工程力学第12章课件.ppt

1、第十二章 轴系零、部件第一节 轴想一想 轮轮子，用不同材料制成的圆状转动物体，有人将其列为改变世界的发明之首，在汽车上有车轮、飞轮、齿轮、链轮和带轮等，它们都有一个共同的特点，就是绕着一条不动的直线转动。这条不动的直线必有一个对应的零件来呈现，这是一个什么样的零件呢？轴的主要功能 传递运动和转矩，支承回转零件（如齿轮、带轮和车轮）。图12-1 汽车变速器中间轴图12-2 汽车半轴轴的一般要求 足够的强度，以实现传递运动和转矩的功能；合理的结构，以支承其上的回转零件，并具有确定的位置和一定回转精度；良好的工艺性，以使本身便于制造。图12-3汽车差速器十字轴图12-4汽车前轴轴的材料 主要是碳钢和

2、合金钢，其次是球墨铸铁（曲轴）。图12-5汽车后轴图12-6汽车转向盘轴轴的分类 按轴线形状不同，轴有直轴、曲轴和软轴三种。直轴按其承载情况不同可分为传动轴、心轴和转轴。1.传动轴主要承受转矩。2.心轴只承受弯矩。3.转轴既承受弯矩又承受转矩。图12-7汽车变速器输入轴图12-8光轴图12-9汽车变速器输出轴图12-10汽车发动机曲轴（a）牙医磨头软轴 （b）汽车里程表软轴图12-11软轴轴的结构图12-12轴的结构示意图（a）螺母 （b）弹性挡圈图12-13轴上零件轴向固定方法示意图之轴肩、轴环和圆锥面（a）（b）（c）圆锥面图12-14轴上零件轴向固定方法示意图之螺母和弹性挡圈轴上零件的径

3、向固定图12-15键联接图12-16花键联接汽车上轴承和齿轮轴向定位 （a）轮毂轴承的螺母定位 （b）变速齿轮弹性挡圈定位图12-17汽车上轴承和齿轮轴向定位的实物图片第二节 轴承 想一想 支承回转零件的轴工作状态就是旋转，而回转零件则是相对于固定的机架而言，那么轴转与机架不转的矛盾，机器中是如何解决的呢？第二节 轴承 专门用于支承轴的零件，它要保持轴的旋转精度，并减少转轴与支承之间的摩擦和磨损。根据其摩擦性质，轴承可分为滑动摩擦轴承（简称滑动轴承）和滚动摩擦轴承（简称滚动轴承）两类。按其所受的载荷方向不同，又可分为向心轴承、推力轴承和向心推力轴承等。按载荷方向分类图12-18 按所受载荷方向

4、不同的三类轴承示意图滑动轴承 噪声较滚动轴承低，工作可靠。起动时摩擦阻力大。在工作转速特别高、需承受极大的冲击载荷、特别精密、装配工艺要求轴承剖分和径向尺寸小的场合，通常采用滑动轴承。现代汽车发动机曲轴工作转速可能高达5000转每分钟，需承受爆炸冲程极大的冲击载荷，整体轴承根本无法装配，必须采用滑动轴承。滑动轴承组成和分类 滑动轴承一般由轴套和轴承座构成。轴套是用减摩材料制成的，或叫衬套，承受载荷的是轴承座。结构形式有整体式和剖分式两种。图12-19整体式向心滑动轴承剖分式滑动轴承图12-20剖分式滑动轴承示意图图12-21轴瓦实物图片剖分式滑动轴承应用图12-22发动机连杆实物图片轴瓦 通常

5、有双金属或者三金属制作。双金属轴瓦，与轴承座接触的是低碳钢板，与轴颈接触的是轴承合金。三金属，就是在钢背和轴承合金之间加一个中间层。中间层的作用是使内表层轴承合金贴合牢靠，提高表层强度，中间层的材料是铜合金等。三金属的轴瓦，轴承合金的减摩表层非常薄，若采用刮配轴瓦金属的办法来调整间隙，很可能将减摩表层刮尽，使轴瓦失去本来的作用。剖分式滑动轴承定位图12-23发动机连杆与连杆盖的定位销剖分式滑动轴承定位图12-24剖分式滑动轴承安装定位示意图推力滑动轴承图12-25汽车发动机曲轴翻边轴瓦和止推（垫片）轴承滚动轴承 利用滚动体在轴径与支承座圈之间滚动的原理制成。在一般使用条件下摩擦因数低，运转时摩

6、擦力矩小，起动灵敏，效率高；对同尺寸的轴颈，滚动轴承的宽度小，可使机器的轴向尺寸紧凑；润滑方法简便，轴承损坏易于更换，一般不须修理轴颈，价格较低。承受冲击载荷的能力较差，高速运转时噪声大，径向尺寸大，寿命较低。滚动轴承的结构图12-26滚动轴承的组成示意图常见滚动体图12-27滚动轴承常见滚动体滚动轴承的代号 基本代号是轴承代号的基础，一般由类型、尺寸系列和内径代号组成。第一位数表示类型，例如，深沟球轴承用6表示，属主要承受径向载荷的向心轴承；最后两位数字表示内径，除00、01、22、28等特殊代号，通常是代号乘以5（毫米）。前置代号前置代号 基本代号基本代号 +后置代号后置代号自行车里滚动轴

7、承图12-28自行车轴轴承向心轴承图12-29深沟球轴承示意图向心推力轴承图12-30圆锥滚子轴承图12-31推力球轴承推力轴承滚动轴承的装图12-32压入轴承图12-33敲入轴承滚动轴承的装图12-34压轴承内圈图12-35压轴承内外圈滚动轴承的拆图12-37拉出轴承图12-36敲出轴承滚动轴承的拆（a）用压力机将内圈压出 （b）用双拉杆拆卸器 （c）用三拉杆拆卸器图12-38用拉压方法拆卸轴承滚动轴承的拆图12-39拉马实物图片图12-40因磨损损坏的轴瓦实物照片图12-41因磨损损坏的滚动轴承实物照片图12-42完全解体失效滑动轴承（左）和滚动轴承（右）实物照片 图12-43汽车各类型轴

8、承（a）（b）（d）（c）汽车上各类型轴承想一想 汽汽车发动机以旋转扭矩的形式输出动力，中间经减速增扭，有时还（倒车）改变转动方向，最后实现车轮的转动，其中传递动力的核心主体就是轴。显然，从最初发动机曲轴，直到最终驱动车轮的半轴，进行着传动。与此同时，因车桥与车架存在相对运动，轴间还有距离和角度的变化。那么，这些轴都是怎么联接的呢？第三节 联轴器、离合器和制动器 联轴器：使其一同回转并传递扭矩和运动的部件，必须在停机后通过拆卸方能分离的两轴的联接。离合器：联接轴与轴（有时也联接轴与其它回转零件），在机器运转时，可根据需要随时使两轴接合或分离的。制动器：通过对回转零件施加阻力或阻力矩，使（机器）

9、轴能在受控的情况下减速、停转的。汽车上联轴器、离合器和制动器图12-44普通汽车动力传递示意图123联轴器 刚性联轴器 挠性联轴器 安全联轴器凸缘式套筒式滑块联轴器万向联轴器弹性套柱销联轴器凸缘联轴器图12-45 凸缘联轴器示意图图12-46凸缘联轴器于汽车半轴与车轮轮毂套筒联轴器图12-47两种套筒联轴器示意图挠性联轴器特性图12-48两轴距离不合、轴线不在一条直线上各种情形示意图滑块联轴器图12-49滑块联轴器示意图图12-50万向联轴器图12-51（汽车维修）套筒扳手盒万向联轴器（a）万向节 （b）十字轴、滚针轴承图12-52汽车万向节及十字轴、轴承等实物图片万向联轴器应用万向联轴器应用

10、图12-55汽车转向盘轴实物图片不等速万向联轴器图12-53不等速万向联轴器等速传动示意图图12-54弹性套柱销联轴器安全联轴器图4-28 安全销示意图液力联轴器图12-56液力联轴器和汽车液力变矩器（a）（b）（c）离合器 按离合控制方式分 按接合传力方式分操纵式自动式牙嵌式离合器摩擦离合器定向离合器牙嵌式离合器图12-57牙嵌式离合器示意图摩擦离合器图12-58单圆盘摩擦离合器示意图摩擦离合器图12-59多圆盘摩擦离合器示意图（a）（b）（c）摩擦离合器特性 与牙嵌离合器相比：不论在何种速度主从动件都可以接合或分离；接合过程平稳，冲击、振动较小；从动件的加速时间和所传递的最大扭矩可以调节；

11、过载时可发生打滑，以保护主要零件不致损坏。其缺点为外廓尺寸较大；在接合、分离过程中要产生滑动摩擦，故发热量较大，磨损量也较大。有湿式与干式两种。湿式摩擦离合器图12-61汽车自动变速器多片摩擦离合器结构示意图摩擦离合器的控制图12-60汽车单片离合器结构原理示意图湿式摩擦离合器多多片片离离合合器器图12-62带摩擦片限滑差速器图12-63滚柱式定向离合器示意图图12-64起动机中超越离合器示意图定向离合器定向离合器图12-65自行车后轮的棘轮棘爪式定向离合器定向离合器 （a）实物 （b）组成结构示意图 （c）单向传动原理示意图图12-66汽车自动变速器楔块式定向离合器电磁离合器图12-67电磁

12、离合器示意图制动器 制动器是利用摩擦力矩来实现制动的。如果把摩擦离合器的从动部分固定起来就构成了制动器，接合时就起制动作用。制动器应满足的基本要求是：能产生足够大的制动力矩，制动平稳、可靠，操纵灵活、方便，散热好，体积小，有一定的耐磨性等。常用的制动器有：带状制动器带状制动器、鼓式制鼓式制动器动器和盘式制动器盘式制动器。带状制动器（a）带状制动器示意图 （b）汽车自动变速器中带状制动器图12-68带状制动器及在汽车上的应用鼓式制动器图12-69鼓式制动器示意图（a）液压 （b）气压图12-70汽车上两类鼓式制动器及制动鼓实物照片盘式制动器 （a）盘式制动器 （b）汽车盘式制动器结构原理图12-71盘式制动器及结构原理示意图盘式制动器（a）汽车盘式制动器 （b）汽车盘式制动器在车上图12-72汽车盘式制动器实物图片