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1、第6章 轴和轴承,齿轮、凸轮和皮带轮等传动构件都要装在轴上才能实现其传递运动和动力。,6.1 轴,功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。,类型,转轴-传递扭矩又承受弯矩。,按承受载荷分有：,分类：,按轴的形状分有：,6.1.1 轴分类,功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。,类型,转轴-传递扭矩又承受弯矩。,按承受载荷分有：,分类：,按轴的形状分有：,传动轴-只传递扭矩,功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。,类型,转轴-传递扭矩又承受弯矩,按承受载荷分有：,分类：,按轴的形状分有：,传动轴-只传递扭矩,心轴-只承受弯矩,固定心
2、轴,火车轮轴,6.1.1 轴分类,功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。,类型,转轴-传递扭矩又承受弯矩,按承受载荷分有：,分类：,按轴的形状分有：,传动轴-只传递扭矩,心轴-只承受弯矩,直轴,6.1.1 轴分类,功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。,类型,转轴-传递扭矩又承受弯矩,按承受载荷分有：,分类：,按轴的形状分有：,传动轴-只传递扭矩,心轴-只承受弯矩,直轴,曲轴,6.1.1 轴分类,功用：用来支撑旋转的机械零件，如齿轮、带轮、 链轮、凸轮等。,类型,转轴-传递扭矩又承受弯矩,按承受载荷分有：,分类：,按轴的形状分有：,传动轴-只传递扭矩
3、,心轴-只承受弯矩,直轴,曲轴,挠性钢丝轴,设计任务：选材、结构设计、强度和刚度设计、确 定尺寸等,6.1.1 轴分类,典型轴类零件图,种类,碳素钢：35、45、50、Q235,轴的毛坯:一般用圆钢或锻件，有时也用铸钢或球墨铸铁。,合金钢: 20Cr、20CrMnTi、40CrNi、38CrMoAlA等,用途：碳素结构钢因具有较好的综合力学性能，应用较多，尤其是45钢应用最广。合金钢具有较高的力学性能，但价格较贵，多用于有特殊要求的轴。,如用球墨铸铁制造曲轴和凸轮轴，具有成本低廉、吸振性较好、对应力集中的敏感较低、强度较好等优点。,6.1.2 轴材料,装零件的轴端应有倒角，需要磨削的轴端有砂轮
4、越程槽，车螺纹的轴端应有退刀槽。,为便于轴上零件的装拆，一般轴都做成从轴端逐渐向中间增大的阶梯状。零件的安装次序,6.1.3 轴的结构,(1) 零件的轴向定位-由轴肩或套筒来实现。,1.零件在轴上的定位和固定,4、5间的轴肩使齿轮在轴上定位，1、2间的轴肩使带轮定位，6、7间的轴肩使右端滚动轴承定位。,轴肩-阶梯轴上截面变化之处。起轴向定位作用。,轴向固定由轴肩、套筒、螺母或轴端挡圈来实现。,齿轮受轴向力时，向右是通过4、5间的轴肩，并由6、7间的轴肩顶在滚动轴承的内圈上；向左则通过套筒顶在滚动轴承的内圈上。带轮的轴向固定是靠1、2间的轴肩和轴端当圈。,双向固定,无法采用套筒或套筒太长时，可采
5、用双圆螺母加以固定。,轴肩的尺寸要求:,r C1 或 r R,b1.4h(与滚动轴承相配合处的h和b值,见轴承标准),轴端挡圈,h(0.07d+3)(0.1d+5)mm,装在轴端上的零件往往采用轴端挡圈固定。,轴向力较小时，可采弹性挡圈或紧定螺钉来实现。,(2)周向固定大多采用键、花键、或过盈配合等联接形式来实现。,键槽应设计成同一加工直线,1.轴的毛坯 尺寸较小的轴常用圆钢棒料车制，为了减轻轴的重量和节约金属或结构要求，某些轴常采用空心剖面，因为传递动力主要靠轴的外表面金属材料，当外径相同时空心轴内径若取0.625d，则它的强度削弱只有24而重量则减轻39。,6.1.4 轴的结构工艺性,2.
6、 阶梯轴,从受力分析、节省材料、减轻重量的角度出发，轴的各 横剖面最好设计成等强度的， 但从加工制造角度轴的形状愈简单愈好。在设计和选择轴 的形状时首先在满足强度、刚度要求和保证装配的前提下综 合考虑。故轴一般都做成阶梯形。,为了减少应力集中，阶梯铀上相邻两段直径不宜相差太大：,措施： 1）用圆角过渡；,2）尽量避免在轴上开横孔、切口或凹槽;,3）重要结构可增加卸载槽B、过渡肩环、凹切圆角、 增大圆角半径。也可以减小过盈配合处的局部应力。,6.2 轴承 轴承是支承轴和轴上零部件并保证轴绕轴线运动的部件。 按照轴承与轴颈运动表面摩擦性质的不同： (1) 滑动摩擦轴承 被支承体(转轴或轴颈)表面与
7、支承体接触间发生相对滑动.,(2) 滚动摩擦轴承 由于滚动轴承摩擦系数小、起动阻力小，而且它已经标准化，选用、润滑、维护都很方便，因此在一般机器中应用较广。,一、 向心滑动轴承,组成：轴承座、轴套或轴瓦、联接螺栓等。,6.2.1 滑动轴承,整体式向心滑动轴承,剖分式向心滑动轴承,螺纹孔,轴承座,轴承,轴承座,轴承盖,联接螺栓,剖分轴瓦,（1）整体式向心滑动轴承,6.2.1 滑动轴承,轴承座上面有安装润滑油杯的螺纹孔；在轴瓦上有油孔，为了使得润滑油能够均匀地分布在整个轴颈上，在轴瓦的内表面上开有油沟。 优点：结构简单，成本低廉； 缺点: 轴套磨损后轴承间隙过大时无法调整；,2)剖分式向心滑动轴承
8、,油孔,轴承座,轴承盖,联接螺栓,剖分轴瓦,剖分式滑动轴承,由轴承座、轴承盖、对开轴瓦、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。,其中轴承盖和轴承座的剖分面常做成阶梯形，以便对中和 防止横向错动；,剖分式轴瓦由上、下两半组成，通常是下轴瓦承受载荷，上轴瓦不承受载荷，为了节省贵重金属或其它需要，常在轴瓦内表面上贴衬一层轴承衬； 在轴瓦内壁不承受载荷的表面上开设油槽，润滑油通过油孔和油槽流进轴承间隙。,（3）推力滑动轴承,推力滑动轴承通常由轴承座和推力轴颈组成。,1.推力头 2.导向瓦 3.微调装置 4.推力瓦与承板 5.导轴承座,2
9、.轴承材料 轴承材料指的是与轴颈构成摩擦副的摩擦表面层的材料，即轴承衬或轴瓦材料。 (1) 良好的减摩性、耐磨性和抗咬粘性 (2) 良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性 (3) 足够的强度和抗腐蚀能力 (4) 良好的导热性、工艺性、经济性等,常用的轴承材料主要有如下几种：,（1）轴承合金（又称巴氏合金）：主要由锡、铅、锑、铜等组成。适用于重载，中、高速的场合。 （2）青铜 ：主要有锡青铜、铝青铜和铅青铜。适用于重载及中速的场合。 （3）非金属材料 ：常用的有各种工程塑料、木材、橡胶。,1. 组成 内圈1、外圈2、滚动体3和保持架4四个基本元件组成。 关系 轴承的内圈装在轴颈上，外圈装在轴承座孔或其
10、它零件的轴承孔内。,6.2.2 滚动轴承,实物,轴承内、外圈上都开有凹槽滚道，它起着降低接触应力及限制滚动体轴向移动的作用。 滚动体是滚动轴承的核心元件，当内、外圈相对转动时，滚动体即在内、外圈滚道间滚动，它使相对运动表面间的滑动摩擦变为滚动摩擦。滚动体的形状、大小及数量直接影响轴承的承载能力。,6.2.2 滚动轴承,滚动轴承可分为主要承受径向负载的向心轴承、承受轴向负载的推力轴承与同时承受径向负载和轴向负载的向心角接触轴承。,2.滚动轴承的类型,1,3,国家标准GB/T292-93中规定，轴承的代号用字母加数字表示,3. 滚动轴承的代号,其中基本代号是轴承代号的基础和核心，前置及后置代号都是
11、对基本代号的补充，只有在对标准轴承的结构形状、尺寸、材料、公差等级、技术要求等有改变时才使用，正常情况的可部分或全部省略。 (1)基本代号 基本代号包括类型代号、尺寸系列代号和内径代号三部分，通常由5位数(字母)组成，分别表明轴承的内径、外径、宽度和类型 。,(2) 前置代号 轴承的前置代号表示成套轴承的分部件，用字母表示。如：L表示可分离轴承的可分离内圈或外圈；K表示轴承的滚动体与保持架组件等。 例如 LN207，表示(0)2尺寸系列的单列圆柱滚子轴承的可分离外圈。,(3) 后置代号 轴承的后置代号表示轴承的内部结构、密封、材料、公差、游隙、配置及其它特性要求，用数字和字母表示。后置代号共分
12、8组，排列顺序见表16-6。, 内部结构代号 表示同一类型轴承不同的内部结构，用字母表示，紧跟在基本代号的后面。内部结构代号如表16-7所示。, 公差等级代号 表示轴承的公差等级，用字母和数字表示。公差等级代号列于表16-8。, 游隙代号 表示轴承径向游隙值的大小，用字母和数字表示。常用的轴承游隙由小至大分为1组、2组、0组、3组、4组和5组，其中0组游隙是常用的基本组游隙，在代号中可省略不写，其它的游隙组为辅助游隙组，在代号中分别用/C1、/C2、/C3、/C4、/C5表示。 公差等级代号与游隙代号同时表示时，可进行简化，取公差等级代号加上游隙组号组合表示，如/P63。,例试说明轴承代号61208、7315AC/P5、7206CJ/P63的含义。 解： 61208表示内径为40mm，轻直径系列，正常宽度结构的深沟球轴承，0 级公差，0组游隙； 7315AC/P5表示内径为75mm，中系列角接触球轴承，接触角为250，5级公差，0组游隙。 7206CJ/P63表示内径30mm 的轻窄系列角接触球轴承，=15，6级公差等级，3组径向游隙，J则表示酚醛胶布实体保持架。,
