機(jī)械基礎(chǔ)（少學(xué)時）課件第8章支承零部件教學(xué)課件

1、機(jī)械基礎(chǔ)（少學(xué)時）課件第8章支承零部件ppt課件機(jī)械基礎(chǔ)（少學(xué)時）第8章 支承零部件支承零部件主要包括軸和軸承。傳動零件必須被支承起來才能進(jìn)行工作，支承傳動件的零件稱為軸。軸必須被支承起來，軸上被支承的部分稱為軸頸，支承軸頸的支座稱為軸承。如在減速器、汽車中都有軸和軸承。根據(jù)摩擦性質(zhì)的不同，軸承分為滾動軸承和滑動軸承兩大類。軸的主要功用是支承回轉(zhuǎn)零件(如齒輪、凸輪、帶輪等) 、使其有確定的工作位置，傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動。軸承的功用是支承軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度，減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦和磨損。軸承是支承軸的零件或部件。第8章 支承零部件第8章 支承零部件 8.1 軸 8.2 滾動軸承 8.3

2、滑動軸承 階段性實習(xí)訓(xùn)練：認(rèn)識軸系的結(jié)構(gòu)8.1 軸 8.1.1軸的分類和應(yīng)用1按照工作過程中軸線的形狀分類：軸可分為直軸、曲軸和鋼絲軟軸。2按照工作過程中的承載不同分類：軸可分為傳動軸、心軸和轉(zhuǎn)軸。 (1) 傳動軸：工作時只承受扭矩、不承受彎矩或受很小彎矩的軸。如車床上的光軸、連接汽車發(fā)動機(jī)輸出軸和后橋的軸，見圖。8.1 軸發(fā)動機(jī)后橋傳動軸傳動軸(2)心軸：工作時只承受彎矩、不承受扭矩的軸。如自行車前、后輪軸，汽車輪軸。根據(jù)其工作時是否轉(zhuǎn)動，心軸可分為：固定心軸、轉(zhuǎn)動心軸，如圖。a. 固定心軸b.轉(zhuǎn)動心軸固定心軸8.1 軸(3)轉(zhuǎn)軸：工作時既承受彎矩又承受扭矩的軸。轉(zhuǎn)軸在各種機(jī)器中最為常見。如

3、機(jī)床主軸，減速器齒輪軸,見圖。 8.1 軸1軸的毛坯： 一般采用軋制的圓鋼、鍛造的鍛鋼或焊接獲得。2軸的常用材料：碳鋼和合金鋼，其次是球墨鑄鐵和高強(qiáng)度鑄鐵。8.1 軸主要材料常用牌號應(yīng)用熱處理碳鋼普通Q235 受力較小，不太重要的軸不需熱處理優(yōu)質(zhì)45受力較大，重要用途的軸（應(yīng)用最廣）正火、調(diào)質(zhì)合金鋼40Cr形狀復(fù)雜、直徑較大、淬火變形要求小的軸調(diào)質(zhì)8.1.2軸的常用材料8.1.3軸的結(jié)構(gòu)1軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素： （1）軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；（2）軸上安裝零件的類型、尺寸、數(shù)量以及和軸聯(lián)接的方法；（3）軸上載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況；（4）軸的加工工藝、裝配工藝等。2軸的結(jié)構(gòu)主

4、要由軸頭、軸頸、軸身三部分組成：見圖。8.1 軸表 軸的各部分名稱及作用名稱作用備注軸頭軸上安裝回轉(zhuǎn)零件（齒輪、聯(lián)軸器、帶輪等）的軸段 符合直徑系列軸頸軸上安裝軸承的軸段 既要符合直徑系列，又要符合軸承內(nèi)孔的直徑標(biāo)準(zhǔn)。軸身連接軸頸和軸頭的軸段符合直徑系列螺紋退刀槽1.加工螺紋時，便于螺紋加工刀具的退刀，避免刀具撞車2.能使相偶件（與相鄰零件配合）接觸的面不發(fā)生干涉。如外螺紋設(shè)有退刀槽，可使帶有內(nèi)螺紋的零件直接擰到外螺紋根部（螺母擰到底）。通常退刀槽寬度b2P(螺距)，槽的底徑比螺紋小徑略小一些。需車制螺紋的軸段應(yīng)有退刀槽。砂輪越程槽在磨削時，為了便于砂輪可以稍稍越過加工面。寬度24mm軸上需磨

5、削的軸段應(yīng)設(shè)計出砂輪越程槽軸的各部分名稱及作用軸上常見工藝要素見圖。軸及軸上常見工藝要素3軸的結(jié)構(gòu)的基本要求 軸的結(jié)構(gòu)需滿足的三個基本要求： （1）軸上零件要可靠固定（軸向、周向）：軸和軸上零件要有準(zhǔn)確、牢固的工作位置；（2）軸上零件要便于裝拆：軸上零件要便于安裝、拆卸、調(diào)整；（3）軸要便于加工和盡量避免或減小應(yīng)力集中：軸應(yīng)具有良好的制造工藝性注：軸的受力合理，有利于提高軸的強(qiáng)度和剛度。軸上零件的軸向固定軸向固定的目的：保證零件有確定的軸向位置，防移動，并能承受軸向力。常用的軸向固定方法：采用軸肩、軸環(huán)、軸套（套筒）、軸端擋圈、圓錐面、圓螺母、彈性擋圈等固定，見圖。 （1）軸上零件的固定：（軸

6、向固定與周向固定）軸肩軸環(huán)軸肩與軸環(huán)軸套（套筒）軸端擋圈圓錐面圓螺母彈性檔圈 圓錐銷 緊定螺釘 特別注意：1、當(dāng)采用軸肩、軸環(huán)、軸套（套筒）、軸端擋圈、圓錐面、圓螺母等作軸向固定時，安裝零件的軸段長度，要比零件輪轂長度稍短一些，以利靠緊到位。2、齒輪、皮帶輪等零件均要雙向固定。 軸上零件的軸向固定軸上零件的周向固定軸上零件的周向固定 周向固定的目的：傳遞扭矩，防止零件與軸產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。 常用的周向固定方法：采用鍵、過盈配合、銷、緊定螺釘?shù)裙潭?。普通平鍵 花鍵 過盈配合圓錐銷 緊定螺釘裝配工藝性：首先要確定裝配方案，就是預(yù)定出軸上主要零件的裝配方向、順序和相互關(guān)系，軸上零件的裝配方案大體決定了軸

7、的基本形式，軸上零件的裝配方案不同，則軸的結(jié)構(gòu)形狀也不相同；零件各部位裝配時，不能互相干涉；軸的結(jié)構(gòu)也應(yīng)便于軸上零件的裝配軸端應(yīng)倒角（45或30、60），以便于導(dǎo)向和避免擦傷零件配合表面；階梯軸的直徑應(yīng)該是中間大、兩端小，以便軸上零件的裝拆；固定滾動軸承的軸肩高度應(yīng)小于軸承內(nèi)圈厚度，以便軸承的拆卸。 （2）軸的結(jié)構(gòu)工藝性（加工、裝配）軸的結(jié)構(gòu)工藝性是指軸的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于加工、便于軸上零件的裝拆和維修，并能提高生產(chǎn)效率、降低成本。一般來說，軸的結(jié)構(gòu)越簡單，工藝性就越好。所以，在滿足使用要求的前提下，軸的結(jié)構(gòu)越簡單越好。軸的直徑變化應(yīng)盡可能少。加工工藝性：需切制螺紋的軸段，在螺尾開設(shè)螺紋退刀槽；需

8、磨削的軸段，開設(shè)砂輪越程槽；長徑比L/D4,軸兩端開設(shè)中心孔；為了減少刀具品種，節(jié)省換刀時間，同一根軸上所有的圓角半徑，倒角尺寸，環(huán)形切槽寬度等應(yīng)盡可能各自統(tǒng)一；軸上不同軸段的鍵槽應(yīng)布置在軸的同一母線上，以便一次裝夾后用銑刀切出。同樣，一根軸上不同軸段的花鍵尺寸最好統(tǒng)一。此外，加工精度和表面粗糙度應(yīng)定得合理；配合段直徑取標(biāo)準(zhǔn)值。軸承的功用、分類1.軸承的功用：軸承是支承軸的零（部）件，并保持軸的正常工作位置和旋轉(zhuǎn)精度。2.軸承的分類 滾動軸承 軸承（按軸承工作摩擦性質(zhì)） 滑動軸承 向心軸承 軸承（按軸承所受載荷方向不同） 推力軸承 向心推力軸承8.2 滾動軸承8.2.1滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型及應(yīng)

9、用（1）組成：外圈、內(nèi)圈、滾動體、保持架保持架的作用：避免滾動體直接接觸，減少發(fā)熱和磨損。1.滾動軸承的結(jié)構(gòu) （2）選材：內(nèi)圈、外圈、滾動體選用軸承鉻鋼 GCr15 ，硬度 60-65 HRC 保持架：低碳鋼；銅、鋁、工程塑料 滾動軸承圓柱滾子圓錐滾子球面滾子滾針球軸承滾子軸承軸承類型按載荷方向分按滾動體形狀分向心軸承推力軸承2.滾動軸承的類型及應(yīng)用向心推力軸承（1）按滾動體的形狀分：滾動軸承分為球軸承與滾子軸承。球軸承的滾動體為球，滾子軸承的滾動體為滾子。（2）按滾動軸承承受的主要載荷方向或公稱接觸角分：滾動軸承分為向心軸承（主要承受徑向載荷）、推力軸承（承受軸向載荷）、向心推力軸承（能同時

10、承受徑向載荷和軸向載荷），如表所示。按所承受載荷的方向可分為1.向心軸承：主要承受徑向載荷R 深溝球軸（ 6） ， 圓柱滾子軸承（N）2.向心推力軸承：R + A 角接觸球軸承（7） 圓錐滾子軸承（3） 3.推力軸承：只能承受軸向載荷A 推力球軸承（5）滾動軸承滾動軸承的類型和結(jié)構(gòu)4123滾動軸承滾動軸承單列、雙列、多列軸承（3）按其工作時能否調(diào)心分 調(diào)心軸承滾道是球面形的，能適應(yīng)兩滾道軸心線間的角偏差及角運(yùn)動的軸承； 非調(diào)心軸承（剛性軸承）能阻抗?jié)L道間軸心線角偏移的軸承。 （4）按滾動體的列數(shù)分：單列軸承、雙列軸承、多列軸承。（5）按其部件能否分離分：可分離軸承、不可分離軸承。（6）按其結(jié)構(gòu)

11、形狀分：如有無裝填槽，有無內(nèi)、外圈以及套圈的形狀，擋邊的結(jié)構(gòu)，甚至有無保持架等，還可以分為多種結(jié)構(gòu)類型。（7）按其外徑尺寸大小分：微型軸承（公稱外徑尺寸26mm、小型軸承（公稱外徑尺雨為2855mm）、中小型軸承（公稱外徑尺寸為60115mm）、中大型軸承（公稱外徑尺寸為120190mm）、大型軸承（公稱外徑尺寸為200430mm）、特大型軸承（公稱外徑尺寸440mm）。 滾動軸承常用的滾動軸承類型、主要特性和應(yīng)用 常用的滾動軸承類型、主要特性和應(yīng)用 1.滾動軸承的代號（GB/T 2721993 ） 例：6202：深溝球軸承；尺寸系列代號（0）2，寬度系列0省略；直徑系列2；軸承公稱內(nèi)徑d=1

12、5mm滾動軸承的代號： 前置代號、基本代號、后置代號三部分組成，其中基本代號是滾動軸承代號的核心。8.2.2 滾動軸承的代號 * * * * * 內(nèi)徑代號（數(shù)字） 直徑系列代號（數(shù)字） 寬度（高度）系列代號（數(shù)字） 類型代號（數(shù)字或字母）（1）基本代號：類型代號 尺寸系列代號 內(nèi)徑代號代號軸承類型代號軸承類型0雙列角接觸球軸承6深溝球軸承1調(diào)心球軸承7角接觸球軸承2調(diào)心滾子軸承和推力調(diào)心滾子軸承8推力圓柱滾子軸承3圓錐滾子軸承N圓柱滾子軸承，雙列或多列用字母NN表示4雙列深溝球軸承U外球面球軸承5推力球軸承QJ四點接觸球軸承滾動軸承的代號類型代號（用數(shù)字或字母表示）:滾動軸承尺寸系列代號寬(高

13、)度系列代號直徑系列代號尺寸系列代號尺寸系列代號（2位數(shù)字）：代號由軸承的寬（高）度系列和直徑系列代號組合而成。組合排列時，寬（高）度系列代號在前，直徑系列代號在后。向心軸承、推力軸承的尺寸系列代號見表。滾動軸承表 向心軸承、推力軸承的尺寸系列代號滾動軸承a.寬（高）系列代號：用于表示內(nèi)徑、外徑相同，但寬（高）度不同的軸承系列。一般正常寬度為“0”,通常不標(biāo)注。但對圓錐滾子軸承(“3”類)和調(diào)心滾子軸承(“2”類)不能省略“0”。以圓錐滾子軸承為例的寬度系列如表所示。 b.直徑系列代號：用于表示內(nèi)徑相同，但外徑和寬度不同的軸承系列，以深溝球軸承為例的直徑系列示意圖如表所示。見表：表 尺寸系列示

14、意圖寬（高）度系列示意圖直徑系列示意圖寬（高）度系列代號分別為軸承代號的右起第4位：0、2、3。寬度尺寸依次增大。直徑系列代號為軸承代號的右起第3位：0、2、3、4。外徑和寬度尺寸依次增大。相同內(nèi)徑、外徑，但有不同寬度相同內(nèi)徑，但有不同外徑和寬度滾動軸承內(nèi)徑代號000102030499軸承內(nèi)徑d(mm)10121517內(nèi)徑代號5滾動軸承的內(nèi)徑代號：滾動軸承的內(nèi)徑代號 注：軸承公稱內(nèi)徑為0.610mm（非整數(shù)）、19mm（整數(shù)）、22mm、28mm、32mm以及、500mm的，以內(nèi)徑值直接表示。用“/”與前面尺寸系列代號分開。如：* / 22 表示軸承內(nèi)徑d22mm（2）滾動軸承基本代號的識讀8

15、.2.3滾動軸承的特點1優(yōu)點（1）滾動軸承的摩擦系數(shù)比滑動軸承小，因而摩擦阻力小，易起動。傳動效率高。一般滑動軸承的摩擦系數(shù)為0.08-0.12，而滾動軸承的摩擦系數(shù)僅為0.001-0.005。（2）滾動軸承已實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，具有互換性，軸承損壞易于更換，便于安裝拆卸，維修方便。（3）結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，軸向尺寸（寬度）較小。（4）精度高，轉(zhuǎn)速高，磨損小。 （5）部分軸承具有自動調(diào)心的性能。 （6）適用于大批量生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)效率高。2缺點 （1）徑向尺寸大。（2）高速時噪音大。 （3）抗沖擊能力較差。（4）與滑動軸承相比，壽命較短。（5）安裝精度要求高，有時安裝困難（如位于

16、長軸中間）。 滾動軸承與滑動軸承相比較，各有優(yōu)缺點，各占有一定的適用場合，因此，兩者不能完全互相取代，并且各自向一定的方向發(fā)展，擴(kuò)大自己的領(lǐng)域。但是，由于滾動軸承的突出優(yōu)點，頗有后來者居上的趨勢。目前，滾動軸承已發(fā)展成為機(jī)械的主要支承型式，應(yīng)用愈來愈廣泛。8.2.4*滾動軸承類型的選擇（1）軸承的載荷 大?。簼L子軸承優(yōu)于球軸承 方向：徑向R（6、1、N） 軸向A（5） R+ A（7、3、6）滾動軸承的選擇原則：應(yīng)按不同工況條件和要求加以選擇，綜合考慮滾動軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)，轉(zhuǎn)速的高低，調(diào)心性能要求，支承剛度，結(jié)構(gòu)狀況及裝拆等，并盡可能做到經(jīng)濟(jì)合理且能滿足使用要求。1根據(jù)所受載荷大小

17、、方向、性質(zhì)選擇。 滾動軸承軸承的載荷 (方向)滾動軸承類型的選擇2根據(jù)軸承轉(zhuǎn)速和回轉(zhuǎn)精度選擇在轉(zhuǎn)速高、回轉(zhuǎn)精度要求高時，選球軸承；轉(zhuǎn)速低時，選滾子軸承；軸承載荷較大，或純軸向載荷的高速軸v5m/s，選角接觸球軸承（7），不選推力球軸承（5）。滾動軸承3根據(jù)調(diào)心性能選擇支承跨距大、軸剛性差、軸承座孔同軸度差或多點支承時，選調(diào)心軸承（ “1” 類）；徑向力大且徑向尺寸受限制時選滾針軸承（NA）。4考慮便于安裝和拆卸為便于軸承的裝拆，可選用內(nèi)圈與外圈可分離的軸承。如圓錐滾子軸承（3）、滾針軸承（NA）屬于內(nèi)、外圈可分離的軸承類型。5考慮經(jīng)濟(jì)性：球比滾子便宜，精度適宜在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡可能

18、選用普通結(jié)構(gòu)、便宜的球軸承。滾動軸承的公差等級共6個級別，其代號分別為：/P0（省）、/P6、/P6x、/P5、/P4、和/P2。精度依次由低級到高級，價格也依次升高，盡可能選用/P0級。8.3 滑動軸承8.3.1滑動軸承的特點、結(jié)構(gòu)滑動軸承：僅發(fā)生相對滑動摩擦的軸承。1滑動軸承的特點（1）優(yōu)點 壽命長，適于高速。 能承受沖擊和振動載荷。 運(yùn)轉(zhuǎn)精度高，工作平穩(wěn)，無噪聲。 結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便。 徑向尺寸小，承載能力大，可用于重載場合。 液體摩擦滑動軸承，摩擦損失與滾動軸承相差不多，如果能保證滑動表面被潤滑油分開而不發(fā)生接觸時，可以大大地減小摩擦損失和表面磨損，潤滑油膜具有緩沖和吸振能力。（2）缺

19、點 非液體摩擦滑動軸承，摩擦損失大；普通滑動軸承的起動摩擦阻力大。 設(shè)計、制造潤滑及維護(hù)要求較高。2滑動軸承的結(jié)構(gòu)滑動軸承一般由滑動軸承座、軸瓦或軸套構(gòu)成?；瑒虞S承座：裝有軸瓦或軸套的殼體 。滑動軸承8.3.2滑動軸承的類型及應(yīng)用1應(yīng)用（1）低速、重載或轉(zhuǎn)速特別高的場合（2）承受極大的沖擊和振動載荷的場合（3）對軸的支撐精度要求較高、特別精密的場合（4）裝配工藝要求軸承剖分的場合，軸承要求安裝在長軸或曲軸中間。（5）要求徑向尺寸小的場合例：機(jī)床、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、軋鋼機(jī)、大型電機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、鐵路機(jī)車、儀表、天文望遠(yuǎn)鏡等。2常用類型根據(jù)承受載荷的方向分為:徑向滑動軸承（承受徑向載荷）；止推滑動軸承（

20、承受軸向載荷）；徑向止推滑動軸承（同時承受徑向和軸向載荷）。常用徑向滑動軸承的結(jié)構(gòu)形式有整體式、剖分式、自動調(diào)心式三種。徑向滑動軸承(1)整體式滑動軸承（軸套、軸承座) 構(gòu)造簡單。無法調(diào)整軸承間隙，軸頸只能從端部裝入。 軸套：減摩材料 滑動軸承磨損后，只須更換軸套。(2)剖分式滑動軸承應(yīng)用較廣 構(gòu)成：軸承座、軸承蓋、剖分軸瓦、座蓋聯(lián)接螺栓。剖分面是水平的，也有斜的。 軸承蓋與軸承座的剖分面常作成階梯形，以便定位和防止工作時的錯動。 軸瓦磨損后可調(diào)整。裝拆方便?；瑒虞S承止推滑動軸承1-軸承座 2-襯套 3-軸套 4-止推墊圈 5-銷釘 軸瓦 整體式 剖分式 (1)整體式軸瓦（軸套） (2)剖分式軸瓦 由上、下兩半瓦組成，油溝應(yīng)開在非承載區(qū) 油槽長度一般取軸瓦軸向?qū)挾鹊?0（或4/5） 滑動軸承的潤滑1潤滑目的：減少工作表面間的摩擦和磨損，冷卻、散熱、防銹蝕及減振等作用。 2潤滑劑：潤滑油、潤滑脂3. 常用滑動軸承潤滑方式：間隙潤滑、連續(xù)潤滑滑動軸承的潤滑有連續(xù)供油與間歇供油兩種方式，連續(xù)供油有以下方法：芯捻或線紗式滴油潤滑、油環(huán)潤滑、浸油潤滑、壓力潤滑等；間歇供油用油壺或油杯供油。 階