支承零部件学习.pptx

8.1 8.1 轴轴8.1.1 8.1.1 8.1.1 8.1.1 轴的分类、材料轴的分类、材料轴的分类、材料轴的分类、材料1.1.轴的分类 轴的主要功用是支承旋转零件（如齿轮、带轮等），使其具有确定的工作位置，以传递动力和运动。根据承载情况的不同，轴可以分为转轴、传动轴和心轴三类。工作中既承受弯矩又承受扭矩的轴称为转轴，如减速器的轴。只承受扭矩而不承受弯矩或弯矩很小的轴称为传动轴，如汽车中连接变速箱与后桥之间的轴。只承受弯矩而不承受扭矩的轴称为心轴，心轴又分为固定心轴和转动心轴两种。第1页/共42页8.1 8.1 轴轴第2页/共42页8.1 8.1 轴轴根据轴线的形状不同，轴还可以分为曲轴、直轴和挠性轴。直轴又分为光轴、阶梯轴、空心轴等。第3页/共42页8.1 8.1 轴轴2.2.轴的材料轴常用碳素钢和合金钢制造。碳素钢比合金钢价廉，且对应力集中敏感性较低，应用更为广泛。常用作轴的材料的碳素钢有35号、45号和50号等优质中碳钢，其中尤以45号钢的应用更为普遍。为保证其机械性能，一般均应进行调质或正火处理。轴也可用普通碳素钢Q215、Q235等制成，但此类钢不适合进行热处理，故只限于用在不重要的或载荷较小的场合。合金钢具有较高的机械强度，可淬性亦较好，但对应力集中较敏感，价格也较贵。重载或重要的轴，要求尺寸大、重量轻的轴，要求高耐磨性以及在高温等特殊环境下工作的轴，常采用合金钢。常用的合金钢有20Cr、40Cr、40MnB等。第4页/共42页8.1 8.1 轴轴8.1.2 8.1.2 8.1.2 8.1.2 轴的结构和应用轴的结构和应用轴的结构和应用轴的结构和应用轴主要由轴颈、轴头和轴身三部分组成。轴和轴承配合部分称为轴颈；轴上安装轮毂的部分称为轴头；连接轴头和轴颈的部分称为轴身。轴的结构设计需要定出轴的合理外形和全部结构尺寸。1.1.拟定轴上零件的装配方案 装配方案就是预定出轴上主要零件的装配方向、顺序和相互关系。如图所示的轴上零件的装配方案为：从轴的右端依次向左安装齿轮、套筒、右端轴承、轴承盖、联轴器。在设计过程中，应拟定出不同的几种设计方案进行分析比较，选择最优方案。第5页/共42页8.1 8.1 轴轴2.2.轴上零件的轴向固定和周向固定（1）零件的轴向固定和定位轴上零件的轴向固定是为了使零件能够在轴线方向定位和承受轴向载荷。轴上零件用轴肩定位是最方便而有效的方法。其结构简单、定位可靠、可承受较大的轴向力，常用于齿轮、带轮、联轴器、轴承等的轴向定位。为了保证轴上零件紧靠定位面（轴肩），轴肩的圆角半径r必须小于相配零件的倒角c或圆角半径R，轴肩高h必须大于c或R。第6页/共42页8.1 8.1 轴轴 轴上零件也可以采用套筒定位，结构简单，定位可靠，轴上不需开槽钻孔和切制螺纹。注意：不宜用于零件间距较大及轴的转速较高的场合。第7页/共42页8.1 8.1 轴轴 若轴上相邻两零件相距较远，使用套筒定位会使套筒过长，这时可用圆螺母固定。用圆螺母固定时，轴上零件定位可靠，装拆方便，可承受较大的轴向力；但轴上因切制螺纹，应力集中较严重，易影响轴的强度。为防止螺母松脱，一般均采用双圆螺母结构。常用于固定轴端的零件。第8页/共42页8.1 8.1 轴轴 当零件位于轴端且需轴向固定时，可用轴端压板压紧的固定方式，可承受剧烈振动和冲击。第9页/共42页8.1 8.1 轴轴当零件上的轴向力不大时，可采用弹性挡圈或紧定螺钉，用于固定滚动轴承等的轴向定位；紧定螺钉只能承受很小的轴向力。第10页/共42页8.1 8.1 轴轴（2）零件的周向固定和定位为了传递运动和转矩，防止轴上零件与轴作相对转动，轴和轴上零件必须可靠地沿周向固定（连接）。常用的周向固定方法有：销、键、花键、过盈配合和成形连接等，其中以键和花键连接应用最广。第11页/共42页8.1 8.1 轴轴键连接 结构简单，对中性好，装拆、维护方便，工作可靠，已标准化。缺点是：不能承受轴向力，对轴上零件不能起轴向固定作用。应用最为广泛，主要用于传动精度要求较高的场合。第12页/共42页8.1 8.1 轴轴花键连接 多齿承载，分布均匀，承载能力高；齿浅，对轴的强度削弱小；对中性及导向性能好；加工需专用设备，成本高（花键铣床和拉床）；广泛应用汽车、机床等的变速器中的滑移齿轮与轴的连接。第13页/共42页8.1 8.1 轴轴销连接 销连接主要用于固定零件的相对位置，用于轴毂间或其他零件间的连接，但只能应用于传递较小的扭矩。第14页/共42页8.1 8.1 轴轴3.3.各轴段长度和直径的确定零件在轴上的定位和装拆方案确定后，轴的形状便大体确定。各轴段所需的直径与轴上的载荷大小有关。初步确定轴的直径时，可按轴所受的扭矩初步估算轴所需的直径。将初步求出的直径作为承受扭矩的轴段的最小直径dmin，然后再按轴上零件的装配方案和定位要求，从dmin处起逐一确定各段轴的直径。各段轴径应符合轴的直径系列值，其中轴头段直径应与相配合的传动零件的孔径一致，轴颈段直径应与相配合的轴承内径一致。轴身的形状和尺寸主要按轴颈和轴头的结构决定。确定各轴段长度时，应尽可能使结构紧凑，同时还要保证零件所需的装配或调整空间。轴的各段长度主要是根据各零件与轴配合部分的轴向尺寸和相邻零件间必要的空隙来确定的。为了保证轴向定位可靠，与齿轮和联轴器等零件相配合部分的轴段长度一般应比轮毂长度短23mm。第15页/共42页8.1 8.1 轴轴4.4.轴的加工和装配的工艺性轴的形状和尺寸应满足制造和装配要求。为便于轴上零件的装拆，轴常做成阶梯形。为使轴上零件易于安装，轴端及各轴段的端部应有倒角。为便于加工，各轴段过渡圆角半径应尽可能取相同数值。轴上多个轴段有键槽时，槽宽尽可能统一，并置于同一直线上。轴上车制螺纹的轴段，应有退刀槽。轴要磨削加工的轴段，应有砂轮越程槽。在满足使用要求的情况下，轴的结构应力求简单。第16页/共42页8.2 8.2 滑动轴承滑动轴承8.2.1 8.2.1 8.2.1 8.2.1 滑动轴承的特点、主要结构和应用滑动轴承的特点、主要结构和应用滑动轴承的特点、主要结构和应用滑动轴承的特点、主要结构和应用 轴承是支承轴颈的部件，有时也用来支承轴上的回转零件。按照承受载荷的方向，滑动轴承分为向心滑动轴承（承受径向载荷）和推力滑动轴承（承受轴向载荷）。1.1.滑动轴承的特点滑动轴承具有一些独特的优点，主要体现在以下几个方面：滑动轴承采用面接触，因而承载能力大；轴承工作面上的油膜有减振、缓冲和降噪的作用，因而工作平稳、噪声小；结构简单，径向尺寸小；可做成剖分式，便于安装。第17页/共42页8.2 8.2 滑动轴承滑动轴承2.2.滑动轴承的主要结构滑动轴承一般由轴承体、轴瓦、润滑及密封装置组成。下面分别对径向滑动轴承的结构和轴向滑动轴承的结构进行介绍。（1）径向滑动轴承结构径向滑动轴承主要用来承受径向载荷。常用的径向滑动轴承结构主要有整体式和剖分式两种型式。第18页/共42页8.2 8.2 滑动轴承滑动轴承整体式 如图所示是一种常见的整体式向心滑动轴承。轴承座多为铸铁件，并用螺栓与机架连接，顶部的螺纹孔用来安装油杯进行注油润滑。轴承座孔内压入用减摩材料制成的圆筒形整体轴套，使其直接与轴颈相配合，可节省贵重的减摩材料，而且摩损后便于更换。整体式轴承构造简单，成本低，常用于低速、轻载、间歇工作以及不重要的场合。这种轴承磨损后轴颈与轴套间的间隙增大无法调整，且轴的装拆必须通过轴端，对于粗重的轴或具有中轴颈的轴装拆不便。第19页/共42页8.2 8.2 滑动轴承滑动轴承剖分式如图所示为典型的剖分式滑动轴承，由轴承座、轴承盖、上下轴瓦、螺栓等组成。轴瓦和轴承座均为剖分式结构，在轴承盖与轴承座的剖分面上制有阶梯形定位口，便于安装时定心。轴瓦直接支承轴颈，因而轴承盖应适度压紧轴瓦，以使轴瓦不能在轴承孔中转动。轴承盖顶端制有螺纹孔，以便安装油杯或油管。剖分式滑动轴承便于装拆和调整间隙，应用广泛，结构尺寸已标准化。第20页/共42页8.2 8.2 滑动轴承滑动轴承第21页/共42页8.2 8.2 滑动轴承滑动轴承（2）推力滑动轴承的结构推力滑动轴承用来承受轴向载荷，当与径向轴承联合使用时，可以承受径向载荷。推力滑动轴承可分为普通推力轴承和液体动压推力轴承两种。普通推力轴承工作时只能处于非液体摩擦状态，磨损较快。液体动压推力轴承是将轴瓦工作面制成多个固定斜面，或者将推力瓦制成多个可绕一支点摆动的可倾瓦块，它们与轴颈止推面构成收敛楔形可形成液体动压润滑，这种轴承性能较好但结构复杂。第22页/共42页8.2 8.2 滑动轴承滑动轴承 如图所示为常见的推力轴承，按推力轴颈支承面类型不同，有实心、空心、单环和多环等类型。实心端面推力轴承由于工作时轴心与边缘磨损不均匀，以致轴心部分压强极高，所以很少采用。空心端面与单环工作面的推力轴承工作情况较好。第23页/共42页8.3 8.3 滚动轴承滚动轴承8.3.1 8.3.1 8.3.1 8.3.1 滚动轴承的类型和特点滚动轴承的类型和特点滚动轴承的类型和特点滚动轴承的类型和特点滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成，如图所示。内圈装在轴径上，与轴一起转动。外圈装在机座的轴承孔内，一般不转动。内外圈上设置有滚道，当内外圈之间相对旋转时，滚动体沿着滚道滚动。保持架使滚动体均匀分布在滚道上，减少滚动体之间的碰撞和磨损。1-外圈 2-内圈 3-滚动体4-保持架第24页/共42页8.3 8.3 滚动轴承滚动轴承常见的滚动体有球、圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子、滚针五种形状，如图所示。第25页/共42页8.3 8.3 滚动轴承滚动轴承第26页/共42页8.3 8.3 滚动轴承滚动轴承与滑动轴承相比，滚动轴承主要有下列优点：启动灵活、摩擦阻力小、效率高、轴向结构紧凑、润滑简便及易于互换等，被广泛地应用于中速、中载和一般工作条件下运转的机械设备。它的缺点是：抗冲击能力差，高速时有噪声，工作寿命不及液体摩擦的滑动轴承。根据滚动轴承所能承受的主要载荷方向，滚动轴承可分为：(1)向心轴承：主要承受径向载荷，也可承受轻微轴向载荷。(2)推力轴承：只能承受轴向载荷。(3)向心推力轴承：能同时承受径向载荷和轴向载荷，一般以承受径向载荷为主。按滚动体的形状，滚动轴承分为：球轴承和滚子轴承两大类。第27页/共42页8.3 8.3 滚动轴承滚动轴承第28页/共42页8.3 8.3 滚动轴承滚动轴承第29页/共42页8.3 8.3 滚动轴承滚动轴承第30页/共42页8.3 8.3 滚动轴承滚动轴承第31页/共42页8.3 8.3 滚动轴承滚动轴承8.3.28.3.28.3.28.3.2滚动轴承的代号及应用滚动轴承的代号及应用滚动轴承的代号及应用滚动轴承的代号及应用 滚动轴承的类型很多，而每一种类型又有不同的尺寸、结构和公差等级。为了便于设计、制造和选用，在国家标准中规定了轴承代号的表示方法。滚动轴承代号由基本代号、前置代号和后置代号构成，对于普通轴承，其前置代号和后置代号可以省略。第32页/共42页8.3 8.3 滚动轴承滚动轴承1.1.基本代号 基本代号是轴承代号的基础，它由类型代号、尺寸系列代号、内径代号组成（滚针轴承除外）。基本代号左起第一位为类型代号，用数字或字母表示。代号为“0”（双列角接触球轴承）则省略。尺寸系列代号又包括宽度系列代号（基本代号左起第二位）和直径系列代号（基本代号左起第三位）。直径系列表示结构相同、内径相同的轴承在外径和宽度方面的变化系列。向心轴承和推力轴承的常用尺寸系列代号见表。第33页/共42页8.3 8.3 滚动轴承滚动轴承注：1、宽度系列代号为“0”时，不标出。2、在GB/T 272-93中规定的个别类型中，宽度系列代号“1”和“2”可以省略。第34页/共42页8.3 8.3 滚动轴承滚动轴承内径代号000102030499轴承内径 d（mm）10121517代号5注：内径小于10mm和大于495mm的轴承内径代号另有规定。内径代号（基本代号左起第四、五位）表示轴承的公称内径尺寸，见表。第35页/共42页8.3 8.3 滚动轴承滚动轴承代号含 义L可分离轴承的可分离内、外圈R不可分离内、外圈的轴承K滚子和保持架组件WS推力圆柱滚子轴承轴圈GS推力圆柱滚子轴承座圈2.2.前置代号 轴承的前置代号用于表示轴承的分部件。前置代号的含义见表。第36页/共42页8.3 8.3 滚动轴承滚动轴承后置代号组12345678含义内部结构密封与防尘套圈类型保持架及材料轴承材料公差等级游隙配置其它3.后置代号 轴承的后置代号用字母和数字等表示轴承的结构、公差及材料的特殊要求等。后置代号共分八组，每组表示一个项目内容。表中，轴承的公差等级分为2、4、5、6、6x和0级六个级别，依次由高到低，其代号分别为/P2、/P4、/P5、/P6、/P6x和/P0，其中6x级仅用于圆锥滚子轴承；0级为普通级，在轴承代号中不标出。第37页/共42页6 2 0 8类型代号6：深沟球轴承尺寸系列代号02：其中宽度系列代号为0（省略不标）；直径系列代号为2。内径代号08：d40mm8.3 8.3 滚动轴承滚动轴承第38页/共42页8.3 8.3 滚动轴承滚动轴承例例 试说明轴承代号 6308、71211C/P5的含义6308表示内径为40mm、窄宽度系列、中直径系列深沟球轴承、0级公差。71211C/P5表示内径为55mm、正常宽度系列、轻直径系列角接触球轴承、接触角=15、5级公差。第39页/共42页8.3 8.3 滚动轴承滚动轴承 选用滚动轴承时，应根据轴承的工作载荷（大小、方向、性质）、转速、轴的刚度以及其它特殊要求，在对各类轴承的性能和结构充分了解的基础上，一般按以下原则选用：（1）转速较高、负荷较小、要求旋转精度高时选用球轴承；转速较低、负荷较大有冲击负荷时选用滚子轴承。（2）同时承受径向负荷及轴向负荷的轴承，应区别不同情况选取轴承类型。以径向负荷为主的可选用深沟球轴承。轴向负荷比径向负荷大很多时可采用推力轴承和向心轴承的组合结构，以便分别承受轴向负荷和径向负荷。径向负荷和轴向负荷都很大时可选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承。（3）选择轴承时还应考虑调心性能。各类轴承内、外圈轴线的相对倾斜角度是有限制的，超过限制角度，会使轴承寿命降低。当支点跨距大，轴的弯曲变形大时，以及多支点轴，可选用调心性能好的“自定位轴承”。（4）选择轴承时还应考虑经济性、允许空间、噪声与振动方面的要求。第40页/共42页8.3 8.3 滚动轴承滚动轴承习题习题1、指出图中所示轴结构中的错误，并画出正确的结构。2、有一传动轴，材料为45号钢，调质处理。轴传递功率P=3kW，转速n=260r/min，试求该轴的直径。3、试说明以下轴承代号的含义。6006 N209/P6 7207C 30209/P5第41页/共42页感谢您的观看！第42页/共42页