机械基础之支撑零部件课件.ppt

1、第八章第八章支承零部件支承零部件8.1轴轴8.2滑动轴承滑动轴承8.3滚动轴承滚动轴承7.58.1轴轴一、轴的结构1、功用：1）支承回转零件；2）传递运动和转矩轴颈轴头轴身二、轴的分类轴承受的载荷轴承受的载荷轴线形状轴线形状转轴转轴心轴心轴传动轴传动轴直轴直轴曲轴曲轴挠性钢丝轴挠性钢丝轴分类分类应用特点应用特点示示例例传动轴传动轴只承受转矩只承受转矩汽车后桥轴汽车后桥轴汽车变速箱汽车变速箱心轴心轴只承受弯距只承受弯距自行车前轮轴自行车前轮轴铁路机车轮轴铁路机车轮轴转轴转轴既承受弯距既承受弯距又承受转矩又承受转矩减速器中的轴减速器中的轴根据承载情况下列各轴分别为哪种类型？根据承载情况下列各轴分别

2、为哪种类型？0 轴：传动轴传动轴轴：转转 轴轴轴：转动心轴转动心轴轴：转转 轴轴轴：转转 轴轴轴：转动心轴转动心轴如何判断轴是否传递扭矩：如何判断轴是否传递扭矩：从原动机向工作机画传动路线，若传动路线从原动机向工作机画传动路线，若传动路线 沿该轴轴线沿该轴轴线走过一段走过一段距离，则该轴传递转矩距离，则该轴传递转矩。如何判断轴是否承受弯矩：如何判断轴是否承受弯矩：该轴上除联轴器外是否还有其它传动零件，若该轴上除联轴器外是否还有其它传动零件，若有有则该轴承受弯则该轴承受弯矩，否则不承受弯矩矩，否则不承受弯矩。直直轴轴曲曲 轴轴挠性钢丝轴挠性钢丝轴三、轴的材料及其选择1轴的主要失效形式：疲劳断裂（

3、工作时所承受的应力一般是交变循环应力2对轴材料的要求（1）具有一定的疲劳强度，对应力集中的敏感性低；（2）具有一定的刚度和韧性；（3）具有足够的耐磨性；（4）良好的经济性、工艺性。常用材料（1）碳素钢：30、35、45、50(正火或调质)，45应用最广，价廉，对应力集中不敏感，良好的加工性，经热处理后可获良好的综合机械性能，常用于受力较小或不重要的场合。（2 2）中、低碳合金钢：有更好的机械性能和热处理工艺性，对应力集中较敏感。常用于高速、重载、耐磨、耐高温等特殊场合。（3）球墨铸铁：价廉、强度高、吸振性好、切削加工性较好。适用于形状复杂的轴。（4）合金钢）合金钢对于要求强度较高、尺寸较小或其

4、它特殊要求的轴，可以采用对于要求强度较高、尺寸较小或其它特殊要求的轴，可以采用合金钢材料。合金钢材料。四、影响轴结构的因素1.1.轴的结构形状取决于以下几个因素轴的结构形状取决于以下几个因素（1）轴的毛坯种类轴的毛坯种类（2）轴上作用力的大小及其分布情况轴上作用力的大小及其分布情况（3）轴上零件的位置、配合性质及其连接固定的方法轴上零件的位置、配合性质及其连接固定的方法（4）轴的加工方法、装配方法以及其它特殊要求）轴的加工方法、装配方法以及其它特殊要求2.2.结构应满足的条件结构应满足的条件a a轴的受力合理，有利于提高轴的强度和刚度轴的受力合理，有利于提高轴的强度和刚度b b轴相对于机架和轴

5、上零件相对于轴的定位准确，固定可靠轴相对于机架和轴上零件相对于轴的定位准确，固定可靠c c轴便于加工制造，轴上零件便于装拆和调整轴便于加工制造，轴上零件便于装拆和调整d d尽量减少应力集中，节省材料，减轻重量尽量减少应力集中，节省材料，减轻重量3 3、轴的结构及各部分名称、轴的结构及各部分名称两头小中间大的阶梯轴。?轴颈?轴头?轴身轴颈：装轴承处尺寸=轴承内径；组成轴头：装轮毂处直径与轮毂内径相当；轴身：联接轴颈和轴头部分；4 4、零件在轴上的固定、零件在轴上的固定（）轴向固定（）轴向固定零件作轴向移动，并能承受轴向力零件作轴向移动，并能承受轴向力作用和目的：保证零件在轴上有确定的轴向位置，防

6、止作用和目的：保证零件在轴上有确定的轴向位置，防止常用方法：轴肩、轴环、轴套、圆螺母、轴端挡圈等常用方法：轴肩、轴环、轴套、圆螺母、轴端挡圈等轴肩轴肩：轴上截面突变的部位。轴肩：轴上截面突变的部位。非定位轴肩：便于装拆、起过渡作用，非定位轴肩：便于装拆、起过渡作用，h=(12)mmh=(12)mm。定位轴肩：起轴向定位作用。定位轴肩：起轴向定位作用。定位轴肩高度：定位轴肩高度：轴肩高度轴肩高度h h轴上零件倒角尺寸轴上零件倒角尺寸c c（圆角半径（圆角半径R R）轴圆角半径轴圆角半径r r。h=h=（0.070.10.070.1）d d mmmm安装标准件的轴肩高度应符合标准件的标准。安装标准

7、件的轴肩高度应符合标准件的标准。定位轴肩宽度定位轴肩宽度：b=1.4h特点：特点：结构简单，定位可靠，可承受较大的轴向力。套筒套筒特点：特点：结构简单，定位可靠，能承受较大轴向力。能同时固定两个零件的轴向位置，但两零件相距不宜太远，不宜高速。圆螺母特点：特点：定位可靠，可承受较大的轴向力，装拆方便。但切制螺纹使轴的疲劳强度下降。?止动垫片轴端挡圈轴端挡圈特点：特点：固定可靠，能承受较大的轴向力，用于轴端。当用轴肩、轴环、套筒、圆螺母、轴端挡圈进行零件的轴向定位时，为保证轴向定位可靠，要求L L轴轴LL毂毂圆锥面圆锥面（+挡圈、螺母）特点：特点：能消除轴与轮毂间的径向间隙，能承受冲击载荷。常用于

8、高速轴端且对中性要求高或需经常拆卸的场合。弹性挡圈固定弹性挡圈固定特点：特点：结构简单紧凑，只能承受很小的轴向力，切槽需要一定的精度。常用于固定滚动轴承等的轴向定位。紧定螺钉固定特点：特点：承受轴向力很小，亦可起周向固定作用。适用于轴向力小，转速低的场合2.2.周向固定：保证零件传递扭矩和防止零件与轴产生相对的转动周向固定：保证零件传递扭矩和防止零件与轴产生相对的转动键、花键、销、过盈配合、弹性环联接、成形联接等。键、花键、销、过盈配合、弹性环联接、成形联接等。4 4、轴的加工和装配工艺性、轴的加工和装配工艺性（1）轴径相近处的圆角、倒角、键槽等尺寸应一致；（2）固定不同零件的各键槽应布置在同

9、一母线上，以减少装夹各键槽应布置在同一母线上，以减少装夹次数；次数；（3）需切制螺纹的轴段：螺纹退刀槽；（4）需磨削的轴段：砂轮越程槽；（5）轴端应 有倒角：c45便于装配；（6）过盈联接的轴头一般应有引导装配的锥度；（7）零件装配时应尽量不接触其它零件的配合表面；（8）轴肩高度应考虑零件拆卸方便。5 5、提高轴承载能力的措施、提高轴承载能力的措施（1 1）结构设计方面）结构设计方面（减少应力集中）a相邻轴段直径不宜相差太大；b过渡圆角半径不能太小，或用凹切圆角或中间环；c尽量避免在轴上开横孔、凹槽等，合理选择键槽(盘铣)；d过盈配合轴段可采用一些特殊结构r?a)过盈配合应力集中b)轮毂上开卸

10、载槽c)轴上开卸载槽d)增大轴径（2 2）制造工艺方面）制造工艺方面（提高表面质量）a降低表面粗糙度；b对轴表面进行强化处理，如对表面辗压、喷丸处理等。1.05dd1dd1.轴的主要功能是（轴的主要功能是（传递运动和转矩传递运动和转矩）、（）、（支承回转零件支承回转零件）。）。2.轴按轴线情况不同可分为（轴按轴线情况不同可分为（直直）轴、（）轴、（曲曲）轴和（）轴和（挠性钢丝挠性钢丝）轴。轴。传动轴传动轴心轴心轴转轴转轴）、（）、（）和（）和（）。）。3.直轴按承载情况不同可分为（直轴按承载情况不同可分为（心轴心轴转转）轴，减速器中的轴属于（）轴，减速器中的轴属于（）轴）轴4.自行车的前轮属于

11、（自行车的前轮属于（传动传动汽车中的变速箱属于（汽车中的变速箱属于（）轴。）轴。旋转旋转往复往复）运动和（）运动和（）运动相互转）运动相互转5.曲轴是内燃机等机器中用于（曲轴是内燃机等机器中用于（换换挠性钢丝挠性钢丝的专用零件。的专用零件。6.（空空）轴有良好的扰性，它可以把回转运动灵活的传倒任何）轴有良好的扰性，它可以把回转运动灵活的传倒任何第二章第二章 杆件的静力分析杆件的静力分析8.2滑动轴承滑动轴承一、轴承的作用1、功用：1）支承轴或轴上回转零件的部件；2）减少转轴与支承之间的摩擦和磨损二、轴承的分类根据摩擦性质，轴承分为：滑动轴承和滚动轴承。滑动轴承：滑动摩擦滑动轴承：滑动摩擦滚动轴

12、承：滚动磨擦8.2滑动轴承滑动轴承三、滑动轴承的分类承受载荷的方向承受载荷的方向轴系和拆装的需要轴系和拆装的需要径向滑动轴承整体式对开式推力滑动轴承整体式滑动轴承对开式滑动轴承三三.按受载方向不同，滑动轴承分为按受载方向不同，滑动轴承分为：径向滑动轴承：推力滑动轴承：径向滑动轴承承受径向力承受轴向力推力滑动轴承(一一)径向滑动轴承径向滑动轴承常用的径向滑动轴承有整体式、对开式两种形式。（1）整体式滑动轴承1）结构:由轴承座、轴瓦、轴颈等组成。2）特点：a.结构简单、成本低b.装拆不便装拆不便c.适于低速、轻载或间隙工作的适于低速、轻载或间隙工作的机器。机器。油杯孔轴瓦轴承座（二）对开式滑动轴承

13、双头螺柱双头螺柱轴承盖轴承盖剖分轴瓦剖分轴瓦调节垫片调节垫片轴承座轴承座对开式滑动轴承对开式滑动轴承结构复杂，可以调整磨损造成的间隙，安装方便。应用于中、高速、重载工作的机器中。（三）推力滑动轴承止推轴止推轴轴承座轴承座空心式：空心式：环式环式二、滑动轴承的材料二、滑动轴承的材料二、滑动轴承的材料二、滑动轴承的材料8.2滑动轴承滑动轴承三、轴瓦整体式轴瓦整体式轴瓦剖开式轴瓦剖开式轴瓦油油孔孔上上瓦瓦油油沟沟轴轴承承衬衬下下瓦瓦油沟：使润滑油均匀分布油沟：使润滑油均匀分布油沟的形状四四.滑动轴承的安装、维护滑动轴承的安装、维护 滑动轴承安装要保证轴颈在轴承孔内转动灵活、滑动轴承安装要保证轴颈在轴

14、承孔内转动灵活、准确、平稳。准确、平稳。轴瓦与轴承座孔要修刮贴实，轴瓦剖分面要高出轴瓦与轴承座孔要修刮贴实，轴瓦剖分面要高出0.050.1，以便压紧。整体式轴瓦压入时要，以便压紧。整体式轴瓦压入时要防止偏斜，并用紧定螺钉固定。防止偏斜，并用紧定螺钉固定。注意油路畅通，油路与油槽接通。注意油路畅通，油路与油槽接通。轴承使用过程中要经常检查润滑、发热、振动问轴承使用过程中要经常检查润滑、发热、振动问题。题。一、滚动轴承的结构?由由内圈内圈、外圈外圈、滚动体滚动体和和保持架保持架组成组成22414133?与滑动轴承相比，滚动轴承具有摩擦阻力小，起动灵敏，效率高、润滑简便和易于互换等优点，所以获得广泛

15、应用。它的缺点是抗冲击能力较差，高速时出现噪声，工作寿命不及液体摩擦的滑动轴承。一、滚动轴承的结构常见的滚动体有球形、圆柱形、鼓形、滚针、圆锥形。二、滚动轴承的分类向心轴承向心轴承承受载荷方向承受载荷方向推力轴承推力轴承球轴承球轴承滚动体的种类滚动体的种类滚子轴承滚子轴承调心轴承调心轴承工作时是否调心工作时是否调心非调心轴承非调心轴承五、滚动轴承常见的失效形式五、滚动轴承常见的失效形式三、滚动轴承的代号表表13-3 滚动轴承代号的排列顺序滚动轴承代号的排列顺序前置代号前置代号（成套轴承分成套轴承分部件代号部件代号基本代号基本代号共5位后置代号后置代号或加或加）尺寸系列代号尺寸系列代号宽宽(高高

16、)度度 直径系列直径系列系列代号系列代号代号代号0类类型型代代号号注：注：代表字母；代表字母；代表数字代表数字是轴承代号的基础，有三项1.前置代号前置代号成套轴承分部件代号。成套轴承分部件代号。2.基本代号基本代号表示轴承的基本类型、结构和尺寸。表示轴承的基本类型、结构和尺寸。3.类型代号类型代号 左起第一位，为左起第一位，为0（双列角接触球轴承双列角接触球轴承）则省略。则省略。6 2 2 03轴承内径轴承内径 d=17mm直径系列代号，直径系列代号，2(轻轻)系列系列宽度系列代号，宽度系列代号，2(宽宽)系列系列深沟球轴承深沟球轴承滚动轴承主要类型代号表滚动轴承主要类型代号表轴承类型轴承类型

17、双列角接触球轴承双列角接触球轴承调心球轴承调心球轴承调心滚子轴承调心滚子轴承代号代号0 01 12 2轴承类型轴承类型角接触球轴承角接触球轴承推力滚子轴承推力滚子轴承推力圆锥滚子轴承推力圆锥滚子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3 3代号代号7 78 89 9N N双列深沟球轴承双列深沟球轴承潘存云教授研制推力球轴承推力球轴承深沟球轴承深沟球轴承4 45 56 6表表8-2 向心轴承和推力轴承的常用尺寸系列代号向心轴承和推力轴承的常用尺寸系列代号向心轴承向心轴承直径系列代号直径系列代号宽度系列代号宽度系列代号34(0)窄窄1正常正常10112宽宽20211011尺寸系列代号尺

18、寸系列代号01特轻特轻轻轻中中重重(0)0(0)1(0)2(0)3(0)42341213222324121314222324表表8-5轴承的内径代号轴承的内径代号内径代号内径代号0001021503170499数字数字5轴承内径尺寸轴承内径尺寸/mm10123 0 2 13轴承内径轴承内径 d=513=65mm直径系列代号，直径系列代号，2(轻轻)系列系列宽度系列代号，宽度系列代号，0(窄窄)系列系列圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承N 1 05/P5公差等级公差等级5级级轴承内径轴承内径 d=25 mm直径系列代号，直径系列代号，1(特轻特轻)系列系列圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承表表13-8公差等级代号公差等级代号代代号号省略省略/P66级级/P6x6x级级/P55级级/P44级级/P22级级潘存云教授研制公差等级符合标准的公差等级符合标准的0级级示示例例62036203/P6 30201/P6x6203/P5 6203/P4 6203/P2注：注：公差等级中公差等级中0级最低，向右依次增高，级最低，向右依次增高，2级最高。级最高。7(0)3 12/P6公差等级公差等级6级级轴承内径轴承内径 d=125=60mm直径系列代号，直径系列代号，3(中中)系列系列宽度系列代号，宽度系列代号，0(窄窄)系列系列角接触球轴承角接触球轴承