1、6.1 軸 6.2 軸承 6.3 其他零件,第六章 常用機械零件,常用機械零件包括：軸、軸承、聯(lián)軸器、離合器、鍵、銷等。軸是機械中的重要零件，其功用是支承轉(zhuǎn)動零件及傳遞運動和動力；而將軸和軸上零件進行周向固定并傳遞轉(zhuǎn)矩的零件是鍵；軸承是支承軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度和減少軸與支承間的摩擦和磨損；聯(lián)軸器和離合器是聯(lián)接不同機構(gòu)中的兩根軸，使它們一起回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩。,6.1 軸,1、功用：軸的主要功用是軸的主要功用是支承旋轉(zhuǎn)零件、傳遞運動和動力。,2、分類：按照承受載荷的不同，軸可分為：,心軸只承受彎矩的軸，如自行車的前輪軸 ，火車車輪軸。,6.1 軸,一、軸的功用及分類,自行車的前輪軸,鐵路機

2、車的輪軸,6.1 軸,傳動軸以傳遞轉(zhuǎn)矩為主，不承受彎矩或承受很小的彎矩的軸。如汽車變速箱與后橋之間的傳動軸。,6.1 軸,轉(zhuǎn)軸既傳遞轉(zhuǎn)矩，又承受彎矩的軸。如齒輪減速器的輸出軸,6.1 軸,直軸根據(jù)外形的不同，可分為光軸和階梯軸。,按照軸線形狀的不同，軸可分為曲軸和直軸兩大類。,光軸,階梯軸,曲軸,6.1 軸,除了剛性軸外，還有鋼絲軟軸（撓性軸）。 撓性軸是剛度很小，可以自由彎曲的軸，也稱軟軸。撓性軸用于連接不在同一軸線和不在同一方向或有相對運動的兩軸，以傳遞旋轉(zhuǎn)運動和扭矩?？梢园鸦剞D(zhuǎn)運動靈活地傳到不開敞地空間位置。,軸一般是實心軸，有特殊要求時也可制成空心軸，如航空發(fā)動機的主軸。,6.1 軸,

3、軟軸,二、軸的常用材料及熱處理,軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件。,鍛件的內(nèi)部組織均勻，強度較好，重要的軸、大尺寸或階梯尺寸變化較大的軸，應采用鍛制毛坯。,對直徑較小的軸，可直接用圓鋼加工。,由于碳鋼比合金鋼價廉，對應力集中的敏感性較低，同時也可以用熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強度，故軸采用碳鋼制造最廣泛，其中最常用的是45號鋼。,不重要或低速輕載的軸以及一般傳動的軸也可以使用Q235、Q275等普通碳鋼制造。Q235。Q表示屈服點，235表示該種鋼材的公稱屈服點是235MPa,合金鋼比碳鋼具有更高的力學性能和更好的淬火性能。因此，在傳遞大動力，并要求減小尺寸與質(zhì)

4、量，提高軸的耐磨性，以及處于高溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。,高強度鑄鐵和球墨鑄鐵由于容易作成復雜的形狀，而且價廉，吸振性和耐磨性好，對應力集中的敏感性較低，故常用于制造外形復雜的軸。,三、軸的結(jié)構(gòu)設計,軸通常由軸頭、軸頸、軸肩、軸環(huán)、軸端等部分組成。,軸端,軸頭,軸頸,軸頭,一、軸上零件的軸向定位及固定,軸向固定的目的是保證零件在軸上有確定的軸向位置，防止零件作軸向移動，并能承受軸向力。常見的軸向固定形式有：軸肩、軸環(huán)、彈性擋圈、螺母、套筒、軸端擋圈、圓錐面和緊定螺釘?shù)瓤善鸬捷S向固定。,軸肩:分為定位軸肩和非定位軸肩兩類，利用軸肩定位是最方便可靠的方法。,軸肩定位,用軸肩或軸環(huán)固定零件時，

5、常需采用其他附件來防止零件向另一方向移動。,當軸向力不大而軸上零件間的距離較大時，可采用彈性擋圈固定。,當軸向力很小，轉(zhuǎn)速很低或僅為防止零件偶然沿軸向滑動時，可采用緊定螺釘固定。,二、軸上零件的周向定位及固定,為了滿足機器傳遞運動和轉(zhuǎn)矩的要求，軸上零件除了需要軸向定位外，還必須有可靠的周向定位。 周向定位的目的是限制軸上零件與軸發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。常用的周向定位零件有鍵花鍵、銷緊定螺釘以及過盈配合等，其中緊定螺釘只用在傳力不大之處。,6.2 軸承,6.2 軸承,軸承的定義：軸承是支承件。是支承機器轉(zhuǎn)動或擺動零、部件的零件。 功用：支承軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度和減少軸與支承之間的摩擦和磨損。,（

6、1）根據(jù)支承處相對運動表面的摩擦性質(zhì)，軸承分為滑動摩擦軸承和滾動摩擦軸承，分別簡稱為滑動軸承和滾動軸承，,一、軸承的功用及分類,1.軸承的功用,2.軸承的分類,6.2 軸承,6.2 軸承,滑動軸承適用于高速、高精度、重載和有較大沖擊的場合，也應用于不重要的低速機器中。滾動軸承具有摩擦阻力小，易起動，適用范圍廣，軸向尺寸小，潤滑和維修方便的特點，應用廣泛,（2）按照軸承受力方向的不同，軸承可分為三種形式：承受徑向力的向心軸承；承受軸向力的推力軸承；同時承受徑向力和軸向力的向心推力滑動軸承,向心軸承、 推力軸承、向心推力軸承。 (或稱為徑向軸承、止推軸承、徑向止推軸承）,二、滑動軸承,6.2 軸承

7、,1.滑動軸承類型及結(jié)構(gòu),類型：滑動軸承分為(1)整體式向心滑動軸承；(2)剖分式向心滑動軸承；(3)調(diào)心式滑動軸承。,結(jié)構(gòu)（以整體式向心滑動軸承結(jié)構(gòu)為例）： 它是由軸承座1、軸瓦2和緊定螺釘3組成。這種軸承已標準化。,6.2 軸承,6.2 軸承,軸瓦的形狀：,軸瓦的主要失效形式是磨損，有時也出現(xiàn)因強度不夠引起的疲勞破壞。 對軸瓦材料有如下要求： 1. 有足夠的強度和可塑性； 2. 減摩性能好； 3. 耐磨、耐腐蝕以及抗膠合能力強； 4. 導熱性好、熱膨脹系數(shù)?。?軸瓦的材料及失效形式 ：,2.滑動軸承的潤滑,滑動軸承潤滑的目的在于減小摩擦和磨損，降低功率消耗。潤滑劑還可起到冷卻、防銹和吸振的

8、作用。潤滑劑的選擇直接影響到上述效果。 (1)潤滑劑種類：潤滑劑分為：液體（潤滑油）、半固體（潤滑脂）、固體。 (2)潤滑方法和潤滑裝置：按供油方式不同可分為間歇潤滑和連續(xù)潤滑。間歇潤滑是利用油壺或油槍，靠手工定時通過軸承油孔加油、油脂，為避免加油時污物進入軸承，可在油孔上裝壓注油杯和旋蓋式脂杯。,間歇式供油,旋套式注油油杯,壓配式壓注油杯,連續(xù)式供油:芯捻供油,二、滾動軸承,6.2 軸承,6.2 軸承,6.2 軸承,1.滾動軸承的結(jié)構(gòu),滾動軸承一般由內(nèi)圈、外圈、滾動體和保持架組成。內(nèi)外圈上通常制有溝槽，其作用是限制滾動體軸向位移和降低滾動體與內(nèi)外圈間的接觸應力。內(nèi)圈裝在軸頸上，外圈裝在機座或

9、零件的軸承孔內(nèi)。多數(shù)情況下，外圈不轉(zhuǎn)動，內(nèi)圈與軸一起轉(zhuǎn)動。當內(nèi)外圈之間相對旋轉(zhuǎn)時，滾動體沿著滾道滾動。保持架使?jié)L動體均勻分布在滾道上，并減少滾動體之間的碰撞和磨損。,6.2 軸承,常用的滾動體有球、圓柱滾子、圓錐滾子、球面滾子和滾針等。,6.2 軸承,6.2 軸承,2.滾動軸承的類型,(1)按滾動軸承所能承受載荷的方向分為：向心軸承、推力軸承。 (2)按滾動體形狀分為：球軸承和滾子軸承。 (3)按軸承在工作中能否調(diào)心可分為：非調(diào)心軸承和調(diào)心軸承(球面型)。 (4)按一個軸承中滾動體的列數(shù)可分為：單列、雙列和多列軸承。,6.2 軸承,6.2 軸承,3.滾動軸承的代號,6.2 軸承,滾動軸承的代號

10、由基本代號、前置代號和后置代號三部分組成。,（1）基本代號：基本代號表示軸承的基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸，是軸承代號的基礎。,類型代號 ：0，1，2，3，4，5，6，7，8，N。 右起第五位數(shù)字或字母為類型代號。,尺寸系列代號 ：軸承尺寸系列代號由軸承的寬度系列代號和直徑系列代號組合而成。組合排列時，寬度系列在前，直徑系列在后。直徑系列代號為右起第三位數(shù)字，寬（高）度系列代號為右起第四位數(shù)字,尺寸系列代號,內(nèi)徑代號,滾動軸承內(nèi)徑代號,基本代號一般由五個數(shù)字（或字母加四個數(shù)字）組成。當寬度系列為0時可省略。如6200 02為尺寸系列代號。,(2)前置、后置代號：軸承在結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、公差、技術(shù)要求由改

11、變時，在其基本代號左右添加的代號。 前置代號用大寫拉丁字母或再加阿拉伯數(shù)字表示，它表明成套的軸承分部件。后置代號用大寫拉丁字母或再加阿拉伯數(shù)字表示，它標明技術(shù)內(nèi)容的改變，,基本代號中右起第一、二位表示內(nèi)徑代號，用以表示軸承內(nèi)徑。,4.滾動軸承的類型選擇,選型原則： 1.載荷條件 載荷較大時應選用線接觸的滾子軸承。受純軸向載荷時選用推力軸承；主要承受徑向載荷時應選用深溝 球軸承；同時承受徑向和軸向載荷時應選擇角接觸軸承；當軸向載荷比徑向載荷大很多時，常用推力軸承 和深溝球軸承的組合結(jié)構(gòu)；承受沖擊載荷時宜選用滾子軸承。注意：推力軸承不能承受徑向載荷，圓柱滾 子軸承不能承受軸向載荷。,2.轉(zhuǎn)速條件

12、選擇軸承時應注意極限轉(zhuǎn)速nlim。轉(zhuǎn)速較高時，宜用球軸承。 3.調(diào)心性能 4.經(jīng)濟性 一般球軸承的價格低于滾子軸承。精度越高價格越高。同精度的軸承深溝球軸承價格最低。,5.滾動軸承的失效,(1) 疲勞點蝕 在載荷作用下，滾動體和 內(nèi)外圈接觸處將產(chǎn)生接觸應力。 當接觸應力循環(huán)次數(shù)達到 一定數(shù)值后，內(nèi)外圈滾道或 滾動體表面將形成疲勞點蝕 ，使軸承失去工作能力，即失效。,(2) 塑性變形 在過大的靜載荷或沖擊載荷作用下，滾動體和內(nèi)外圈滾道可能產(chǎn)生塑性變形，致使軸承不能正常工作而失效。,(3) 磨損 軸承在密封不可靠、潤滑劑不清潔或多塵環(huán)境下工作時，軸承易產(chǎn)生磨粒磨損。,6.3 聯(lián)軸器和離合器,聯(lián)軸器

13、和離合器都是用來聯(lián)接軸與軸，以傳遞運動和轉(zhuǎn)距。 有時也可作為一種安全裝置用來防止被聯(lián)接件承受過大的載荷，起到過載保護的作用。,用聯(lián)軸器聯(lián)接兩軸時，只有在機器停止運轉(zhuǎn)后才能使兩軸分離。,離合器在機器運轉(zhuǎn)時可使兩軸隨時接合和分離。,聯(lián)軸器,聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸，由于制造和安裝等誤差，將引起兩軸軸線位置的偏移，不能嚴格對中。聯(lián)軸器所聯(lián)接兩軸的偏移形式如下：,聯(lián)軸器的分類,剛性聯(lián)軸器：被聯(lián)接兩軸間的各種相對位移無補償能力，故對兩軸對中性的要求高。當兩軸有相對位移時，會在結(jié)構(gòu)內(nèi)引起附加載荷。這類聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)比較簡單。一般用于平穩(wěn)載荷或只有輕微沖擊的場合。,聯(lián)軸器分為兩類，一類是剛性聯(lián)軸器，用于兩軸對中嚴格，

14、且在工作時不發(fā)生軸線偏移的場合。另一類是撓性聯(lián)軸器，用于兩軸有一定限度的軸線偏移場合。撓性聯(lián)軸器又可分為無彈性元件聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器。,1.剛性聯(lián)軸器,（1）套筒聯(lián)軸器,套筒聯(lián)軸器是用聯(lián)接零件如鍵或銷將兩軸軸端的套筒和兩軸聯(lián)接起來以傳遞轉(zhuǎn)矩。當用銷釘作聯(lián)接件時，若按過載時銷釘被剪斷的條件設計，這種聯(lián)軸器可作安全聯(lián)軸器，以避免薄弱環(huán)節(jié)零件受到損壞。,套筒聯(lián)軸器,（2）凸緣聯(lián)軸器,凸緣聯(lián)軸器由兩個帶凸緣的半聯(lián)軸器用鍵分別和兩軸聯(lián)在一起，再用螺栓把兩半聯(lián)軸器聯(lián)成一體。,凸緣聯(lián)軸器,2.撓性聯(lián)軸器 無彈性元件聯(lián)軸器：,十字滑塊聯(lián)軸器,萬向聯(lián)軸器,齒式聯(lián)軸器,十字滑塊聯(lián)軸器,它由兩個帶徑向通的半聯(lián)軸器和

15、一個兩面具有相互垂直的凸榫的中間滑塊組成，滑塊上的凸榫分別和兩個半聯(lián)軸器的凹槽相嵌合，構(gòu)成移動副，故可補償兩軸間的偏移。,萬向聯(lián)軸器,萬向聯(lián)軸器由兩個萬向接頭及一個十字銷通過剛性鉸接而構(gòu)成，故又稱鉸鏈聯(lián)軸器。它廣泛用于兩軸中心線相交成較大角度（可達45）的聯(lián)接。萬向聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)緊湊、維護方便，廣泛用于汽車、拖拉機、切削機床等機器的傳動系統(tǒng)中。,齒式聯(lián)軸器,2.彈性聯(lián)軸器,常用的彈性聯(lián)軸器有：彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器等。,1）彈性套柱銷聯(lián)軸器,構(gòu)造與凸緣聯(lián)軸器相似，只是用套有彈性套的柱銷代替了聯(lián)接螺紋，利用彈性套的彈性變形來補償兩軸的相對位移。這種聯(lián)軸器重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、但彈性套易磨損、壽

16、命較短，用于沖擊載荷小、啟動頻繁的中、小功率傳動中。,2）彈性柱銷聯(lián)軸器,離合器應使機器不論在停車或運轉(zhuǎn)中都能隨時接合或分離，而且迅速可靠。,離合器,離合器按其工作原理可分為牙嵌式、摩擦式兩類。,1.牙嵌式離合器,牙嵌式離合器的結(jié)構(gòu)如圖所示，它是由兩個端面帶牙的半離合器組成。,主動半離合器用平鍵與主動軸聯(lián)接，從動半離合器用導向鍵(或花鍵)與從動軸聯(lián)接。主動半離合器上安裝有對中環(huán)，以保證兩個半離合器對中。操縱時，通過操縱桿移動滑環(huán)，使兩個半離合器的牙面嵌入（接合）或分開（分離）。,2. 摩擦離合器,摩擦離合器是靠摩擦盤接觸面間產(chǎn)生的摩擦力來傳遞轉(zhuǎn)矩的。摩擦式離合器可在任何轉(zhuǎn)速下實現(xiàn)兩軸的接合或分

17、離；接合過程平穩(wěn)，沖擊振動較??；有過載保護作用。但尺寸較大，在接合或分離過程中要產(chǎn)生滑動摩擦，故發(fā)熱量大，磨損較大。,圖示為單片摩擦離合器的工作原理圖。在主動軸和從動軸上分別安裝了摩擦盤，操縱環(huán)可以使摩擦盤沿軸向移動。接合時將從動盤壓在主動盤上，主動軸上的轉(zhuǎn)矩即由兩盤接觸面間產(chǎn)生的摩擦力矩傳到從動軸上。,鍵聯(lián)接,鍵聯(lián)接1,鍵聯(lián)接是一種應用很廣泛的可拆聯(lián)接，主要用于軸與軸上零件的周向相對固定，以傳遞運動或轉(zhuǎn)矩。,鍵聯(lián)接的主要類型有：平鍵聯(lián)接、半圓鍵聯(lián)接、楔鍵聯(lián)接和切向鍵聯(lián)接。,平鍵聯(lián)接和半圓鍵聯(lián)接為松鍵聯(lián)接，楔鍵聯(lián)接和切向鍵聯(lián)接為緊鍵聯(lián)接。,鍵聯(lián)接1,平鍵的兩側(cè)面是工作面，上表面與輪轂上的鍵槽底

18、部之間留有間隙，鍵的上、下表面為非工作面。工作時靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓來傳遞扭矩，故定心性較好。,1平鍵聯(lián)接,普通平鍵 導向平鍵和滑鍵,根據(jù)用途，平鍵又可分為,普通平鍵,鍵聯(lián)接1,普通平鍵聯(lián)接是平鍵中最主要的形式。普通平鍵可分為A型、B型和C型三種。,A型,C型,B型,導向平鍵和滑鍵,導向平鍵和滑鍵用于動聯(lián)接。當輪轂需要在軸上沿軸向移動時可采用這種鍵聯(lián)接。,當被聯(lián)接零件滑移距離較大時，宜采用滑鍵。,導向平鍵,滑 鍵,導向平鍵聯(lián)接,滑鍵聯(lián)接,平鍵的失效,平鍵聯(lián)接工作時的主要失效形式為組成聯(lián)接的鍵、軸和輪轂中強度較弱材料表面的壓潰，極個別情況下也會出現(xiàn)鍵被剪斷的現(xiàn)象。通常只須按工作面上的擠壓強度進行計算。,鍵被剪斷,2半圓鍵聯(lián)接,鍵呈半圓形，其側(cè)面為工作面，鍵能在軸上的鍵槽中繞其圓心擺動， 以適應輪轂上鍵槽的斜度，安裝方便。常用于錐形軸端與輪轂的聯(lián)接。,3.楔鍵聯(lián)接,楔鍵的上、下表面為工作面，兩側(cè)面 為非工作面。鍵的上表面與鍵槽底面均有 1:100 的斜度。工作時，鍵的上下兩工作 面分別與輪轂和軸的