第八章支承零部件课件.ppt
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1、机械基础机械基础第八章 支承零部件 第一节 轴 81 轴的用途和分类 82 轴的材料83 转轴的结构机械基础机械基础机械基础机械基础81 轴的用途和分类一、用途 支承回转零件(如齿轮、带轮等),传递运动和动力。机械基础机械基础按轴线形状按承载情况直轴曲轴挠性钢丝软轴(简称挠性轴)心轴:仅承受弯矩而不传递转矩。自行车的轴传动轴:只传递转矩而不承受弯矩。汽车传动轴转轴:既承受弯矩又承受转矩。减速器的轴二、分类机械基础机械基础82 轴的材料轴的主要材料是优质碳钢和合金钢。1、中碳钢一般的轴用45号钢,应用最广。对于受力较小或不太重要的轴,可以使用Q235、Q275等普通碳钢。2、合金钢对于要求强度较
2、高,尺寸较小或有其他特殊要求的轴,可以采用合金钢。耐磨要求高:20Cr、20CrMnTi要求较高的轴:40Cr、40CrNi3、高强度铸铁和球墨铸铁应用于曲轴、凸轮轴。机械基础机械基础83 转轴的结构轴颈轴颈:用于装配轴承的部分轴头:轴头:装配回转零件(如带轮、齿轮)的部分 轴身:轴身:连接轴头与轴颈的部分 轴肩轴肩或轴环:轴环:轴上截面尺寸变化的部分。机械基础机械基础轴的结构应满足三方面的要求:l 轴上的零件要有可靠的周向固定与轴向固定l 轴应便于加工和尽量避免或减小应力集中l 便于轴上零件的安装与拆卸机械基础机械基础一、轴上零件的固定 1轴上零件的轴向固定 目的目的:保证零件在轴上有确定的
3、轴向位置,防止零件作轴向移动,并能承受轴向力。机械基础机械基础1)轴肩和轴环 要求r轴R孔或r轴C孔 错误 正确机械基础机械基础2)套筒 3)轴用圆螺母 错误正确要求轴肩高度滚动轴承内圈高度机械基础机械基础当用轴肩、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轴L毂4)轴端挡圈 机械基础机械基础5)轴承端盖 6)弹性挡圈 7)锁紧挡圈、紧定螺钉或销 轴承端盖与机座间加垫片,以调整轴的位置 机械基础机械基础8)圆锥面(+挡圈、螺母)1)键2)花键2轴上零件的周向固定 目的目的:保证轴能可靠地传递运动和转矩,防止轴上零件与轴产生相对转动。机械基础机械基础3)紧定螺钉
4、、销 4)过盈配合机械基础机械基础二、轴上常见的工艺结构 结构工艺性结构工艺性轴的结构形式应便于加工、便于轴上零件的装配和便于使用维修,并且能提高生产率,降低成本。机械基础机械基础轴的结构和形状应便于加工、装配和维修。阶梯轴的直径应该是中间大,两端小,以便于轴上零件的装拆。轴端、轴颈与轴肩(或轴环)的过渡部位应有倒角或过渡圆角,并应尽可能使倒角大小一致和圆角半径相同,以便于加工。轴上需要切制螺纹或进行磨削时,应有螺纹退刀槽或砂轮越程槽。当轴上有两个以上键槽时,槽宽应尽可能统一,并布置在同一直线上,以利加工。有关轴的工艺结构应注意问题:机械基础机械基础2 23 34 45 56 67 78 81
5、 11 1键过长;键过长;2 2过定位,轮毂宽应大于配合过定位,轮毂宽应大于配合轴段长度;轴段长度;3 3轴承内圈轴向定位台肩过高;轴承内圈轴向定位台肩过高;4 4箱体端面应留出和端盖接触的凸台;箱体端面应留出和端盖接触的凸台;5 5应加密封垫圈,应加密封垫圈,端盖和轴应留端盖和轴应留有间隙有间隙6 6应设一轴肩,便于轴承安装;应设一轴肩,便于轴承安装;7 7应在轴上开设联轴器定位台肩;应在轴上开设联轴器定位台肩;8 8轴头应开设键槽。轴头应开设键槽。机械基础机械基础定位轴肩过定位轴肩过高高键的长度太键的长度太短短两个键应在两个键应在同一母线上同一母线上齿轮右端没齿轮右端没有定位有定位该传动件
6、不该传动件不能装入能装入安装右轴承安装右轴承的轴段应设一轴肩的轴段应设一轴肩 右轴承与右右轴承与右边的传动件之间应有一边的传动件之间应有一个端盖,且有一个密封个端盖,且有一个密封装置装置机械基础机械基础该处轴端应短于皮带轮左端面该处轴端应短于皮带轮左端面皮带轮右端未轴向定位皮带轮右端未轴向定位皮带轮没有周向定位皮带轮没有周向定位端盖轴孔处未密封端盖轴孔处未密封接合面没有密封圈和接合面没有密封圈和调整垫片调整垫片轴承内圈没有定位轴承内圈没有定位齿轮左右端面没有轴向定位齿轮左右端面没有轴向定位齿轮没有周向定位齿轮没有周向定位机械基础机械基础联轴器左端无联轴器左端无轴端挡圈轴端挡圈联轴器无周向联轴器
7、无周向固定(缺键)固定(缺键)联轴器右端无联轴器右端无轴向固定轴向固定套筒过高套筒过高轴头长度等于轴头长度等于轮毂宽度轮毂宽度齿轮无周向固齿轮无周向固定(缺键)定(缺键)定位轴肩过高定位轴肩过高缺调整垫片缺调整垫片机械基础机械基础轴承端盖与轴之间应留有间隙轴承端盖与轴之间应留有间隙左端轴承内圈和套筒装不上左端轴承内圈和套筒装不上与齿轮轮毂相配的轴头长度应小于轮毂长度与齿轮轮毂相配的轴头长度应小于轮毂长度齿轮没有周向固定齿轮没有周向固定定位轴肩过高定位轴肩过高左端轴承应的窄边应与右端轴承的窄边相对安装左端轴承应的窄边应与右端轴承的窄边相对安装机械基础机械基础 轴承的功用是支承轴及轴上零件,保持轴
8、轴承的功用是支承轴及轴上零件,保持轴的旋转精度,减少转轴与支承之间的摩擦和磨的旋转精度,减少转轴与支承之间的摩擦和磨损损,并承受载荷。并承受载荷。滑动摩擦轴承和滚动摩擦轴承,分别简称为滑动摩擦轴承和滚动摩擦轴承,分别简称为滑动轴承和滚动轴承。滑动轴承和滚动轴承。第二节第二节 滑动轴承滑动轴承机械基础机械基础1.1.按受载方向不同,按受载方向不同,分为:分为:径向滑动轴承:径向滑动轴承:推力滑动轴承:推力滑动轴承:承受径向力承受径向力承受轴向力承受轴向力径向滑动轴承径向滑动轴承推力滑动轴承推力滑动轴承一、滑动轴承的结构与特点一、滑动轴承的结构与特点2.根据轴系和拆装需要整体式对开式1、滑动轴承的
9、分类机械基础机械基础、向心滑动轴承向心滑动轴承组成:轴承座、轴套或轴瓦、联接螺栓等。组成:轴承座、轴套或轴瓦、联接螺栓等。1.1.结构形式结构形式1)1)整体式向心滑动轴承整体式向心滑动轴承轴承座轴承座轴套轴套如图,由轴承座、整体如图,由轴承座、整体轴套、油孔等组成轴套、油孔等组成油孔油孔2、滑动轴承的结构机械基础机械基础特点特点:1 1)结构简单、成本低)结构简单、成本低 2 2)轴套磨损后,间隙无法调整)轴套磨损后,间隙无法调整 3 3)装拆不便(只能从轴端装拆)适于)装拆不便(只能从轴端装拆)适于低低 速、轻载或间隙工作速、轻载或间隙工作的机器。的机器。机械基础机械基础2)2)对开式向心
10、滑动轴承对开式向心滑动轴承定位口定位口油孔油孔轴承座轴承座轴承盖轴承盖联接螺栓联接螺栓剖分轴瓦剖分轴瓦 对开式滑动轴承对开式滑动轴承,由轴承座、轴承盖、对开轴瓦、螺栓由轴承座、轴承盖、对开轴瓦、螺栓等组成。轴瓦和轴承座均为对开式结构等组成。轴瓦和轴承座均为对开式结构,在轴承盖与轴承在轴承盖与轴承座的对开面上制有阶梯形定位口座的对开面上制有阶梯形定位口,便于安装时定心。便于安装时定心。机械基础机械基础 轴瓦直接支承轴颈轴瓦直接支承轴颈,因而轴承盖应适度压紧因而轴承盖应适度压紧轴瓦轴瓦,以使轴瓦不能在轴承孔中转动。轴承盖顶以使轴瓦不能在轴承孔中转动。轴承盖顶端制有螺纹孔端制有螺纹孔,以便安装油杯或
11、油管。以便安装油杯或油管。应用于中、高速、重载工作的机器中。应用于中、高速、重载工作的机器中。机械基础机械基础机械基础机械基础 当载荷垂直向下或略有偏斜时,轴承剖分面当载荷垂直向下或略有偏斜时,轴承剖分面常为水平方向。若载荷方向有较大偏斜时,则轴常为水平方向。若载荷方向有较大偏斜时,则轴承的剖分面也斜着布置(通常倾斜承的剖分面也斜着布置(通常倾斜4545),使剖),使剖分平面垂直于或接近垂直于载荷方向。分平面垂直于或接近垂直于载荷方向。机械基础机械基础3、滑动轴承的特点、滑动轴承的特点1承载能力大,耐冲击;承载能力大,耐冲击;2工作平稳,噪音低;工作平稳,噪音低;3结构简单,径向尺寸小,轴向尺
12、寸大。结构简单,径向尺寸小,轴向尺寸大。机械基础机械基础 轴上的轴向力应采用轴上的轴向力应采用止推轴承止推轴承来承受。止来承受。止推面可以利用轴的端面,或在轴的中段做出凸肩推面可以利用轴的端面,或在轴的中段做出凸肩或装上止推圆盘。或装上止推圆盘。、推力、推力(止推)滑动轴承止推)滑动轴承机械基础机械基础 轴瓦和轴承衬的材料称为轴承材料轴瓦和轴承衬的材料称为轴承材料.基本要求基本要求:足够的强度(抗压、抗冲击、抗:足够的强度(抗压、抗冲击、抗疲劳),承载能力大,良好的减摩性、耐磨性和疲劳),承载能力大,良好的减摩性、耐磨性和磨合性,提高效率延长使用寿命。足够的强度和磨合性,提高效率延长使用寿命。
13、足够的强度和良好的导热性、耐腐蚀性、工艺性、经济性良好的导热性、耐腐蚀性、工艺性、经济性二、轴承材料二、轴承材料机械基础机械基础滑动轴承材料有:滑动轴承材料有:1 1)轴承合金;)轴承合金;2 2)铜合金;)铜合金;3 3)粉末冶金材料;)粉末冶金材料;4 4)非金属材料)非金属材料如塑料、橡胶、硬木等。如塑料、橡胶、硬木等。机械基础机械基础进油孔进油孔油沟油沟F薄壁轴瓦薄壁轴瓦厚壁轴瓦厚壁轴瓦整体轴套整体轴套卷制轴套卷制轴套三、轴瓦三、轴瓦 滑动轴承中的轴瓦结构有滑动轴承中的轴瓦结构有整体式整体式和和剖分式剖分式两两种。种。机械基础机械基础剖分式轴瓦剖分式轴瓦 机械基础机械基础轴瓦的定位轴瓦
14、的定位 为防止轴瓦做轴向和周向移动,常将轴瓦两为防止轴瓦做轴向和周向移动,常将轴瓦两端做出凸缘作轴向定位,也可用紧定螺钉或销钉端做出凸缘作轴向定位,也可用紧定螺钉或销钉将其固定在轴承座上。将其固定在轴承座上。机械基础机械基础 油孔和油沟油孔和油沟:径向滑动轴承的轴瓦内孔为圆柱:径向滑动轴承的轴瓦内孔为圆柱形。若载荷方向向下,则下轴瓦为承载区,上轴瓦形。若载荷方向向下,则下轴瓦为承载区,上轴瓦为非承载区。为非承载区。润滑油应由非承载区引入,所以在顶润滑油应由非承载区引入,所以在顶部开进油孔部开进油孔。在轴瓦内表面,以进油口为中心沿纵。在轴瓦内表面,以进油口为中心沿纵向、斜向或横向开有油沟,以利于
15、润滑油均布在整向、斜向或横向开有油沟,以利于润滑油均布在整个轴颈上。个轴颈上。通常油沟的轴向长度约为通常油沟的轴向长度约为轴瓦宽度的轴瓦宽度的80%,80%,如图所如图所示示,以便在轴瓦两端留出封油部分以便在轴瓦两端留出封油部分,防止润滑油的流防止润滑油的流失。失。轴瓦的油沟一般应开设在非压力区或剖分面上。轴瓦的油沟一般应开设在非压力区或剖分面上。滑动轴承壳体和轴瓦的结构尺寸滑动轴承壳体和轴瓦的结构尺寸,可参看有关手可参看有关手册、册、图册中的经验数据和公式,图册中的经验数据和公式,并结合设计要求确并结合设计要求确定。定。机械基础机械基础油沟的形式油沟的形式 机械基础机械基础轴承衬轴承衬 为节
16、约贵重的减摩材料和便于修理为节约贵重的减摩材料和便于修理,常制成双金常制成双金属轴瓦属轴瓦,即以钢、铸铁或青铜做瓦背即以钢、铸铁或青铜做瓦背,再在瓦背上浇再在瓦背上浇铸一薄层减摩材料铸一薄层减摩材料(轴承衬轴承衬)以提高轴瓦的工作性能。以提高轴瓦的工作性能。厚度从零点几个毫米到厚度从零点几个毫米到6 6毫米。毫米。金属轴瓦一般是铸造的,在瓦背上浇铸轴承衬金属轴瓦一般是铸造的,在瓦背上浇铸轴承衬时时,为了使轴承衬贴附牢固为了使轴承衬贴附牢固,应在瓦背上预制燕尾形应在瓦背上预制燕尾形或螺纹形沟槽或螺纹形沟槽,如图所示。如图所示。机械基础机械基础 通常由通常由外圈、内圈、滚外圈、内圈、滚动体和保持架
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