《机械基础》第七章支撑零部件

1、第八章 支承零部件机械零件的正常转动，离不开轴、轴承的支撑。支承零部件是机械零件的重要组成部分。 本章学习常见轴、滑动轴承、滚动轴承的结构、特点为正确使用和维护掌握必要的知识。8.1 轴轴 第八章第八章 支承零部件支承零部件8.2 滑动轴承滑动轴承8.3 滚动轴承滚动轴承7.5第一节第一节 轴轴教学目标： 1.掌握轴的功用和结构 2.掌握轴的分类和影响轴结构的因素 3.了解轴的常用材料一、轴的结构一、轴的结构 1.1.功用：功用：(1(1）、支承回转零件。（）、支承回转零件。（2 2）、传递运动和转矩）、传递运动和转矩 轴颈轴颈 被支撑的部分，安装轴承处被支撑的部分，安装轴承处轴头轴头 安装轮

2、毂的部分安装轮毂的部分轴身轴身 连接轴颈和轴头的部分连接轴颈和轴头的部分2.2.结构：结构：轴颈轴头轴身（1）直）直 轴轴（2）曲）曲 轴轴（3）挠性钢丝轴）挠性钢丝轴3.轴的分类轴的分类按轴线形状不同，分为：按轴线形状不同，分为：各轴段轴线共线各轴段轴线共线各轴段轴线平行但不共线，实现转动和往复直线各轴段轴线平行但不共线，实现转动和往复直线运动的转换，有转轴和曲柄的功能运动的转换，有转轴和曲柄的功能内燃机及曲柄压力机器内燃机及曲柄压力机器具有良好的挠性，可将扭矩灵活的传到空间具有良好的挠性，可将扭矩灵活的传到空间的任何位置。的任何位置。牙科医生用于修磨牙齿的钢丝软轴和油门操纵软轴牙科医生用于

3、修磨牙齿的钢丝软轴和油门操纵软轴（1）、直轴的分类）、直轴的分类 1.按承载情况分按承载情况分分类分类应用特点应用特点应用实例心心轴轴固 定固 定心心 轴轴支撑转动的零件，只承支撑转动的零件，只承受弯矩受弯矩自行车的前自行车的前.后轴：后轴：支撑滑轮的轴支撑滑轮的轴转 动转 动心轴心轴火车的车轮轴火车的车轮轴转轴转轴既支撑转动零件，又传递既支撑转动零件，又传递动力：承受转矩和弯矩动力：承受转矩和弯矩机床主轴，减速器机床主轴，减速器中的轴中的轴传动轴传动轴传递动力，承受转矩传递动力，承受转矩桥式起重机的传动桥式起重机的传动轴，汽车中连接变轴，汽车中连接变速箱与后桥间的传速箱与后桥间的传动轴动轴。

4、 2.根据外形不同根据外形不同光轴光轴阶梯轴（应用最广泛）阶梯轴（应用最广泛）二、转轴的结构1、转轴正常工作结构上的要求：、转轴正常工作结构上的要求：（1）、轴上零件要有可靠的周向固定和轴向）、轴上零件要有可靠的周向固定和轴向固定。固定。（2）、轴应便于加工并尽量避免或减少应力）、轴应便于加工并尽量避免或减少应力集中。集中。（3）、轴上零件便于安装和拆卸。）、轴上零件便于安装和拆卸。2 2、轴上零件的固定、轴上零件的固定（）轴向固定（）轴向固定 作用：保证零件在轴上有确定的轴向位置。作用：保证零件在轴上有确定的轴向位置。 目的：防止零件作轴向移动，并能承受轴向目的：防止零件作轴向移动，并能承受

5、轴向力力 常用方法：轴肩、轴环、轴套、圆螺母、轴常用方法：轴肩、轴环、轴套、圆螺母、轴端挡圈等。端挡圈等。轴肩轴肩 轴肩：轴上截面突变的部位。轴肩：轴上截面突变的部位。 非定位轴肩：便于装拆、起过渡作用，非定位轴肩：便于装拆、起过渡作用， h=(12)mmh=(12)mm。 定位轴肩：起轴向定位作用。定位轴肩：起轴向定位作用。定位轴肩高度：定位轴肩高度： ）定位轴肩宽度定位轴肩宽度：b=1.4h特点：特点：结构简单， 定位可靠，可承 受较大的轴向力。套筒套筒特点：特点：结构简单，定位可靠，能承受较大轴向力。能同时固定两个零件的轴向位置，但两零件相距不宜太远，不宜高速。圆螺母圆螺母v特点：特点：

6、定位可靠，可承受较大的轴向力，装拆方便。但切制螺纹使轴的疲劳强度下降。止动垫片轴端挡圈轴端挡圈 特点：特点：固定可靠，能承受 较大的轴向力，用于轴端。 当用轴肩、轴环、套筒、 圆螺母、轴端挡圈进行零 件的轴向定位时，为保证 轴向定位可靠， 要求L轴轴L毂毂 。圆锥面圆锥面（+挡圈、螺母）特点：特点：能消除轴与 轮毂间的径向间隙， 能承受冲击载荷。 常用于高速轴端 且对中性要求高 或需经常拆卸的 场合 。弹性挡圈固定弹性挡圈固定特点：特点：结构简单紧凑，只能承受很小的轴向力，切槽需要一定的精度。常用于固定滚动轴承等的轴向定位。紧定螺钉固定紧定螺钉固定特点：特点：承受轴向力很小，亦可起周向固定作用

7、。适用于轴向力小，转速低的场合。2.2.周向固定周向固定 保证零件传递扭矩和防止零件与轴产生保证零件传递扭矩和防止零件与轴产生相对的转动。相对的转动。 常用的连接方式：平键、花键、销、过常用的连接方式：平键、花键、销、过盈配合、弹性环联接、成形联接等。盈配合、弹性环联接、成形联接等。4 4、轴的加工和装配工艺性、轴的加工和装配工艺性（1 1）轴径相近处的圆角、倒角、键槽等尺寸）轴径相近处的圆角、倒角、键槽等尺寸应一致；应一致；（2 2）固定不同零件的各键槽应布置在同一母）固定不同零件的各键槽应布置在同一母线上，以减少装夹次数；线上，以减少装夹次数；（3）需切制螺纹的轴段：螺纹退刀槽；（4）需磨

8、削的轴段：砂轮越程槽；（5）轴端应有倒角：c45便于装配；（6）过盈联接的轴头一般应有引导装配的锥度 ；（7）零件装配时应尽量不接触其它零件的配合表面；（8）轴肩高度应考虑零件拆卸方便 。5 5、提高轴承载能力的措、提高轴承载能力的措施施（1 1）结构设计方面）结构设计方面（减少应力集中）a a、相邻轴段直径不宜相差太大；、相邻轴段直径不宜相差太大；b b、过渡圆角半径不能太小，或用凹切圆角或、过渡圆角半径不能太小，或用凹切圆角或中间环；中间环；c c、尽量避免在轴上开横孔、凹槽等，合理选、尽量避免在轴上开横孔、凹槽等，合理选择键槽择键槽( (盘铣盘铣) )；d d、过盈配合轴段可采用一些特殊

9、结构、过盈配合轴段可采用一些特殊结构r1.05dddd1a)过盈配合应力集中 b)轮毂上开卸载槽 c)轴上开卸载槽 d)增大轴径（2 2）制造工艺方面）制造工艺方面（提高表面质量）a、降低表面粗糙度；b、对轴表面进行强化处理，如对表面辗压、喷丸处理等。1.1.轴的主要功能是（轴的主要功能是（ ）、（）、（ ）。）。2.2.轴按轴线情况不同可分为（轴按轴线情况不同可分为（ ）轴、（）轴、（ ）轴和）轴和（ ）轴。）轴。3.3.直轴按承载情况不同可分为（直轴按承载情况不同可分为（ ）、（）、（ ）和）和（ ）。）。4.4.自行车的前轮属于（自行车的前轮属于（ ）轴，减速器中的轴属于）轴，减速器中的

10、轴属于（ ）轴）轴, ,汽车中的变速箱属于（汽车中的变速箱属于（ ）轴。）轴。5.5.曲轴是内燃机等机器中用于（曲轴是内燃机等机器中用于（ ）运动和（）运动和（ ）运动相互转换的专用零件。运动相互转换的专用零件。6.6.（ ）轴有良好的扰性，它可以把回转运动灵活）轴有良好的扰性，它可以把回转运动灵活的传倒任何空间位置。的传倒任何空间位置。练练 习习 题题2、传递运动和转矩、传递运动和转矩支承回转零件支承回转零件直直曲曲挠性钢丝挠性钢丝传动轴传动轴心轴心轴转轴转轴心轴心轴转转传动传动往复往复旋转旋转挠性钢丝挠性钢丝1、传递运动和转矩、传递运动和转矩支承回转零件支承回转零件二、轴的材料及其选择二、

11、轴的材料及其选择 1.要求：要求： 应具有足够的疲劳强度，较小的应力集中敏感性和应具有足够的疲劳强度，较小的应力集中敏感性和 良好的加工性能。良好的加工性能。 2.材料：材料： 主要是优质碳钢，合金钢，其次是球墨铸铁和高强铸铁。主要是优质碳钢，合金钢，其次是球墨铸铁和高强铸铁。三、影响轴结构的因素三、影响轴结构的因素 1. 轴的毛坯种类轴的毛坯种类2. 轴上作用力的大小及其分布情况轴上作用力的大小及其分布情况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加工方法、装配方法以及其它特殊要求在选择轴的结构和

12、形状时，v应使轴的形状接近于等强度条件；应使轴的形状接近于等强度条件；v避免各轴段剖面突然改变，以降低局部应力集中；避免各轴段剖面突然改变，以降低局部应力集中；v改变轴上零件的布置和结构，可减小轴上的载荷；改变轴上零件的布置和结构，可减小轴上的载荷；v轴的结构应便于加工与装配，形状力求简单，阶梯轴的级数轴的结构应便于加工与装配，形状力求简单，阶梯轴的级数尽可能少，各段直径不能相差太大。尽可能少，各段直径不能相差太大。磨削轴段有越程槽磨削轴段有越程槽（1）轴上需磨削的轴段，应设置）轴上需磨削的轴段，应设置砂轮越程槽砂轮越程槽；（2）车制螺纹的轴段，应有）车制螺纹的轴段，应有螺尾退刀槽螺尾退刀槽；

13、（3）各圆角，倒角，砂轮越程槽及退刀槽等尺寸，尽可能）各圆角，倒角，砂轮越程槽及退刀槽等尺寸，尽可能 统一统一；（4）同一轴上的各个键槽，应开在）同一轴上的各个键槽，应开在同一母线同一母线位置上；位置上；（5）为便于装配，轴端应）为便于装配，轴端应倒角倒角；（6）轴肩高度不能妨碍）轴肩高度不能妨碍零件的拆卸零件的拆卸；（7）对于阶梯轴，应设计成）对于阶梯轴，应设计成两端小中间大两端小中间大的形状，便于零件的形状，便于零件从从两端装配两端装配。车制螺纹轴段有车制螺纹轴段有退刀槽退刀槽1.轴的主要功能是（轴的主要功能是（ ）、（）、（ ）。）。 2.轴按轴线情况不同可分为（轴按轴线情况不同可分为（

14、 ）轴、（）轴、（ ）轴和（）轴和（ ）轴。轴。3.直轴按承载情况不同可分为（直轴按承载情况不同可分为（ ）、（）、（ ）和（）和（ ）。）。 4.自行车的前轮属于（自行车的前轮属于（ ）轴，减速器中的轴属于（）轴，减速器中的轴属于（ ）轴轴 汽车中的变速箱属于（汽车中的变速箱属于（ ）轴。）轴。 5.曲轴是内燃机等机器中用于（曲轴是内燃机等机器中用于（ ）运动和（）运动和（ ）运动相互转）运动相互转换换 的专用零件。的专用零件。6.（ ）轴有良好的扰性，它可以把回转运动灵活的传倒任何）轴有良好的扰性，它可以把回转运动灵活的传倒任何空空 间位置。间位置。传递运动和转矩传递运动和转矩支承回转零件

15、支承回转零件直直曲曲挠性钢丝挠性钢丝传动轴传动轴心轴心轴转轴转轴心轴心轴转转传动传动往复往复旋转旋转挠性钢丝挠性钢丝第二节第二节 滑动轴承滑动轴承v教学目标：教学目标：v1.了解轴承的作用及分类了解轴承的作用及分类v2.掌握滑动轴承的结构与特点掌握滑动轴承的结构与特点v3.了解滑动轴承的安装与维护了解滑动轴承的安装与维护8.2滑动轴承滑动轴承一、轴承的作用一、轴承的作用 1.1.功用：功用：1 1）支承轴或轴上回转零件）支承轴或轴上回转零件2 2）保持轴线的旋转精度）保持轴线的旋转精度3) 3) 减少转轴与支承之间的摩擦和磨损减少转轴与支承之间的摩擦和磨损2.分类：分类： 根据摩擦性质，轴承分

16、为：根据摩擦性质，轴承分为：滚动轴承：广泛用于各种机器中滚动轴承：广泛用于各种机器中滑动轴承：要求不高或有特殊要求的场合，高速，滑动轴承：要求不高或有特殊要求的场合，高速， 重载，冲击较大重载，冲击较大 滚动轴承：滚动磨擦滚动轴承：滚动磨擦滑动轴承：滑动摩擦滑动轴承：滑动摩擦8.2滑动轴承滑动轴承二、滑动轴承二、滑动轴承 承受载荷的方向承受载荷的方向轴系和拆装的需要轴系和拆装的需要径向滑动轴承径向滑动轴承推力滑动轴承推力滑动轴承整体式整体式对开式对开式整体式滑动轴承整体式滑动轴承对开式滑动轴承对开式滑动轴承承受径向力承受径向力承受轴向力承受轴向力分类分类1. 径向滑动轴承径向滑动轴承 推力滑动

17、轴承推力滑动轴承径径向向滑滑动动轴轴承承一一)( 常用的径向滑动轴承有整体式常用的径向滑动轴承有整体式 、对开式两种形式。、对开式两种形式。 （1 1）整体式滑动轴承）整体式滑动轴承 1 1）结构）结构: : 由轴承座、轴瓦、轴由轴承座、轴瓦、轴颈等组成。颈等组成。油杯孔油杯孔轴瓦轴瓦轴承座轴承座 2 2）特点特点：a.a.结构简单、成本低结构简单、成本低b.b.装拆不便，磨损后轴承的径向间装拆不便，磨损后轴承的径向间隙无法调整隙无法调整c.c.适于低速、轻载或间隙工作的适于低速、轻载或间隙工作的机器。机器。2.结构结构（二）（二） 对开式滑动轴承对开式滑动轴承双头螺柱双头螺柱轴承盖轴承盖剖分

18、轴瓦剖分轴瓦轴承座轴承座调节垫片调节垫片特点：特点：a.a.结构复杂，安装方便结构复杂，安装方便 b.b.可以调整磨损造成的间隙可以调整磨损造成的间隙 c.c.用于中高速，重载的场合用于中高速，重载的场合（二）（二） 推力滑动轴承推力滑动轴承轴承座轴承座止推轴止推轴空心式：空心式：环式环式3.3.滑动轴承的材料滑动轴承的材料 1 1）. .对轴承材料的要求对轴承材料的要求基本要求：基本要求： 2）. 常用材料常用材料轴承合金轴承合金 ( (巴氏合金巴氏合金) )减摩性，耐磨性，抗胶粘性，摩擦顺应性，嵌入性，磨合性减摩性，耐磨性，抗胶粘性，摩擦顺应性，嵌入性，磨合性还应有足够的强度和抗腐蚀能力，

19、良好的导热性，工艺性和还应有足够的强度和抗腐蚀能力，良好的导热性，工艺性和经济性经济性铜合金铜合金粉末冶金粉末冶金铸铁铸铁非金属材料非金属材料8.2滑动轴承滑动轴承4 4、轴瓦、轴瓦 整体式轴瓦（轴套）整体式轴瓦（轴套）剖开式轴瓦剖开式轴瓦上上瓦瓦下下瓦瓦油油孔孔油油沟沟轴轴承承衬衬油沟的形状上轴瓦开有油孔和油沟，开在上轴瓦开有油孔和油沟，开在非承载区非承载区油孔：油孔：油沟：油沟：供应润滑油供应润滑油使润滑油均匀分布使润滑油均匀分布三三. 滑动轴承的安装、维护滑动轴承的安装、维护 滑动轴承安装要保证轴颈在轴承孔内转动灵活、滑动轴承安装要保证轴颈在轴承孔内转动灵活、准确、平稳。准确、平稳。 轴

20、瓦与轴承座孔要修刮贴实，轴瓦剖分面要高出轴瓦与轴承座孔要修刮贴实，轴瓦剖分面要高出0.050.1 ，以便压紧。整体式轴瓦压入时要，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。防止偏斜，并用紧定螺钉固定。 注意油路畅通，油路与油槽接通。注意油路畅通，油路与油槽接通。轴承使用过程中要经常检查润滑状况，防止轴瓦轴承使用过程中要经常检查润滑状况，防止轴瓦过度发热。过度发热。第三节第三节 滚动轴承滚动轴承v教学目标：教学目标：v1.1.熟悉滚动轴承的结构熟悉滚动轴承的结构. .类型类型 . .特点，代号和应用特点，代号和应用v2.2.了解滚动轴承的安装与维护及失效形式了解滚动轴承的安装与维护

21、及失效形式21341234一、滚动轴承的结构一、滚动轴承的结构 1.由由内圈内圈、外圈外圈、滚动体滚动体和和保持架保持架组成，组成，v内圈随轴颈转动内圈随轴颈转动; ;v外圈装在机座的轴承孔内，主要起支撑的作外圈装在机座的轴承孔内，主要起支撑的作用，一般不转动用，一般不转动; ;v保持架将滚动体沿滚道均匀的隔开保持架将滚动体沿滚道均匀的隔开2.每部分的作用：每部分的作用： 3.材料：材料：v（1 1）内外圈和滚动体：应具有高硬度和接触疲劳）内外圈和滚动体：应具有高硬度和接触疲劳强度，耐磨性和冲击韧性。采用含铬合金钢。强度，耐磨性和冲击韧性。采用含铬合金钢。v（2 2）保持架：采用低碳钢冲压而成

22、，也可用有色）保持架：采用低碳钢冲压而成，也可用有色金属或塑料金属或塑料 4.特点（与滑动轴承相比）：特点（与滑动轴承相比）：v（1 1）优点：摩擦系数小、启动灵敏、效率高、轴）优点：摩擦系数小、启动灵敏、效率高、轴向尺寸小。向尺寸小。v（2 2）缺点：抗冲击能力较差，高速时出现噪声，）缺点：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。工作寿命不及液体摩擦的滑动轴承。二、滚动轴承的分类二、滚动轴承的分类v1.1.按照所受载荷或公称接触角的不同，按照所受载荷或公称接触角的不同，（1 1）向心轴承）向心轴承: :主要承受径向载荷，如深沟球轴承主要承受径向载荷，如深沟球轴承（2

23、2）推力轴承）推力轴承: :仅承受轴向载荷，如推力球轴承。仅承受轴向载荷，如推力球轴承。（3 3）向心推力球轴承）向心推力球轴承: :同时承受径向载荷和轴向载同时承受径向载荷和轴向载荷，如圆锥滚子轴承。荷，如圆锥滚子轴承。v2.按滚动体的形状按滚动体的形状（1 1）球轴承）球轴承滚动体为球滚动体为球（2 2）滚子轴承）滚子轴承滚动体为滚子滚动体为滚子3.按工作时是否调心按工作时是否调心（1 1）调心轴承）调心轴承（2 2）非调心轴承）非调心轴承三、滚动轴承的代号三、滚动轴承的代号v按照按照GB/T2721993GB/T2721993规定，滚动轴承代号由前置规定，滚动轴承代号由前置代号、基本代号

24、和后置代号组成。代号、基本代号和后置代号组成。（1 1）类型代号）类型代号1 1、基本代号基本代号 基本代号是轴承代号的基础，用来表示轴基本代号是轴承代号的基础，用来表示轴承的基本类型、结构和尺寸。承的基本类型、结构和尺寸。由类型代号、尺由类型代号、尺寸系列代号和内径代号组成。寸系列代号和内径代号组成。如：如：63208 51209代号代号轴承类型轴承类型代号代号轴承类型轴承类型0 0双列角接双列角接触球轴承触球轴承5 5推力球轴承推力球轴承1 1调心球轴承调心球轴承6 6深沟球轴承深沟球轴承2 2调心滚子调心滚子 轴承轴承7 7角接触球角接触球 轴承轴承3 3圆锥滚子圆锥滚子 轴承轴承8 8

25、推力圆柱滚推力圆柱滚子轴承子轴承4 4双列深沟球双列深沟球轴承轴承N N圆柱滚子圆柱滚子 轴承轴承（2 2）尺寸系列代号：）尺寸系列代号：由宽度系列代号和直径系列代由宽度系列代号和直径系列代号组合而成，号组合而成，用一位数字，或一至两个字母表示，用一位数字，或一至两个字母表示，组合排列时，宽度系列在前，直径系列在后。组合排列时，宽度系列在前，直径系列在后。宽度系列代号：宽度系列代号： 表示内径表示内径, ,外径相同，宽度外径相同，宽度( (对推力轴承指高度）不同的系列，用一位数字表示对推力轴承指高度）不同的系列，用一位数字表示对多数轴承宽度系列代号为对多数轴承宽度系列代号为0 0时可省略时可省

26、略，直径系列代号：直径系列代号：表示同一内径，不同外径的系列，表示同一内径，不同外径的系列，用一位数字表示用一位数字表示（3 3）内径代号：）内径代号：用两位数字表示用两位数字表示代号代号 04-9904-990000010102020303内径内径 代号数字代号数字510101212151517172 2、前置、后置代号、前置、后置代号 前置、后置代号是轴承在结构形状、尺寸、前置、后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等方面有改变时，在其基本代公差、技术要求等方面有改变时，在其基本代号前后增加补充代号号前后增加补充代号。6 2 2 03轴承内径轴承内径 d=17 mm直径系列代号，直

27、径系列代号，2宽度系列代号，宽度系列代号，2深沟球轴承深沟球轴承 练一练3 0 2 13轴承内径轴承内径 d=513=65 mm直径系列代号，直径系列代号，2宽度系列代号，宽度系列代号，0 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 N 1 05 / P5公差等级公差等级5级级 轴承内径轴承内径 d=25 mm直径系列代号，直径系列代号，1(特轻特轻)系列系列 圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承 注：注：公差等级中公差等级中0级最低，向右依次增高，级最低，向右依次增高，2级最高。级最高。公差等级代号公差等级代号 代代 号号 省略省略 /P6 /P6x /P5 /P4 /P2公差等级符合标准的公差等级符合标准的 0级级 6级级 6x级级 5级级 4级级 2级级示示 例例 6203 6203/P6 30201/P6x 6203/P5 6203/P4 6203/P27 (0) 3 12 / P6轴承内径轴承内径 d=125=