中职《机械基础》（二版）模块八 轴与轴承（栾学钢等）云天课件

《机械基础》（第二版）P.211全国中职机械类统编教材（高教版）－－栾学钢等主编模块八轴与轴承

传动零件必须有支承才能正常工作。轴与轴承都属于支承零部件。轴的功用是直接支承齿轮、带轮、链轮等传动零件传递转矩和动力。轴本身又被支承起来，轴上被支承的部位称为轴颈。支承轴颈的支座就是轴承。轴承的功用是支承轴和轴上零件，保持轴的旋转精度，减少轴与支承之间的摩擦和磨损。轴承分为滑动轴承和滚动轴承两大类。

导语模块八轴与轴承轴及轴系零件一般在高转速下运行，很难清楚地观察到轴及传动零件、定位零件、轴承零件的实际工作状态，因此装配轴系零件时务必做到牢固可靠，防止其松脱伤人。轴承必须保持良好的润滑状态，一旦发现轴承零部件失效，应立即停机更换。本模块将介绍轴与轴承的结构、材料特点、实效形式以及安装与维护。P.211轴轴与轴承轴承径向滑动轴承推力滑动轴承思维导图P.211轴承的失效形式滑动轴承滚动轴承径向接触轴承角接触向心轴承角接触推力轴承轴向接触轴承滑动轴承：磨粒磨损、刮伤、胶合、疲劳剥落、腐蚀等滚动轴承：疲劳点蚀、塑性变形、磨粒磨损、黏着磨损等轴的失效形式：疲劳破坏主要承受弯矩：心轴既承受弯矩又承受转矩：

转轴主要承受转矩：传动轴模块八轴与轴承（1）了解轴的分类材料结构和应用；（2）了解滑动轴承的特点主要结构和应用；（3）理解滚动轴承的特点、常见类型及主要代号。考纲要求P.211模块八轴与轴承

8.1轴P.212轴的作用：支承机器中的旋转零件，传递转矩和运动。

例：汽车前后轮轴、传动轴、变速箱轴等等。

1．轴的结构8.1轴

一、轴的结构与特点P.212

轴的各部分名称轴颈、轴头、轴身、轴肩。

轴颈：被轴承支承的部位；

轴头：安装轮毂的部位；

轴身：连接各部分的部位；

轴肩：轴上零件轴向固定的凸环。

1）心轴只承受弯矩而不传递转矩（M≠0，T＝0）8.1轴

一、轴的结构与特点

P.2122.轴的分类

（1）按轴所受的载荷可分为转轴、传动轴和心轴三种心轴－自行车前轮轴

2.轴的分类

（1）按轴所受的载荷

可分为转轴、传动轴和心轴三种

2）转轴既传递转矩又承受弯矩（M≠0，T≠0）

大多数轴是转轴。齿轮轴——转轴8.1轴

一、轴的结构与特点

P.212

3）传动轴只传递转矩而不承受弯矩或弯矩很小（T≠0，M≈0）。8.1轴

一、轴的结构与特点

P.213

汽车驱动轴——传动轴2.轴的分类

（1）按轴所受的载荷

可分为转轴、传动轴和心轴三种直轴曲轴8.1轴

一、轴的结构与特点

P.213挠性钢丝软轴2.轴的分类

（2）按轴线的形状轴还可分为直轴、曲轴和挠性钢丝轴。

直轴曲轴8.1轴

一、轴的结构与特点

P.214挠性钢丝软轴及其绕制2.轴的分类

（2）按轴线的形状轴还可分为直轴、曲轴和挠性钢丝轴。

轴的材料：轴工作时多承受交变应力，易疲劳破坏。常采用碳素钢和合金钢。

1.优质碳素结构钢（中碳）有35、45、50等优质碳素结构钢，因具有一定的综合力学性能，应用较多。不重要的轴可用Q235、Q275等碳素结构钢。

2.合金结构钢合金钢40Cr（调质），20Cr、20CrMnTi（渗碳）等具有较高的综合力学性能，但价格较贵，多用于重要的主轴。8.1轴

二、轴的常用材料

P.215

高强度铸铁和球墨铸铁如：QT600-3、QT800-2等可用于制造复杂的曲轴、凸轮轴。

轴上通常装有带轮、链轮、齿轮等传动零件，因此轴上受的力既有径向力、圆周力，又有轴向力，如图所示。

将圆周力和轴向力平移到轴线上，使轴受到力偶的作用。

轴的受力不在同一个平面，属于空间力系。空间力系的平衡问题可以转化为几个平面力系的平衡问题。8.1轴

三、轴的受力分析

P.215轴的受力分析

影响轴结构形状的因素8.1轴

四、影响轴结构的因素P.216

（1）轴的毛坯种类；（2）轴上作用力的大小及分布情况；

（3）轴上零件的位置，配合性质及其连接固定的方法；（4）轴的加工方法、装配方法以及其它特殊要求。

轴的结构设计内容及要求

固定结构

轴上零件的轴向固定与周向固定；

P.216

工艺结构

轴上零件的安装工艺（圆角、倒角、退刀槽、砂轮越程槽、导向锥面等）。8.1轴

四、影响轴结构的因素

指出下图中轴结构不合理的地方。8.1轴

四、影响轴结构的因素P.216观察与思考图中错处改进设计后轴承：用来支承回转轴的部件。

轴承的分类：按摩擦性质分为滚动轴承和滑动轴承。

轴承的用途：滑动轴承用于高速、重载（大型）、高精及特殊等场合；

滚动轴承用于大量一般场合。

P.2178.2滑动轴承P.217

滑动轴承的特点（与滚动轴承相比）

主要优点：良好的耐冲击性和吸振性；运转平稳，旋转精度高，寿命较长，可做成剖分式。

主要缺点：安装、维护复杂，对润滑条件要求高，边界摩擦时磨损大。8.2滑动轴承

一、滑动轴承的分类、结构与特点滑动轴承：工作时，轴承和轴承支承面间形成直接或间接滑动摩擦的轴承。P.217

1.滑动轴承的分类按照承受载荷的方向：分为向心滑动轴承和推力滑动轴承。

根据轴系和拆装的需要，滑动轴承可分为整体式和对开式。

8.2滑动轴承

一、滑动轴承的结构与特点推力轴承向心轴承P.2172.滑动轴承的结构

(1)径向滑动轴承——又称向心滑动轴承，主要承受径向载荷。l）整体式滑动轴承

结构：由轴承座和轴瓦（套）组成，轴承座上部有油孔，整体衬套内有油沟，分别用以加油和引油，进行润滑。特点：这种轴承结构简单，价格低廉，但轴的装拆不方便，磨损后轴承的径向间隙无法调整。使用于轻载低速或间歇工作的场合。轴承衬套（轴瓦）8.2滑动轴承

一、滑动轴承的结构与特点

结构：由轴承座、轴承盖、对开式轴瓦、双头螺柱和垫片组成。

特点：轴承座轴承盖接合面作成阶梯形，为了定位对中，此处放有垫片，以便磨损后调整轴承的径向间隙，故装拆方便，广泛应用。剖分式（对开式）径向滑动轴承P.2182.滑动轴承的类型

(1)向心滑动轴承

2）对开式滑动轴承8.2滑动轴承

一、滑动轴承的结构与特点

剖分式（对开式）径向滑动轴承P.2182.滑动轴承的结构

(1)向心滑动轴承

2）对开式滑动轴承8.2滑动轴承

一、滑动轴承的结构与特点

止推滑动轴承轴颈结构P.2182.滑动轴承的结构

(2）推力滑动轴承——承受轴向载荷8.2滑动轴承

一、滑动轴承的结构与特点（a）空心式

（b）环式

轴瓦是滑动轴承的重要零件，它的结构设计是否合理，对滑动轴承性能影响很大。为了节省贵重材料或结构，常在轴瓦的内表面上浇注一层轴承合金，称为轴承衬。

轴瓦应具有一定的强度和刚度，在滑动轴承中定位可靠，便于注入润滑剂，容易散热，并且装拆、调整方便。P.2188.2滑动轴承

二、轴瓦的结构

轴瓦－－直接参与摩擦的材料。P.2188.2滑动轴承

二、轴瓦的结构常用的轴瓦分为整体式（轴套）和剖分式（轴瓦）两种。

整体式轴套可用于整体式轴承和剖分式轴承，而剖分式轴瓦只能用于剖分式轴承。整体式轴套（1）整体式轴瓦（轴套）

整体式轴瓦一般在轴套上开有油孔和油沟以便于润滑，粉末冶金制成的轴套一般不带油沟。P.2198.2滑动轴承

二、轴瓦的结构剖分式轴瓦（2）剖分式轴瓦

剖分式轴瓦由上、下两半瓦组成，上轴瓦开有油孔和油沟。轴瓦上的油孔用来供应润滑油，油沟的作用是使滑润油均匀分布，应开在非承载区。P.219

轴瓦和轴承衬的材料统称为滑动轴承材料。8.2滑动轴承

三、滑动轴承材料

1.滑动轴承的失效形式及对材料的要求滑动轴承的失效形式主要有磨粒磨损、刮伤、胶全、疲劳剥落及腐蚀等。针对上述失效形式，滑动轴承材料应满足以下要求：

（1）减摩性：材料副具有较低的摩擦系数。

（2）耐磨性：材料具有较好的耐磨损性能。

（3）抗黏性：材料具有较好的耐热性与抗黏性。

（4）摩擦顺应性：材料通过表层弹塑性变形来补偿滑动轴承表面初始配合不良的能力。

（5）嵌入性：材料能够容硬质颗粒嵌入，能减轻滑动轴承表面发生刮伤或磨粒磨损的性能。

（6）磨合性：轴瓦与轴颈表面经过短期轻载运行后，形成相互吻合的摩擦表面形状的能力。

轴瓦还应有足够的强度和抗腐蚀能力，良好的导热性、工艺性和经济性。P.2208.2滑动轴承

三、滑动轴承材料

2.常用滑动轴承材料常用的滑动轴承材料一是轴承合金、铜合金（青铜和黄铜两类）以及铸铁等金属材料，二是用不同金属粉末经压制烧结而成的多孔制金属材料，三是具有自润性和抗腐蚀性的工程塑料、具有自润性和减摩性的碳－石墨、以水为润滑剂的橡胶等非金属材料性。锡基巴氏合金轴瓦铅基巴氏合金轴瓦铝基内燃机轴瓦滑动轴承的安装与维护要达到以下要求：8.2滑动轴承

四、滑动轴承的安装与维护

（1）滑动轴承安装要保证轴颈在轴承孔内转动灵活、准确、平稳。

（2）轴瓦与轴承座孔要修刮贴实，轴瓦剖分面要高出0.05～0.1ｍｍ，以便压紧。整体式轴瓦压入时要防止偏斜，并用紧定螺钉固定。

（3）注意油路畅通，油路与油槽接通。刮研时油槽两边点子要软，以形成油膜，两端点子均匀，以防止漏油。

（4）注意清洁，修刮调试过程中凡能出现油污的机件，修刮后都要清洗涂油。

（5）轴承使用过程中要经常检查润滑、发热、振动问题。遇有发热（一般在60℃以下为正常）、冒烟、卡死以及异常振动、声响等要及时检查、分析，采取措施。P.220

1.滚动轴承的结构

典型滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。滚动轴承结构P.2218.3滚动轴承

一、滚动轴承的结构与材料

内圈：通常与轴一起随轴转动。（过盈或过渡配合）

外圈：通常与轴承孔内固定不动。（间隙或过渡配合）

2.滚动轴承的材料P.2228.3滚动轴承

一、滚动轴承的结构对轴承钢的要求：高硬度和接触疲劳强度、良好的耐磨性和冲击韧性。

滚动轴承材料：滚动轴承钢GCr15等等，主要是滚动体与内圈、外圈的材料。

3.滚动轴承特点

与滑动轴承相比，滚动轴承具有摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、润滑简便和易于互换的优点，因此获得广泛应用。

它的缺点是抗冲击能力较差，高速时出现噪声，工作寿命不及液体摩擦的滑动轴承。

由于滚动轴承已经标准化并由轴承厂大批生产，所以较滑动轴承应用更为广泛。

1.按滚动体的形状分P.222

8.3滚动轴承

二、滚动轴承的分类球滚子滚针圆锥滚子球面滚子球面圆锥

2.按接触角α（轴承的受力方向）分类

（1）向心轴承

主要用于承受径向载荷的滚动轴承，有径向接触轴承（α＝0）和角接触向心轴承（0

<α<45°）两类。P.222

（2）推力轴承

主要用于承受轴向载荷的滚动轴承，有轴向接触推力轴承（α＝90°）和角接触推力轴承（45°

<α<90°）两类。8.3滚动轴承

二、滚动轴承的分类

3.按调心性能分调心轴承与不调心轴承P.2228.3滚动轴承

二、滚动轴承的分类球滚子滚针圆锥滚子球面滚子球面圆锥不调心轴承调心轴承微调心轴承

滚动轴承的类型

P.222常用滚动轴承8.3滚动轴承

二、滚动轴承的分类

常用滚动轴承的类型P.2228.3滚动轴承

二、滚动轴承的分类

2球面滚子轴承3圆锥滚子轴承7角接触轴承N圆柱滚子轴承 5推力轴承6

深沟球轴承

国家标准规定，滚动轴承代号：

由前置代号、基本代号、后置代号三部分组成P.223前置代号基本代号后置代号一二三四五成套轴承分部件类型代号尺寸系列代号内径代号内部结构密封结构轴承材料保持架及其材料游隙公差等级其他宽度系列代号直径系列代号602048.3滚动轴承

二、滚动轴承的分类认标记识参数滚动轴承代号1.基本代号

（1）滚动轴承的类型代号

（右起第五位）P.223

2球面滚子轴承3圆锥滚子轴承5推力轴承

6

深沟球轴承7角接触轴承N圆柱滚子轴承8.3滚动轴承

二、滚动轴承的分类认标记识参数滚动轴承代号1.基本代号

（1）滚动轴承的

类型代号（右起第五位）P.2238.3滚动轴承

二、滚动轴承的分类认标记识参数滚动轴承代号1.基本代号

（1）滚动轴承的

类型代号（右起第五位）特别关注：深沟球轴承60000型

◆深沟球轴承结构简单，使用方便，是生产批量最大、应用范围最广的一类轴承。主要承受径向载荷，也可承受一定的轴向载荷。当增大轴承的径向游隙时，具有角接触球轴承的功能，可承受较大的轴向载菏，但不能单独承受轴向负荷。

◆与同尺寸其它类型轴承相比，此类轴承磨擦系数小，极限转速高。

◆其产量占轴承总产量的60%∽70%，是产量最高、使用最广、价格最低廉的一类轴承。60000型6204

P.2238.3滚动轴承

二、滚动轴承的分类认标记识参数滚动轴承代号代号7890123456宽度系列---特窄---窄正常宽特宽直径系列超特轻超轻特轻轻中重-----内径相同，而直径系列代号不同的四种轴承的比较。

同一内径下，轴承可以有不同的宽度和直径，以适应各种要求。

内径相同的不同直径系列1.基本代号

（2）尺寸系列代号（右起三、四位）P.2238.3滚动轴承

二、滚动轴承的分类认标记识参数滚动轴承代号宽度系列代号（右起第四位）宽度代号为0省略，（如：602046204）直径系列代号（右起第三位）直径代号中的0不可省略。1.基本代号（3）内径代号基本代号右起第一、二位（重点）。

例：6203d=17mmNU307

d=35mm60210

d=50mmP.2238.3滚动轴承

二、滚动轴承的分类认标记识参数滚动轴承代号前置代号基本代号后置代号一二三四五成套轴承分部件类型代号尺寸系列代号内径代号内部结构密封结构轴承材料保持架及其材料游隙公差等级其他宽度系列代号直径系列代号602042.前置代号、后置代号

前置代号与后置代号都是有关轴承的补充代号，代号位置在基本代号的前、后，一般无特别补充时，省略不标。P.2248.3滚动轴承

二、滚动轴承的分类认标记识参数滚动轴承代号

1）采用压入法时（小过盈），用套筒等安装工具安装轴承。P.2248.3滚动轴承

三、滚动轴承的安装与维护2）装、拆滚动轴承时，绝对不准让滚动体受力。

3）滚动轴承的润滑P.2248.3滚动轴承

三、滚动轴承的安装与维护润滑的目的在于降低摩擦功耗，减少磨损，同时还起到冷却、吸振、防锈等作用。轴承能否正常工作，和选用润滑剂正确与否有很大关系。润滑剂分为：液体润滑剂——润滑油；半固体润滑剂——润滑脂；固体润滑剂等。

安装时在安装面上涂润滑油，便于安装。4）较大过盈时要有温差法：用80－90°C热油加热轴承。

8.3滚动轴承

三、滚动轴承的安装与维护P.2245）安装推力轴承时，注意一个动