过程设备机械基础：10 轴系零部件

1、10 轴系零部件主讲：潘红良 教授22 七月 2022要保证机械传动的顺利实施，除主要传动零件外，还需考虑轴与轴之间的连接、轴本身的支承，这类零件包括轴的本体、联轴器、轴承等零件，统称为轴系零部件。 22 七月 202210.1 传动轴轴的作用：用于安装回转运动的传动零件10.1.1 轴的种类22 七月 202210.1 传动轴心轴传动轴22 七月 202210.1 传动轴转轴22 七月 202222 七月 2022主要考虑扭矩，设计计算强度条件为：10.1.2 、轴的设计计算设计计算公式：10.1 传动轴22 七月 2022和A的值参见表10-1纯扭时： 取大值，A取小值；有弯矩时： 取小值

2、，A取大值；设计截面上有一个键槽或浅孔，应将设计直径增大45；设计截面上有两个键槽或浅孔，应将设计直径增大78；弯矩较大应机械强度校核；高速转动的轴应进行稳定性校核。10.1 传动轴22 七月 202210.1.3 轴的材料和结构一. 轴的材料碳钢：价格低，应力集中敏感性低，可热处理，主要牌号45合金钢：机械性能和淬火性能好，主要用于传递大动力、高耐磨性、高低温及有腐蚀性的场合。高强度铸铁和球墨铸铁：易制复杂零件、价廉、良好的吸振性和耐磨性，以及对应力集中敏感性低。10.1 传动轴22 七月 2022二、轴的结构设计制造和安装上的考虑轴上零件的固定方法减少应力集中的措施10.1 传动轴22 七

3、月 202222 七月 202210.1 传动轴22 七月 202210.1 传动轴10.1.4 提高轴的强度、刚度和减轻重量的措施1)合理布置轴上的零件，减少轴受转矩2)改进轴上零件结构，减小轴受弯矩3)采用载荷分担的方法减小轴的载荷4)采用力平衡或局部抵消的办法减小轴的载荷5)改变支点位置，改善轴的强度和刚度6)改进轴的结构，减少应力集中7)改善表面品质提高轴的疲劳强度22 七月 202210.2 联轴器联轴器是用于连接二转动轴的零件，它的作用是保证其在传递运动和动力的过程中一同回转而不脱开，同时联轴器在工作过程中还兼有补偿两轴相对位移、缓冲和减振以及安全保护等功能。联轴器的分类刚性联轴器

4、：要求两轴严格对中；挠性联轴器：允许两轴有一定的安装误差。22 七月 2022凸缘式联轴器10.2 联轴器10.2.1刚性联轴器22 七月 2022夹壳式联轴器10.2 联轴器三分式联轴器22 七月 2022弹性块式联轴器 弹性套柱销联轴器 10.2.挠性联轴器10.2 联轴器22 七月 2022弹性柱销齿式联轴器 10.2 联轴器22 七月 202210.2.3、 联轴器的选择1）联轴器类型的选择选择联轴器时，首先要按工作条件及各种联轴器的特性，来选择合适的联轴器类型。 10.2 联轴器类型轴径mm扭矩Nm圆周速度m/s特点固定式夹壳联轴器30110838820小于5拆装方便，不宜用于有冲击

5、的载荷和重载荷凸缘联轴器101801020000小于50结构简单，不能缓和冲击和吸收振动三分式联轴器30110838820小于5适用于有机械密封结构的立式联接，不宜用于有冲击的载荷和重载荷可移式弹性块式联轴器3011010817150小于11可用于变载荷处，能缓和部分冲击以及补偿少量轴线偏差，不需精加工弹性套柱销联轴器201706.316000小于36有良好的可移性和缓冲吸振能力弹性柱销齿形联轴器12850100250000小于40有一定的缓冲吸振能力和良好的可移性，结构尺寸较大22 七月 20222）联轴器型号及尺寸的确定联轴器类型选定以后，即可根据轴的直径、转速及计算扭矩，从有关的标准系列

6、中选择所需的型号和尺寸。22 七月 202210.3 轴承作用：支承轴上零件、减少转轴和支承件的摩擦和磨损。10.3.1 轴承的作用及分类轴承用于支承作旋转运动的轴。它在支承轴的过程中有二个作用：一为支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度；二为减少转轴与支承之间的摩擦与磨损。轴上与轴承配合的部分，称为轴颈。 22 七月 2022轴承的分类10.3 轴承22 七月 2022液体摩擦滑动轴承：零件不接触非液体摩擦滑动轴承：零件接触，有磨损10.3 轴承22 七月 202210.3.2滑动轴承的结构与材料一、滑动轴承的主要形式整体式滑动轴承10.3 轴承22 七月 2022剖分式滑动轴承10.3 轴承

7、22 七月 2022调心式滑动轴承10.3 轴承22 七月 2022推力滑动轴承10.3 轴承22 七月 202210.3 轴承1. 轴瓦和轴承衬2. 油孔、油沟和油室22 七月 20221. 轴承材料的要求轴瓦的失效形式: 磨损疲劳破坏轴承衬脱落特性要求: 强度,塑性,顺应性和嵌藏性磨合性, 减磨性和耐磨性耐腐蚀性润滑性能 和热学性能工艺性经济性2. 轴承材料的分类-金属材料多孔质金属材料非金属材料二、 滑动轴承材料22 七月 2022轴承合金(白合金巴氏合金)定义: 由锡Sn、铅Pb、锑Sb、铜Cu构成的合金, 以锡 或铅作基体，悬浮锑锡及铜锡的硬颗粒特点：良好的耐磨性、嵌藏性、塑性、顺应

8、性、 磨合性, 机械强度低、价格高使用方法：贴附于软钢、铸铁或青铜轴瓦上锡基合金比铅基合金热膨胀性好轴承青铜铸锡锌铅青铜：疲劳强度好，广泛用于一般轴承铸锡磷青铜：减磨耐磨机械强度好, 用于重载轴承铜铅合金: 抗胶合性好（高温时析出铅）22 七月 2022多孔质金属材料定义: 多孔, 粉末冶金,多用于含油轴承常用: 多孔铁(铁-石墨), 多孔青铜(青铜-石墨) 轴承塑料特点: 有自润滑性能,可用油或水润滑摩擦系 数小抗压强度和疲劳强度好,能承受冲 击载荷耐磨性和跑合性好塑性好,嵌藏 性好导热性差,线膨胀系数大,吸水吸油 后体积膨胀, 受载后有冷流性,尺寸难以 稳定22 七月 202210.3 轴承22 七月 2022优点: 摩擦阻力和液体动力润滑轴承相当,比 混合润滑轴 承低很多倍,轴承效率比液体动力润滑轴承稍低, 比 混合润滑轴承稍高.启动力矩小,有利于负载下启动 径向游隙较小,可以预紧,运转精度高#宽度较小#大 多数滚动轴承可以同时承受径向和轴向载荷#消耗 润滑剂少,便于密封,易于维护#不需有色金属,标准 化程度高,成本低。缺点：承受冲击载荷能力差 高速重载下轴承寿命较低 振动及噪声较大 径向尺寸较大10.3.4滚动轴承的结构、类型及代号10.3 轴承22 七月 2022内圈、外圈、滚动体、保持架 22 七月 202210.3 轴承22 七月 20