱與后橋之間的軸。（1）傳動軸既傳遞轉矩又承受彎矩的軸，如齒輪減速器中的輸出軸，機器中的大多數(shù)軸都屬于轉軸。（2）轉軸只承受彎矩而不傳遞轉矩的軸，心軸按其是否轉動又可分為轉動心軸，此外，按軸線幾何形狀的不同，軸還可分為直軸和曲軸。（3）心軸一、軸的分類與材料1軸的分類轉軸工作時的應力大多為重復性的應力，所以軸的主要失效形式是疲勞破壞，因此軸的材料要求有較高的強度和

2、剛度。另外，軸與軸上零件有相對運動的表面還應有一定的耐磨性，故軸的材料主要是碳素結構鋼和合金結構鋼。碳素鋼比合金結構鋼價廉，對應力集中的敏感性較小，應用較為廣泛。常用的碳素鋼有35、40、45鋼，其中45鋼應用最廣。為改善其機械性能，可進行正火或調質處理。合金結構鋼具有更高的力學性能和更好的淬火性能，但對應力集中比較敏感，且價格較貴，故多用于要求減輕質量、提高軸頸耐磨性以及在高溫或低溫條件下工作的軸。材料種類及特點材料要求2軸的材料軸的合理結構必須滿足的基本條件：（1）軸和軸上零件的準確定位與固定。（2）軸的結構要有良好的工藝性。（3）盡量減小應力集中。軸的結構設計就是要定出軸的合理外形和各部

3、分的結構尺寸。軸上與軸承配合的部分稱為軸頸；與傳動零件，如帶輪、齒輪、聯(lián)軸器配合的部分稱為軸頭；連接軸頸與軸頭的部分稱為軸身。二、軸的結構設計（1）為了使軸上零件的輪轂端面與軸肩貼緊，軸肩和軸環(huán)的圓角半徑R必須小于零件輪轂孔端圓角半徑R或倒角C，其大小要符合標準，否則無法貼緊。（2）在工作中為了防止軸上零件沿軸線方向移動，并承受軸向力，必須對軸上零件進行固定。采用軸肩或軸環(huán)做軸向固定，結構簡單，能承受較大的軸向力；當兩零件相隔距離不大時，采用套筒做軸向固定。（3）為了傳遞轉矩，防止零件與軸產生相對轉動，軸上零件還需進行周向固定。1軸和軸上零件的定位與固定為了便于安裝和拆卸，一般的軸均為中間大、

4、兩端小的階梯軸。為避免損傷配合零件各軸端需倒角，并盡可能使倒角尺寸相同，以便于加工。為使左右端軸承易于拆卸，套筒高度和軸肩高度均應小于滾動軸承內圈高度。在保證工作性能條件下，軸的形狀要力求簡單，減少階梯數(shù)；軸上的圓角半徑盡量取值一致；同一軸上有多個單鍵時，將各鍵槽布置在同一母線上，尺寸應盡可能一致，以便于加工；車制螺紋 或磨削時，應留出螺紋退刀槽或砂輪越程槽。如下圖所示。退刀槽2軸的結構工藝性砂輪越程槽減小應力集中和提高軸的表面質量是提高軸的疲勞強度的主要措施。減小應力集中的方法有：減小軸截面突變，階梯軸相鄰軸段直徑差不能太大，并以較大的圓角半徑過渡，盡可能避免在軸上開槽、孔及車制螺紋等，以免

5、削弱軸的強度和造成應力集中源。軸的直徑應滿足強度與剛度的要求，并根據(jù)具體情況合理確定。軸頸與滾動軸承配合時，其直徑必須符合軸承的內徑系列；軸頭的直徑應與配合零件的輪轂內徑相同，并符合相應標準；軸上車制螺紋部分的直徑必須符合外螺紋大徑的標準系列。3提高軸的疲勞強度4軸的直徑和長度松鍵連接依靠鍵的兩側面?zhèn)鬟f轉矩。松鍵連接包括平鍵連接和半圓鍵連接。普通平鍵連接的端面形狀有圓頭（A型）、方頭（B型）和單圓頭（C型）三種。當輪轂在軸上需沿軸向移動時，可采用導向平鍵連接。輪轂水的鍵槽與鍵是間隙配合，當輪轂移動時，鍵起導向作用。若軸上零件沿軸向移動距離長時，可采用滑鍵連接。（1）松鍵連接1鍵連接用于緊鍵連接

6、的鍵具有一個斜面。緊鍵連接包括楔鍵連接和切向鍵連接。鍵的上下表面是工作面，鍵的上表面和輪轂鍵槽底面，都有1100的斜度。切向鍵連接，它由兩個普通楔鍵組成。裝配時兩個鍵分別自輪轂兩端楔入，裝配后兩個相互平行的窄面是工作面，工作時主要依靠工作面直接傳遞轉矩。單個切向鍵只能傳遞單向轉矩。若需傳遞雙向轉矩，應裝兩個互成120135的切向鍵。（2）緊鍵連接三、軸轂的連接當要求傳遞的轉矩很大，普通平鍵不能滿足要求時，應采用花鍵連接?；ㄦI連接是由周向均布的多個鍵齒的花鍵軸與帶有相應的健齒槽的輪轂相配合而組成的連接，如下圖所示。花鍵連接已標準化，按齒形不同，分為矩形花鍵漸開線花鍵。如下圖所示2花鍵連接花鍵連接

7、矩形花鍵 漸開線花鍵銷連接通常用于確定零件之間的相對位置，是組合加工和裝配時的重要輔助零件；也用于軸轂之間或其他零件間的連接；還可充當過載剪斷元件圖。3銷連接銷連接注意事項：軸轂連接是軸上零件與軸做周向靜連接或動連接的常用方法，其中以平鍵和花鍵連接應用最廣。鍵連接設計時，可根據(jù)定心要求、載荷大小和性質、轉速高低、裝配情況等使用要求和工作條件選擇不同的類型，根據(jù)軸頭直徑和輪轂長度選擇標準尺寸。情境二：軸承了解滑動軸承、滾動軸承的類型、熱點、組成和結構。掌握滑動軸承的選材、潤滑方式。掌握滾動軸承的標記方法和類型選擇。本節(jié)導向（1）滑動軸承的類型和特點（2）滑動軸承的應用滑動軸承按其承受載荷的方向，

8、可分為承受徑向載荷的徑向滑動軸承和承受軸向載荷的止推滑動軸承。滑動軸承按潤滑和摩擦狀態(tài)不同，又可分為液體摩擦滑動軸承和非液體摩擦滑動軸承。轉速極高、載重特重、回轉精度要求特別高。承受巨大沖擊和振動；必須采用剖分結構的軸承；要求徑向尺寸特小?；瑒虞S承在汽輪機、內燃機、儀表、機床及鐵路機車等機械上被廣泛應用。此外，在低速、精度要求不高的機械中，如水泥攪拌機、破碎機中也常被采用。一、滑動軸承1滑動軸承的類型、特點和應用2滑動軸承的結構整體式滑動軸承整體式滑動軸承由軸承座、軸套組成，軸承座上部有油孔，軸套內有溝，分別用以加油和引油，進行潤滑。（1）徑向滑動軸承的結構對開式滑動軸承對開式滑動軸承由軸承座

9、、軸承蓋、軸瓦和螺栓等組成。軸承蓋與軸承座接合處做成臺階形榫口，是為了便于對中上下兩片軸瓦直接與軸接觸，裝配后應適度壓緊，使其不隨軸轉動。軸承蓋上有螺紋孔，可安裝油杯或油管，軸瓦上有油孔和油溝。止推滑動軸承由軸承座、襯套、徑向軸瓦和止推軸瓦組成。止推軸瓦的底部制成球面，以便對中，并用銷釘與軸承座固定：用來防止止推軸瓦隨軸轉動。工作時潤滑油用壓力從底部注入，從上部油管導出進行潤滑。（2）止推滑動軸承的結構止推軸承軸頸軸瓦是滑動軸承中直接與軸頸接觸的零件，是滑動軸承的主要組成部分。軸瓦結構如分為整體式和剖分式兩種。軸瓦結構3軸瓦的結構4軸瓦的材料因為軸瓦和軸頸直接接觸承受載荷，產生摩擦和磨損，所以

10、軸瓦的材料應具有足夠的強度、耐磨、耐腐蝕、良好的導熱性和減磨性、抗膠合能力強等性能。（1）潤滑劑及其選擇軸承常用的潤滑劑有潤滑油和潤滑脂。（2）潤滑方式和潤滑裝置以傳遞轉矩為主，不承受彎矩或承受很小彎矩的軸，如汽車變速箱與后橋之間的軸。5滑動軸承的潤滑滴油潤滑針閥油杯是將手柄放至水平位置，閥口關閉，停止供油；當手柄垂直，閥口啟，可連續(xù)供油。調節(jié)螺母，可調節(jié)供油量。油環(huán)潤滑油環(huán)套在軸上，下部浸入油池中，當軸頸旋轉時，油環(huán)依靠摩擦力被軸帶動旋轉。飛濺潤滑利用旋轉件將油池中的油飛濺到箱壁，再沿油槽流入軸承進行潤滑。壓力循環(huán)潤滑用油泵將壓力油輸送至軸承處實現(xiàn)潤滑，使用后的油回到油箱，經(jīng)冷卻過濾再重復使

11、用。油潤滑方式和裝置油環(huán)潤滑潤滑脂的加脂方式有人工加脂和脂杯加脂。旋蓋油杯脂潤滑方法簡介滾動體的形式較多，有球和各類滾子等，內圈裝在軸頸上，外圈裝在機座內。如下圖所示。滾動軸承由內圈1、外圈2、滾動體3和保持架4組成。如上圖所示。滾動軸承中滾動體與外圈接觸處的法線與垂直于軸承軸心線的徑向平面之間的夾角a稱為滾動軸承的公稱接觸角。如上圖所示。二、滾動軸承1滾動軸承的結構滾動體的種類滾動軸承的基本結構公稱接觸角球軸承向心軸承VS滾動體為球形的軸承稱為球軸承。它與內、外圈滾道之間是點接觸，摩擦小，但承載能力和耐沖擊能力較低；允許的極限轉速高。主要承受徑向載荷，公稱接觸角0a45，其中a=0的稱為徑向

12、接觸軸承。主要承受軸向載荷，公稱接觸角45a90，其中a=90的稱為軸向接觸軸承，只能承受軸向載荷；45a90，稱為推力角接觸軸承，a越小，承受徑向載荷能力就越大。滾子軸承滾動體是圓柱、圓錐、鼓形和滾針等形狀的軸承稱為滾子軸承。它與軸承內、外圈滾道之為線接觸，摩擦大，但其承載能力和耐沖擊能力較高；允許的極限轉速較低。推力軸承2滾動軸承的分類及特點（1）按滾動體的形狀分類（2）按承受載荷方向和公稱接觸角的不同分類（1）滾動軸承的代號滾動軸承是標準件，按照GB/T272-1993規(guī)定，一般用途的滾動軸承代號由基本代號、前置代號和后置代號組成，代號一般印在軸承的端面上，其排列順序為：前置代號基本代號后置代號內徑代號尺寸系列代號類型代號3滾動軸承的代號及類型選擇基本代號1234載荷的性質軸承的轉速裝拆方便經(jīng)濟性（2）滾動軸承的類型選擇轉速高時，宜選用球軸承；轉