(完整版)维护技术基础(ME-AV)第4章课件

1、维护技术基础（第二版）第4章 弹簧、轴承和传动刘成英4.1 弹簧的类型、材料、性能及应用弹簧的主要功用：控制机构的运动或零件的位置缓冲及吸 振储存能量 测量力的大小4.1.1 弹簧的类型 1.螺旋弹簧 按形状分：圆柱形和圆锥形 按受载分：拉伸弹簧 压缩弹簧 扭转弹簧 区别： 拉伸弹簧 间距很小或无间距，压缩弹 簧留有足够的间距 压缩弹簧对高径比有工作条件限制，对 于拉伸弹簧和扭转弹簧没有严格限制其他弹簧 蝶形弹簧：承受压缩载荷，主要用于载荷很大、轴向尺 寸受限制的重型缓冲减振装置 环形弹簧：属于压缩弹簧，能吸收较多能量，缓冲和吸 振能力大，故多用于重型机械的缓冲装置 盘簧：属于扭转弹簧，常用于

2、仪器和仪表中的减振装置 板簧：属于弯曲弹簧，主要用于车辆减振 片簧： 主要用于弹簧工作行程和作用力均不大的情况4.1.2 弹簧材料及性能弹簧材料要求：高的弹性极限，高的疲劳强度，具有一定的 塑性和韧性、良好的热处理性能常用的弹簧材料有优质碳素钢、合金钢和有色金属合金碳素弹簧钢具有较高的强度、适宜的韧性和塑性，但弹簧丝直径大于12mm时，不易淬透，故仅适用于做小尺寸的弹簧2.合金弹簧钢弹性好、淬透性好、回火稳定性好及抗疲劳性好，常用于制作承受交变载荷、冲击载荷或工作温度较高的弹簧3.有色金属合金用于潮湿、酸性或其他腐蚀介质中工作的弹簧4.1.3 弹簧在飞机上的应用压簧被广泛应用于各种机械控制活门

3、中，用于限定活门位置、压力控制与调节拉簧常被用于操纵系统，用于提供感觉力及限定位置扭力弹簧常在需要扭力限制或复位时使用4.2 轴承的种类、材料、构造和应用轴承功用：支撑轴及轴上零件并保持轴的旋转精度，同时也 减少转轴与支承间的摩擦和磨损轴承分类：滚动轴承和滑动轴承轴承的分类：按承受载荷的方向可分为： 轴承可分为向心型轴承和推力型轴承两大类。向心轴承只能承受径向载荷，有的向心轴承承受径向载荷的同时,还能承受不大的轴向载荷;推力轴承只能用来承受轴向载荷。按滚动体的形状可分为：滚动轴承分为滚珠轴承和滚棒轴承。滚棒轴承分为圆柱滚棒轴承、圆锥滚棒轴承等。滚动轴承 1）构造圆锥轴承2）材料 内外圈和滚动体

4、材料用强度高、耐磨性好的铬锰高碳钢 如GCr15和GCr15SiMn。保持架应用最广泛的是低碳钢板冲 压浪形、筐形、盒形等保持架，整体保持架选用铜合金、 铝合金、酚醛层压布板或工程塑料3）特点 采用滚动轴承支撑的装置启动力矩小;径向游隙小，运 转精度高;机构的轴向结构紧凑;便于密封，易于维护;标 准化程度高，成批生产，成本较低。 滚动轴承承受冲击载荷能力较差;高速重载下轴承寿命 较低;振动及噪音较大;径向尺寸比滑动轴承大。滑动轴承 1）构造 分整体式和剖分式宽径比（B/d）1.5的轴承，可采用自动调心轴承2）材料 对轴瓦材料的要求：有足够的强度，对油的吸附能力强 摩擦系数小，耐磨性好，导热好且

5、易于加工 常见的轴瓦材料： （1）轴承合金 （2）青铜 （3）铸铁 其他材料：塑料、尼龙及粉末冶金3）特点 滑动轴承工作平稳、可靠，噪声较滚动轴承低。普通滑动 轴承的启动摩擦阻力较滚动轴承大得多。4.2.2 轴承在飞机上的应用 轴承在飞机发动机上的典型应用转子支撑 低压转子：021 中压转子：120 高压转子：101 RB211三转子发动机的支承方案 低压转子：021 高压转子：101CFM56发动机转子支承方案简图4.2.3 轴承的拆装 轴承的组合和固定; 轴承的配合和拆装; 轴承的 润滑和密封 1. 轴承的组合和固定 轴承的固定，含外圈固定，内圈固定。 轴向要留有间隙 受力传递轴承装配示意

6、图轴承的配合和拆装 （1）滚动轴承内圈与轴是基孔制，一般是过盈配合;滚动轴承外圈与轴承座的配合是基轴制，一般是过渡配合。 （2）拆装方法：压力机 轴承预热 专用工具3.轴承的润滑和密封 润滑的目的：减小摩擦和磨损，降低功率损耗，冷却，防尘，防锈和吸振 1）润滑剂 润滑油 润滑脂 固体润滑剂2）润滑方法 （1）滴油润滑 （2）油环润滑 （3）飞溅润滑 （4）压力润滑 压力润滑分类：直接润滑法 间接润滑法3）密封 作用：防止灰尘、水分、杂质等侵入轴承，并阻止润滑 剂流失直接润滑法是通过一个标定孔供应一定温度和压力的滑油，孔的尺寸确定了在各种工况下的流量。保持滑油干净十分重要，喷油孔前，供油路上安装

7、有若干油滤和滤网。间接润滑法是滚道下润滑方法,滑油喷雾在空心转子轴的内壁,由于离心力滑油停留在壁上,然后滑油通过轴和轴承内滚道上的孔向外流动,在保持架离开轴承。这种方法比直接润滑带走的热量多。封严皮碗O型圈封严4.3. 齿轮传动4.3.1 齿轮传动特点与 优点：传动平稳，效率较高，工作可靠性高，寿命较长 缺点：要求较高的制造和安装精度，成本较高，不能远距 离传动齿轮机构的分类对齿轮传动的基本要求:传动平稳承载能力强圆柱齿轮传动 两直齿圆柱齿轮的齿廓在任何啮合位置，其接触线都是与轴线相平行的直线，一对直齿的齿廓进入和脱离接触都是突然发生的，故其噪声较大，不适合高速传动。 斜齿轮的接触线都是与轴线

8、不相平行的斜线，轮齿的接触是逐渐进入啮合和逐渐分开的，故工作平稳。另外，斜齿轮齿数比直齿轮多，重合度大，故承载能力较高。但传动中存在轴向分力，需要安装推力轴承。圆筒蜗轮杆圆筒蜗轮锥齿轮传动 锥齿轮传动用于传递两相交轴之间的运动和动力，通常两轴交角为90o示例图4.3.2 齿轮传动的传动比 主动轮的转速与被动轮的转速之比称为齿轮传动的传 动比。传动比是定值中间轮改变传动方向，不改变传动比 轮系：由一系列相互啮合的齿轮组成的传动系统轴轮系： 所有齿轮轴线的位置固定不动；周转轮系：至少有一个齿轮的轴线不固定；平面定轴轮系：轴线平行；空间定轴轮系：不一定平行；结论： 定轴轮系的传动比等于各对齿轮传动比

9、的连乘积，其值等于各对齿轮的从动轮齿数的乘积与主动轮齿数的乘积之比；4.3.3 齿轮轮齿的失效形式1.轮齿折断轮齿折断有多种形式，在正常情况下，主要是齿根弯曲疲劳折断，因为在轮齿受载时，齿根处产生的弯曲应力最大，再加上齿根过渡部分的截面突变及加工刀痕等引起的应力集中作用，当轮齿重复受载后，齿根处就会产生疲劳裂纹，并逐步扩展，致使轮齿疲劳折断为了提高齿轮的抗折断能力，可采取下列措施：1）用增加齿根过渡圆角半径及消除加工刀痕的方法来减小齿根应力集中；2）增大轴及支承的刚性，使轮齿接触线上受载较为均匀；3）采用合适的热处理方法使齿芯材料具有足够的韧性；4）采用喷丸、滚压等工艺措施对齿根表层进行强化处

10、理。1)齿面磨损； 它是开式齿轮传动的主要形式之一。改用闭式齿轮传动是避免齿面磨粒磨损最有效的方法。2. 轮齿表面的破坏2） 齿面点蚀 点蚀就是齿面材料变化着的接触应力作用下，由于疲劳而产生的麻点状损伤现象齿面上最初出现的点蚀仅为针尖大小的麻点，如工作条件未加改善，麻点就会逐渐扩大，甚至数点连成一片，最后形成了明显的齿面损伤。3）齿面胶合对于高速重载的齿轮传动（如航空发动机减速器的主传动齿轮），齿面间的压力大，瞬间温度高，润滑效果差，当瞬时温度过高时，相啮合的两齿面就会发生粘在一起的现象，由于此时两齿面又在作相对滑动，相粘结的部位即被撕破，于是在齿面上沿相对滑动的方向形成伤痕，称为胶合4）塑性

11、变形由于材料的塑性流 动方向和齿面上所受的摩擦力方向一致，所以在主动轮的轮齿上沿相对滑动速度为零的节线处被碾出沟槽,而在从动轮的轮齿上则在节线处被挤出脊棱。这种现象称为滚压塑变（见右图）。锤击塑变则是伴有过大的冲击而产生的塑性变形，它的特征是在齿面上出现浅的沟槽，且沟槽的取向与啮合轮齿的接触线相一致。 提高轮齿齿面硬度，采用高粘度的或加有极压添加剂 的润滑油均有助于减缓或防止轮齿产生塑性变形。4.3.4 齿轮传动的维护与润滑 正确安装 日常维护：保持良好的润滑 润滑：1.开式传动的润滑，定期刷油 2.闭式传动：浸油润滑和喷油润滑4.4 带传动 4.4.1 带传动的组成与种类 带传动是由固联于主

12、动轴上的带轮（主动轮）、固联于从动轴上的带轮（从动轮）和紧套在轮上的传动带组成的。 常见的传动类型有：平带传动、V型带（三角带）传动、圆带传动、同步齿形带传动。带传动比及计算4.4.2 带传动的工作原理与特点 带传动是利用张紧在带轮上的柔性带进行运动或动力传递的一种机械传动。靠带与带的摩擦力拖动带运动。 优点:结构简单，使用维护方便；过载时，带会在带轮上打滑，避免损坏其它零件，有过载保护作用；运行平稳噪音小、振动小；制造安装精度要求不高。 缺点:由于弹性且靠摩擦力传动，因此带与带轮之间存在弹性滑动，不能保证准确传动比；由于传动中存在弹性滑动，消耗了部分功率，传动效率较低；使用寿命较短；与啮合传

13、动相比，张紧力和轴上压力较大，轴易受损；不适宜高温、易燃、易爆、油污的场所。4.5 链传动4.5.1 链传动的组成、特点与应用组成：链传动由装在平行轴上的主动链轮、从动链轮和绕在链轮上的链条 组成。工作时，靠链条链节与链轮轮齿的啮合带动从动轮回转并传 递运动和动力。特点：1）由于链传动属于带有中间挠性件的啮合传动，所以可获得准确的 平均传动比； 2）与带传动相比，链传动预紧力小，所以链传动轴压力小，而传递 的功率较大，效率较高，链传动还可以在高温、低速、油污等情况 下工作； 3）与齿轮传动相比，两轴中心距较大，制造与安装精度要求较低， 成本低廉。 4）链传动运转时不能保持恒定的瞬时传动比和瞬时链速，所以传动 平稳性较差，工作时有噪音且链速不宜过高。应用：适用于中心距较大，要求平均传动比准确的场合。传动链传递的功 率一般在100kW以下，最大传动比 ，链速不超过15m/s。4.5.2 链传动的种类与构造 最常用的是套筒滚子链和齿形链滚子链由内链板1、外链板2、销轴3、套筒4和滚子5组成。多排链：几个普通的单排链彼此之间用长销轴连接而成。特点：承受较大载荷，传