《机械基础（非机械类）（第二版）》课件 模块四　轴系零部件

轴系零部件模块四207课题一轴课题二轴承课题三键、销及其连接课题四联轴器课题五离合器208课题一轴209学习目标1.了解轴的结构及工艺性。2.掌握轴的主要类型和特点。3.能分析轴上零件的轴向和周向固定方法。210课题引入如图所示为一齿轮减速器输出轴组件的结构简图。轴上装有联轴器、齿轮和滚动轴承。轴用来支承做旋转运动的传动零件，并使传动零件具有固定的工作位置，以传递运动和动力。本课题将认识轴，分析确定该减速器输出轴上齿轮和联轴器的固定方法。211212

齿轮减速器输出轴组件的结构简图1—滚动轴承2—齿轮3—套筒4—轴承盖5—联轴器6—轴端挡圈知识讲解213一、轴的结构及工艺性1.轴的结构上图所示齿轮减速器输出轴代表了轴的典型结构。轴上各部分名称及其作用见下表

。轴上各部分名称及其作用2.轴的结构工艺性轴的结构设计，通常需要考虑以下几个方面：便于安装和拆卸轴上零件、确保轴上零件的可靠固定、便于加工，以及尽量避免或减小应力集中等。因此，轴的结构往往具有以下工艺特点:（1）轴的形状一般呈简单的阶梯状，阶梯数要尽可能少，且直径应该是中间大、两端小，以便于轴上零件的装拆，如上图所示。（2）轴端、轴颈与轴肩的过渡部位应有倒角或过渡圆角，以减小应力集中；并应尽可能使倒角或圆角半径一致，以便于加工。214（3）轴端若需要磨削或加工螺纹，应有砂轮越程槽（见下图）或螺纹退刀槽（见下图）。215螺纹退刀槽砂轮越程槽二、轴的主要类型和特点根据轴线形状的不同，轴可以分为直轴、曲轴和挠性钢丝软轴。其中，直轴根据形状不同分为光轴和阶梯轴。轴的主要类型及应用特点见下表。216轴的主要类型及应用特点217轴的主要类型及应用特点根据承载情况的不同，直轴又可以分为心轴、传动轴和转轴三类，其应用特点见下表。218直轴的类型及应用特点219直轴的类型及应用特点三、轴上零件的固定轴上零件的固定分为轴向固定和周向固定。1.轴上零件的轴向固定轴上零件轴向固定的目的是保证零件在轴上有固定的轴向位置，防止其沿轴向移动。轴上零件常用的轴向固定方法、结构特点及应用见下表。220221轴上零件常用的轴向固定方法、结构特点及应用222轴上零件常用的轴向固定方法、结构特点及应用223轴上零件常用的轴向固定方法、结构特点及应用2.轴上零件的周向固定轴上零件周向固定的目的是传递运动和转矩，防止零件与轴产生相对转动。轴上零件常用的周向固定方法、结构特点及应用见下表。224轴上零件常用的周向固定方法、结构特点及应用225轴上零件常用的周向固定方法、结构特点及应用课题二轴承226学习目标1.了解滑动轴承和滚动轴承的类型、结构及性能特点。2.能识读滚动轴承的基本代号。3.学会选用滚动轴承。227课题引入机器中转动或导向移动的轴通常是由轴承来支承的。轴承是当代机械设备中的一种重要零部件。它的主要功能是用于确定轴与其他零件的相对运动位置，起支承或导向的作用。图a所示3D打印机喷头装置中X轴和Y轴的移动使用了滑动轴承，图b所示齿轮传动减速器中使用了滚动轴承。本课题将认识轴承，学会选用轴承。228229

轴承应用a）3D打印机喷头装置中的滑动轴承b）齿轮传动减速器中的滚动轴承知识讲解230一、滑动轴承1.整体式径向滑动轴承如图所示为整体式径向滑动轴承。它由油杯、整体轴瓦、紧定螺钉和轴承座组成。其特点是结构简单，制造成本低；但轴瓦磨损后轴承间隙过大时无法调整，装拆时只能沿轴向移动轴和轴承。通常用于低速轻载及间歇工作的场合，如绞车、手动起重机等。231

整体式径向滑动轴承a）结构图b）实体图1—油杯2—整体轴瓦3—紧定螺钉4—轴承座2.剖分式径向滑动轴承如图所示为剖分式径向滑动轴承。它由轴承座、轴承盖、对开式轴瓦

、连接螺栓和螺母等组成。轴承盖与轴承座的接合面呈阶梯形，安装时定位可靠，当轴承磨损后可以通过减小接合面处的垫片厚度来调整径向间隙。轴承盖上制有螺纹孔，用以安装油杯和油管，将润滑油送到轴颈表面。这种轴承克服了整体式径向滑动轴承的不足，应用十分广泛。232233剖分式径向滑动轴承a）结构图b）实体图1—螺母2—轴承盖3—上轴瓦4—下轴瓦5—轴承座6—连接螺栓3.止推滑动轴承用来承受轴向载荷的滑动轴承称为止推滑动轴承，如图所示。它是靠轴的端面或轴肩、轴环的端面向推力支承面传递轴向载荷的。234止推滑动轴承1—轴承座2—止推轴瓦3—衬套4—轴5—径向轴瓦6—销钉二、滚动轴承1.滚动轴承的结构和类型（1）滚动轴承的结构滚动轴承的结构如图所示，主要由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。内圈的外表面制有凹槽，称为滚道。一般情况下，内圈装在轴颈上，与轴一起转动；外圈固定在机座的轴承孔内。当内、外圈相对旋转时，滚动体沿滚道滚动。235236滚动轴承的结构a）球轴承b）滚子轴承1—外圈2—内圈3—滚动体4—保持架（2）滚动轴承的类型滚动轴承的分类方式很多，按滚动体的种类不同分为球轴承和滚子轴承，按所能承受的载荷不同分为向心轴承和推力轴承。向心轴承又可分为径向接触轴承和角接触向心轴承。径向接触轴承主要承受径向载荷，有些可承受较小的轴向载荷；角接触向心轴承能同时承受径向载荷和轴向载荷。推力轴承又可分为轴向接触轴承和角接触推力轴承。轴向接触轴承只能承受轴向载荷；角接触推力轴承主要承受轴向载荷，也可承受较小的径向载荷。常用滚动轴承的类型和特性见下表。237238常用滚动轴承的类型和特性239常用滚动轴承的类型和特性240常用滚动轴承的类型和特性2.滚动轴承的代号滚动轴承的类型很多，为完整地反映滚动轴承的结构及性能参数，国家标准

《

滚动轴承代号方法》（GB/T272—2017）规定了滚动轴承代号的表示方法。滚动轴承的代号由基本代号、前置代号和后置代号构成。241（1）类型代号滚动轴承的类型代号用数字或字母表示，见下表。242滚动轴承的类型代号（摘自GB/T272—2017）（2）尺寸系列代号尺寸系列代号由两位数字组成，前一位代表宽度或高度系列，后一位代表直径系列，见下表。243常用轴承尺寸系列代号（摘自GB/T272—2017）（3）内径代号内径代号表示滚动轴承的内径尺寸，一般用两位数字表示。内径

d≥10mm的滚动轴承内径代号见下表。244

内径d≥10mm的滚动轴承内径代号（摘自GB/T272—2017）（4）滚动轴承基本代号示例2453.滚动轴承类型的选择滚动轴承类型很多，特性各异，选用时应考虑以下几方面因素。（1）载荷的大小、方向和性质载荷小且平稳时宜选用球轴承；载荷大且有冲击时应选用滚子轴承；仅有径向载荷时，选用向心轴承；只承受轴向载荷时，选用推力轴承；同时承受径向载荷和轴向载荷时，选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承；当同时承受较大的轴向载荷和径向载荷，但轴向载荷比径向载荷大很多时，用推力轴承和深沟球轴承的组合结构。（2）转速和旋转精度转速较高，旋转精度要求高，宜用球轴承；转速低，一般用滚子轴承。246（3）调心和安装当轴的支点跨度较大或两轴承孔的同轴度误差较大时应使用调心轴承。但调心轴承需成对使用，否则将失去调心功能。在经常装拆或装拆比较困难的场合，应选用内、外圈可分离的圆柱或圆锥滚子轴承。（4）经济性普通结构的轴承比特殊结构的轴承便宜，球轴承比滚子轴承便宜。同型号轴承，精度越高，价格越贵。247课题三键、销及其连接248学习目标1.掌握键连接的类型、特点及应用。2.认识销的常见形式及应用。3.能识读普通型平键的标记，并能正确选用普通型平键。249课题引入在下图中，为了使V带轮等轴上零件随轴一起转动，通常在V带轮的轮毂和轴上分别加工出键槽，用键进行连接，起到传递运动和动力的作用。为防止V带轮轴向移动，用销连接轴和定位套。250键、销连接a）视图b）立体图1—轴2—定位套3—销4—键5—V带轮251键连接和销连接都属于可拆连接，结构简单，工作可靠，装拆方便且已经标准化。键连接可以用来定位，传递动力和转矩。销连接除了实现定位以外，还有过载保护作用。那么键连接和销连接的类型、特点都有哪些?如何选用呢?知识讲解252一、键连接的类型、特点及应用

常用键连接的类型有平键连接、半圆键连接、楔键连接、切向键连接和花键连接等，其特点及应用见下表。键连接的类型、特点及应用253键连接的类型、特点及应用254键连接的类型、特点及应用255键连接的类型、特点及应用二、普通型平键的选用及标记1.普通型平键的选用普通型平键连接应用最为广泛，平键已标准化。选用普通型平键时，主要根据轴的直径从标准中选取键的剖面尺寸

b×h，键的长度

L

一般等于或略小于轮毂的长度，其值应符合键的长度系列。普通型平键和键槽的尺寸见下表。256257普通型平键和键槽的尺寸（摘自GB/T1095—2003和GB/T1096—2003）258普通型平键和键槽的尺寸（摘自GB/T1095—2003和GB/T1096—2003）mm2.普通型平键的标记普通型平键的标记为

“GB/T1096键b×h×L”，圆头普通型平键不标注类型，方头普通型平键或单圆头普通型平键必须标注“B”

或

“C”

。259三、销连接销连接可以用来定位，传递动力或转矩，还可以用作安全装置中的过载保护零件。如图a所示为利用圆柱销实现两个零件之间的定位。如图b所示为利用圆锥销连接轴与毂实现动力或转矩的传递。如图c所示为利用安全销实现过载保护。260销连接的类型a）定位b）连接c）过载保护1—销套2—安全销四、销的类型、结构、特点及应用销的类型很多，基本类型有圆柱销和圆锥销两种，它们均有带螺纹和不带螺纹两种形式。销已标准化，常用圆柱销和圆锥销的类型、结构、特点及应用见下表。261常用圆柱销和圆锥销的类型、结构、特点及应用262常用圆柱销和圆锥销的类型、结构、特点及应用课题四联轴器263学习目标1.理解联轴器的作用。2.掌握常用联轴器的类型、结构特点和应用。3.会选择联轴器。264课题引入如图所示减速装置中，电动机将运动和动力传递给轴Ⅰ，输出轴Ⅲ将运动和动力传递给工作机构的输入轴，之间是通过轴端安装的联轴器2、6来实现的。联轴器起到了连接两轴，使它们一起旋转并传递运动和动力的作用。本课题将认识几种联轴器，了解联轴器的应用。265266

减速装置a）实物图b）传动示意图c）减速器输出轴组件的结构简图1—电动机2、6、8—联轴器3—高速级齿轮传动4—低速级齿轮传动5—齿轮减速器7—工作机构9—键10—齿轮11—轴套12—轴承13—轴知识讲解267联轴器连接的两轴分别属于不同的部件。由于制造和安装误差以及承载后轴的变形等因素，常会导致两轴产生相对位移或偏移，如图所示。两轴间的偏移a）轴向位移b）径向位移c）角度位移d）综合位移一、常用联轴器的类型、结构特点及应用联轴器按照有无弹性元件，能否缓冲、吸振，分为刚性联轴器、无弹性元件挠性联轴器和弹性联轴器。常用刚性联轴器的类型、结构特点及应用见下表。268

常用刚性联轴器的类型、结构特点及应用269

常用刚性联轴器的类型、结构特点及应用常用无弹性元件挠性联轴器的类型、结构特点及应用见下表。270常用无弹性元件挠性联轴器的类型、结构特点及应用271常用无弹性元件挠性联轴器的类型、结构特点及应用常用弹性联轴器的类型、结构特点及应用见下表。272常用弹性联轴器的类型、结构特点及应用273常用弹性联轴器的类型、结构特点及应用二、联轴器的选择在选择联轴器时，首先根据工作条件和使用要求确定联轴器的类型，然后再根据联轴器所传递的转矩、转速和被连接轴的直径确定其结构尺寸。联轴器大多已标准化，可直接从有关标准件中选取。274课题五离合器275学习目标1.了解离合器的工作原理。2.掌握常用离合器的类型和应用。276课题引入手动挡汽车从起动到正常行驶过程中，要经常换挡变速，为保证换挡平稳，减少冲击和振动，需脚踩离合器（见下图），暂时断开发动机与变速箱的连接，待换挡后再逐渐接合。277脚踩离合器由联轴器的结构可知，联轴器