模块10 轴系、零部件

1、 机机 械械 基基 础础机械工程系机械工程系20142014年年5 5月月模块10 轴系、零部件 轴 轴承 联轴器、离合器和制动器v学习目标学习目标：v 掌握轴结构的特点、轴上零件的固定方法及轴的常用材料v知识要点：知识要点：v 对轴的一般要求及轴上零件的固定方法课题1 轴一、概述一、概述1.1.功用功用1 1）支承回转运动零件；）支承回转运动零件；2 2）传递转矩和运动）传递转矩和运动2.2.类型类型按其结构形状分为按其结构形状分为光轴光轴和和阶梯轴阶梯轴。阶梯轴阶梯轴光轴光轴按轴的轴线形状可分为按轴的轴线形状可分为: :直轴、曲轴、挠性轴直轴、曲轴、挠性轴曲曲 轴轴挠性钢丝轴挠性钢丝轴直轴

2、直轴按轴功用和承载情况，可分为三种类型：按轴功用和承载情况，可分为三种类型： 转轴转轴既传递转（扭）矩又承受弯矩既传递转（扭）矩又承受弯矩 心轴心轴只承受弯矩只承受弯矩 传动轴传动轴只传递转（扭）矩只传递转（扭）矩自行车前轴自行车前轴-心轴心轴汽车的传动轴汽车的传动轴 减速器轴减速器轴转轴转轴此外，轴还可以分为实心轴和空心轴。此外，轴还可以分为实心轴和空心轴。典型转轴结构实例典型转轴结构实例二、轴的结构设计二、轴的结构设计1.1.一般轴结构设计的基本要求一般轴结构设计的基本要求(4)(4)形状、尺寸要求形状、尺寸要求 改善载荷分布和有利于减改善载荷分布和有利于减 少应力集中。少应力集中。轴的结

3、构设计的概念轴的结构设计的概念确定轴的外形及全部结构尺寸。确定轴的外形及全部结构尺寸。(1)(1)定位要求定位要求 要求轴和轴上零件要有准确要求轴和轴上零件要有准确 的工作位置。的工作位置。(2)(2)固定要求固定要求 要求轴上各零件的位置要可要求轴上各零件的位置要可 靠地固定。靠地固定。(3)(3)工艺要求工艺要求 轴的结构应便于轴的加工和轴的结构应便于轴的加工和 轴上零件装拆（装配）。轴上零件装拆（装配）。2. 2. 零件在轴上的固定零件在轴上的固定 1 1）轴肩和轴环）轴肩和轴环 （1 1）轴上零件的）轴上零件的轴向定位和固定轴向定位和固定 轴肩和轴环是轴段因直径变化而形成的结构，轴肩和

4、轴环是轴段因直径变化而形成的结构，都对轴上零件起单向定位和固定作用。都对轴上零件起单向定位和固定作用。 正确结正确结构构错误结构错误结构2 2）轴端挡圈和圆锥面）轴端挡圈和圆锥面 轴端挡圈和圆锥面 两者常结合起来使用，轴上零件装拆方便。两者常结合起来使用，轴上零件装拆方便。轴端挡圈和圆柱面注意：注意：主要用于轴上零件与轴的同心度要求较高主要用于轴上零件与轴的同心度要求较高或轴受振动的场合，且多用于轴端。或轴受振动的场合，且多用于轴端。3 3）套筒和圆螺母）套筒和圆螺母 注意：注意：轴上两零件相距较近时，轴上两零件相距较近时，一般采用套筒；当两零件相距一般采用套筒；当两零件相距较远时较远时 ，可

5、采用圆螺母。，可采用圆螺母。 应力集中，削弱强度套筒套筒4 4）弹性挡圈和紧定螺钉）弹性挡圈和紧定螺钉 结构简单，但只能承受较小的轴向力。结构简单，但只能承受较小的轴向力。 （2 2）轴上零件的）轴上零件的周向定位和固定周向定位和固定 平键连接花键连接过盈配合销连接成形连接3 3、轴的结构工艺性、轴的结构工艺性 （1 1）轴的结构应便于轴上零件的装拆和固定）轴的结构应便于轴上零件的装拆和固定通常做成阶梯轴。通常做成阶梯轴。轴的结构应便于加工制造轴的结构应便于加工制造（a a）轴上需切制螺纹时应留出退刀槽；）轴上需切制螺纹时应留出退刀槽；（b b）轴段需磨削时应留有砂轮越程槽；）轴段需磨削时应留

6、有砂轮越程槽；（2 2）轴端和各轴段端部应有）轴端和各轴段端部应有4545 倒角，轴上的倒角倒角，轴上的倒角和圆角半径尽量一致；和圆角半径尽量一致；（3 3）不同轴段有几个键槽时应位于同一母线上。）不同轴段有几个键槽时应位于同一母线上。 （4 4）为便于加工，轴的两端面上应做出中心孔）为便于加工，轴的两端面上应做出中心孔（5 5）轴的结构应便于减少应力集中）轴的结构应便于减少应力集中1 1）尽量减少阶梯数；）尽量减少阶梯数；2 2）相邻轴段尺寸变化尽量小，且要有过渡圆角；）相邻轴段尺寸变化尽量小，且要有过渡圆角；4 4）提高轴的表面质量，降低表面粗糙度数值。提高轴的表面质量，降低表面粗糙度数值

7、。3 3）尽量避免在轴上开横孔、凹槽和加工螺纹；）尽量避免在轴上开横孔、凹槽和加工螺纹；凹切圆角凹切圆角过渡肩环过渡肩环卸荷槽卸荷槽（4 4）与零件相配合的轴头直径，应采用国家标准规）与零件相配合的轴头直径，应采用国家标准规定的标准尺寸。定的标准尺寸。 轴的尺寸轴的尺寸 确定轴的直径除应考虑满足强度与刚度要求外，确定轴的直径除应考虑满足强度与刚度要求外，还要考虑下面因素的影响：还要考虑下面因素的影响：（1 1）与滚动轴承配合的轴颈直径，必须符合滚动轴）与滚动轴承配合的轴颈直径，必须符合滚动轴 承内径的标准；承内径的标准；（2 2）轴上车制螺纹部分的直径，必须符合螺纹标准；）轴上车制螺纹部分的直

8、径，必须符合螺纹标准；（3 3）安装联轴器的轴头直径应与联轴器的孔径范围）安装联轴器的轴头直径应与联轴器的孔径范围 相适应；相适应；三、轴的材料三、轴的材料1.1.选择轴的材料时应主要考虑的因素：选择轴的材料时应主要考虑的因素：（1 1）轴的强度、刚度及耐磨性要求；）轴的强度、刚度及耐磨性要求；（2 2）轴的热处理方法及机加工工艺性的要求；）轴的热处理方法及机加工工艺性的要求；（3 3）轴的材料来源和经济性等。）轴的材料来源和经济性等。2.2.轴的常用材料轴的常用材料（2 2）3535、4040等优质碳素钢，其中价廉物美的等优质碳素钢，其中价廉物美的45 45 应用最普遍。应用最普遍。（1 1

9、）碳素结构钢，如）碳素结构钢，如Q235Q235、Q275Q275等。等。附：轴常用材料及机械性能表 （4 4）球墨铸铁，代替合金结构钢做形状复杂）球墨铸铁，代替合金结构钢做形状复杂 的轴，吸振性好，对应力敏感性低。的轴，吸振性好，对应力敏感性低。3.3.轴的毛坯形式轴的毛坯形式一般采用轧制的圆钢或锻件。一般采用轧制的圆钢或锻件。（3 3）合金钢，如）合金钢，如35CrMo35CrMo、40Cr40Cr等，比碳钢更好等，比碳钢更好 的机械性能和淬透性，价格更高。的机械性能和淬透性，价格更高。轴的常用材料及其机械性能表轴的常用材料及其机械性能表v学习目标学习目标：v 掌握常用滚动轴承的类型与特点

10、，了解其受载和失效情况，掌握轴承计算方法和滚动轴承、组合结构设计的方法与原则，了解滑动轴承类型特点及应用v知识要点：知识要点：v 滚动轴承的类型选择，滚动轴承的寿命计算和组合设计课题2 轴承轴承：轴承：机器中主要通用部件之一（多数已标准化）。机器中主要通用部件之一（多数已标准化）。功能：功能：用来支承轴（运动副：转动副、移动副），用来支承轴（运动副：转动副、移动副），用以保证轴旋转精度；用以保证轴旋转精度；减少轴与支承物间的摩擦和磨损。减少轴与支承物间的摩擦和磨损。滑动轴承滑动轴承滚动轴承滚动轴承轴承轴承无剖分，中间轴承安装困难无剖分，中间轴承安装困难适用于高速、高精度、重载及要适用于高速、高

11、精度、重载及要求剖分的场合可在很恶劣的条件求剖分的场合可在很恶劣的条件下工作，且调整、安装方便下工作，且调整、安装方便类别：类别：一 轴承的功用和类型青铜轴承青铜轴承 边界润滑专用轴承边界润滑专用轴承 边界自润滑轴承边界自润滑轴承 双金属轴承双金属轴承 青铜自润滑卷制轴承青铜自润滑卷制轴承 往复运动轴承往复运动轴承 二、滚动轴承的组成、类型及特点1.1.组成组成球球圆柱滚子圆柱滚子圆锥滚子圆锥滚子滚针滚针鼓形滚子鼓形滚子滚动体的类型滚动体的类型滚动轴承滚动体与内外圈之间是点或线接触，接触应力较大滚动体与内外圈均采用高强度、耐磨性较好的滚动轴承钢。GCr15 GCr6 GCr15SiMn等。保持

12、架多采用软钢冲压后铆接或焊接而成，高速轴承多采用有色金属或塑料保持架2、滚动轴承的类型及特点、滚动轴承的类型及特点分类分类（1 1）按滚动体形状分）按滚动体形状分球轴承球轴承滚子轴承滚子轴承（2 2）按滚动体列数分）按滚动体列数分单列单列双列双列多列多列公称接触角公称接触角：滚动轴承中滚动体与外圈接触处的法滚动轴承中滚动体与外圈接触处的法线与垂直于轴承轴心线的经向平面之间的夹角。线与垂直于轴承轴心线的经向平面之间的夹角。向心向心角接触轴承角接触轴承径向径向接触轴承接触轴承推力推力角接触轴承角接触轴承轴向轴向接触轴承接触轴承（3 3）按轴承所承受的载荷方向不同分：）按轴承所承受的载荷方向不同分：

13、向心轴承向心轴承仅承受径向载荷（垂直于回转轴线） 推力轴承推力轴承仅承受轴向载荷（沿着或平行于回转轴线） 滚动轴承滚动轴承向心推力轴承向心推力轴承同时承受径向和轴向载荷 深沟球轴承推力球轴承角接触球轴承GB/T 271-1997滚动轴承分类滚动轴承分类深沟球轴承深沟球轴承角接触球轴承角接触球轴承调心球轴承调心球轴承滚针轴承滚针轴承圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承推力球轴承推力球轴承3、滚动轴承的代号、滚动轴承的代号前置代前置代号号基本代号基本代号后置代号后置代号成套轴承的分部件（以字母表示）一二三 四 五 内部结构密封与防尘结构保持架与材料特殊轴承材料公差等级游隙多轴承配置其它

14、类型代号尺寸系列代号内径代号宽度系列直径系列基本代号基本代号表示轴承的基本类型和尺寸，是主体代号。表示轴承的基本类型和尺寸，是主体代号。(1)(1)类型代号：用数字或字母表示类型代号：用数字或字母表示NANA- -滚针轴承滚针轴承1 1- -调心球轴承调心球轴承2 2- -调心滚子轴承调心滚子轴承3 3- -圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承5 5- -推力球轴承或双向推力球轴承推力球轴承或双向推力球轴承6 6- -深沟球轴承深沟球轴承7 7- -角接触球轴承角接触球轴承8 8- -推力圆柱滚子轴承推力圆柱滚子轴承N N- -圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承类型代号类型代号GB/T 272-93滚动轴承代号方法

15、滚动轴承代号方法(2)(2)尺寸系列代号：由宽度系列和直径系列组成尺寸系列代号：由宽度系列和直径系列组成0 (0 (窄窄) )（常省略）（常省略）1 (1 (正常正常) )2 (2 (宽宽) )3 3，4 4，5 5，6 6 ( (特宽特宽) )宽度系列宽度系列0 (0 (特轻特轻) )2 (2 (轻轻) )3 (3 (中中) )4 (4 (重重) )直径系列直径系列GB/T 272-93滚动轴承代号方法滚动轴承代号方法尺寸系列代号：由轴承的宽尺寸系列代号：由轴承的宽( (高高) )度系列代号和直径系列代号组合而成。度系列代号和直径系列代号组合而成。(3)(3)公称内径代号公称内径代号公称内径

16、在公称内径在10102020mm之间时：之间时： 尺寸（mm）10121517代号00010203 公称内径在公称内径在2020495495mm之间，代号为内径除以之间，代号为内径除以5 5的商。的商。 公称内径公称内径500500mm以及以及2222mm、2828mm、3232mm特殊值时，代号用内径毫米数直接表示，并用特殊值时，代号用内径毫米数直接表示，并用“/ ”/ ”与尺寸系列代号隔开。与尺寸系列代号隔开。GB/T 272-93滚动轴承代号方法滚动轴承代号方法前置代号前置代号后置代号后置代号用字母表示。如用字母表示。如圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承中的中的“”表示轴承可分离内圈表示轴承可分离

17、内圈公差等级代号公差等级代号（共六组）（共六组），x，6，( (省略）省略）高低 前置、后置代号：是轴承在结构形状、尺寸、公前置、后置代号：是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时，在其基本代号左右添加的差、技术要求等有改变时，在其基本代号左右添加的补充代号。补充代号。前置代号用字母表示。前置代号用字母表示。GB/T 272-93滚动轴承代号方法滚动轴承代号方法游隙代号游隙代号游隙：游隙：滚动轴承内外圈之间沿径向或轴向可滚动轴承内外圈之间沿径向或轴向可相对移动的最大距离。相对移动的最大距离。（省略省略），代号代号（共六组）：（共六组）：注意：注意：当公差等级和游隙组别代号同时标注时，当

18、公差等级和游隙组别代号同时标注时，游隙代号前的游隙代号前的“”可省略。可省略。(3)(3)部分轴承内部结构代号部分轴承内部结构代号代号代号含含 义义角接触球轴承，角接触球轴承，= 25= 25角接触球轴承，角接触球轴承，= 40= 40角接触球轴承，角接触球轴承，= 15= 15(4)其他其他在轴承振动、噪声、摩擦力矩、工作温度、润滑等在轴承振动、噪声、摩擦力矩、工作温度、润滑等要求特殊时，其代号按要求特殊时，其代号按JB 2974的规定。的规定。内部结构代号内部结构代号GB/T 272-93滚动轴承代号方法滚动轴承代号方法密封、防尘与密封、防尘与外部形状变化外部形状变化代号及含义代号及含义G

19、B/T 272-93滚动轴承代滚动轴承代号方法号方法公差等级代号公差等级代号GB/T 272-93滚动轴承代号方法滚动轴承代号方法游隙代号游隙代号GB/T 272-93滚动轴承代号方法滚动轴承代号方法配配 置置 代号代号GB/T 272-93滚动轴承代号方法滚动轴承代号方法例：说明轴承代号例：说明轴承代号7208AC7208AC和和6308/P636308/P63的意义。的意义。7208AC7208AC：公称接触角公称接触角 25公差等级为公差等级为0 0级；级；内径内径d=40mmd=40mm；公差等级为公差等级为6 6级；级；径向游隙为径向游隙为3 3组。组。内径内径d=40mmd=40m

20、m；角接触球轴承；角接触球轴承；直径为直径为2 2系列；系列；宽度为宽度为0 0系列；系列；游隙为游隙为0 0组。组。6308/P636308/P63： 深沟球轴承；深沟球轴承；宽度为宽度为0 0系列；系列；直径为直径为3 3系列；系列；4、滚动轴承的类型选择、滚动轴承的类型选择载荷；转速；刚度；调心；载荷；转速；刚度；调心；结构尺寸；拆装；经济性等结构尺寸；拆装；经济性等2.2.具体考虑以下几点：具体考虑以下几点：(1)(1)载荷载荷较大较大或有或有冲击冲击载荷时，宜用载荷时，宜用滚子滚子轴承；否则轴承；否则宜用球轴承。宜用球轴承。(2)(2)当只受径向载荷或只受轴向载荷时宜分别选用径当只受

21、径向载荷或只受轴向载荷时宜分别选用径向接触轴承和轴向接触轴承；向接触轴承和轴向接触轴承；1.1.主要考虑因素：主要考虑因素：既有径向载荷又有轴向载荷时，若以径向载荷为既有径向载荷又有轴向载荷时，若以径向载荷为主，主，宜宜选用选用深沟球轴承深沟球轴承；(3)(3)当当转速较高转速较高时，宜用时，宜用球轴承球轴承。(4)(4)当当支承刚度支承刚度要求较要求较高高时，宜用时，宜用滚子轴承滚子轴承。(5)(5)当轴的当轴的挠曲变形大挠曲变形大或两孔或两孔轴心偏差较大轴心偏差较大或支承或支承跨跨度大度大时，宜选用时，宜选用调心调心轴承。轴承。(6)(6)为便于轴承的装拆，宜选用内、外圈可分离的轴承。为便

22、于轴承的装拆，宜选用内、外圈可分离的轴承。(7)(7)经济上，球轴承比滚子轴承便宜；精度低的轴承比经济上，球轴承比滚子轴承便宜；精度低的轴承比精度高的轴承便宜；普通结构轴承比特殊结构轴承便宜。精度高的轴承便宜；普通结构轴承比特殊结构轴承便宜。既有径向载荷又有轴向载荷时，若径向载荷和轴既有径向载荷又有轴向载荷时，若径向载荷和轴向载荷均较大，宜选用向载荷均较大，宜选用向心角接触轴承向心角接触轴承。轴承承受径向力轴承承受径向力Fr时，外圈固定，内圈时，外圈固定，内圈随轴转动随轴转动滚动体滚动，内外圈与滚动体的接触点滚动体滚动，内外圈与滚动体的接触点不断发生变化，不断发生变化，表面接触应力随着位置的不

23、同做脉动循表面接触应力随着位置的不同做脉动循环变化。环变化。滚动体在上表面不受力，最下面受载最滚动体在上表面不受力，最下面受载最大（受力不均匀大（受力不均匀受力变化：小受力变化：小大大小）小）轴承元件受到脉动循环的接触应力，容轴承元件受到脉动循环的接触应力，容易造成失效易造成失效5、滚动轴承的失效形式、滚动轴承的失效形式（1） 滚动轴承的受载情况分析滚动轴承的受载情况分析承载区承载区（2 2） 失效形式失效形式（1 1）疲劳点蚀（主要形式）疲劳点蚀（主要形式）（2 2）塑性变形）塑性变形 接触变应力的反复作用，滚动体、内外圈接触变应力的反复作用，滚动体、内外圈滚道表面出现的金属微粒剥落，形成麻

24、点。滚道表面出现的金属微粒剥落，形成麻点。（3 3）磨损）磨损（4 4）胶合）胶合 受较大静载荷或冲击载荷时，局部应力超过材受较大静载荷或冲击载荷时，局部应力超过材料屈服极限时产生塑性变形。料屈服极限时产生塑性变形。6、滚动轴承支承结构类型、滚动轴承支承结构类型（1 1）两端（单向）固定支承）两端（单向）固定支承用于跨距用于跨距L 350mm或工作温度或工作温度t70C，结构简单。，结构简单。为补偿轴受热伸长，在轴承为补偿轴受热伸长，在轴承外圈外圈与轴承盖之间留有补偿间隙与轴承盖之间留有补偿间隙C=0.25C=0.250.35mm0.35mm。间隙通过轴承盖与机座之间的调整垫片来。间隙通过轴承

25、盖与机座之间的调整垫片来调整。调整。（2 2）一端双向固定，一端游动）一端双向固定，一端游动用于跨距用于跨距L350mm或工作温度或工作温度t 70C。（3 3）两端游动）两端游动对人字齿对人字齿轮传动，通常轮传动，通常大齿轮所在的大齿轮所在的轴为两端固定轴为两端固定支承，小齿轮所在支承，小齿轮所在的轴采用两端游动的轴采用两端游动支承，允许小齿轮支承，允许小齿轮轴承部件作轴向游轴承部件作轴向游动，以补偿因人字动，以补偿因人字齿轮两侧齿的螺旋齿轮两侧齿的螺旋角不完全对称而使角不完全对称而使轮齿卡死或两侧受轮齿卡死或两侧受力不均匀的影响。力不均匀的影响。7、滚动轴承的轴向固定、滚动轴承的轴向固定（

26、1 1） 轴承内圈的轴向固定轴承内圈的轴向固定轴肩轴肩和弹性挡圈轴肩和轴端挡圈轴肩和圆螺母、止动垫片（2 2）轴承外圈的轴向固定）轴承外圈的轴向固定轴承盖凸肩和孔用弹性挡圈凸肩和轴承盖三三 滑动轴承滑动轴承径向滑动轴承：径向滑动轴承：主要承受主要承受径向载荷径向载荷止推滑动轴承：主要承受止推滑动轴承：主要承受轴向载荷轴向载荷完全液体润滑滑动轴承完全液体润滑滑动轴承不完全液体润滑滑动轴承不完全液体润滑滑动轴承按承载方向分按承载方向分按摩擦状态分按摩擦状态分1. 滑动轴承的类型和特点滑动轴承的类型和特点（1）类型（1 1）整体式滑动轴承）整体式滑动轴承 1 1）构成：）构成：轴承座、轴瓦轴承座、轴

27、瓦径向滑动轴承径向滑动轴承3 3）应用：）应用：用于低速、轻载或间歇工作的机器。用于低速、轻载或间歇工作的机器。2 2）特点：）特点： 结构简单、成本低结构简单、成本低 轴套磨损后，间隙轴套磨损后，间隙无法调整无法调整 装拆不便（只能从装拆不便（只能从轴端装拆）轴端装拆）2 滑动轴承的结构滑动轴承的结构2.2.剖分（对开）式滑动轴承剖分（对开）式滑动轴承轴承座、轴承盖、轴承座、轴承盖、对开轴瓦、双头螺柱对开轴瓦、双头螺柱对开面上有阶梯型止对开面上有阶梯型止口，并放有垫片，磨损后口，并放有垫片，磨损后可方便地调整径向间隙。可方便地调整径向间隙。拆装方便。拆装方便。（1 1）构成：）构成：（2 2

28、）特点：）特点：（3 3）应用：广泛。）应用：广泛。3.3.自动调心式滑动轴承自动调心式滑动轴承（1 1）构成及特点：）构成及特点：（2 2）应用：）应用：轴瓦外表面做成球面轴瓦外表面做成球面状，与轴承盖和轴座的内状，与轴承盖和轴座的内表面相配合，适应轴颈在表面相配合，适应轴颈在轴弯曲时产生的偏斜，减轴弯曲时产生的偏斜，减小磨损。小磨损。轴的刚度小或两轴孔轴的刚度小或两轴孔难以保证同心时采用。难以保证同心时采用。3 3 滑动轴承的材料滑动轴承的材料v基本要求：足够的抗压强度、抗疲劳、抗冲击能力；良好的减摩性，f系数小，阻力小；耐磨性好，抗粘着磨损、磨粒磨损；跑合性好，接触面不平度、尽快吻合；可

29、塑性好，消除几何制造误差的能力；具有嵌藏性，容纳金属碎、灰尘的能力；良好的工艺性、导热性、一定的抗腐蚀能力轴瓦是滑动轴承中的重要零件，轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料。轴瓦的主要失效形式是磨损，因强度不足而出现的疲劳损坏和因工艺原因出现的轴承衬脱落现象也会发生。v轴瓦和轴承衬（基体上浇注的一层金属层材料的总称） 。v主要有锡基和铅基轴承合金（轴承合金、白和金、巴氏合金）、铸造铜合金；v粉末冶金压制含油轴承；v非金属材料：塑料、橡胶、陶瓷等。4、轴瓦结构有整体式有整体式和对开式和对开式v摩擦 摩擦就是两个相互接触的物体在外力的作用下发生相对运动或具有相对运动的趋势时，在接触表面间产生的运动阻力即

30、摩擦力的一种现象。 v摩擦可导致以下不利方面：(1) 能量损耗：世界上大约有3040的能源消耗在摩擦损失上。(2) 效率变低：设备平均机械效率只有6070。(3) 温度升高：(4) 磨损：(5) 设备损坏咬合5 滑动轴承的润滑v润滑润滑就是在两个摩擦副之间加入某种物质,用来防止粗糙表面间的直接接触,减少摩擦和磨损,延长使用寿命,保证设备正常运转。能起到降低接触面间的摩擦阻力的物质叫润滑剂（包括液态、气态、半固态和固态物质）。v润滑对设备的正常运转起着重要的作用：(1) 降低摩擦系数；(2) 降低磨损；(3) 降低温度；(4) 防锈作用；(5) 清洁冲洗；(6) 密封作用；(7) 在某些场合可以

31、起阻尼、减振或缓冲作用。 （1 1）润滑剂的选择）润滑剂的选择 1 1）润滑油）润滑油 一般而言一般而言,润滑油系由润滑油系由70%95%基础油基础油(Base Oil)及及5%30%添加剂添加剂(Additive)所构成。所构成。添加剂的作用：添加剂的作用：是改变了润滑油的物理性能，如黏度，凝点等；是改变了润滑油的物理性能，如黏度，凝点等；是增加或增强润滑油的化学性质（如抗氧抗腐等。），延是增加或增强润滑油的化学性质（如抗氧抗腐等。），延长润滑油的使用寿命。长润滑油的使用寿命。 常见的添加剂有抗氧化剂、抗腐蚀剂、抗磨剂、清净分散常见的添加剂有抗氧化剂、抗腐蚀剂、抗磨剂、清净分散剂、防锈剂、极

32、压剂、抗泡沫剂、乳化剂、金属钝化剂、黏度剂、防锈剂、极压剂、抗泡沫剂、乳化剂、金属钝化剂、黏度指数改进剂等。指数改进剂等。 基础油：基础油：具备了润滑油的基本特征和某些使用性能。具备了润滑油的基本特征和某些使用性能。 常见的基础油有矿物油常见的基础油有矿物油(mineral oil) 、合成油、合成油(synthetic oil)和动植物油三大类。和动植物油三大类。 v选用原则： 润滑油的主要物理和化学性能指标是：黏度、黏度指数、油性、闪点、凝点、酸值、残碳量等。对于动压润滑轴承，黏度是最重要的指标，也是选择轴承用油的主要依据。v具体选用查阅手册等有关资料。v选择轴承用润滑油的黏度时，应考虑轴

33、承压力、滑动速度、摩擦表面状况、润滑方式等。v粘度：就是液体流动时的内摩擦力。它是各种润之产品质量的主要指标，对选用、生产、储存、运输种使用润滑油都有着重要意义。2 2）润滑脂）润滑脂 主要用在速度低（轴颈圆周速度小于主要用在速度低（轴颈圆周速度小于12m/s）载荷大、不经常加油的场合。具体选用查阅手册载荷大、不经常加油的场合。具体选用查阅手册等有关资料。等有关资料。 润滑脂润滑脂（黄油）是加入了稠化剂的润滑油，常（黄油）是加入了稠化剂的润滑油，常用于轴承润滑。通常，润滑脂含有用于轴承润滑。通常，润滑脂含有7090的基的基础油，础油，530的稠化剂，以及的稠化剂，以及10左右的添加剂。左右的添

34、加剂。稠化剂往往决定了润滑脂的耐温性能和防水性能，稠化剂往往决定了润滑脂的耐温性能和防水性能，而润滑脂的润滑性和耐磨性主要决定于基础油和添而润滑脂的润滑性和耐磨性主要决定于基础油和添加剂。加剂。v润滑脂稠度大、不易流失、承载力较大，物理化学性能不如润滑油稳定，摩擦功耗大，不易在温度变化大或高速下使用。v润滑脂的主要性能指标：稠度（锥入度）和滴点滴点是润滑脂在规定的加热条件下，从不流动状态达到一定流动性时的最低温度。（2 2）润滑方法）润滑方法 1 1）滴油润滑滴油润滑 针阀式油杯针阀式油杯 特点特点调节螺母可调节螺母可以控制油孔以控制油孔开口大小以开口大小以调节油量。调节油量。 2 2）油环润

35、滑）油环润滑 油环润滑油环润滑 适用的转适用的转速范围为速范围为(60100)r(60100)r/minn /minn (150020(15002000)r/min00)r/min。 3 3）飞溅润滑）飞溅润滑 飞溅（油池）润滑飞溅（油池）润滑 特点：飞溅特点：飞溅润滑装置简润滑装置简单，工作可单，工作可靠，但引起靠，但引起搅油损失，搅油损失，油温升高，油温升高，油量也不能油量也不能调节。调节。 4 4）压力循环润滑）压力循环润滑 压力循环润滑压力循环润滑 特点：特点：工作可靠。在工作可靠。在重载、振动或重载、振动或交变载荷等工交变载荷等工作条件下润滑作条件下润滑效果。压力循效果。压力循环润滑

36、系统较环润滑系统较复杂，成本较复杂，成本较高。高。 芯捻润滑芯捻润滑 油芯油杯油芯油杯 特点特点不易调不易调节供油节供油量，供量，供油不均油不均匀。匀。 浸油润滑浸油润滑 浸浸 油油 润润 滑滑 特点：特点：部分轴承部分轴承直接浸在直接浸在油中以润油中以润滑轴承。滑轴承。 （二）（二）润滑脂的润滑方法润滑脂的润滑方法润滑脂只能间歇供应。润滑脂只能间歇供应。 v学习目标学习目标：v 掌握联轴器、离合器、制动器的类型与特点v知识要点：知识要点：v 联轴器、离合器、制动器的选用课题3 联轴器、离合器和制动器v 联轴器和离合器都是用来联接两轴，使两轴一起转动并传递转矩的装置；v在工作工作过程中，使两轴

37、始终处于联接状态的称联轴器，可使两轴随时分离或接合的称离合器。v制动器是实现对轴的制动，迫使机器停止运转或降低转速装置。v以上部件大多已标准化、规范化。 万向联轴器套筒联轴器v联轴器通常用来联接两轴并在其间传递运动和转矩；v具有吸收振动和缓和冲击的能力；v可以作为一种安全装置用来防止被联接件承受过大的载荷，起到过载保护的作用；v用联轴器联接轴时只有在机器停止运转，经过拆卸后才能使两轴分离。一、联轴器一、联轴器联轴器功用：v把两轴联结起来,共同回转并传递动力。此外，有些联轴器还有位置补偿和吸振、缓冲的作用联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、承载后的变形联轴器所联接的两轴，由于制造及安装误差、

38、承载后的变形以及温度变化的影响等，往往不能保证严格的对中，而是存在着以及温度变化的影响等，往往不能保证严格的对中，而是存在着某种程度的相对位移。某种程度的相对位移。这就要求设计联轴器时，要从结构上采取各种不同的措施，使之这就要求设计联轴器时，要从结构上采取各种不同的措施，使之具有适应一定范围的相对位移的性能。具有适应一定范围的相对位移的性能。联轴器的分类 无弹性元件联轴器刚性联轴器联轴器套筒联轴器凸缘联轴器夹壳联轴器齿式联轴器十字滑块联轴器挠性联轴器有弹性元件联轴器滑块联轴器万向联轴器滚子链联轴器弹性套柱销联轴器弹性柱销联轴器梅花形弹性联轴器轮胎联轴器膜片联轴器星形弹性联轴器1 1、刚性联轴器

39、、刚性联轴器 （1） 套筒联轴器套筒联轴器套筒联轴器 特点:v结构简单,成本低廉；v径向尺寸小，拆装时一根轴做轴向移动v对被联接的两轴间的相对位移缺乏补偿能力； 适用：v两轴直径较小，两轴对中性精度高，工作平稳的场合2 2、凸缘联轴器、凸缘联轴器凸缘联轴器凸缘联轴器组成： 两个带凸缘的半联轴器和一组螺栓；对中方式：1、通过分别具有凸槽和凹槽的两个半联轴器的相互嵌合来对中，半联轴器采用普通螺栓联接；2、通过铰制孔用螺栓与孔的紧配合对中，当尺寸相同时后者传递的转矩较大，且装拆时轴不必作轴向移动。凸缘联轴器特点：v结构简单，传递扭矩大；v传力可靠、对中性好；v拆装简便、应用广泛；v但不具有位移补偿功

40、能；v按标准选用。2 2、无弹性元件联轴器、无弹性元件联轴器（1） 十字滑块联轴器十字滑块联轴器结构特点：v由半连轴器1、3和浮动盘2联接在一起,两轴一起转动；v浮动盘的凸榫可在半连轴器的凹槽中滑动；v 摩擦较大，要加以润滑。1231231.齿式联轴器齿式联轴器结构特点：v组成： 两个带有内齿及凸缘的外套筒、 两个带外齿的内套筒；v工作原理：外套筒外套筒1外套筒外套筒2内套筒内套筒1内套筒内套筒2轴轴1轴轴2键键1键键2螺栓螺栓联接联接啮合啮合啮合啮合齿式联轴器结构123456AA4:1123456AA4:1齿式联轴器特点及应用：v特点：v为能补偿两轴的相对位移，将外齿环的轮齿做成鼓形齿，齿顶

41、做成中心线在轴线上的球面，齿顶和齿侧留有较大的间隙。v通过啮合齿间的顶隙、侧隙，具备有允许两轴间有径向、轴向、角综合位移补偿的功能；v成本高、安装精度高，要润滑；v应用： 广泛用于汽车等大型机械设备中。四、弹性联轴器v常用弹性联轴器弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器 弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器 1、弹性套柱销联轴器:v弹性套柱销联轴器已标准化（GB4323-84) 弹性套柱销联轴器:v结构：在结构上与凸缘联轴器相似，只是用套有橡胶弹性套的注销代替了联接螺栓；v原理：利用弹性套的弹性变形来补偿两轴的相对位移 ；v特点：弹性套柱销连轴器制造容易，装拆方便，成本较低，但弹性套易磨损，寿命较短。v适用

42、于：载荷平稳，正反转或启动频繁、转速高的中小功率的两轴联接。 弹性套柱销联轴器LsdD11:10圆锥形孔圆柱形孔短圆柱形孔LsdD11:10圆锥形孔圆柱形孔短圆柱形孔2、弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器结构特点： v结构：用弹性柱销将两个半联轴器连接起来，为防柱销脱落，两侧装有挡板；v特点：结构简单，制造安装方便，承载大，吸振好，寿命长；v适用：使用于轴向窜动较大，正反转或启动频繁，转速较高的场合；v由于尼龙柱销对温度较敏感，工作温度限制在-2070的范围内。 弹性柱销联轴器：弹性柱销联轴器3、轮胎联轴器v结构：轮胎联轴器是由橡胶或橡胶织物制成轮胎形的弹性元件，通过压板与螺栓和两半联轴器相联，两半

43、联轴器与两轴相连；v特点：这种联轴器因具有橡胶轮胎弹性元件，能缓冲吸振；v适用于：潮湿多尘，冲击大、启动频繁及经常正反转的场合 轮胎联轴器A12345A12345轮胎联轴器v它的优点是： 弹性强、补偿位移能力大，有良好的阻尼和减振能力，绝缘性能好，运转时没有噪声，而且结构简单、不需要润滑，装拆和维护方便。v其缺点是： 承载能力小，外形尺寸较大，当转矩较大时会因为过大的扭转产生附加轴向载荷。五、联轴器的选择v包括：类型选择和尺寸选择；v选择联轴器类型时应考虑的主要因素：被联接两轴的对中性；转矩的大小和性质；轴的工作转速；工作环境、使用寿命和润滑密封条件等。v一般刚性联轴器用于载荷平稳或有轻微冲击

44、的两轴联接；v弹性联轴器可用于两轴线有相对偏移、频繁起动、制动或载荷变化较大的两轴联接 。联轴器类型的选择 v1、对于低速、刚性大的短轴，或当两轴对中准确、工作时两轴线不会发生相对位移时，可选择刚性固定式联轴器；v2、对于低速、刚性小的长轴，或当两轴的轴线有相对偏移，或基础与机架的刚性较差，工作时不能保证两轴线精确对中时，可选择刚性可移式联轴器；v3、对于有一定轴向位移和角偏移时，可选择弹性套柱联销联轴器；v4、对于有较大轴向位移和角偏移时，可选择弹性柱销连轴器；v5、对于有一定轴向位移和较大角偏移时，可选择轮胎式联轴器。联轴器尺寸选择：v根据机器的工作情况选定连轴器的类型之后，应根据所传递的

45、计算转矩TC、转速n和被联接轴的直径d，从有关的标准中选择具体的型号和结构尺寸；v计算转矩：Tc=KAT （KA工作情况系数，T工作转矩）v必要时对易损件进行校核计算。第二节：万向节 v是一种用以传递变夹角的相交两轴之间的运动的装置（联轴器）；v这种机构广泛地应用于汽车、机床、轧钢等机械设备中。万向节的结构特点：v结构：由一个十字轴、两个万向节叉、四个滚针轴承组成；v所有转动副的回转中心（轴线）交于一点O，两轴间的夹角为；v特点：结构简单，效率高，允许相邻两轴的夹角为150200。万向节的不等速性：v当轴旋转一周时，轴也将随之转一周，即两轴的平均传动比为1；v但是，两轴的瞬时传动比却不恒为1，

46、而是作周期性变化的； 图 13 -1 万向节的不等速性：v万向节的这种特性称作瞬时传动比的不均匀性；v结论：就单个万向节而言，在输入轴与输出轴之间有夹角时，两轴的角速度不相等，即万向节有不等速性；v两轴间的夹角越大，从动轴速度波动越明显；v故应300。v为了完全消除上述万向节中从动轴变速传动的缺点，常将两个万向节成对串联使用；v例如： 汽车传动轴 传动轴传动轴双万向节双万向节应满足条件：v为了使该机构能获得恒定的传动比，机构要满足如下三个条件：v（1）主动轴、从动轴、中间轴的三根轴线应位于同一平面内。v（2）主动轴、从动轴与中间轴的轴间夹角应相等 ： 。v（3）中间轴两端的叉面应位于同一平面内21 双万向节第三节 离合器 v一、离合器的功用和分类v功用:离合器同联轴器一样，主要用于轴和轴之间的联接，使它们一起回转并传递力矩；v在机器的运转或停车过程中可随时接合或分离，而且迅速可靠，达到操纵传动系统的断续，以便进行变速及换向等 ；