第2章轴类零件种类及功能课件.ppt
第2章轴系零件的种类及其功能,2.1 轴2.2 键2.3 销2.4 轴承2.5 联轴器2.6 离合器2.7 制动器,2.1 轴,2.1.1 轴的种类及应用按照轴的轴线形状不同，轴可以分为曲轴图2-1(a)、直轴(图2-2)和挠性轴图2-1(b)三大类。1.曲轴是往复式机械中的专用零件，可以将回转运动转变为直线往复运动或将直线往复运动转变为回转运动。2.直轴 按照外形的不同，可以分为光轴图2-2(a)和阶梯轴两类图2-2(b)。将轴制成空心的图2-2(c)，如车床的主轴。,下一页,返回,2.1 轴,可将直轴按照所受载荷的不同，分为转轴、心轴和传动轴三大类。 (1)转轴。既支承回转零件又传递动力，同时承受弯曲(弯矩)和扭转(转矩)两种作用的轴称为转轴。转轴是机械中最常用的轴。在图2-3(a)所示减速装置传动简图中，联轴器6所联接的左、右两根轴，传动带2联接的轴，小齿轮3联接的轴都是转轴。图2-3(b)所示为与联轴器左半边相联接的减速装置输出轴的结构简图。,上一页,下一页,返回,2.1 轴,(2)心轴。用来支承转动的零件，只承受弯曲作用(弯矩)，而不传递动力(转矩)的轴称为心轴。既有转动的心轴，如图2-4(a)所示的车轴;也有固定不动的心轴，如图2-4(b)所示滑轮支承轴。 (3)传动轴用来传递动力(转矩)，只承受扭转作用而不受弯曲(弯矩)作用或弯曲(弯矩)作用很小的轴称为传动轴，如图2-5所示为汽车传动轴(轴是空心的，由自重所引起的弯曲作用很小)。,上一页,下一页,返回,2.1 轴,2.1.2 轴的结构1.常用轴的结构光轴虽然结构简单、加工方便，但是轴上零件如齿轮、带轮和轴承等的固定和装拆不便，在工程上的应用不广。阶梯轴的结构多种多样，没有标准的形式。阶梯轴的各个阶台均有其作用，工程上多用阶梯轴。轴的结构应满足下述三个方面的要求:.轴上零件要便于用手安装和拆却;.安装在轴上的零件，要牢固可靠的相对固定;.轴的结构应便于加工和尽量避免或减小力集中。,下一页,返回,上一页,2.1 轴,2.估算轴颈 按轴上各段的不同作用一般可分三部分。被轴承支承的部位称为支承轴颈，支承回转零件（如齿轮、联轴器等）的部位称为轴妥。联接配合轴颈与轴妥的部分称为轴身。 轴的直径除根据强度计算确定外，通常可应用经验式进行估算。轴的各部位直径应符合标准尺寸系列，支承轴颈的直径还必须符合轴承内孔的直径系列。不同级别低速轴的轴径可按同级齿轮副的中心距 来估算，如用经验式 估算。估算后的轴径，应圆整为标准尺寸值，如下表2-1:,上一页,下一页,返回,2.1 轴,2.1.3 轴上零件的固定方法1.轴上零件的轴向固定方法 轴上零件轴向固定是为了防止零件作轴向移动，保证零件在轴上有确定的轴向位置，并能承受轴向力。常用的方法有利用轴肩、轴环、圆锥面，以及采用轴端挡圈、轴套、圆螺母、弹性挡圈等零件进行轴向固定。 (1)轴套固定轴套又称为套筒，轴套固定结构简单、装拆方便，用其轴向固定零件时，主要依靠已确定位置的零件来作轴向定位，适用于相邻两零件间距较小的场合(图2-6)。,上一页,下一页,返回,2.1 轴,(2)轴端挡圈和圆锥面固定当零件位于轴端位置时，可以利用轴端挡圈或者圆锥面加挡圈进行轴向固定的方法。图2-7所示就是用轴端挡圈定位，采用图示的锁紧装置可以防止轴端挡圈和螺钉松动。无轴肩和轴环的轴端，可采用图2-8所示圆锥面加挡圈进行轴向固定，这种固定有较高的定心精度，并能承受冲击载荷。 (3)轴肩和轴环固定这是一种最常用的固定方法，常用于齿轮、带轮、轴承和联轴器等传动零件的轴向固定。轴肩和轴环是指阶梯轴的截面变化部位(图2-9 )。用轴肩和轴环轴向固定轴上零件，具有定位可靠、结构简单、能够承受大强度的轴向力等优点。,上一页,下一页,返回,2.1 轴,(4)弹性挡圈固定弹性挡圈结构简单紧凑、拆装方便，但缺点是能承受的轴向力较小，而且要求切槽尺寸保持精确度，以免出现弹性挡圈不能装入切槽或者弹性挡圈与被固定零件间存在空隙的现象。图2-10所示为利用弹性挡圈作轴向固定。 (5)圆螺母固定使用圆螺母作轴向固定，通常是无法采用轴套固定或轴套太长时才采用(图2-11)。这种方法通常用在轴的中部或端部位置，具有固定可靠、装拆方便、能承受较大的轴向力的优点。,上一页,下一页,返回,2.1 轴,2.轴上零件的周向固定方法 为了传递转矩及防止零件与轴产生相对运动，常采用转动轴上零件周向固定的方法。常采用键和过盈配合等方法实现零件的周向固定。 (1)用过盈配合作周向固定不拆卸的轴与轮毅的连接常用这种方法。由于包容件轮毅的配合尺寸(孔径)小于被包容件轴的配合尺寸(轴颈直径)，装配后在两者之间产生较大压力，通过此压力所产生的摩擦力来传递转矩。采用键联接与过盈配合组合的固定方法可以针对于对中性要求高，以传递大的转矩及使轴上零件的周向固定更加牢固。,上一页,下一页,返回,2.1 轴,(2)用键作周向固定采用键连接作为轴上零件的周向固定应用最广。用平键连接作周向固定，结构简单，制造容易，装拆方便，对中性好，可用于较高精度、较高转速及受冲击或变载荷作用的固定连接。 (3)其他方法作周向固定当轴传递的载荷很小时，可以用圆锥销(图2-12)或紧定螺钉(图2-13)的方法作周向固定。这两种方法均兼有轴向固定的作用。,上一页,下一页,返回,2.1 轴,2.1.4 轴的加工工艺为了保证轴的精度以及便于轴的加工，必要时应设置中心孔。为便于轴上零件的装拆，阶梯轴的直径应该是由中间向两端依次减小，两端小，中间大。为便于螺纹车刀退出，轴上有螺纹时，应有退刀槽(图2-14 );需要磨削的阶台轴，应留有越程槽(图2-15 )。为便于装配，当轴上装有质量较大的零件或与轴颈过盈配合的零件时，其装入端应加工出半锥角为 的导向锥面(图2-16 )。,上一页,返回,2.2 键,2.2.1 半圆键联接 半圆键联接的键为半圆形，在工作时靠两侧面实现周向固定和传递转矩(图2-17) 键在轴槽中能绕自身几何中心沿槽底圆弧摆动，以适应轮毅上键槽的斜度。半圆键的特点是制造容易，装拆方便。但是由于键槽较深，削弱了轴的强度，只能传递较小的转矩，因此一般用于轻载或辅助性联接，特别对锥形轴与轮毅的联接特别适用。,下一页,返回,2.2 键,2.2.2平键联接1.普通平键联接普通平键联接(图2-18 )特点是装卸方便，对中性良好，适用于高精度、高速度和承受变载、冲击力的场合。根据键的头部形状不同可以将普通平键分为三类:圆头(A型)、方头(B型)和单圆头(C型)图2-19。采用B型键时，键槽用盘铣刀图2-19(e)铣出，因此轴的应力集中较小。选用A型和C型键时，轴上键槽一般用指状铣刀图2-19(d)铣出，键在槽中的轴向固定较好，但键槽两端会产生较大的应力集中。,上一页,下一页,返回,2.2 键,2.导向平键联接 导向平键联接一般是当零件必须沿轴线方向移动时，采用平键联接将普通平键加长，实例如图2-20所示。导向平键较长，且与键槽配合较松，因此在工作中要用螺钉将其固定于轴槽内。为了拆装方便，在导向平键中部专门留有起键用的螺孔。 导向平键分为有圆头(A型)和方头(B型)两种形式。零件在轴上的移动距离较大时，可以采用滑键图2-20(c)连接，如车床光杆与其上面零件(蜗杆或伞齿轮)的连接。滑键用螺,上一页,下一页,返回,2.2 键,3.平键联接的选用和配合 平键的主要根据轴的直径来选用不同的标准，从标准中选定键的剖面尺寸b x h;键和键槽剖面尺寸及键槽公差可以从(表2-2 )查阅。 键联接的稳定性和使用寿命与表面粗糙度有很大关系。键工作面的表面粗糙度尺Ra值应小于1. 6 um，与其相配合的轴槽和轮毅槽侧面的表面粗糙度Ra值为1. 6一3. 2 um。非工作表面(键的顶面、底面和键槽底面)的表面粗糙度Ra值为6. 3 um。,上一页,下一页,返回,2.2 键,4.平键的标准平键是标准件，它的标记由主要尺寸宽度b、高度h、和长度L三个尺寸来表示。 标准代号后面的括号是指发布于1979年的该国家标准在1990年经审定后确认继续有效。以上标记示例中，A型平键可以省略标记字母A。,上一页,下一页,返回,2.2 键,2.2.3 花键联接 两零件上等距分布且齿数相同的键齿相互联接称为花键联接，由带键齿的轴(外花键)和轮毅(内花键)所组成图2-22 ( a ) ，它是递转矩或运动的同轴偶件。可以把常用的花键按照键齿的形状不同分为矩形花键、渐开线花键和三角形花键联接图2-22(b),(c),(d)。,下一页,返回,上一页,2.2 键,1.矩形花键联接 矩形花键是端平面上外花键的键齿或内花键的键槽的两侧齿形为相互平行的直线且对称于轴平面的花键。分为圆柱直齿矩形花键(简称矩形花键)和圆柱斜齿矩形花键两种。 由于矩形齿花键加工容易，所以在花键中，得到广泛的应用。矩形花键联接的定心(即花键副工作轴线位置的限定)方式有三种:小径d定心、大径D定心和齿侧(即键宽B)定心(图2-23 )。,上一页,下一页,返回,2.2 键,2.渐开线花键联接 渐开线花键是齿在圆柱(或圆锥)面上且齿形为渐开线的花键。渐开线花键又分为圆锥直齿渐开线花键、圆柱直齿渐开线花键和圆柱斜齿渐开线花键。3.三角形花键联接 三角形花键联接是在渐开线花键联接中，外花键齿形为渐开线，内花键齿形为直线的联接。三角形齿花键联接的内花键则采用直线齿形，外花键采用齿形角为45的渐开线齿形，因此键齿细小，承载能力也小，常用于轻载和直径较小或薄壁零件与轴的联接。,上一页,下一页,返回,2.2 键,2.2.4楔键联接 楔键分普通楔键和钩头楔键两种。钩头楔键只有一种形式(图2-25 );普通楔键有圆头(A型)、方头(B型)和单圆头(C型)三种形式(图2-24 )。 楔键的工作面为上、下表面，两个表面有1:100的斜度，相应轮毅槽底面也有1:100的斜度。为了实现转矩传递(图2-26 )，装配时要将楔键打入轴与轴上零件之间的键槽内，使之联接成一整体。,上一页,下一页,返回,2.2 键,2.2.5 切向键联接切向键由一对具有1: 100斜度的楔键沿斜面拼合而成，其上下两个工作面互相平行，轴和轮毅上的键槽底面没有斜度。工作时，靠工作面的压紧作用传递转矩。一对切向键只能传递单向转矩，需要传递双向转矩时，可安装两对互呈120 -135的切向键，如图2-27 ( b )所示。装配时，一对键分别自轮毅两边打入，使两工作面分另屿轴和轮毅上键槽底面压紧。,上一页,返回,2.3 销,2.31 销的基本类型 销的种类很多，常用的有圆柱销和圆锥销两种，具体参数均已标准化，它们均有带内螺纹和不带螺纹两种形式如图2-28所示。 普通圆柱销，按公差带不同分为A,B,C,D四种类型，以满足不同的使用要求。 内螺纹圆柱销，其公差带只有一种，按结构不同分A,B两种类型，B型有通气平面，适用于不通孔的场合螺纹供拆卸用。普通圆锥销，有1: 50的锥度，便于安装，定位精度比圆柱销高，按加工精度不同分为A,B丙种类型，A型精度较高。,下一页,返回,2.3 销,2.3.2 销的标记国标规定销的标记为:销的类型号、直径和长度。如:销GB/T 119-1986-A8X30表示直径为8 mm，长为30 mm的A型圆柱销。销GB/T120-1986-B8X30表示直径为8 mm，长为30 mm的B型内螺纹圆柱销。 销的主要尺寸是直径和长度。销常用35或45钢作为材料，并经热处理达到一定硬度，销孔一般需铰制。需要注意的是，圆锥销的公称直径是指其小头直径。,上一页,下一页,返回,2.3 销,2.3.3 销联接的应用销联接可以用来定位、传递动力或转矩，还可以用来作为过载的保护装置。用作确定零件之间相互位置的销，通常称为定位销。定位是销最常见的应用。 定位销常采用圆锥销(图2-29)，因为圆锥销具有1: 50的锥度，使联接具有可靠的自锁性。采用内螺纹圆锥销(图2 -30)或内螺纹圆柱销，可以方便装拆销联接或对盲孔销联接。 联接销(图2-31)是用采传递动力或转矩的销，可用圆柱销或圆锥销，销孔坝经铰制。,上一页,返回,2.4 轴承,2.4.1 滑动轴承的基本概念1.滑动轴承的构成 滑动轴承是仅发生滑动摩擦的轴承。滑动轴承主要由滑动轴承座、轴瓦或轴套构成。装有轴瓦或轴套的壳体称为滑动轴承座;径向滑动轴承中与支承轴颈(以下简称轴颈)相配的圆筒形整体零件称为轴套，如图2-32所示;与轴颈相配的对开式零件称为轴瓦，如图2-33所示;为承受轴向载荷而通常与径向滑动轴承一起使用的环形板或两个半环形板称为止推垫圈。,下一页,返回,2.4 轴承,2.滑动轴承的类型 根据所受载荷的方向不同，可以将滑动轴承分为径向滑动轴承、止推滑动轴承和径向止推滑动轴承三类，如图2-34 。 (1)径向滑动轴承径向滑动轴承是只承受径向载荷的滑动轴承。 自位滑动轴承。自位滑动轴承是相对于轴颈表面可自行调整轴线偏角的滑动轴承(图2-35 )。 整体式径向滑动轴承。图2-37所示为整体式径向滑动轴承的结构。轴承用螺栓固定在机架上，滑动轴承座孔中压入用具有减摩特性的材料制成的轴套2，并用紧定螺钉3固定。,上一页,下一页,返回,2.4 轴承,可调间隙式滑动轴承。在使用中滑动轴承的轴瓦难免磨损，造成轴承和轴之间的间隙增大，从而影响运动精度。采用间隙可调整的滑动轴承(图2-38 )，不仅避免这种不足，还可以延长轴瓦的使用寿命。 轴套圆锥面的锥度为1: 30-1: 10。在图2-38(a)中，轴颈为圆锥面，轴颈不动，拧动两端螺母调节轴套向右移动时，轴承径向间隙减小，反之则增大。在图2-38(b)所示的结构中，轴套内表面采用圆柱面，可避免不均匀磨损，当轴受热膨胀伸长时，不会影响轴承与轴颈的配合间隙，如图2-38 ( c)所示。,下一页,返回,上一页,2.4 轴承,对开式径向滑动轴承(图2-39)。对开式径向滑动轴承由轴承盖1、连接螺柱2、上轴瓦3、下轴瓦4和轴承座5等组成。轴承盖1与轴承座5之间用连接螺柱联接，压紧轴瓦。轴承盖1与轴承座5的配合表面上设置阶梯形的定位止口，便于安装时对中和防止工作时错动。 轴承座5是对开式径向滑动轴承的基础部分，用螺栓联接在机架上，以防止在轴承座中发生轴向移动，轴瓦的两端通常带有凸缘;一般还常用销钉或紧定螺钉固定，以防止其周向转动。图2-40所示为轴瓦的结构。,上一页,下一页,返回,2.4 轴承,(2)止推滑动轴承止推滑动轴承是只承受轴向载荷的滑动轴承。止推端面有实心与空心两种形式，与环形的止推垫圈相接触(图2-41);止推环有单环与多环两种形式(图2-42 )，多环式止推滑动轴承支承面积较大，适用于推力较大的场合。 图2-43所示为一种常见的止推滑动轴承，由轴承座1、衬套2、轴套3、止推轴瓦4和销钉5等组成。轴瓦的底部为球面与轴承座相接触，可以自动调整位置，以保证轴承摩擦表面的良好接触，轴的端面与止推轴瓦是轴承的主要工作部分。,上一页,下一页,返回,2.4 轴承,3.滑动轴承的工作原理和特点 滑动轴承按其工作表面的摩擦状态分为两种:液体摩擦轴承和非液体摩擦轴承。 摩擦表面完全被润滑油隔开的轴承称为液体摩擦滑动轴承如图2-44所示。这种轴承的摩擦因数很小，其摩擦阻力仅来自润滑油的内部摩擦。 摩擦表面不能被润滑油完全隔开的轴承称为非液体摩擦滑动轴承。由于润滑油的吸附作用，在轴瓦或轴套与轴颈表面会形成一层厚度极薄油膜，使一部分相对滑动表面被油膜隔开，从而减小了滑动副的摩擦因数。,上一页,下一页,返回,2.4 轴承,4.轴瓦(轴套)的材料 (1)常用的轴瓦(轴套)材料 铸造铜合金。这种材料的强度高，减摩性、耐磨性和导热性都较好，但材料的硬度较高，故要求轴颈也要有较高的硬度。 轴承合金(又称巴氏合金)。该材料具有减摩性、耐磨性、跑合性(指材料消除表面粗糙不平，使相对滑动物体表面相互吻合的性能)、导热性和制造工艺性好等优点。 铸铁。铸铁有耐磨铸铁MT和灰铸铁(如HT150，HT200)两种。,上一页,下一页,返回,2.4 轴承,粉末冶金。粉末冶金制品是一种多孔性成型复合材料，用粉末状的铜或铁与石墨粉调和经压制和烧结而形成。 聚酞胺(PA)(俗称尼龙)。有较好的自润性(无须外加润滑剂即可正常工作)、耐磨性、减振性和耐腐蚀性。 (2)材料特点 吸附能力强。对润滑油吸附能力强便于建立牢固的润滑油膜，改善工作条件。 良好的导热性。导热性好，则利于保持油膜，保证轴承的承载能力。,上一页,下一页,返回,2.4 轴承,高强度和可塑性。材料强度高，能保证在冲击、变载及较高压力下有足够的承载能力。减摩性和耐磨性。良好的减摩性是指轴瓦(轴套)材料的摩擦因数小，与钢质轴颈不易产生胶合，相对滑动时不易发热，功率损失少。5.滑动轴承的润滑 (1)润滑油和润滑脂对轴承进行润滑的目的不仅在于减小轴承中的摩擦和磨损，还同时起到冷却、吸振和防锈的作用。轴承的正常工作与润滑有很大的关系。滑动轴承常用的润滑剂有润滑油和润滑脂。,上一页,下一页,返回,2.4 轴承,(2)润滑装置滑动轴承的润滑有连续供油与间歇供油两种方式，连续供油多用于重要的轴承。 压力润滑。压力润滑采用液压泵和油管把油液注入到轴承中而实现润滑。这种润滑能保证连续供油，且供油量可以调节，即使在高速重载下也能获得良好的润滑效果。 滴油润滑。图2-45所示是一种针阀式油杯。针阀的开闭由手柄1控制，当手柄直立，针阀杆上提，底部输油阀打开，润滑油滴流到轴承工作表面。 飞溅润滑。飞溅润滑与油环润滑相似，不同的是使轴上的回转零件浸入油池中，回转时将润滑油带到轴承中进行润滑。,上一页,下一页,返回,2.4 轴承,油环润滑。如图2-46所示。润滑油环在轴颈上套有油环1，油环的下部垂浸在油池2中。当轴回转时，油环被带动旋转，润滑油被带到轴颈和轴承上而实现润滑。 润滑脂润滑。图2-47为常用的润滑脂压力润滑装置。润滑脂润滑属间歇供油，图2-47(a)为旋盖式注油杯，润滑脂装满在杯体中，每隔一定时间，旋紧一下旋盖1便可将润滑脂压送到轴承中去。压注油杯也可用油枪压注润滑油。,上一页,下一页,返回,2.4 轴承,2.4.2 滚动轴承的基本概念1.滚动轴承的构成 滚动轴承是以滚动摩擦为主的轴承，如图2-48所示。滚动轴承主要由外圈1、内圈2、滚动体3和保持架4等组成。外圈的内表面和内圈的外表面上制有凹槽，称为滚道。常见的滚动体形状有球、圆柱滚子、球面滚子、圆锥滚子、和滚子等，如图2-49所示。,下一页,返回,上一页,2.4 轴承,按照滚动轴承所受载荷不同，可将滚动轴承分为三类:(1)向心轴承仅承受径向(垂直于回转轴线)载荷的滚动轴承，如深沟球轴承。(2)推力轴承仅承受轴向(沿着或平行于回转轴线)载荷的滚动轴承，如推力球轴承。(3)向心推力轴承同时承受径向载荷和轴向载荷的滚动轴承，如角接触球轴承。 2.滚动轴承的类型和代号 (1)滚动轴承的类型滚动轴承(滚针轴承除外)共 12种基本类型。轴承类型代号用数字或字母表示，如表2-4所示:,上一页,下一页,返回,2.4 轴承,(2)滚动轴承的代号滚动轴承类型很多，为了区别不同类型、结构、尺寸和精度的轴承，GB/T 272-1993规定了用字母加数字的方法来表示滚动轴承的代号，便于组织生产和使用。轴承代号由前置代号、基本代号和后置代号构成，其排列顺序如下: 前置、后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时，在其基本代号左右添加的补充代号。,上一页,下一页,返回,2.4 轴承,基本代号表示滚动轴承的基本类型、结构和尺寸，是轴承代号的基础。基本代号由轴承类型代号(见表2-4)、尺寸系列代号、内径代号构成，排列如下: 尺寸系列代号，尺寸系列代号由轴承的宽(高)度系列代号和直径系列代号组合而成。直径系列代号则表示具有同一内径而外径不同的轴承系列。尺寸系列代号的表示方法见表2-5 。常用的轴承类型、尺寸系列代号及由轴承类型代号、尺寸系列代号组成的组合代号见表2-6。表示滚动轴承的内径代号见表2-7 。,上一页,下一页,返回,2.4 轴承,3.滚动轴承的特点 滚动轴承的内、外圈和滚动体应具有较高的硬度、耐磨性、接触疲劳强度和冲击韧性的特点。与滑动轴承比较，滚动轴承在使用上有以下优缺点(见表2-8 )。 4.滚动轴承的失效形式 (1)各种原因造成的磨损轴承早期磨损一般是润滑不良或杂物和灰尘的侵入，使得轴承旋转精度降低、噪声增大、温度升高，最终导致轴承失效。 (2)外力造成的塑性变形作间歇转动或转速低的轴承，在大的静载荷或冲击载荷作用下，会使轴承的滚动体和滚道接触处的局部应力超过材料的屈服极限，,上一页,下一页,返回,2.4 轴承,(3)产生疲劳点蚀轴承运转时经过长时间周期性脉动循环接触应力的作用，在载荷作用下会在内、外圈滚道表面上或滚动体表面上产生疲劳点蚀。 5.滚动轴承类型的选择 滚动轴承是标准化零部件，种类繁多，特性各异，选择取决于工作条件和具体要求，如载荷的方向、大小和性质，运转速度，尺寸大小，是否有调心要求等。 6.滚动轴承的密封与润滑 滚动轴承密封的目的是为了阻止轴承内润滑剂的流失，并防止外部的灰尘、水分及其他杂质进入轴承。常用的密封形式见表2-9。,上一页,返回,2.5 联轴器,2.5.1 挠性联轴器挠性联轴器是能补偿两轴相对位移的联轴器，又分为弹性联轴器和无弹性元件挠性联轴器两类。 1.弹性联轴器 利用弹性元件的弹性变形来补偿两轴相对位移和缓冲、吸振的挠性联轴器称为弹性联轴器。,下一页,返回,2.5 联轴器,(1)弹性套柱销联轴器图2-50所示为弹性套柱销联轴器，其将一端带有弹性套的柱销装在两半联轴器凸缘孔中，而实现两半联轴器的联接。它的结构与凸缘联轴器相似，只是两个半联轴器的联接不是用螺栓，而是柱销，每个柱销上装有几个橡胶圈或皮革圈，补偿两轴的相对位移并缓和冲击、吸收振动。 (2)弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器将若干非金属材料制成的柱销，置于两半联轴器凸缘孔中，而实现两半联轴器的联接(图2-51)。弹性柱销联轴器可允许较大的轴向窜动，但径向位移和偏角位移的补偿量不大。,上一页,下一页,返回,2.5 联轴器,2.无弹性元件挠性联轴器 (1)滑块联轴器滑块联轴器是由两个带有凹槽的半联轴器和两端面都有凸桦的中间圆盘组成的。中间圆盘两端面上的凸桦相互垂直，可嵌入半联轴器相应的凹槽，见图2-52。 (2)万向联轴器万向联轴器允许在较大角位移时传递转矩，属无弹性元件挠性联轴器。最常见的是十字轴万向联轴器，它由两个叉形半联轴器和十字轴组成(图2-53 ) 。十字轴万向联轴器成对使用组成双万向联轴器(图2-54 ) 。 (3)鼓形齿联轴器，鼓形齿联轴器通过内外齿啮合，实现两半联轴器的联接(图2-55 )。,上一页,下一页,返回,2.5 联轴器,2.5.2 刚性联轴器刚性联轴器不能补偿两轴有相对位移的联轴器，常用的有套筒联轴器、凸缘联轴器等。 1.套筒联轴器 如图2-56所示，套筒联轴器是利用套筒及连接零件(键或销)将两轴连接起来。 ( a )中的螺钉用作轴向位置固定， (b)用销子联接并作轴向固定。 套筒联轴器结构简单、径向尺寸小、容易制造，但缺点是装拆时因需作轴向移动而使用不太方便。适用于载荷不大、工作平稳、两轴严格对中并要求联轴器径向尺寸小的场合。,上一页,下一页,返回,2.5 联轴器,2.凸缘联轴器 凸缘联轴器利用螺栓联接两半联轴器的凸缘，以实现两轴的联接，是刚性联轴器中应用最广的一种联轴器。图2-57 ( a )是其基本的结构形式，把两个带有凸缘(俗称法兰)的半联轴器用键分别与两轴联接，然后用螺栓把两个半联轴器联接成一体，以传递转矩和运动。 凸缘联轴器要求严格对中，其对中方法有两种:一是 ( a )所示，在两半联轴器上分别制出凸肩和凹槽，互相配合而实现对中;二是 ( b )所示，两半联轴器上都制出凸肩，共同与一个剖分环配合而实现对中。,上一页,下一页,返回,2.5 联轴器,2.5.3 安全联轴器 安全联轴器具有过载安全保护功能。当机器过载或受冲击时，联轴器中的联接件自动断开，中断两轴的联系，从而避免机器重要零、部件受到损坏。安全联轴器分为钢棒式、摩擦片式和永磁式三种。 图2-58所示为常用的钢棒安全联轴器。钢棒(销)用作凸缘联轴器或套筒联轴器的联接件，其直径根据传递极限转矩时所受剪力确定，即当传动转矩超过极限数值时，钢棒被剪断为了改善或加强剪切效果，在钢棒预定剪断处，通常切有环槽或在钢棒外面安装钢套，以免损伤联轴器的其他零件。,返回,上一页,2.6离合器,2.6.1 操纵式离合器 操纵离合器必须通过操纵接合元件才具有接合或分离功能的离合器称为操纵离合器。按操纵方式不同，操纵离合器分有机械离合器、电磁离合器、液压离合器和气压离合器四种。这里我们主要介绍机械离合器。 1.牙嵌离合器 如图2-59所示的牙嵌离合器，它是由两个端面带牙的半联轴器组成。常用的凸牙形状(沿圆周展开)如图2-60所示。其中，正梯形凸牙强度高，易于接合，能传递较大的转矩并自动补偿凸牙的磨损与间隙，应用较广。,下一页,返回,2.6离合器,2.齿形离合器齿形离合器多用于机床变速箱内，是用内齿和外齿组成嵌合副的离合器(图2-61)。 3.片式离合器 片式离合器是靠主、从动摩擦片接触面间的摩擦力来传递转矩的，它属于摩擦类离合器。片式离合器又称盘式离合器，如图2-62所示。 多片结构如图2-63所示。这种离合器有内、外两组摩擦片，其中主动轴1、主动轴套筒2与外摩擦片6图2-63 (b)组成主动部分， 图2-63(c)组成从动部分。,上一页,下一页,返回,2.6离合器,与牙嵌离合器相比较，多片离合器的优点是:被连接的两轴可以在任何速度下接合;接合和分离的过程平稳;通过改变摩擦面间的压力，就能调节从动轴的加速时间和所传递的最大转矩;过载时将发生打滑 离合器的操纵方式还有电磁、液压、气压等，由此而形成的离合器结构各有不同，但其主体部分的工作原理是相同的。图2-64为一种电磁操纵的摩擦式离合器，用电磁力来操纵摩擦片的接合与分离的。,上一页,下一页,返回,2.6离合器,2.6.2 自动式离合器 自动式离合器是指在主动部分或从动部分某些性能参数变化时，接合元件具有自行接合或分离功能的离合器。自动离合器分为超越离合器、离心离合器和安全离合器三种。1.滚柱式单向超越离合器如图2-65所示，星轮1通过平键与轴6连接，外圈外轮廓通常为齿轮，空套在星轮1上。从相当星轮1沿顺时针方向转动时，滚柱3在摩擦力作用下滚向楔形槽的小端而被楔紧在槽内，而带动外圈2一起转动。,下一页,返回,2.6离合器,此时，若将加在外圈2上的快速转动撤除，则滚柱3又将被楔紧在楔形槽内，使星轮1又带动外圈2一起转动。所以超越合器可以使同一轴线上两轴同时有两种不同的转速。当星轮1沿逆时针方向转动时，滚柱3在摩擦力作用下滚向楔形槽的大端，星轮1与外圈2处于分离状态，星轮带动不了外圈。由于外圈只能沿一个方向转动，所以又称为单向离合器。图2-66为棘轮单向超越离合器。盘4活套在轴2上，棘轮1用平键与轴连接，当轴在电动机驱动下快速逆时针方向回转时，棘爪在棘轮齿面滑过，盘仍保持原速回转。当盘以一定的转速逆时针方向回转时，棘爪3推动棘轮使轴同步逆时针方向回转。,上一页,下一页,返回,2.6离合器,2.滚柱式双向超越离合器 星轮1用平键与轴5连接，当空套的外圈3顺时针方向慢速回转时，摩擦力使滚柱2楔紧在外圈与星轮之间，外圈通过滚柱带动星轮，使轴以同样的转速顺时针方向回转。(如图2-67所示)此时，内圈4随着一起回转。当内圈在可逆电动机驱动下快速回转，由图中可以看出，无论内圈朝哪个方向决速回转，都能通过星轮使轴快速回转，从而满足了正、反两个方向均能超越的要求。,上一页,返回,2.7 制动器,2.7.1 制动器分类 1.锥形制动器 图2-68所示为锥形制动器。内锥体2用导向平键与传动轴1联接，外锥体3固定在箱体壁4上。通过操纵手柄将内锥体向右推向外锥体，使两内、外锥面贴紧，依靠两锥面间的摩擦力矩对传动轴实现制动。 2.蹄鼓制动器 图2-69所示为蹄鼓制动器。在弹簧3的作用下，制动臂4及制动蹄2抱住制动鼓1，制动鼓处于制动状态。当松闸器6通人电流时，在电磁力的作用下，通过推杆5松开制动鼓两边的制动蹄。松闸器也可以用人力、液压、气压操纵。,下一页,返回,2.7 制动器,3.带状制动器 图2-70所示为带状制动器。制动轮1用平键与轴连接，在其外缘圆周上包着一条内衬橡胶材料的制动带2。当杠杆3受外力F作用时，收紧制动带，通过制动带与制动轮之间的摩擦力实现对轴的制动。制动带的材料一般有橡胶、石棉、皮革或帆布。 制动器按其工作状态，可以分为常闭式和常开式。常闭式制动器在未操纵时处于制动状态，当机构需要运转时，使制动器松开。常开式制动器在未操纵时处于非制动状态，只有需要时才使它制动。,上一页,下一页,返回,2.7 制动器,2.7.2 制动系统的工作原理 制动系统的一般工作原理是，利用与车身(或车架)相连的非旋转元件和与车轮(或传动轴)相连的旋转元件之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动的趋势。 使机械运转部件停止或减速所必须施加的阻力矩称为制动力矩。制动力矩是设计、选用制动器的依据，其大小由机械的型式和工作要求决定。制动器上所用摩擦材料(制动件)的性能直接影响制动过程，而影响其性能的主要因素为工作温度和温升速度。,上一页,下一页,返回,2.7 制动器,2.7.3制动系统的作用 使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车的速度保持稳定，以及使已停驶的汽车保持不动，这些作用统称为制动;汽车上装设的一系列专门装置，以便驾驶员能根据道路和交通等情况，借以使外界(主要是路面)在汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力，对汽车进行一定程度的制动。 这种用以使行驶中的汽车减速甚至停车的制动系称为行车制动系;用以使已停驶的汽车驻留原地不动的装置，称为驻车制动系。这两个制动系是每辆汽车必须具备的。,下一页,返回,上一页,2.7 制动器,任何制动系都具有以下四个基本组成部分:.供能装置，包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件。.控制装置，包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件。.传动装置，包括将制动能量传输到制动器的各个部件.制动器，产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力(制动力)的部件。,上一页,返回,图2-1曲轴和挠性轴,返回,图2-2 直轴,(a)光轴;(b)阶梯轴;(c)空心轴,返回,图2-3 转轴,1-电动机;2-传动轴;3-小齿轮;4-大齿轮;5 -输出轴;6-联轴器,返回,图2-4 心轴,( a)车轴;(b)溜轮支承轴,返回,图2-5 汽车传动轴,返回,表2-1标准直径,mm,返回,图2-6 用轴套固定,返回,图2-7 用轴端挡圈固定,返回,图2-8用圆锥面固定,返回,图2-9 用轴肩和轴环固定,( a)用轴肩固定;(b)用轴环固定;(c)轴肩或轴环的圆角,返回,图2-10用弹簧挡圈固定,返回,图2-11用圆螺母固定,(a)双螺母固定;(b)螺母加止推垫圈固定,返回,图2-12用圆锥销固定,返回,图2-13用紧定螺钉固定,返回,图2-14螺纹退刀槽,返回,图2-15砂轮越程槽,返回,图2-16导向锥面,返回,图2-17半圆键联接,返回,图2-18普通平键联接键和键槽剖面尺寸,返回,图2-19普通平键的形式及加工形式,返回,图2-20导向平键联接,返回,表2-2平键和键槽公差国家标准(GB 1095 - 97 ),返回,图2-21平键选用实例,上一页,返回,表2-3平键联接配合种类及其应用范围,下一页,返回,图2-22花键联接,(a)花键联接;(b)矩形花键联接;(c)渐开线花键联接;(d)三角形花键联接,返回,图2-23矩形花键联接的定心方式,(a)小径定心;(b)大径定心;(c)齿侧定心,返回,图2-24普通楔键,返回,图2-25钩头楔键,返回,图2-26楔键联接,(a)普通楔键联接;(b)钩头楔键联接,返回,图2-27切向键联接,(a)一对切向键联接;(b)两对切向键联接,返回,图2-28圆柱销与圆锥销,(a)圆柱梢;(b)内螺纹圆柱梢;(c)圆锥梢;(d)内螺纹圆锥梢,返回,图2-29定位用圆锥销联接,返回,图2-30内螺纹圆锥销定位,返回,图2-31传递动力和转矩的联接销,返回,图2-32轴套,返回,图2-33轴瓦,上一页,下一页,返回,图2-34滑动轴承的形式,(a)径向滑动轴承;(b)止推滑动轴承;(c)径向止推滑动轴承 1一滑动轴承座;2一轴瓦或轴套;3一止推垫圈,返回,图2-35自位滑动轴承,返回,图2-36轴颈与轴承接触不良,上一页,下一页,返回,图2-37整体式径向滑动轴承,1一滑动轴承;2一轴套;3一紧定螺打,返回,图2-38可调间隙式滑动轴承,(a)内锥外柱式;(b)内柱外锥式;(c)轴瓦的切槽 1-螺母;2-轴套;3-轴,返回,图2-39对开式径向滑动轴承,返回,图2-40轴瓦上的油槽形式,返回,图2-41端面止推形式,( a)实心止推端面;(b)空心止推端面,返回,图2-42轴环止推形式,(a)单环式;(b)多环式,返回,图2-43止推滑动轴承,1一轴承座;2一衬套;3一轴套;4一止推轴瓦;5一梢打,返回,图2-44滑动轴承的润滑状态,返回,图2-45针阀式油杯,1-手柄;2-调节螺母;3-针阀杆4-油窗;5-输油孔,返回,图2-46油环润滑,1-油环;2-油池;3-铜球;4-弹簧,返回,图2-47润滑脂压力润滑装置,1一旋盖;2一油杯,返回,图2-48滚动轴承的基本结构,1-外圈;2-内圈;3-滚动体;4-保持架,返回,图2-49滚动体的形状,返回,表2-4滚动轴承的基本类型,返回,表2-5向心轴承和推力轴承尺寸系列代号,返回,表2-6常用的轴承类型、尺寸系列代号及其和轴承基本代号,返回,表2-6常用的轴承类型、尺寸系列代号及其和轴承基本代号,返回,表2-6常用的轴承类型、尺寸系列代号及其和轴承基本代号,返回,表2-6常用的轴承类型、尺寸系列代号及其和轴承基本代号,返回,表2-6常用的轴承类型、尺寸系列代号及其和轴承基本代号,返回,表2-6常用的轴承类型、尺寸系列代号及其和轴承基本代号,返回,表2-6常用的轴承类型、尺寸系列代号及其和轴承基本代号,返回,表2-6常用的轴承类型、尺寸系列代号及其和轴承基本代号,返回,表2-7 滚动轴承的内径代号,返回,表2-7 滚动轴承的内径代号,返回,表2-8滚动轴承的优缺点,返回,表2-9滚动轴承常用的密封形式,返回,表2-9滚动轴承常用的密封形式,上一页,下一页,返回,图2-50弹性套柱销联轴器,返回,图2-51弹性柱销联轴器,返回,图2-52滑块联轴器,1,3一半联轴器;2一中间圆盘,返回,图2-53十字轴式万向联轴器,返回,图2-54万向联轴器的成对使用,返回,图2-55鼓形齿联轴器,1一内套筒;2一外套筒;3一注油孔 4-螺检;5一密封圈,返回,图2-56套筒联轴器,(a)用螺打作轴向位置固定;(b)用梢子联接并作轴向固定,返回,图2-57凸缘联轴器,返回,图2-58安全联轴器,(a)凸缘式;(b)套筒式,返回,图2-59牙嵌离合器,1-固定套筒;2-对中环;3-滑动套筒;4-滑环,返回,图2-60牙嵌离合器的常用牙型,(a)正三角形;(b)正梯形;(c)据齿;(d)矩形,返回,图2-61齿形离合器,返回,图2-62片式离合器,1-主动轴;2-主动圆盘;3-从动圆盘 4-杠杆;5-弹簧;6-从动轴,返回,图2-63多片离合器,1-主动轴;2-主动轴套筒;3-从动轴;4-从动套筒;5-压板;6-外摩擦片；7-内摩擦片;8-调节螺母;9-滑环;10-角形杠杆;11-弹簧片,返回,图2-64电磁操纵的摩擦式离合器,1一电枢顶杆;2一电磁绕组;3-摩擦片组,返回,图2-65滚柱式单向超越离合器,1-星轮;2-外圈;3-滚柱;4-顶杆;5-弹簧;6一轴,返回,图2-66棘轮单向超越离合器,1-棘轮;2-轴;3-棘爪;4-盘,返回,图2-67滚柱式双向超越离合器,1-星轮;2-滚柱;3-外圈;4-内圈;5-轴,返回,图2-68锥形制动器,1-传动轴;2-内锥体;3-外锥体;4-箱体壁,返回,图2-69蹄鼓制动器,1-制动鼓;2-制动蹄;3-弹簧;4-制动臂
