《机械传动（PPT125页)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械传动（PPT125页)（125页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 运动副及其分类运动副及其分类2 平面机构的自由度平面机构的自由度第一章第一章 平面机构的自由度平面机构的自由度1 运动副及其分类运动副及其分类一、运动副及其分类一、运动副及其分类1. 运动副的定义运动副的定义使两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接。使两构件直接接触并能产生一定相对运动的连接。a)两个构件、两个构件、b) 直接接触、直接接触、c) 有相对运动有相对运动三个条件，缺一不可三个条件，缺一不可两构件组成运动副，其接触不外乎点、线、面。两构件组成运动副，其接触不外乎点、线、面。例如：滚子凸轮、齿轮齿廓、活塞与缸套等。例如：滚子凸轮、齿轮齿廓、活塞与缸套等。1-1 运动副及其分类运
2、动副及其分类一、运动副及其分类一、运动副及其分类2. 运动副的分类运动副的分类平面运动副平面运动副空间运动副空间运动副低副低副高副高副转动副转动副移动副移动副固定铰链固定铰链活动铰链活动铰链按接触特性，通常平面运动副分为低副和高副两类。转动副：转动副：只允许两构件作相对转动，又称作铰链。只允许两构件作相对转动，又称作铰链。 a) 固定铰链固定铰链1-1 运动副及其分类运动副及其分类低副：低副： 两构件以面接触而构成的运动副。两构件以面接触而构成的运动副。移动副：移动副：只允许两构件作相对移动。只允许两构件作相对移动。1-1 运动副及其分类运动副及其分类高副：高副： 两构件以点或线接触而构成的运
3、动副。两构件以点或线接触而构成的运动副。凸凸 轮轮 副副1-1 运动副及其分类运动副及其分类齿齿 轮轮 副副1-1 运动副及其分类运动副及其分类空间运动副空间运动副若两构件之间的相对运动均为空间运动，则称为空间运动副。若两构件之间的相对运动均为空间运动，则称为空间运动副。螺螺 旋旋 副副球球 面面 副副1-1 运动副及其分类运动副及其分类自由度：构件相对于参考系的独立运动。自由度：构件相对于参考系的独立运动。一、自由度一、自由度2平面机构的自由度平面机构的自由度 二、平面运动副对构件的约束二、平面运动副对构件的约束运动副类运动副类型型示意图示意图引入约束引入约束失去自由度失去自由度保留自由度保
4、留自由度转动副转动副2个个约束两个移动的约束两个移动的自由度自由度2个个1个个转动的自由度转动的自由度移动副移动副2个个约束沿一轴方向的约束沿一轴方向的移动移动约束在平面内转动约束在平面内转动2个个1个个沿另一轴移动的自由度沿另一轴移动的自由度高高 副副1个个约束沿接触处公法约束沿接触处公法线线n-n方向的移动方向的移动1个个2个个沿接触处公切线沿接触处公切线t-t方向方向移动的自由度绕接触处移动的自由度绕接触处传动的自由度传动的自由度不同运动副对机构自由度的影响不同运动副对机构自由度的影响2平面机构的自由度平面机构的自由度 三、平面机构的自由度三、平面机构的自由度式中：式中： n 活动件个数
5、活动件个数 PL 低幅个数低幅个数 PH 高副个数高副个数2平面机构的自由度平面机构的自由度 第二章第二章平面四杆机构的基本类型及应用平面四杆机构的基本类型及应用平面连杆机构由若干个构件通过低副联接而成的平面机构，平面连杆机构由若干个构件通过低副联接而成的平面机构， 又称平面低副机构又称平面低副机构 第一节第一节 平面四杆机构的基本类型及应用平面四杆机构的基本类型及应用 一、平面连杆机构的组成和特点一、平面连杆机构的组成和特点曲柄滑块机构曲柄滑块机构颚式破碎机颚式破碎机颚式破碎机中的铰链四杆机构颚式破碎机中的铰链四杆机构优点：优点： 易满足生产工艺中各种动作的要求；易满足生产工艺中各种动作的要
6、求； 比压小、易润滑、磨损轻；比压小、易润滑、磨损轻； 形状简单、制造方便。形状简单、制造方便。 缺点：缺点： 准确设计难；准确设计难； 惯性力难以平衡，不宜用于高速；惯性力难以平衡，不宜用于高速； 效率较低。效率较低。 连杆机构的特点：连杆机构的特点：二、平面连杆机构的基本形式二、平面连杆机构的基本形式二杆机构：二杆机构：平面四杆机构平面四杆机构:曲柄滑块机构曲柄滑块机构导杆机构导杆机构第三章第三章 凸凸 轮轮 机机 构构162021/9/23本章主要内容本章主要内容第一节第一节凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用和类型第二节第二节 从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律172021/9/2
7、3 第第 一节一节 凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用和类型一、凸轮机构的组成和应用一、凸轮机构的组成和应用组成：组成：凸轮凸轮 ：具有曲线轮廓或凹槽的构件：具有曲线轮廓或凹槽的构件从动件（推杆从动件（推杆) :) :运动规律由凸轮廓线决定的构件运动规律由凸轮廓线决定的构件机机 架架优点：优点：只要恰当地设计凸轮的轮廓曲线，可使从动件实只要恰当地设计凸轮的轮廓曲线，可使从动件实现任意预定的运动规律。现任意预定的运动规律。结构简单紧凑，运动可靠。结构简单紧凑，运动可靠。缺点：缺点：易于磨损易于磨损,多用于传力不大的场合。多用于传力不大的场合。182021/9/23 第一节第一节 凸轮机构的类型和
8、应用凸轮机构的类型和应用一、凸轮机构的组成和应用一、凸轮机构的组成和应用：内燃机配气凸轮机构内燃机配气凸轮机构自动进刀凸轮机构自动进刀凸轮机构192021/9/23对心移动从动件盘形凸轮机构对心移动从动件盘形凸轮机构 第一节第一节 凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用和类型二、凸轮机构的分类二、凸轮机构的分类:1.按凸轮的类型分类按凸轮的类型分类 （1 1）盘形凸轮）盘形凸轮凸轮的基本形式。凸轮的基本形式。这种凸轮是绕一个固定轴线转动并且具有变化半径的盘这种凸轮是绕一个固定轴线转动并且具有变化半径的盘形零件。形零件。202021/9/23 第一节第一节 凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用和类型二
9、、凸轮机构的分类二、凸轮机构的分类 1.按凸轮的类型分类按凸轮的类型分类:（1 1）盘形凸轮（）盘形凸轮（2 2）：）： 偏置移动从动件盘形凸轮机构偏置移动从动件盘形凸轮机构摆动从动件盘形凸轮机构摆动从动件盘形凸轮机构212021/9/23 第一节第一节 凸轮机构的应用和类型凸轮机构的应用和类型二、凸轮机构的分类二、凸轮机构的分类 1.按凸轮的类型分类按凸轮的类型分类:（2 2）移动凸轮：）移动凸轮：当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，凸轮相对机架做直线运动，当盘形凸轮的回转中心趋于无穷远时，凸轮相对机架做直线运动，这种凸轮称移动凸轮。这种凸轮称移动凸轮。 移动凸轮机构移动凸轮机构222021/
10、9/231.按凸轮的类型分类按凸轮的类型分类:(3)(3)圆柱凸轮：将移动凸轮卷成圆柱即成为圆柱凸轮圆柱凸轮：将移动凸轮卷成圆柱即成为圆柱凸轮圆柱凸轮机构圆柱凸轮机构第一节第一节凸轮机构的类型和应用凸轮机构的类型和应用232021/9/231、按凸轮的类型分类、按凸轮的类型分类:(2)(2)圆柱凸轮圆柱凸轮第一节第一节凸轮机构的类型和应用凸轮机构的类型和应用圆锥凸轮机构圆锥凸轮机构弧面凸轮机构弧面凸轮机构端面凸轮机构端面凸轮机构242021/9/232. 2. 按从动件的的类型分类按从动件的的类型分类: :u 尖端从动件尖端从动件u 滚子从动件滚子从动件u平底从动件平底从动件u曲面从动件曲面从
11、动件第一节第一节凸轮机构的类型和应用凸轮机构的类型和应用252021/9/23 第二节第二节 从动件的常用运动规律从动件的常用运动规律推推程程运动角运动角回回程程运动角运动角远休止角远休止角近休止角近休止角远休止远休止近休近休止止推推程程回回程程一凸轮机构的一凸轮机构的基本名词术语基本名词术语262021/9/23 第二节第二节 从动件的几种常用运动规律从动件的几种常用运动规律一凸轮机构的基本名词术语一凸轮机构的基本名词术语（1）理论廓线）理论廓线（2）实际廓线）实际廓线（3）基圆）基圆（4）行程）行程（5）推程）推程推程运动角推程运动角（6）回程）回程回程运动角回程运动角（7）远休止）远休止
12、远休止角远休止角（8）近休止）近休止近休止角近休止角272021/9/23 运动线图运动线图u 冲击特性：冲击特性：刚性冲击刚性冲击。u 适用场合低速轻载适用场合低速轻载二从动件常用运动规律二从动件常用运动规律（一）等速运动规律（一）等速运动规律u推程推程运动方程运动方程第二节第二节从动件的几种常用运动规律从动件的几种常用运动规律282021/9/23u推程推程运动方程运动方程(0 t )( (二二) )余弦加速度余弦加速度( (简谐简谐) )运动规律运动规律 运动线图运动线图u 冲击特性冲击特性:柔性冲击（无冲击）柔性冲击（无冲击）u 适用场合适用场合:中速中载（高速）中速中载（高速）第二节
13、第二节从动件的几种常用运动规律从动件的几种常用运动规律292021/9/23三三. .正弦加速度（摆线）运动规律正弦加速度（摆线）运动规律推程：推程：sh/h/0 0-sin(2/-sin(2/0 0)/2 )/2 vh1-cos(2/h1-cos(2/0 0)/)/0 0a2h2h2 2 sin(2/(2/0 0)/)/0 02 2 回程：回程： sh1-/h1-/0 0 +sin(2/ +sin(2/0 0)/2)/2 vhcos(2/hcos(2/0 0)-1/)-1/0 0a-2h-2h2 2 sin(2/(2/0 0)/)/0 02 2无冲击无冲击savh0 0302021/9/23
14、第四章第四章 键、花键和销连接键、花键和销连接4.1 4.1 键联接键联接4.2 4.2 花键联接花键联接4.3 4.3 销联接销联接1 键连接键连接1.1 1.1 键的功能、分类、结构形式及应用键的功能、分类、结构形式及应用 用来实现轴和轴上零件的周向固定以传递扭矩，用来实现轴和轴上零件的周向固定以传递扭矩，或实现零件的轴向固定或导向移动。或实现零件的轴向固定或导向移动。主要类型：主要类型：平键连接平键连接半圆键连接半圆键连接楔键连接楔键连接切向键连接切向键连接1. 1. 平键联接平键联接 平键的下半部分装在轴上的键槽平键的下半部分装在轴上的键槽中，上半部分装在轮毂的键槽中。中，上半部分装在
15、轮毂的键槽中。键的顶面与轮毂之间有少量间隙，键的顶面与轮毂之间有少量间隙，键靠侧面传递扭矩。键靠侧面传递扭矩。 普通平键普通平键静连接静连接导向平键导向平键动连接动连接滑键滑键动连接动连接薄型平键薄型平键静连接静连接1 1）普通平键）普通平键半圆头半圆头(C(C型型)-)-常用于轴端常用于轴端圆头圆头(A(A型型) )方头方头(B(B型型) )盘形铣刀盘形铣刀端铣刀端铣刀轴向固定好轴向固定好A A型键型键( (圆头圆头) )与与B B型键型键( (方头方头) )的差异的差异 加工方式差异加工方式差异 对轴强度影响的差异对轴强度影响的差异 轴向固定性差异轴向固定性差异 外形差异外形差异工作长度差
16、异工作长度差异Lb轴向固定差轴向固定差应力集中大应力集中大应力集中小应力集中小2 2）薄型平键）薄型平键A A型键型键B B型键型键C C型键型键, ,常用于轴端常用于轴端 其高度约为普通平键的其高度约为普通平键的60%60%、70%70%，传递能力较，传递能力较低，常用于薄壁结构、空心轴等。低，常用于薄壁结构、空心轴等。3 3）导向平键）导向平键外形特点外形特点键用螺钉固定在轴上，零件可以在轴上移键用螺钉固定在轴上，零件可以在轴上移动，构成动联接。为便于装拆，制有起键螺孔。动，构成动联接。为便于装拆，制有起键螺孔。适用场所适用场所轴上零件滑移距离不大的场所。轴上零件滑移距离不大的场所。外形特
17、点外形特点鞍状，包在零件上鞍状，包在零件上适用场所适用场所轴上零件滑移距离较大的场所轴上零件滑移距离较大的场所相对运动方式相对运动方式键与零件一同沿轴槽滑移键与零件一同沿轴槽滑移4 4）滑键）滑键动连接动连接普通平键、薄型平键、导向平键和滑键的普通平键、薄型平键、导向平键和滑键的工作面工作面均为均为键的侧面键的侧面 双双平平键键当同一轴段需装两个平键时，两键须相隔当同一轴段需装两个平键时，两键须相隔180180平键平键1平键平键2工作面工作面工作面工作面2.2.半圆键连接半圆键连接静连接静连接优点：优点：键能绕其几何中心摆动键能绕其几何中心摆动以适应毂槽底面的斜度；以适应毂槽底面的斜度；工艺性
18、好，装配方便。工艺性好，装配方便。缺点：缺点：轴上键槽较深，对轴轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大的强度削弱较大适用场所适用场所轻载，锥形轴端轻载，锥形轴端 与轮毂的连接。与轮毂的连接。工作面工作面半圆键半圆键勾头楔键连接勾头楔键连接3.3.楔键（斜键）连接楔键（斜键）连接楔键的形状：楔键的形状：键的上表面键的上表面具有具有1：100的斜度的斜度楔键的类型楔键的类型普通楔键普通楔键勾头楔键勾头楔键1：1001：100圆头楔键连接圆头楔键连接平头楔键连接平头楔键连接 勾头楔键的勾头勾头楔键的勾头 供拆卸用供拆卸用12楔键的工作面楔键的工作面工作面工作面工作面工作面工作面工作面工作面工作面楔键的传力
19、方式楔键的传力方式靠键的楔靠键的楔紧传力，同时能承受轴紧传力，同时能承受轴向力，起单向轴向固定向力，起单向轴向固定的作用。的作用。楔键连接的最大缺点：楔键连接的最大缺点： 楔紧后，轴和轮毂的楔紧后，轴和轮毂的配合产生偏心。配合产生偏心。楔键连接不宜的场所：楔键连接不宜的场所： 高速、定心精度高高速、定心精度高o2o14.4.切向键连接切向键连接切向键的组成：切向键的组成：由一对由一对1:1001:100的楔键组成的楔键组成切向键的工作面：切向键的工作面： 由一对楔键沿斜面拼合后由一对楔键沿斜面拼合后相互平行的两个窄面。相互平行的两个窄面。工作面工作面工作面工作面 轴单向转动时，可安一个切向键；
20、轴单向转动时，可安一个切向键；切向键的缺点：切向键的缺点： 键槽对轴的强度削弱键槽对轴的强度削弱较大较大 双向转动时，相隔双向转动时，相隔120-130 120-130 安装两个切向键。安装两个切向键。切向键的适用的场所：切向键的适用的场所： 大型传动（重载）。大型传动（重载）。如大型带轮、矿山设备等。如大型带轮、矿山设备等。120130 1.2 1.2 键的选择和键连接的强度计算键的选择和键连接的强度计算已知：被联接件的材料、构造和尺寸；联接的载荷已知：被联接件的材料、构造和尺寸；联接的载荷等。等。键联接的设计：键联接的设计：选择键的类型、截面尺寸、键长等，选择键的类型、截面尺寸、键长等，作
21、相应的计算。作相应的计算。1 .1 .键的选择键的选择 （1 1）键的类型：键的类型：据联接的结构特点、使用要求据联接的结构特点、使用要求和工作条件来选。和工作条件来选。（2 2）键的尺寸：键的尺寸：据轴径据轴径d d从键的标准中选截面尺从键的标准中选截面尺寸寸b b、 h h，键长，键长L L参考轮毂长参考轮毂长B B定，键长应略小于轮毂定，键长应略小于轮毂长长B B。bhLLbhdB2.2.键连接的强度计算键连接的强度计算（1 1）平键连接强度计算）平键连接强度计算平键连接的主要失效形式平键连接的主要失效形式静连接静连接（普通平键连接）（普通平键连接）挤压破坏挤压破坏动连接动连接（导向键、
22、滑键）（导向键、滑键）磨损磨损 当平键联接用于传递扭当平键联接用于传递扭矩时，键的侧面受挤压，截矩时，键的侧面受挤压，截面面a-aa-a受剪切受剪切 键的剪断键的剪断（很少，严重过载，沿（很少，严重过载，沿aa面剪断）面剪断）TokyFF静连接强度条件静连接强度条件动连接强度条件动连接强度条件K键与轮毂接触高度键与轮毂接触高度0.5hT 扭矩扭矩 T =FyF d/2键、轴、毂三者中最弱键、轴、毂三者中最弱材料的许用挤压应力材料的许用挤压应力键、轴、毂三者中最弱键、轴、毂三者中最弱材料的许用压强材料的许用压强挤压强度挤压强度压强压强LL=（2 2）半圆键连接强度计算）半圆键连接强度计算键的工作
23、长度键的工作长度A型键型键B型键型键只需作挤压强度计算只需作挤压强度计算 K从标准中查；从标准中查；L（3 3）楔键连接强度计算）楔键连接强度计算楔键连接的主要失效形式楔键连接的主要失效形式相互楔紧的工作面被压溃相互楔紧的工作面被压溃楔键连接的压力分布楔键连接的压力分布o未传递扭矩时未传递扭矩时y力平衡方程力平衡方程传递扭矩后传递扭矩后oTx挤压强度条件为挤压强度条件为FFFFp 键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力，键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力，MPa， 见表见表12.2。式中式中：T 传递的转矩，传递的转矩，N.m；D 轴的直径，轴的直径，mm；b 键的宽度，键的宽度，mm
24、；l 键的工作长度，键的工作长度，mm ；f 摩擦系数，一般取摩擦系数，一般取0.120.17（4 4）切向键连接简化强度计算）切向键连接简化强度计算当键连接传递转矩时，其受力情况如图所示当键连接传递转矩时，其受力情况如图所示 取键和轴为受力研究对象，则受力平衡条件为：取键和轴为受力研究对象，则受力平衡条件为： 切向键连接的挤压强度条件为：切向键连接的挤压强度条件为： 式中式中：T传递的转矩，传递的转矩，N.m；D轴的直径，轴的直径，mm；p 键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力，键、轴、轮毂三者中最弱材料的许用挤压应力，MPa。l 键的工作长度，键的工作长度，mm ；f 摩擦系数，一般取
25、摩擦系数，一般取0.120.17t 键槽的深度，键槽的深度，mm； c 键的倒角，键的倒角，mm；2 2 花键连接花键连接2.1 2.1 花键连接的类型、特点及应用花键连接的类型、特点及应用花键连接的组成花键连接的组成内花键内花键外花键外花键 花键联接由内花键和外花键组成。沿周向均布多花键联接由内花键和外花键组成。沿周向均布多个键齿。花键联接是平键联接在数目上的发展。个键齿。花键联接是平键联接在数目上的发展。 花键连接的优点花键连接的优点a a）受力均匀；受力均匀；b b）应力集中小；应力集中小；c c）承载能力强；承载能力强； d d）轴上零件的对中性好；轴上零件的对中性好；e e）导向性好
26、；导向性好；f f）可用磨削的方法提高加工和连接质量。可用磨削的方法提高加工和连接质量。花键连接的缺点花键连接的缺点a a）需用专门设备加工；需用专门设备加工；b b）制造成本高。制造成本高。应用：应用：定心精度要求高、传递转矩大或经常滑移的联定心精度要求高、传递转矩大或经常滑移的联接。如变速箱滑移齿轮。接。如变速箱滑移齿轮。矩形花键连接按新标矩形花键连接按新标准为准为小径定心小径定心，定心精，定心精度高，制造容易，在工度高，制造容易，在工程中应用最广泛程中应用最广泛矩形花键矩形花键花键类型：花键类型：矩形花键、渐开线花键、三角形花键矩形花键、渐开线花键、三角形花键用于高强度连接用于高强度连接
27、渐开线花键渐开线花键承载能力强，适用于大扭矩、大直径场所承载能力强，适用于大扭矩、大直径场所也称三角形花键，适用于轻载小直径连接也称三角形花键，适用于轻载小直径连接齿形定心齿形定心 也称三角形花键也称三角形花键用于薄壁零件连接用于薄壁零件连接渐开线花键的渐开线花键的制造方法：制造方法：同齿轮加工一样同齿轮加工一样需采用专用机床需采用专用机床加工工艺性好加工工艺性好制造精度较高制造精度较高制造成本较高制造成本较高2.2 2.2 花键连接的强度计算花键连接的强度计算花键连接的失效形式花键连接的失效形式静连接静连接挤压破坏挤压破坏动连接动连接磨损磨损强度计算的合理假设强度计算的合理假设 每齿受力均匀
28、每齿受力均匀 力力F作用在平均直径作用在平均直径dm上上 各齿间载荷分配不均匀系数，其值视加工精度而定，一般各齿间载荷分配不均匀系数，其值视加工精度而定，一般 取取 0.70.8；z 花键齿数；花键齿数；h 花键齿侧面的工作高度，对矩形花键花键齿侧面的工作高度，对矩形花键h0.5(D-d)，D和和d分别为分别为 花键轴的外径和内径；对渐开线花键为花键轴的外径和内径；对渐开线花键为h=m，m为模数。为模数。dm 花键平均直径花键平均直径( (mm) )，对矩形花键，对矩形花键，dm(D+d)/2；对渐开线花；对渐开线花 键，键，dmd，( (d为分度圆直径为分度圆直径) )；l 齿的工作长度齿的
29、工作长度( (mm) )；静连接静连接动连接动连接强度条件为：强度条件为：3 3 销连接销连接销的分类销的分类按结构形式分按结构形式分固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。固定零件之间的相对位置，并可传递不大的载荷。圆柱销圆柱销多次拆卸会降低其定位精度和可靠性。多次拆卸会降低其定位精度和可靠性。圆锥销圆锥销有有1:501:50的锥度，它安装方便，定位精度的锥度，它安装方便，定位精度高，可反复多次拆装。高，可反复多次拆装。圆柱销圆柱销圆锥销圆锥销销的失效（破坏）形式销的失效（破坏）形式连接销连接销挤压或剪切失效挤压或剪切失效安全销安全销剪断（工作需要）剪断（工作需要）定位销定位销受力很小，
30、一般不破坏受力很小，一般不破坏强度计算请参考强度计算请参考机械设计手册机械设计手册有关内容有关内容第五章第五章 带传动和链传动带传动和链传动612021/9/23 第一第一节 带传动的的类型和型和应用用一、一、带传动的的组成及原理成及原理主动轮主动轮 1 1、带传动的组成、带传动的组成: :带带从动轮从动轮主动轮主动轮从动轮从动轮带带摩擦型带传动靠摩擦力摩擦型带传动靠摩擦力啮合型带传动靠啮合啮合型带传动靠啮合传递运动和动力传递运动和动力 啮合传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的啮合，便拖动从动轮啮合传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的啮合，便拖动从动轮一起转动，并传递动力（同步带传动）。一
31、起转动，并传递动力（同步带传动）。 2 2、传动原理：、传动原理： 摩擦传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦力，便拖动从动摩擦传动：当主动轮转动时，由于带和带轮间的摩擦力，便拖动从动轮一起转动，并传递动力（轮一起转动，并传递动力（平带、带传动、特殊截面带）平带、带传动、特殊截面带）。622021/9/23 第一第一节 带传动的的类型和型和应用用平带传动平带传动V带传动带传动多楔带传动多楔带传动同步齿形带传动同步齿形带传动1、按传动带的截面分：、按传动带的截面分：二、带传动的类型二、带传动的类型平带传动平带传动：底面是工作面，可实现多种形式的传动：底面是工作面，可实现多种形式的传动带传动带
32、传动：带两侧面是工作面，当量摩擦系数大，承载力大，：带两侧面是工作面，当量摩擦系数大，承载力大，应用最应用最广的带传动，但是广的带传动，但是只用于开口传动只用于开口传动多楔带传动多楔带传动：具平、带的优点：具平、带的优点同步带传动同步带传动：具带与链传动的特点：具带与链传动的特点632021/9/232、按传动形式分：、按传动形式分：二、带传动的类型二、带传动的类型开口传动开口传动：两轴平行，同向回转：两轴平行，同向回转交叉传动交叉传动：两轴平行，反向回转：两轴平行，反向回转半交叉传动半交叉传动：两轴交错，不能逆转：两轴交错，不能逆转 第一第一节 带传动的的类型和型和应用用642021/9/2
33、3三、包角和中心距三、包角和中心距当带的张紧力为规定值时，两带轮轴线间的距离当带的张紧力为规定值时，两带轮轴线间的距离a称为称为中心距中心距。带与带轮接触弧所对的中心角带与带轮接触弧所对的中心角 称为称为包角包角。包角是带传动的一个重要参数。包角是带传动的一个重要参数。1、基本概念、基本概念2、计算公式、计算公式=2 第一第一节 带传动的的类型和型和应用用设设d1、d2分别问小带轮、分别问小带轮、大带轮的直径，大带轮的直径，L为带长，为带长，则带轮包角：则带轮包角：652021/9/23 第一第一节 带传动的的类型和型和应用用四、四、 V V带传动的的张紧2.自动张紧装置自动张紧装置1.定期张
34、紧装置定期张紧装置导轨式导轨式摆架式摆架式自动张紧装置自动张紧装置带传动不仅安装时必须把带张紧在带轮上，而且当带工作一段时间之后，因永久伸长而松弛时，还应将带重新张紧。带传动常用的张紧方法是调节中心距。水平或倾斜不大的布置垂直或接近垂直的布置662021/9/23五、五、 V V带传动的的张紧定期张紧装置定期张紧装置自动张紧装置自动张紧装置3 3、采用张紧轮、采用张紧轮 第一第一节 带传动的的类型和型和应用用672021/9/23五、带传动的特点五、带传动的特点(1) (1) 优点点 中心距大的中心距大的传动 带具有良好的具有良好的挠性，可性，可缓冲、冲、吸振吸振 过载保保护，防止，防止损坏其
35、他零件坏其他零件 结构构简单、成本低、成本低(2) (2) 缺点缺点 传递的的圆周力和功率都不太大周力和功率都不太大 效率不高（效率不高（92%-94%92%-94%） 传动比不准比不准 外廓尺寸大外廓尺寸大 寿命低寿命低 需需张紧，轴和和轴承受力承受力较大大 不宜用于高温、易燃易爆的不宜用于高温、易燃易爆的场合。合。 第一第一节 带传动的的类型和型和应用用682021/9/23在各类机械中应用广泛，但摩擦式带传动不适用于对传动比有精确在各类机械中应用广泛，但摩擦式带传动不适用于对传动比有精确在各类机械中应用广泛，但摩擦式带传动不适用于对传动比有精确在各类机械中应用广泛，但摩擦式带传动不适用于
36、对传动比有精确要求的场合。要求的场合。要求的场合。要求的场合。 六、带传动的应用六、带传动的应用 第一第一节 带传动的的类型和型和应用用692021/9/23F0F0F012O2O1F2F2F1F1FfFfF0 第二第二节 带传动的受力分析的受力分析一、一、带传动的受力分析的受力分析工作时工作时: : 带与带轮工作面摩擦带与带轮工作面摩擦, ,形成紧边拉力形成紧边拉力F F1 1和松边拉力和松边拉力F F2 2。不工作时：带受初拉力不工作时：带受初拉力F F0 0有效拉力有效拉力带传动功率：带传动功率：紧边拉力紧边拉力松边拉力松边拉力12O2O1带传动的工作原理带传动的工作原理702021/9
37、/23带所需传递的圆周力超过带与轮面间的极限摩擦力总和时，带所需传递的圆周力超过带与轮面间的极限摩擦力总和时，带与带轮发生的显著的相对带与带轮发生的显著的相对滑动现象滑动现象打滑打滑二、带传动的打滑二、带传动的打滑产生的原因产生的原因：FFfmax弹性滑动扩展到整个接触弧弹性滑动扩展到整个接触弧显著滑动显著滑动(打滑打滑)特点特点：打滑打滑可以可以避免避免，而且应当避免而且应当避免短时打滑起到过载保护作用短时打滑起到过载保护作用打滑先发生在小带轮处打滑先发生在小带轮处后果：后果：打滑打滑带的剧烈磨损带的剧烈磨损从动轮转速剧烈降低从动轮转速剧烈降低失效失效 第二第二节 带传动的受力分析的受力分析
38、712021/9/23第八第八节 链传动的特点和的特点和应用用一、一、链传动的的组成及特点成及特点工作原理：工作原理：链传动是由装在平行轴上的主、从动链轮和绕在链轮上的环形链条组成，以链做中间挠性件，靠链和链轮轮齿的啮合来传递动力。组成：组成：主动轮主动轮从动轮从动轮链条链条722021/9/23第八第八节 链传动的特点和的特点和应用用一、一、链传动的的组成及特点成及特点特点：特点：具有中间挠性构件的啮合传动。具有中间挠性构件的啮合传动。优点优点结构紧凑。承载能力大，作用于轴和轴承的力较小，传动效率高，能保结构紧凑。承载能力大，作用于轴和轴承的力较小，传动效率高，能保持准确的平均传动比，能在高
39、温等恶劣环境下工作。可适应大中心距传动。持准确的平均传动比，能在高温等恶劣环境下工作。可适应大中心距传动。缺点缺点链速及瞬时传动比变化，工作时易产生动载荷和冲击，传动平稳性差，链速及瞬时传动比变化，工作时易产生动载荷和冲击，传动平稳性差，有噪声。有噪声。732021/9/23二、链传动的主要性能：二、链传动的主要性能：0.950.950.980.98；传动功率：传动功率：传动效率：传动效率：单级传动比：单级传动比：通常通常i8i8通常通常P100kw；传动速度：传动速度：通常通常v 350HBS。常用中碳钢、中碳合金钢及低碳合金钢。常用中碳钢、中碳合金钢及低碳合金钢。热处理采用表面淬火、表面渗
40、碳或渗氮。热处理采用表面淬火、表面渗碳或渗氮。可减少齿轮传动的尺寸。可减少齿轮传动的尺寸。 (四四) 非金属材料非金属材料(二二)铸钢铸钢常用于直径较大的齿轮常用于直径较大的齿轮(da500mm)，采用正火处理。，采用正火处理。(三三)铸铁铸铁 铸铁易铸成形状复杂的毛坯，易加工、成本低。但抗弯强度和抗冲击能力铸铁易铸成形状复杂的毛坯，易加工、成本低。但抗弯强度和抗冲击能力较差。常用灰铸铁和球墨铸铁。较差。常用灰铸铁和球墨铸铁。齿轮常用材料及其力学性能（见表齿轮常用材料及其力学性能（见表111）1、表面淬火、表面淬火 表面淬火一般用于中碳钢和中碳合金钢。 表面淬火后轮齿变形不大，可不磨齿，齿面硬
41、度可达52 56HRC。由于齿面接触强度高，耐磨性好，而齿芯部未淬硬仍有较高的韧性，故能承受一定的冲击载荷。 表面淬火的方法有高频淬火和火焰淬火等。2、渗碳淬火、渗碳淬火 渗碳钢为含碳量0.150.25的低碳钢和低碳合金钢。 渗碳淬火后齿面硬度可达5662HRC，齿面接触强度高，耐磨性好，而齿芯都仍保持有较高的韧性，常用于受冲击载荷的重要齿轮传动。通常渗碳淬火后要磨齿。齿轮常用的热处理方法有：齿轮常用的热处理方法有：3、调质、调质调质一般用于中碳钢和中碳合金钢。调质处理后齿面硬度一般为220260HBS。因硬度不高，故可在热处理以后精切齿形，且在使用中易于跑合。 4、正火、正火正火能消除内应力
42、、细化晶粒、改善力学性能和切削性能。机械强度要求不高的齿轮可用中碳钢正火处理。大直径的齿轮可用铸钢正火处理。5、渗氮、渗氮渗氮是一种化学热处理。渗氮后不再进行其他热处理，齿面硬度可达6062HRC。因氮化处理温度低，齿的变形小，因此适用于难以磨齿的场合。其中，调质和正火处理后的齿面硬度较低，为软齿面；其他三种处理后的齿面硬度较高，为硬齿面。当大小齿轮都是软齿面时，考虑到小齿的齿根较薄，弯曲强度较低，且受载次数较多，故在选择材料和热处理时，一般使小齿轮齿面硬度比大齿轮高2050HBS。当大小齿轮都是硬齿面时，小齿轮的硬度应略高，也可和大齿轮相等。 第三节第三节齿轮传动的精度齿轮传动的精度制造和安
43、装齿轮传动装置时，不可避免地会产生误差。误差对传动带制造和安装齿轮传动装置时，不可避免地会产生误差。误差对传动带来以下来以下三方面的影响：三方面的影响：1、相啮合齿轮在一转范围内实际转角与理论转角不一致，即影响传递运、相啮合齿轮在一转范围内实际转角与理论转角不一致，即影响传递运动的准确性。动的准确性。2、瞬时传动比不能保持恒定不变，齿轮在一转范围内会出现多次重复的、瞬时传动比不能保持恒定不变，齿轮在一转范围内会出现多次重复的转速波动，特别在高速传动中将引起振动、冲击和噪声，即影响传动的平转速波动，特别在高速传动中将引起振动、冲击和噪声，即影响传动的平稳性。稳性。3、齿向误差能使齿轮上的载荷分布
44、不均匀，当传递较大转矩时，易引起、齿向误差能使齿轮上的载荷分布不均匀，当传递较大转矩时，易引起早期损坏，即影响载荷分布的均匀性。早期损坏，即影响载荷分布的均匀性。GB/T10095一一1988对圆柱齿轮及齿轮副规定了对圆柱齿轮及齿轮副规定了12个精度等级和个精度等级和14种齿种齿厚偏差。（见表厚偏差。（见表11-2）按照误差的特性及它们对传动性能的主要影响，将齿轮的各项公差按照误差的特性及它们对传动性能的主要影响，将齿轮的各项公差分成三个组，分别反映传递运动的准确性、传动的平稳性和载荷分布的分成三个组，分别反映传递运动的准确性、传动的平稳性和载荷分布的均匀性。此外，考虑到齿轮制造误差以及工作时
45、轮齿变形和受热膨胀，均匀性。此外，考虑到齿轮制造误差以及工作时轮齿变形和受热膨胀，同时为了便于润滑，需要有一定的吃侧间隙，为此标准中还规定了同时为了便于润滑，需要有一定的吃侧间隙，为此标准中还规定了14种种齿厚偏差。齿厚偏差。表表11-2齿轮传动精度等级的选择及其应用齿轮传动精度等级的选择及其应用精度等级精度等级直齿圆直齿圆柱齿轮柱齿轮9级级斜齿圆斜齿圆柱齿轮柱齿轮直齿圆直齿圆锥齿轮锥齿轮圆周速度圆周速度v(m/s)8级级7级级6级级1510532517103.59632.5应应用用高速重载齿轮传动，如飞机、汽车高速重载齿轮传动，如飞机、汽车和机床中的重要齿轮；分度机构的和机床中的重要齿轮；分
46、度机构的齿轮传动。齿轮传动。高速中载或低速重载齿轮传动，如飞高速中载或低速重载齿轮传动，如飞机、汽车和机床中的重要齿轮；分度机、汽车和机床中的重要齿轮；分度机构的齿轮传动。机构的齿轮传动。机械制造中对精度无特殊要求的齿轮。机械制造中对精度无特殊要求的齿轮。低速及对精度要求低的齿轮低速及对精度要求低的齿轮第七节第七节设计圆柱齿轮时材料和参数的选取设计圆柱齿轮时材料和参数的选取一、材料一、材料1 1、碳素结构钢，转矩不大的齿轮、碳素结构钢，转矩不大的齿轮2 2、合金结构钢，齿轮直径较大、合金结构钢，齿轮直径较大3 3、轮齿进行表面热处理，可提高接触疲劳强度，但须进行磨齿、轮齿进行表面热处理，可提高
47、接触疲劳强度，但须进行磨齿4 4、渗氮处理，齿形变化下，不用磨齿，、渗氮处理，齿形变化下，不用磨齿，5 5、铸钢，尺寸较大，批量小时可锻造、铸钢，尺寸较大，批量小时可锻造6 6、铸铁，较小转矩、铸铁，较小转矩7 7、夹布塑料，可减小传动噪声、夹布塑料，可减小传动噪声二、设计参数的选择二、设计参数的选择1.齿数选择齿数选择为使轮齿避免根切，对于为使轮齿避免根切，对于=20的标准直齿圆柱齿轮，应取的标准直齿圆柱齿轮，应取z117。软软齿面闭式齿轮传动：齿面闭式齿轮传动：z1 20 40；硬齿面闭式齿轮传动：硬齿面闭式齿轮传动： z117 20。3.齿数比齿数比u一般直齿圆柱齿轮传动，为避免大齿轮齿
48、数过多，导致径向尺寸过大，一般直齿圆柱齿轮传动，为避免大齿轮齿数过多，导致径向尺寸过大，一般取一般取u7。齿数比超过。齿数比超过8时，宜采用二级或多级传动。时，宜采用二级或多级传动。2 2、齿宽系数选择、齿宽系数选择 圆柱齿轮齿宽系数圆柱齿轮齿宽系数 的荐用值的荐用值 查表查表11-611-6 值取得大，可使齿轮径向尺寸减小，但将使其轴向尺寸增大，导致沿齿值取得大，可使齿轮径向尺寸减小，但将使其轴向尺寸增大，导致沿齿向载荷分布不均。向载荷分布不均。第七节第七节设计圆柱齿轮时材料和参数的选取设计圆柱齿轮时材料和参数的选取三、设计计算三、设计计算软齿面闭式齿轮传动：软齿面闭式齿轮传动：按齿面接触疲
49、劳强度按齿面接触疲劳强度设计确定设计确定a 选择选择Z1和和m校核轮齿弯曲疲校核轮齿弯曲疲劳强度劳强度硬齿面闭式齿轮传动：硬齿面闭式齿轮传动：按轮齿弯曲疲劳强度设计按轮齿弯曲疲劳强度设计校核齿面接触疲劳强度校核齿面接触疲劳强度开式齿轮传动：开式齿轮传动：按轮齿弯曲疲劳强度设计计算。考虑磨损对齿厚的影响，将按轮齿弯曲疲劳强度设计计算。考虑磨损对齿厚的影响，将降低降低2550第七节第七节设计圆柱齿轮时材料和参数的选取设计圆柱齿轮时材料和参数的选取第十一节第十一节齿轮传动的润滑和效率齿轮传动的润滑和效率一、齿轮传动的润滑一、齿轮传动的润滑开式齿轮传动通常采用人工定期加润滑油或润滑脂进行润滑。开式齿轮
50、传动通常采用人工定期加润滑油或润滑脂进行润滑。一般闭式齿轮传动的润滑方式根据齿轮的圆周速度一般闭式齿轮传动的润滑方式根据齿轮的圆周速度v的大小而定。的大小而定。当当v12m/s时多采用油池润滑，大齿轮浸入油时多采用油池润滑，大齿轮浸入油池一定的深度，齿轮运转时就把润滑油带到啮池一定的深度，齿轮运转时就把润滑油带到啮合区，同时也甩到箱壁上，借以散热。当合区，同时也甩到箱壁上，借以散热。当v较较大时，浸入深度约为一个齿高；当大时，浸入深度约为一个齿高；当v较小，如较小，如(0.50.8m/s)时，可达到齿轮半径的时，可达到齿轮半径的1/6。在多级齿轮传动中，当几个大齿轮直径不相等在多级齿轮传动中，
51、当几个大齿轮直径不相等时，可以采用惰轮蘸油润滑。时，可以采用惰轮蘸油润滑。当当v12m/s时，不宜采用油池润滑，最好采时，不宜采用油池润滑，最好采用喷油润滑，用油泵将润滑油直接喷到啮合用喷油润滑，用油泵将润滑油直接喷到啮合区。区。因为：因为：1）圆周速度过高，齿轮上的油大多被甩出去而达不到啮合区；）圆周速度过高，齿轮上的油大多被甩出去而达不到啮合区；2）搅油过于激烈，使油的温升增加，并降低其润滑性能；）搅油过于激烈，使油的温升增加，并降低其润滑性能；3）会搅起箱底沉淀的杂质，加速齿轮的磨损。）会搅起箱底沉淀的杂质，加速齿轮的磨损。第十一节第十一节齿轮传动的润滑和效率齿轮传动的润滑和效率1、润滑
52、油牌号的选择、润滑油牌号的选择可根据齿面接触应力的大小来选择，见表可根据齿面接触应力的大小来选择，见表11-72、润滑油粘度的选择、润滑油粘度的选择（1）闭式传动）闭式传动齿面接触应力大，则粘度应较大，相对速度高，则粘度应较小，可查齿面接触应力大，则粘度应较大，相对速度高，则粘度应较小，可查表表11-8选取选取（2）开式传动）开式传动开式传动润滑油粘度由表开式传动润滑油粘度由表11-9选择选择第十一节第十一节齿轮传动的润滑和效率齿轮传动的润滑和效率3、齿轮传动的功率损耗主要包括：、齿轮传动的功率损耗主要包括：1）啮合中的摩擦损耗；）啮合中的摩擦损耗；2）搅动润滑油的油阻损耗；）搅动润滑油的油阻
53、损耗；3）轴承中的摩擦损耗。）轴承中的摩擦损耗。计入上述损耗时，齿轮传动（采用滚动轴承）的平均效率见下表。计入上述损耗时，齿轮传动（采用滚动轴承）的平均效率见下表。传动装置传动装置6级或级或7级精度的闭式传动级精度的闭式传动8级精度的闭式传动级精度的闭式传动开式传动开式传动圆柱齿轮圆柱齿轮0.980.970.95锥齿轮锥齿轮0.970.960.93第十一节第十一节齿轮传动的润滑和效率齿轮传动的润滑和效率第十五章第十五章 滑动轴承滑动轴承972021/9/23本章主要内容本章主要内容第一节第一节摩擦状态摩擦状态第二节第二节滑动轴承结构型式滑动轴承结构型式第三节第三节轴瓦及轴承衬材料轴瓦及轴承衬材
54、料第四节第四节第四节第四节 润滑剂及润滑装置润滑剂及润滑装置润滑剂及润滑装置润滑剂及润滑装置第五节第五节非液体摩擦滑动轴承的计算非液体摩擦滑动轴承的计算982021/9/23第一节第一节 摩擦状态摩擦状态轴承的功用有二：轴承的功用有二：一为支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度；一为支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度；二为减少转轴与支承之间的摩擦和磨损。二为减少转轴与支承之间的摩擦和磨损。与滚动轴承相比，滑动轴承具有承载能力大、工作平稳可靠、与滚动轴承相比，滑动轴承具有承载能力大、工作平稳可靠、噪声小、耐冲击、吸振、可以剖分等优点。特别是流体膜轴承，噪声小、耐冲击、吸振、可以剖分等优点。特别是
55、流体膜轴承，可以在很高的转速下工作，并且旋转精度高、摩擦因子小、寿可以在很高的转速下工作，并且旋转精度高、摩擦因子小、寿命长命长在高速重载、高精度及有巨大冲击、振动的场合，滚动轴承在高速重载、高精度及有巨大冲击、振动的场合，滚动轴承不能胜任工作时，应采用滑动轴承。不能胜任工作时，应采用滑动轴承。对结构上要求剖分、要求径向尺寸小及在水或腐蚀性介质中对结构上要求剖分、要求径向尺寸小及在水或腐蚀性介质中工作的场合，也应采用滑动轴承。工作的场合，也应采用滑动轴承。此外，一些简单支承和不重要的场合，也常采用结构简单的此外，一些简单支承和不重要的场合，也常采用结构简单的滑动轴承滑动轴承992021/9/2
56、3第一节第一节 摩擦状态摩擦状态1干摩擦干摩擦干摩擦是指两摩擦表面间无任何润滑干摩擦是指两摩擦表面间无任何润滑剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦剂或保护膜的纯金属接触时的摩擦(右图右图所示所示)。在干摩擦状态下，摩擦功损耗和。在干摩擦状态下，摩擦功损耗和磨损严重。在滑动轴承中不允许出现干摩磨损严重。在滑动轴承中不允许出现干摩擦。擦。2边界摩擦边界摩擦两摩擦表面间被吸附在表面的边界油两摩擦表面间被吸附在表面的边界油膜隔开，摩擦性质取决于边界油膜和表面膜隔开，摩擦性质取决于边界油膜和表面的吸附性能时的摩擦称为边界摩擦（右图的吸附性能时的摩擦称为边界摩擦（右图所示）。所示）。按表面润滑情况，将摩擦分为以
57、下几种状态：按表面润滑情况，将摩擦分为以下几种状态：干摩擦干摩擦边界摩擦边界摩擦 边界油膜虽不能绝对消除表面的磨损，却可以起着减边界油膜虽不能绝对消除表面的磨损，却可以起着减轻磨损的作用。边界摩擦状态的摩擦系数轻磨损的作用。边界摩擦状态的摩擦系数f f0.10.10.30.3。1002021/9/233 3液体摩擦液体摩擦 若两摩擦表面间有充足的润滑油，将若两摩擦表面间有充足的润滑油，将相对运动着的两金属表面分隔开，摩擦性相对运动着的两金属表面分隔开，摩擦性质取决于液体内部分子间粘性阻力的摩擦质取决于液体内部分子间粘性阻力的摩擦称为液体摩擦，又称为液体润滑称为液体摩擦，又称为液体润滑( (下图
58、所下图所示示) )。此时，由于两摩擦表面被油隔开而。此时，由于两摩擦表面被油隔开而不直接接触，摩擦系数很小不直接接触，摩擦系数很小( (f f0.0010.0010.01)0.01)，所以显著地减少了摩擦和磨损。，所以显著地减少了摩擦和磨损。 液体摩擦是最理想的情况。液体摩擦是最理想的情况。 一般摩擦表面多处于边界摩擦和液体摩一般摩擦表面多处于边界摩擦和液体摩擦的混合状态，称为混合摩擦擦的混合状态，称为混合摩擦( (或称为非或称为非液体摩擦液体摩擦) )。第一节第一节 摩擦状态摩擦状态液体摩擦液体摩擦1012021/9/23右图为由实验得到的摩擦副的摩右图为由实验得到的摩擦副的摩擦特性曲线。擦
59、特性曲线。无量纲参数无量纲参数n/pn/p称为称为轴承特性轴承特性数数。随着随着n/pn/p的不同，摩擦副分别的不同，摩擦副分别处于边界摩擦、混合摩擦。液体处于边界摩擦、混合摩擦。液体摩擦状态摩擦状态。 摩擦特性曲线摩擦特性曲线第一节第一节 摩擦状态摩擦状态1022021/9/23滑动轴承的类型滑动轴承的类型分分类类按受载按受载方向分方向分按润滑按润滑状态分状态分向心推力(径向止推)滑动轴承滑动轴承轴承向心(径向)滑动轴承滑动轴承轴承 推力(止推)滑动轴承滑动轴承轴承非液体润滑滑动轴承非液体润滑滑动轴承液体润滑滑动轴承液体润滑滑动轴承干摩擦滑动轴承干摩擦滑动轴承第二节第二节 滑动轴承的结构型式
60、滑动轴承的结构型式 1032021/9/23第二节第二节 滑动轴承的结构型式滑动轴承的结构型式 一、向心（径向）滑动轴承一、向心（径向）滑动轴承 下图所示是一种普通的剖分式轴下图所示是一种普通的剖分式轴承。它是由轴承盖承。它是由轴承盖1、轴承座、轴承座2、剖分、剖分轴瓦轴瓦3和联接螺栓和联接螺栓4等所组成。等所组成。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。整体式向心滑动轴承整体式向心滑动轴承剖分式向心滑动轴承剖分式向心滑动轴承榫口榫口螺纹孔螺纹孔轴承座轴承座轴承轴承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1042021/9/23轴承中直接支承
61、轴颈的零件是轴瓦。轴承中直接支承轴颈的零件是轴瓦。为了安装时容易对心，在轴承盖与轴承座的中分面上做出阶梯形的榫口。为了安装时容易对心，在轴承盖与轴承座的中分面上做出阶梯形的榫口。轴承应当适度压紧轴瓦，使轴瓦不能在轴承孔中转动。轴承应当适度压紧轴瓦，使轴瓦不能在轴承孔中转动。轴承盖上制有螺纹孔，以便安装油杯或油管。轴承盖上制有螺纹孔，以便安装油杯或油管。向心滑动轴承还有轴承间隙可调节的滑动轴承、轴瓦外表面为球面的自位向心滑动轴承还有轴承间隙可调节的滑动轴承、轴瓦外表面为球面的自位轴承等很多类型。轴承等很多类型。第二节第二节 滑动轴承的结构型式滑动轴承的结构型式 薄壁轴瓦薄壁轴瓦厚壁轴瓦厚壁轴瓦整
62、体轴套整体轴套卷制轴套卷制轴套1052021/9/23轴瓦是滑动轴承中的重要零件。轴瓦是滑动轴承中的重要零件。 如图所示，向心滑动轴承的轴瓦内孔为圆柱形。如图所示，向心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，上轴瓦为非承载区。若载荷方向向下，则下轴瓦为承载区，上轴瓦为非承载区。润滑油应由非承载区引入，所以在顶部开进油孔。润滑油应由非承载区引入，所以在顶部开进油孔。第二节第二节 滑动轴承的结构型式滑动轴承的结构型式 进油孔进油孔油沟油沟F1062021/9/23 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，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，
63、以利于润滑油均匀分布在整个轴颈上。油沟的形式很多，如图所示。以利于润滑油均匀分布在整个轴颈上。油沟的形式很多，如图所示。几种常见的油槽几种常见的油槽一般油沟与轴瓦端面保持一定距离，以防止漏油。一般油沟与轴瓦端面保持一定距离，以防止漏油。 轴瓦宽度与轴颈直径之比轴瓦宽度与轴颈直径之比B/d称为宽径比，宽径比是向心滑动轴称为宽径比，宽径比是向心滑动轴承中的重要参数之一。对于液体摩擦的滑动轴承，常取承中的重要参数之一。对于液体摩擦的滑动轴承，常取B/d=0.5l；对于非液体摩擦的滑动轴承，常取对于非液体摩擦的滑动轴承，常取B/d0.81.5，有时可以更大些。，有时可以更大些。第二节第二节 滑动轴承的
64、结构型式滑动轴承的结构型式 1072021/9/23轴承中分面常布置成与载荷垂直或接近垂直。轴承中分面常布置成与载荷垂直或接近垂直。载荷倾斜时结构如图大型液体滑动轴承常设计成两边供油的形式，既有利于形成动大型液体滑动轴承常设计成两边供油的形式，既有利于形成动压油膜，又起冷却作用。压油膜，又起冷却作用。45宽径比宽径比B/d-轴瓦宽度与轴径直径之比。轴瓦宽度与轴径直径之比。重要参数液体润滑摩擦的滑动轴承液体润滑摩擦的滑动轴承:B/d=0.51非液体润滑摩擦的滑动轴承非液体润滑摩擦的滑动轴承:B/d=0.81.5第二节第二节 滑动轴承的结构型式滑动轴承的结构型式 1082021/9/23二、推力滑
65、动轴承二、推力滑动轴承作用：用来承受轴向载荷作用：用来承受轴向载荷结构特点：结构特点：在轴的端面、轴肩或安装圆盘做成止推面。在轴的端面、轴肩或安装圆盘做成止推面。在止推环形面上，分布有若干有楔角的扇形快。其数量在止推环形面上，分布有若干有楔角的扇形快。其数量一般为一般为612。第二节第二节 滑动轴承的结构型式滑动轴承的结构型式 -倾角固定，顶部预留平台倾角固定，顶部预留平台， 类型类型固定式固定式可倾式可倾式-倾角随载荷、转速自行倾角随载荷、转速自行调整，性能好。调整，性能好。 1092021/9/23 图图a所示为固定式推力轴承，其楔形的倾斜角固定不变，在所示为固定式推力轴承，其楔形的倾斜角
66、固定不变，在楔形顶部留出平台，用来承受停车后的轴向载荷。楔形顶部留出平台，用来承受停车后的轴向载荷。推力轴推力轴 图图b为可倾式推力轴承，其扇形块的倾斜角能随载荷、转速的改为可倾式推力轴承，其扇形块的倾斜角能随载荷、转速的改变而自行调整，因此性能更为优越。扇形块数一般为变而自行调整，因此性能更为优越。扇形块数一般为612，图，图c为扇形为扇形块的放大图。块的放大图。第二节第二节 滑动轴承的结构型式滑动轴承的结构型式 1102021/9/23第三节第三节 轴瓦及轴承衬材料轴瓦及轴承衬材料轴承材料应具备下述性能：轴承材料应具备下述性能：1)摩擦系数小；摩擦系数小；2)导热性好，热膨胀系数小；导热性
67、好，热膨胀系数小；3)耐磨、耐蚀、抗胶合能力强；耐磨、耐蚀、抗胶合能力强；4)要有足够的机械强度和可塑性。要有足够的机械强度和可塑性。常见的轴瓦是用两层不同金属做成的，两种金属在性能上取长补短。常见的轴瓦是用两层不同金属做成的，两种金属在性能上取长补短。在工艺上可以用浇铸或压合的方法，将薄层材料粘附在轴瓦基体上。在工艺上可以用浇铸或压合的方法，将薄层材料粘附在轴瓦基体上。粘附上去的薄层材料称为轴承衬。粘附上去的薄层材料称为轴承衬。1112021/9/23第三节第三节 轴瓦及轴承衬材料轴瓦及轴承衬材料 锡锑轴承合金的摩擦系数小，抗胶合性能良好，对油的吸附性强，耐蚀性好，易跑合，是优良的轴承材料，
68、常用于高速、重载的轴承。 但它的价格较贵且机械强度较差，因此只能作为轴承衬材料而浇铸在钢、铸铁(图a及b)或青铜轴瓦上(图c)。用青铜作为轴瓦基体是取其导热性良好。这种轴承合金的熔点比较低，为了安全，在设计、运行中常将温度控制得比120低。 铅锑轴承合金的各方面性能与锡锑轴承合金相近，但这种材料较脆，不宜承受较大的冲击载荷。它一般用于中速、中载的轴承。 a b c常用的轴瓦和轴承衬材料有下列几种：常用的轴瓦和轴承衬材料有下列几种：一、轴承合金一、轴承合金轴承合金轴承合金(又称白合金、巴氏合金又称白合金、巴氏合金)有锡锑轴承合金和铅锑轴承合金两大类。有锡锑轴承合金和铅锑轴承合金两大类。11220
69、21/9/23第三节第三节 轴瓦及轴承衬材料轴瓦及轴承衬材料二、青铜二、青铜青铜的强度高，承载能力大，耐磨性与导热性都优于轴承合金。它可以在青铜的强度高，承载能力大，耐磨性与导热性都优于轴承合金。它可以在较高的温度较高的温度(250)(250)下工作。但它的可塑性差，不易跑合，与之相配的轴下工作。但它的可塑性差，不易跑合，与之相配的轴颈必须淬硬。颈必须淬硬。青铜可以单独做成轴瓦。为了节省有色金属，也可将青铜浇铸在钢或铸铁青铜可以单独做成轴瓦。为了节省有色金属，也可将青铜浇铸在钢或铸铁轴瓦内壁上。轴瓦内壁上。用作轴瓦材料的青铜，主要有锡青铜、铅青铜和铝青铜。用作轴瓦材料的青铜，主要有锡青铜、铅青
70、铜和铝青铜。在一般情况下：在一般情况下：铝青铜铝青铜铅青铜铅青铜锡青铜锡青铜 中速重载中速重载中速中载中速中载低速重载低速重载1132021/9/23第三节第三节 轴瓦及轴承衬材料轴瓦及轴承衬材料三、具有特殊性能的轴承材料三、具有特殊性能的轴承材料含油轴承：含油轴承：用粉末冶金法制作的轴承，具有多孔组织，可存储润滑油。可用于加油不方便的场合。橡胶轴承：橡胶轴承：具有较大的弹性，能减轻振动使运转平稳，可用水润滑。常用于潜水泵、沙石清洗机、钻机等有泥沙的场合。塑料轴承：塑料轴承：具有摩擦系数低、可塑性、跑合性良好、耐磨、耐腐蚀、可用水、油及化学溶液等润滑的优点。铸铁：铸铁：用于不重要、低速轻载轴承
71、。缺点：缺点：导热性差、膨胀系数大、容易变形。为改善此缺陷，可作为轴承衬粘复在金属轴瓦上使用。1142021/9/23第三节第三节 轴瓦及轴承衬材料轴瓦及轴承衬材料 运转时，轴瓦温度升高，由于油的膨胀系数比金属大，因而自动进入运转时，轴瓦温度升高，由于油的膨胀系数比金属大，因而自动进入摩擦表面起到润滑作用。含油轴承加一次油可以使用较长时间，常用于加摩擦表面起到润滑作用。含油轴承加一次油可以使用较长时间，常用于加油不方便的场合。油不方便的场合。 在不重要的或低速轻载的轴承中，也常采用灰铸铁或耐磨铸铁作为轴在不重要的或低速轻载的轴承中，也常采用灰铸铁或耐磨铸铁作为轴瓦材料。瓦材料。 此外，还有橡胶
72、轴承、塑料轴承等。此外，还有橡胶轴承、塑料轴承等。表表15-115-1中给出常用轴瓦及轴承村材料的中给出常用轴瓦及轴承村材料的 p p 、 pvpv 等数据。等数据。 1152021/9/23第三节第三节 轴瓦及轴承衬材料轴瓦及轴承衬材料1162021/9/23第四节第四节 润滑剂和润滑装置润滑剂和润滑装置一、润滑剂一、润滑剂轴承润滑的目的在于降低摩擦功耗，减少磨损，同时还起到轴承润滑的目的在于降低摩擦功耗，减少磨损，同时还起到冷却、吸振、防锈等作用。轴承能否正常工作，和选用润滑剂正冷却、吸振、防锈等作用。轴承能否正常工作，和选用润滑剂正确与否有很大关系。确与否有很大关系。润滑剂分为：润滑剂分
73、为：1)液体润滑剂液体润滑剂润滑油；润滑油；2)半固体润滑剂半固体润滑剂润滑脂；润滑脂；3)固体润滑剂等。固体润滑剂等。在润滑性能上润滑油一般比润滑脂好，应用最广。但润滑脂在润滑性能上润滑油一般比润滑脂好，应用最广。但润滑脂具有不易流失等优点，也常用。固体润滑剂除在特殊场合下使用具有不易流失等优点，也常用。固体润滑剂除在特殊场合下使用外，目前正在逐步扩大使用范围外，目前正在逐步扩大使用范围1172021/9/23第四节第四节 润滑剂和润滑装置润滑剂和润滑装置1 1润滑油润滑油在用的大部分润滑油为矿物油（石油）。润滑油最重要的物理性能是粘度，它也是选择润滑油的主要依据。润滑油的粘度是指润滑油抵抗
74、变形的能力，它标志着液体内部产生相对运动时内摩擦阻力的大小。 如右图所示，有两块平板A及B，两板之间充满着液体。若板A以速度v沿x轴运动，由于液体与金属表面的吸附作用，板A表层的液体随板A以同样的速度v一起运动，静止板B表层的液体静止不动。若润滑油作层流流动，则沿y 坐标的油层将以不同速度u 移动，于是形成各油层间的相对滑移，在各层的界面上就存在相应的切应力。1182021/9/23 牛顿在牛顿在16871687年提出粘性液体的摩擦定律年提出粘性液体的摩擦定律( (简称粘性定律简称粘性定律) )，即在液体，即在液体作层流运动时，油层间的切应力作层流运动时，油层间的切应力与其速度梯度成正比，其数
75、学表达式与其速度梯度成正比，其数学表达式为：为：式中：式中：u油层中任一点的速度，油层中任一点的速度， du/dy该点的速度梯度；该点的速度梯度； 比例系数，即液体的动力粘度，常简称为粘度。比例系数，即液体的动力粘度，常简称为粘度。摩擦学中把凡是服从这个粘性定律的液体称为牛顿液体。摩擦学中把凡是服从这个粘性定律的液体称为牛顿液体。动力粘度动力粘度为：长、宽、高各为为：长、宽、高各为1m的液体，如果使上下平面间以的液体，如果使上下平面间以u=1m/s的的相对速度运动，所需施加的力相对速度运动，所需施加的力F 为为1N 时，该液体的粘度为时，该液体的粘度为1个国际单位制个国际单位制的动力粘度，以的
76、动力粘度，以Pas(帕帕秒秒)表示，表示，1Pas=1Ns/m2 。动力粘度又称绝对粘度。动力粘度又称绝对粘度。第四节第四节 润滑剂和润滑装置润滑剂和润滑装置1192021/9/23第四节第四节 润滑剂和润滑装置润滑剂和润滑装置 动力粘度的厘米克秒制单位是动力粘度的厘米克秒制单位是P(Poise，单位名称为泊，单位名称为泊)，1P=1dyns/cm2。P的百分之一称的百分之一称cP(厘泊厘泊)。Pas、P及及cP间的换算间的换算关系为关系为 1 Pas=10P=1000cP 此外，还有运动粘度此外，还有运动粘度，它等于动力粘度与液体密度，它等于动力粘度与液体密度的比值，的比值，即在国际单位制中
77、，即在国际单位制中，的单位是的单位是m2/s。实用上这个单位嫌大，故常。实用上这个单位嫌大，故常采用它的厘米克秒制单位采用它的厘米克秒制单位St(Stokes，单位名称为斯，单位名称为斯)，或，或cSt(厘斯厘斯)， 1St= 1cm2/s=100cSt。一般润滑油的牌号就是该油在。一般润滑油的牌号就是该油在40时的时的运动粘度运动粘度(单位为单位为cSt或或mm2/s) 的平均值，见表的平均值，见表152。1202021/9/23 用润滑油同水作比较所测得的粘度，称为相对粘度。我国常用恩氏用润滑油同水作比较所测得的粘度，称为相对粘度。我国常用恩氏粘度表示相对粘度，规定：在一定温度粘度表示相对
78、粘度，规定：在一定温度t下，下，200cm3的油样流过直径的油样流过直径2.8mm小孔所需要的时间，与同体积小孔所需要的时间，与同体积20的蒸馏水流过该孔所需时间的的蒸馏水流过该孔所需时间的比值，即为该油样的恩氏粘度，用符号比值，即为该油样的恩氏粘度，用符号Et表示。表示。第四节第四节 润滑剂和润滑装置润滑剂和润滑装置1212021/9/23润滑油的粘度随着温度的升高而降润滑油的粘度随着温度的升高而降低，这对于运行着的轴承来说，必低，这对于运行着的轴承来说，必须加以注意。描述粘度随温度变化须加以注意。描述粘度随温度变化情况的线图称为粘温图，见图情况的线图称为粘温图，见图158。 润滑油的粘度还
79、随着压力的升高而润滑油的粘度还随着压力的升高而增大，但压力不太高时，变化极微，增大，但压力不太高时，变化极微，可略而不计。可略而不计。 选用润滑油时，要考虑速度、载荷选用润滑油时，要考虑速度、载荷和工作情况。对于载荷大、温度高和工作情况。对于载荷大、温度高的轴承宜选粘度大的油，载荷小、的轴承宜选粘度大的油，载荷小、速度高的轴承宜选粘度较小的油。速度高的轴承宜选粘度较小的油。第四节第四节 润滑剂和润滑装置润滑剂和润滑装置1222021/9/232.润滑脂润滑脂润滑脂是由润滑油和各种稠化剂（如钙、钠、铝、锂等金属皂）混合稠化而成。润滑脂密封简单，不需经常加添，不易流失，所以在垂直的摩擦表面上也可以
80、应用。润滑脂对载荷和速度的变化有较大的适应范围，受温度的影响不大，但摩擦损耗较大，机械效率较低，故不宜用于高速。且润滑脂易变质，不如润滑油稳定。总的来说，一般参数的机器，特别是低速或带有冲击的机器，都可以使用润滑脂润滑。 目前使用最多的是钙基润滑脂，它有耐水性，常用于60以下的各种机械设备中轴承的润滑。3固体润滑剂固体润滑剂固体润滑剂有石墨、二硫化钼(MoS2)、聚氯乙烯树脂等多种品种。一般在超出润滑油使用范围之外才考虑使用。 第四节第四节 润滑剂和润滑装置润滑剂和润滑装置1232021/9/23二、润滑装置二、润滑装置滑动轴承的给油方法多种多样。如图滑动轴承的给油方法多种多样。如图15-9所
81、示，有针阀式油杯、所示，有针阀式油杯、A型型弹簧盖油杯、润滑脂用油杯等。弹簧盖油杯、润滑脂用油杯等。上述三种油杯均已列入国家标准，选用时可查阅有关手册。上述三种油杯均已列入国家标准，选用时可查阅有关手册。第四节第四节 润滑剂和润滑装置润滑剂和润滑装置1242021/9/23图图15-10为油环润滑，在轴颈上套一油环，油环下部浸入油地中，当轴为油环润滑，在轴颈上套一油环，油环下部浸入油地中，当轴颈旋转时，靠摩擦力带动油环旋转，把油引入轴承。油环浸在油池内颈旋转时，靠摩擦力带动油环旋转，把油引入轴承。油环浸在油池内的深度约为其直径的四分之一时，给油量已足以维持液体润滑状态的的深度约为其直径的四分之一时，给油量已足以维持液体润滑状态的需要。它常用于大型电机的滑动轴承中。需要。它常用于大型电机的滑动轴承中。 最完善的给油方法是利用油泵循环给油，给油量充足，给油压力只需0.05MPa，在油的循环系统中常配置过滤器、冷却器。 还可以设置油压控制开关，当管路内油压下降时可以报警，或启动辅助油泵，或指令主机停车。所以这种给油方法安全、可靠，但设备费用较高，常用于高速且精密的重要机器中。第四节第四节 润滑剂和润滑装置润滑剂和润滑装置1252021/9/23
