第十一章 機械傳動及連接

《化工設(shè)備操作與維護》第十一章機械傳動與連接

第十一章機械傳動與連接

目錄

1帶傳動

2齒輪傳動

3蝸桿傳動

4軸與聯(lián)軸器

5軸承

6螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接、銷聯(lián)接

第一節(jié)帶傳動

一、帶傳動及分類1.帶傳動原理圖11-1帶傳動帶傳動由主動帶輪、從動帶輪和緊套在兩帶輪上的傳動帶所組成(圖11-1)，利用傳動帶把主動軸的動力傳遞給從動軸。帶安裝時必須張緊，這使得帶在運轉(zhuǎn)之前就有初拉力。因此，在帶與帶輪的接觸面之間有正壓力。當主動帶輪轉(zhuǎn)動時，帶與帶輪的接觸面之間產(chǎn)生摩擦力，于是主動帶輪靠摩擦力驅(qū)動傳動帶運動，帶又靠摩擦力驅(qū)動從動帶輪轉(zhuǎn)動。所以，帶傳動是靠帶與帶輪之間的摩擦力來進行工作的。圖11-1帶傳動

第一節(jié)帶傳動

2.帶傳動的特點①由于帶的彈性良好，因此能緩和沖擊，吸收振動，使傳動平穩(wěn)無噪聲。②過載時帶會在輪上打滑，可防止其他零件的損壞，起到過載安全保護作用。③結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，成本低廉，維護方便。④可用于兩軸中心距較大的場合。⑤由于傳動帶有不可避免的彈性滑動，因此不能保證恒定的傳動比。⑥帶的壽命較短，傳動效率也較低。⑦由于摩擦生電，不宜用于易燃燒和有爆炸危險的場合。

第一節(jié)帶傳動

3.帶傳動的類型及應用場合帶傳動一般分為圓帶傳動、平帶傳動、V帶傳動、同步帶傳動等，如圖11-2所示。（1）平帶傳動平帶的橫截面為矩形，已標準化。常用的平帶有帆布芯平帶、編織平帶、錦綸片復合平帶等。其中帆布芯平帶應用最廣。平帶傳動結(jié)構(gòu)簡單，帶輪制造方便，平帶質(zhì)輕且撓曲性好，故多用于高速和中心距較大的傳動。（2）V帶傳動V帶的橫截面為梯形，已標準化。理論分析表明，在同樣的張緊情況下，V帶與輪槽間的壓緊力比平帶與帶輪間的壓緊力大得多，故V帶與帶輪間的摩擦力也大得多，所以V帶的傳動能力比平帶大得多，因而獲得了廣泛的應用。目前在機床、空氣壓縮機、帶式輸送機和水泵等機器中均采用V帶傳動。（3）圓帶傳動圓帶的橫截面為圓形，常用皮革制成，也有圓繩帶和圓錦綸帶等。圓帶傳動只適用于低速、輕載的機械，如縫紉機、真空吸塵器、磁帶盤的傳動機構(gòu)等。（4）同步帶傳動平帶傳動、V帶傳動、圓帶傳動均是靠摩擦力工作的。與此不同，同步帶傳動是靠帶內(nèi)側(cè)的齒與帶輪外緣的齒相嚙合來傳遞運動和動力的，因此不打滑，傳動比準確且較大(最大可允許i=20)，但制造精度和安裝精度要求較高。

第一節(jié)帶傳動

圖11-2帶傳動的類型

第一節(jié)帶傳動

二、普通V帶和帶輪1.V帶結(jié)構(gòu)與材料V帶的橫截面構(gòu)造如圖11-3所示。包布層多由膠帆布制成，它是V帶的保護層。頂膠層和底膠層由橡膠制成，當膠帶在帶輪上彎曲時可分別伸張和收縮?？估w用來承受基本的拉力，有兩種結(jié)構(gòu)：由幾層棉簾布構(gòu)成的簾布芯圖11-3(b)或由一層線繩制成的繩芯圖11-3(a)。簾布芯結(jié)構(gòu)的V帶抗拉強度較高，制造方便；繩芯結(jié)構(gòu)的V帶柔韌性好，抗彎強度高，適用于轉(zhuǎn)速較高、帶輪直徑較小的場合?，F(xiàn)在，生產(chǎn)中越來越多地采用繩芯結(jié)構(gòu)的V帶。普通V帶的尺寸已標準化(GB/T11544-1997),分為Y、Z、A、B、C、D、E七種型號，截面尺寸和承載能力依次增大。標準V帶均制成無接頭的整圈，其長度系列可參見有關(guān)標準。V帶的標記內(nèi)容和順序為型號、基準長度和標準號。例如標記“A1600GB／T11544-1997”表示A型普通V帶，基準長度為1600mm。V帶標記通常壓印在帶的頂面上。

第一節(jié)帶傳動

圖11-3V帶的構(gòu)造圖11-4鑄鐵帶輪的典型結(jié)構(gòu)圖11-5輪槽剖面圖

第一節(jié)帶傳動

2．V帶輪的結(jié)構(gòu)(1)帶輪材料帶輪常用鑄鐵制造，因其鑄造性能好，摩擦系數(shù)較鋼為大。用HTl50、HT200牌號鑄鐵鑄成的帶輪，允許最大圓周速度為25m/s，速度更高時可采用鑄鋼，速度小時也可使用鑄鋁或塑料。(2)結(jié)構(gòu)尺寸鑄鐵帶輪的典型結(jié)構(gòu)(圖11-4)由下列三部分組成：①輪緣是帶輪外圈的環(huán)形部分，制有楔形環(huán)槽，槽數(shù)等于V帶的根數(shù)z。輪槽剖面如圖11-5所示，其尺寸應與膠帶相適應。②輪轂是帶輪與軸配合的部分。③輪輻是把輪緣與輪轂連成一體的部分。根據(jù)帶輪直徑的大小，可以是輻板、輻條(橢圓截面)和實心三種形式

第一節(jié)帶傳動

圖11-6實心式和輻板式帶

第一節(jié)帶傳動

圖11-7輪輻式帶輪

第一節(jié)帶傳動

三、帶傳動的失效、張緊、安裝與維護1.帶傳動的失效帶傳動的失效形式主要是：帶在帶輪上打滑和帶疲勞損壞。打滑是因為帶與帶輪間的摩擦力不足，所以增大摩擦力可以防止打滑。增大摩擦力的措施主要有：適當增大初拉力，也就增大了帶與帶輪之間的壓力，摩擦力也就越大；增大帶與小帶輪接觸的弧段所對應的圓心角(稱為小帶輪包角)也能增大摩擦力；適當提高帶速。帶的疲勞是因為帶受交變應力的作用。在帶傳動過程中，帶的橫截面上有兩種應力：因帶的張緊和傳遞載荷以及帶繞上帶輪時的離心力而產(chǎn)生的拉應力；因帶繞上帶輪時彎曲變形而產(chǎn)生的彎曲應力。拉應力作用在整個帶的各個截面上，而彎曲應力只在帶繞上帶輪時才產(chǎn)生。帶在運轉(zhuǎn)過程中時彎時直，因而彎曲應力時有時無，帶是在交變應力的作用下工作的，這是帶產(chǎn)生疲勞斷裂的主要原因。一般情況下，兩種應力中彎曲應力較大，為了保證帶的壽命，就要限制帶的彎曲應力。帶的彎曲應力與帶輪直徑大小有關(guān)，帶輪直徑越小，帶繞上帶輪時彎曲變形就越大，帶內(nèi)彎曲應力就越大。為此，對每種型號的V帶，都規(guī)定了許用的最小帶輪直徑。

第一節(jié)帶傳動

2.帶傳動的張緊帶傳動工作一段時間后，傳動帶會發(fā)生松弛現(xiàn)象，使張緊力降低，影響帶傳動的正常工作。因此，應采用張緊裝置來調(diào)整帶的張緊力。常用的張緊方法有調(diào)節(jié)軸的位置張緊和用張緊輪張緊。圖11-8所示為調(diào)節(jié)軸的位置張緊裝置。張緊的過程是：放松固定螺栓，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘，可使帶輪沿導軌移動，即可調(diào)節(jié)帶的張緊力。當帶輪調(diào)到合適位置時，即可擰緊固定螺栓。這種裝置用于水平或接近水平的傳動。圖11-9所示為用張緊輪張緊。張緊輪安裝在帶的松邊內(nèi)側(cè)，向下移動張緊輪即可實現(xiàn)張緊。為了不使小帶輪的包角減小過多，應將張緊輪盡量靠近大帶輪。這種裝置用于固定中心距傳動。圖11-8調(diào)節(jié)軸的位置張緊圖11-9用張緊輪張緊

第一節(jié)帶傳動

3.帶傳動的安裝與維護正確的安裝、使用和維護，能夠延長帶的壽命，保證帶傳動的正常工作。應注意以下幾點。①一般情況下，帶傳動的中心距應當可以調(diào)整，安裝傳動帶時，應縮小中心距后把帶套上去。不應硬撬，以免損傷帶，降低帶的壽命。②傳動帶損壞后即需更換。為了便于傳動帶的裝拆，帶輪應布置在軸的外伸端。③安裝時，主動帶輪與從動帶輪的輪槽應對正，如圖11-10(a)所示，不要出現(xiàn)圖11-10(b)和(c)的情況，使帶的側(cè)面受損。④帶的張緊程度應適當，使初拉力不過大或過小。過大會降低帶的壽命，過小則將導致摩擦力不足而出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。⑤帶傳動通常同時使用同一型號的V帶3-5根，應注意新舊不同的V帶不得混用，以避免載荷分配不均，加速帶的損壞。⑥帶傳動裝置應設(shè)置防護罩，以保證操作人員的安全。⑦嚴防膠帶與礦物油、酸、堿等介質(zhì)接觸，圖11-10主動帶輪與從動帶輪的位置關(guān)系

第二節(jié)齒輪傳動

一、齒輪傳動的特點、類型及應用場合齒輪傳動由主動齒輪和從動齒輪組成，依靠輪齒的直接嚙合而工作。齒輪傳動是應用最廣泛的一種傳動，在各種機器中大量使用著齒輪傳動。圖11-11齒輪傳動的類型

第二節(jié)齒輪傳動

1.齒輪傳動的特點①傳遞的功率和圓周速度范圍較大。功率從很小到數(shù)萬千瓦，齒輪圓周速度從很低到300m／s以上。②瞬時傳動比恒定，因而傳動平穩(wěn)。傳動用的齒輪，其齒廓形狀大多為漸開線，還有圓弧和擺線等，這種齒廓能夠保持齒輪傳動的瞬時傳動比恒定。③能實現(xiàn)兩軸任意角度(平行、相交或交錯)的傳動。④效率高，壽命長。加工精密和潤滑良好的一對傳動齒輪，效率可達0.99以上，能可靠地工作數(shù)年以至數(shù)十年。⑤結(jié)構(gòu)緊湊，外廓尺寸小。⑥齒輪的加工復雜，制造、安裝、維護的要求較高，因而成本較高。⑦工作時有不同程度的噪聲，精度較低的傳動會引起一定的振動。2.齒面?zhèn)鲃拥念愋图皯脠龊淆X輪傳動的類型很多，各有其傳動特點，適用于不同場合。常用的齒輪傳動如圖11-11所示。

第二節(jié)齒輪傳動

二、齒輪傳動比計算設(shè)主動齒輪轉(zhuǎn)速為、齒數(shù)為z1

，從動齒輪轉(zhuǎn)速為n2、齒數(shù)為z2，則齒輪傳動的平均傳動比為:

由上式可見，當較大而較小時可獲得較大的傳動比，即實現(xiàn)較大幅度的降速。但若過大，則將因小齒輪的嚙合頻率高而導致兩輪的壽命相差很大，而且齒輪傳動的外廓尺寸也要增大。因此，限制一對齒輪傳動的傳動比i≤8。

第二節(jié)齒輪傳動

1.齒輪常用材料齒輪最常用的材料是鋼，其次是鑄鐵，有時也采用非金屬材料和其他材料。

第二節(jié)齒輪傳動

2.齒輪軸的結(jié)構(gòu)圖11-12齒輪軸直徑較小的鋼質(zhì)齒輪，若根圓直徑與軸徑接近時，可以將齒輪和軸制成一體稱為齒輪軸(圖11-12)。若根圓直徑與軸徑相差較大，則應把齒輪與軸分開制造。按齒輪的尺寸大小，齒輪可制成實體、有輪輻或有腹板的結(jié)構(gòu)型式。頂圓直徑da≤500mm的齒輪通常采用圖11-13(a)所示的腹板式的結(jié)構(gòu)。直徑較小的齒輪也可以做成實心的，如圖11-13(b)。頂圓直徑da≥400mm的齒輪常用圖11-14所示的輪輻式結(jié)構(gòu)。圖11-12齒輪軸圖11-13腹板式齒輪和實心式齒輪

第二節(jié)齒輪傳動

四、齒輪傳動失效形式及原因齒輪傳動是靠齒與齒的嚙合進行工作的，輪齒是齒輪直接參與工作的部分，所以齒輪的失效主要發(fā)生在輪齒上。常見的輪齒失效形式有：輪齒折斷、疲勞點蝕、磨損、膠合和塑性變形。1.輪齒折斷輪齒折斷是指齒輪的一個或多個齒的整體或局部的斷裂，如圖11-15所示。它有疲勞折斷和過載折斷兩種。圖11-15輪齒折斷圖11-16輪齒受力情況

第二節(jié)齒輪傳動

2.齒面點蝕疲勞點蝕是一種因齒面金屬局部脫落而呈麻點狀的疲勞破壞，如圖11-17所示。圖11-17齒面點蝕圖11-18齒面膠合圖11-19齒面塑性變形

第二節(jié)齒輪傳動

3.齒面磨損輪齒在嚙合過程中，齒面之間存在相對滑動．因而使齒面發(fā)生磨損。齒面磨損后，漸開線齒形遭到破壞，引起振動和噪聲。在開式傳動中，由于灰塵、雜質(zhì)等容易進入輪齒工作表面，故磨損將會更加迅速和嚴重。所以齒面磨損是開式齒輪傳動的主要失效形式。4.齒面膠合膠合是相嚙合齒面的金屬在一定的壓力下直接接觸而發(fā)生粘著，并隨著齒面的相對運動，使金屬從齒面上撕落而引起的一種破壞。在高速重載的閉式傳動中，由于齒面間的壓力很大，齒面間相對滑動速度又大，因此大量發(fā)熱使鹵面局部溫度升高，破壞潤滑油膜，互相嚙合的兩個齒面就會發(fā)生粘焊現(xiàn)象，當輪齒可脫離嚙合時，軟齒面將被撕破，并在齒面形成溝紋(圖11-18)，這種失效形式稱為齒面膠合。膠合產(chǎn)生以后，漸開線齒形遭到破壞，引起振動和噪聲，會很快導致齒輪的破壞。5.塑性變形硬度較低的軟齒面齒輪，在低速重載時，由于齒面壓力過大，在摩擦力作用下，使齒面金屬產(chǎn)生塑性流動而失去原來的齒形，如圖11-19所示，這就是齒面塑性變形。齒面塑性變形以后，漸開線齒形遭到破壞，引起振動和噪聲。

第三節(jié)蝸桿傳動

一、蝸桿傳動的特點、類型及應用場合蝸桿傳動由蝸桿1和蝸輪2(圖11-20)組成，用于傳遞空間兩交錯軸之間的運動和動力，兩軸線投影的夾角為90°。蝸桿與螺桿相似，常用頭數(shù)為1、2、4、6；蝸輪則與斜齒輪相似。在蝸桿傳動中，通常是蝸桿主動，蝸輪從動。設(shè)主動蝸桿轉(zhuǎn)速為n1、頭數(shù)為z1，從動蝸輪轉(zhuǎn)速為n2、齒數(shù)為z2，則蝸桿傳動的傳動比為：1.蝸桿傳動的特點①可以用較緊湊的一級傳動得到很大的傳動比。②傳動平穩(wěn)無噪聲。③具有自鎖性。④效率低。⑤有軸向分力。⑥制造蝸輪需用貴重的青銅，成本較高。

第三節(jié)蝸桿傳動

2.蝸桿傳動的類型及應用場合根據(jù)蝸桿的形狀，蝸桿傳動分為圓柱蝸桿傳動、環(huán)面蝸桿傳動等。圓柱蝸桿傳動又分為普通圓柱蝸桿傳動和圓弧圓柱蝸桿傳動。常用的普通圓柱蝸桿是用車刀加工的(圖11-21)，軸向齒廓(在通過軸線的軸向A-A剖面內(nèi)的齒廓)為齒條形的直線齒廓，法向齒廓(在法向N-N截面內(nèi)的齒廓)為曲線齒廓，而垂直于軸線的平面與齒廓的交線為阿基米德螺旋線，故稱為阿基米德蝸桿。其蝸輪是一具有凹弧齒槽的斜齒輪。由于這種蝸桿加工簡單，所以應用廣泛。圓弧圓柱蝸桿(圖11-22)的軸向齒廓為凹圓弧形，相配蝸輪的齒廓為凸圓弧形。環(huán)面蝸桿(圖11-23)的軸向齒廓為以凹圓弧為母線的內(nèi)凹旋轉(zhuǎn)曲面。

第三節(jié)蝸桿傳動

二、蝸桿傳動的失效形式及原因蝸桿傳動的工作情況與齒輪傳動相似，其失效形式也有磨損、膠合、疲勞點蝕和輪齒折斷等。在蝸桿傳動中，蝸桿與蝸輪工作齒面間存在著相對滑動，相對滑動速度Vs按下式計算由上式可見，值較大，而且這種滑動是沿著齒長方向產(chǎn)生的，所以容易使齒面發(fā)生磨損及發(fā)熱，致使齒面產(chǎn)生膠合而失效。因此，蝸桿傳動最易出現(xiàn)的失效形式是磨損和膠合。當蝸輪齒圈的材料為青銅時，齒面也可能出現(xiàn)疲勞點蝕。在開式蝸桿傳動中，由于蝸輪齒面遭受嚴重磨損而使輪齒變薄，從而導致輪齒的折斷。

第三節(jié)蝸桿傳動

三、蝸桿蝸輪的常用材料與結(jié)構(gòu)1.蝸桿蝸輪的材料根據(jù)蝸桿傳動的失效特點，蝸桿蝸輪的材料不僅要求有足夠的強度，而且還要有良好的減磨性(即摩擦系數(shù)小)、耐磨性和抗膠合的能力。實踐表明，比較理想的材料組合是淬硬并經(jīng)過磨制的鋼制蝸桿配以青銅蝸輪齒圈。（1）蝸桿材料對高速重載的傳動，蝸桿材料常用合金滲碳鋼(如20Cr、20CrMnTi等)滲碳淬火，表面硬度達HRC56-HRC62，并經(jīng)磨削；對中速中載的傳動，蝸桿材料可用調(diào)質(zhì)鋼(如R45、35CrNlo、40Cr,40CrNi等)表面淬火，表面硬度為HRC45～HRC55，也需磨削；低速不重要的蝸桿可用45鋼調(diào)質(zhì)處理，其硬度為HBS220-HBS300。（2）蝸輪材料蝸桿傳動的失效主要是由較大的齒面相對滑動速度引起的。越大，相應需要選擇更好的材料。因而，是選擇材料的依據(jù)。

第三節(jié)蝸桿傳動

2.蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu)(1)蝸桿的結(jié)構(gòu)蝸桿一般都與軸制成一體，稱為蝸桿軸。只有當蝸桿直徑較大(蝸桿齒根圓直徑與軸徑d之比大于1.7)時，才采用蝸桿齒圈和軸分開制造的形式，以利于節(jié)省材料和便于加工。蝸桿軸有車制蝸桿和銑制蝸桿兩種形式(圖11-24)，其結(jié)構(gòu)因加工藝要求而有所不同，其中銑制蝸桿的，故剛度較好。(2)蝸輪的結(jié)構(gòu)蝸輪可以制成整體的，如圖11-25(a)所示。

圖11-24蝸桿的結(jié)構(gòu)

第三節(jié)蝸桿傳動

圖11-25蝸輪的結(jié)構(gòu)

第三節(jié)蝸桿傳動

四、蝸桿傳動裝置的潤滑與維護1.蝸桿傳動裝置的潤滑蝸桿傳動一般用油潤滑。潤滑方式有油浴潤滑和噴油潤滑兩種。一般vs﹤10m/s的中、低速蝸桿傳動，vs﹥10m/s大多采用油浴潤滑；的蝸桿傳動，采用噴油潤滑，這時仍應使蝸桿或蝸輪少量浸油。對于閉式蝸桿傳動，常用潤滑油粘度牌號及潤滑方式如表11-2所示。表中值適用于蝸桿浸油潤滑。若蝸輪下置，則需將表中值提高30％～50％，但最高不超過680mm2/s。閉式蝸桿傳動每運轉(zhuǎn)2000～4000h應及時換新油。換油時，應用原牌號油。不同廠家、不同牌號的油不要混用。換新油時，應使用原來牌號的油對箱體內(nèi)部進行沖刷、清洗、抹凈。

第三節(jié)蝸桿傳動

2.蝸桿傳動裝置的散熱圖11-26蝸桿傳動裝置的散熱措施在蝸桿傳動中，由于摩擦會產(chǎn)生大量的熱量。對開式和短時間斷工作的蝸桿傳動，因其熱量容易散失，故不必考慮散熱問題。但對于閉式傳動，如果產(chǎn)生的熱量不能及時散逸出去，將因油溫不斷升高而使?jié)櫥驼扯认陆?，減弱潤滑效果，增大摩擦磨損，甚至發(fā)生膠合。所以，對于閉式蝸桿傳動，必須采取合適的散熱措施，使油溫穩(wěn)定在一規(guī)定的范同內(nèi)。通常要求不超過75～85℃。常用的散熱措施有：①在箱體外表面鑄出或焊上散熱片以增加散熱面積；②在蝸桿軸端裝設(shè)風扇[圖11-26(a)]，加速空氣流通以增大散熱系數(shù)；③在箱體內(nèi)裝設(shè)蛇形水管[圖11-26(b)]，利用循環(huán)水進行冷卻；④采用壓力噴油循環(huán)潤滑，利用冷卻器將潤滑油冷卻。

第三節(jié)蝸桿傳動

圖11-26蝸桿傳動裝置的散熱措施

第四節(jié)軸與聯(lián)軸器

一、軸

1.軸所有的回轉(zhuǎn)零件，如帶輪、齒輪和蝸輪等都必須用軸來支承才能進行工作。因此軸是機械中不可缺少的重要零件。根據(jù)承受載荷的不同，軸可分為三類：心軸、傳動軸和轉(zhuǎn)軸。心軸是只承受彎曲作用的軸，圖11-27所示火車輪軸就是心軸；傳動軸主要承受扭轉(zhuǎn)作用、不承受或只承受很小的彎曲作用，如圖11-28所示的汽車變速箱與后橋間的軸就是傳動軸；轉(zhuǎn)軸是同時承受彎曲和扭轉(zhuǎn)作用的軸，如圖11-29所示的減速器輸入軸即為轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸是機械中最常見的軸。

根據(jù)軸線的幾何形狀，軸還可分為直軸、曲軸和軟軸三類。

圖11-27火車輪軸

第四節(jié)軸與聯(lián)軸器

第四節(jié)軸與聯(lián)軸器

2.軸的材料軸的常用材料是碳鋼和合金鋼，球墨鑄鐵也有應用。碳鋼價格低廉，對應力集中的敏感性小，并能通過熱處理改善其綜合力學性能，故應用很廣。一般機械的軸，常用35、45、50等優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼并經(jīng)正火或調(diào)質(zhì)處理，其中45鋼應用最普遍。受力較小或不重要的軸，也可用Q235，Q255等碳素結(jié)構(gòu)鋼。合金鋼具有較高的機械強度和優(yōu)越的淬火性能，但其價格較貴，對應力集中比較敏感。常用于要求減輕質(zhì)量、提高軸頸耐磨性及在非常溫條件下工作的軸。常用的有40Cr、35SiMn、40MnB等調(diào)質(zhì)鋼,1Crl8Ni9Ti淬火,20Cr滲碳淬火鋼等，其中1Crl8Ni9Ti主要用于在高低溫及強腐蝕性條件下工作的軸。形狀復雜的曲軸和凸輪軸，也可采用球墨鑄鐵制造。球墨鑄鐵具有價廉、應力集中不敏感、吸振性好和容易鑄成復雜的形狀等優(yōu)點，但鑄件的品質(zhì)不易控制。圖11-32軸的結(jié)構(gòu)

第四節(jié)軸與聯(lián)軸器

3.軸的結(jié)構(gòu)軸由軸頭、軸頸和軸身三部分組成(圖11-32)。軸上安裝零件的部分稱為軸頭；軸上被軸承支承的部分稱為軸頸；連接軸頭和軸頸的過渡部分稱為軸身。軸上直徑變化所形成的階梯稱為軸肩(單向變化)或軸環(huán)(雙向變化)，用來防止零件軸向移動，即實現(xiàn)軸上零件的軸向固定。軸向固定方法還有靠軸端擋圈固定，靠圓螺母固定，靠緊定螺釘固定等。一般軸上要開設(shè)鍵槽，通過鍵聯(lián)接使零件與軸一起旋轉(zhuǎn)，即實現(xiàn)軸上零件的周向固定。周向固定的方法還有過盈配合、銷聯(lián)接等。采用銷聯(lián)接時需在軸上開孔，對軸的強度有較大削弱。

第四節(jié)軸與聯(lián)軸器

二、聯(lián)軸器軸和軸之間常用聯(lián)軸器進行聯(lián)接，使之一起回轉(zhuǎn)并傳遞扭矩。聯(lián)軸器可分為固定式和可移式兩種。前者要求被聯(lián)接兩軸嚴格對中和工作時不發(fā)生相對移動，而后者允許兩軸有一定的安裝誤差，并能補償工作時可能產(chǎn)生的相對位移。1.聯(lián)軸器的類型及其應用（1）凸緣聯(lián)軸器(2)夾殼式聯(lián)軸器(3)彈性套柱銷聯(lián)軸器圖11-33凸緣聯(lián)軸器圖11-34立軸用凸緣聯(lián)軸器

第四節(jié)軸與聯(lián)軸器

圖11-35夾殼式聯(lián)軸器圖11-36彈性套柱銷聯(lián)軸器

第四節(jié)軸與聯(lián)軸器

2.聯(lián)軸器的選擇化工設(shè)備上常用的聯(lián)軸器，已標準化和系列化，如無特殊需要，不必專行設(shè)計，可直接選用。

第五節(jié)軸承

軸承是用來支承軸或軸上回轉(zhuǎn)零件的部件。根據(jù)軸承接觸面間的摩擦性質(zhì)，分為滑動摩擦軸承(簡稱滑動軸承)和滾動摩擦軸承(簡稱滾動軸承)?；瑒虞S承--------液體摩擦滑動軸承和非液體摩擦滑動軸承。滾動軸承的摩擦阻力較滑動軸承的摩擦阻力小，其功率損耗也少，容易啟動，潤滑與維護簡單，而且滾動軸承是標準件，可由專門工廠大批生產(chǎn)，選用方便，所以在各種機械設(shè)備中應用廣泛。但由于滾動軸承工作元件間的接觸面積很小，所以，在高速重載情況下使用受到限制。圖11-37摩擦狀態(tài)

第五節(jié)軸承

二、滑動軸承滑動軸承根據(jù)所能承受載荷的方向，可分為向心滑動軸承——承受與軸心線垂直的載荷；推力滑動軸承——承受與軸心方向相一致的載荷。下面主要介紹其主要型式。1.向心滑動軸承（1）整體式軸承如圖11-38所示（2）剖分式軸承圖11-38整體式徑向滑動軸承圖11-39剖分式徑向滑動軸承1-軸承座；2-軸承蓋；3-剖分軸瓦；4-雙頭螺柱

第五節(jié)軸承

圖11-40固定式推力軸承

第五節(jié)軸承

3.滑動軸承的潤滑軸承潤滑的目的在于降低摩擦功耗，減少磨損，并起冷卻、吸振、防銹作用。（1）間歇供油潤滑圖11-41間歇供油潤滑如圖11-41(a)所示的壓注油杯，可壓低鋼球用油壺間歇供油潤滑，也可以注入潤滑脂；圖11-41(b)所示為轉(zhuǎn)動旋套開閉油孔間歇供油；圖11-41(c)所示的針閥式注油油杯，可將受柄豎立或臥下，使針閥開、閉油孔以間歇供油。間歇供油一般用于低速、輕載的軸承處。圖11-41間歇供油潤滑

第五節(jié)軸承

（2）連續(xù)供油潤滑圖11-42(a)所示靠芯捻或線繩的毛細管作用，將油吸起以進行連續(xù)潤滑；圖11-42(b)所示的油環(huán)靠軸頸的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動，將油帶入軸頸進行潤滑，考慮離心力不宜過大，軸徑的轉(zhuǎn)速應小些；圖11-42(c)所示為將軸承直接侵入油池中，以進行油浴潤滑，但軸的轉(zhuǎn)速不宜過高；圖11-42(d)所示為壓力循環(huán)潤滑，可供給軸承充足的油量以進行潤滑、冷卻。此種方式最好，但須有一套輸油設(shè)備。圖11-42連續(xù)供油潤滑

第五節(jié)軸承

（3）脂潤滑潤滑脂只能間歇供應。圖11-43所示的潤滑杯是應用最廣的供應潤滑脂的裝置。圖11-43潤滑杯

第五節(jié)軸承

三、滾動軸承1.滾動軸承的結(jié)構(gòu)滾動軸承屬于標準件，由專門的軸承工廠成批生產(chǎn)。典型的滾動軸承的構(gòu)造如圖11-44所示，它通常由四種元件組成，即內(nèi)圈1、外圈2、滾動體3和保持架4。內(nèi)圈裝配在軸頸上，外圈裝配在軸承座孔或回轉(zhuǎn)零件的孔內(nèi)。通常，內(nèi)圈隨軸一起轉(zhuǎn)動，外圈靜止。滾動體在內(nèi)外圈間滾動，受內(nèi)外圈的滾道的約束，不能作軸向移動。保持架將滾動體均勻分隔，以防其相互磨損。滾動體的形狀有球形、圓錐形、鼓形等(圖11-45)。圖11-44滾動軸承的構(gòu)造圖11-45滾動體的種類

第五節(jié)軸承

2.滾動軸承的類型及代號（1）滾動軸承的類型

第五節(jié)軸承

第五節(jié)軸承

（2）滾動軸承的代號滾動軸承的類型很多，為了便于生產(chǎn)、設(shè)計和使用，國家標準GB／T273—93規(guī)定，滾動軸承代號由基本代號、前置代號和后置代號構(gòu)成。其代號的排列順序及含義見表11-6。

第五節(jié)軸承

1.滾動軸承的潤滑滾動軸承的潤滑劑主要是潤滑油和潤滑脂兩類。潤滑脂一般在裝配時加入，并每隔三個月加一次新的潤滑脂，每隔一年對軸承部件徹底清洗一次，并重新充填潤滑脂。當采用潤滑油時，供油方式有油浴潤滑、滴油潤滑、噴油潤滑、噴霧潤滑等。油浴潤滑是將軸承局部浸入潤滑油中，油面不應高于最低滾動體的中心。滴油潤滑是在油浴潤滑基礎(chǔ)上，滴油補充潤滑油的消耗，設(shè)置擋板控制油面不超過最低滾動體的中心。為使滴油暢通，常選用粘度較小的潤滑油。噴油潤滑是用油泵將潤滑油增壓后，經(jīng)油管和特別噴嘴向滾動體供油，流經(jīng)軸承的潤滑油經(jīng)過濾冷卻后循環(huán)使用。噴霧潤滑是用壓縮空氣，將潤滑油變成油霧送進軸承，這種方式的裝置復雜，潤滑軸承后的油霧可能散逸到空氣中，污染環(huán)境?？紤]到滾動軸承的溫升等與軸承內(nèi)徑d和轉(zhuǎn)速n的乘積dn成比例，所以常根據(jù)dn值來選擇潤滑劑和潤滑方式，詳見有關(guān)資料。

第五節(jié)軸承

2.滾動軸承的密封與維護密封的目的是將滾動軸承與外部環(huán)境隔離，避免外部灰塵、水分等的侵入而加速軸承的磨損與銹蝕，防止內(nèi)部潤滑劑的漏出而污染設(shè)備和增加潤滑劑的消耗。常用的密封方式有氈圈密封、唇形密封圈密封、溝槽密封、曲路密封、擋圈密封及毛氈圈加迷宮的組合密封等，如圖11-46所示。各種密封方式的原理、特點及適用場合如下：氈圈密封是利用安裝在梯形槽內(nèi)的氈圈與軸之間的壓力米實現(xiàn)密封，用于脂潤滑。唇形密封圈密封原理與氈圈密封相似，當密封唇朝里時，目的是防止漏油；密封唇朝外主要目的是防止灰塵、雜質(zhì)進入。這種密封方式既可用于脂潤滑，也可用于油潤滑?？p隙溝槽密封靠軸與蓋間的細小環(huán)形隙密封，環(huán)形隙內(nèi)充滿了潤滑脂。間隙愈小愈長，效果愈好。用于脂潤滑。

第五節(jié)軸承

曲路密封是將旋轉(zhuǎn)件與靜止件之間的間隙做成曲路(迷宮)形式，在間隙中充填潤滑油或潤滑脂以加強密封效果。擋圈密封主要用于內(nèi)密封、脂潤滑。擋圈隨軸轉(zhuǎn)動，可利用離心力甩去油和雜物，避免潤滑脂被油稀釋而流