機(jī)械傳動-軸軸承聯(lián)軸器

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1、第九章軸、軸承及聯(lián)軸器9.1軸一、概述（一）、軸的用途與分類1、功用：1）支承回轉(zhuǎn)零件；2）傳遞運(yùn)動和動力2、分類：軸是直接支持傳動零件和其它軸上零件以傳遞運(yùn)動和動力的重要零件。設(shè)備的工作能力和工作質(zhì)量在很大程度上與軸有關(guān)。按中心線形狀不同分類(1)直軸：中心線為一直線的軸稱為直軸。在軸的全長上直徑都相等的直軸稱為光軸,如圖(a)所示;各段直徑不等的直軸稱為階梯軸,如圖(b)所示。(a)光軸;(b)階梯軸;(c)空心軸由于階梯軸上零件便于拆裝和固定,又利于節(jié)省材料和減輕重量,因此在機(jī)械中應(yīng)用最普遍。在某些機(jī)器中也有采用空心軸的,以減輕

2、軸的重量或利用空心軸孔輸送潤滑油、冷卻液等。(2)曲軸：中心線為折線的軸稱為曲軸,如圖所示。它主要用在需要將回轉(zhuǎn)運(yùn)動與往復(fù)直線運(yùn)動相互轉(zhuǎn)換的機(jī)械中。直軸：階梯軸光軸曲軸：實(shí)物軸按承載情況不同分類(1)轉(zhuǎn)軸：工作中同時受彎矩和扭矩的軸稱為轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)軸在各種機(jī)器中最常見,如減速箱中的齒輪軸。(2)傳動軸:只受扭矩不受彎矩或所受彎矩很小的軸稱為傳動軸。如汽車傳動軸。(3)心軸：只承受彎矩的軸稱為心軸。心軸又分為轉(zhuǎn)動心軸和固定心軸,前者如機(jī)車車軸(見圖(a)),后者如自行車的前軸(見圖(b))。轉(zhuǎn)軸傳動軸心軸(a)機(jī)車車軸;(b)自行車前軸1.

3、碳素鋼碳素鋼比合金鋼價廉,對應(yīng)力集中不敏感,并可用熱處理的方法改善其力學(xué)性能。一般機(jī)械中常用35、45、50鋼等優(yōu)質(zhì)碳素鋼,并進(jìn)行正火或調(diào)質(zhì)處理,其中以45鋼用得最為廣泛。不重要的、受力較小的軸可采用Q235、Q275等碳素結(jié)構(gòu)鋼。二、軸的材料2.合金鋼合金鋼具有較高的力學(xué)性能和良好的熱處理工藝性,但對應(yīng)力集中比較敏感,且價格較貴,多用于高速、重載及有特殊要求的軸材料。對于耐磨性要求較高的軸,可選用20Cr、20CrMnTi等低碳合金鋼,進(jìn)行滲碳淬火處理。對于在高溫、高速和重載條件下工作的軸,可選用38CrMoAlA、40CrNi等合

4、金結(jié)構(gòu)鋼。由于在一般工作溫度下,碳素鋼和合金鋼的彈性模量相差無幾,因此,不能用合金鋼代替碳素鋼來提高軸的剛度。軸的毛坯通常用鍛件和熱軋圓鋼。對于某些結(jié)構(gòu)外形復(fù)雜的軸可采用鑄鋼或球墨鑄鐵,后者具有吸震性、耐磨性好、價格低廉、對應(yīng)力集中敏感性差等優(yōu)點(diǎn)。下表列出了幾種軸的常用材料及其力學(xué)性能。軸的常用材料及其主要力學(xué)性能三、軸及軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸及軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要要求是:(1)便于加工,具有良好加工和裝配的工藝性,軸上零件便于拆裝和調(diào)整；(2)軸上零件布置合理,受力合理,利于提高軸的強(qiáng)度和剛度；(3)軸上零件的軸向定位、周向定位準(zhǔn)確,固定可

5、靠；(4)盡量減少應(yīng)力集中,節(jié)約材料。（一）、零件在軸上的軸向固定零件在軸上的軸向固定方法很多,如圖所示,選擇時要綜合考慮零件在軸上的位置、軸向力的大小、具體的安裝條件等。軸上零件的軸向固定方法軸上零件的軸向固定方法軸上零件的軸向固定方法1.軸肩和軸環(huán)階梯軸上常采用軸肩或軸環(huán)定位,如圖所示。軸肩或軸環(huán)是階梯軸上截面變化的部分,由定位面和過渡圓角組成。軸肩結(jié)構(gòu)簡單,能承受較大的軸向力,應(yīng)用較多。軸肩和軸環(huán)軸肩圓角半徑2.套筒在軸的中部,當(dāng)兩個零件間距離較小時,常采用套筒作相對固定,如圖所示。使用套筒可簡化軸的結(jié)構(gòu),避免在軸上制出螺紋、環(huán)

6、形槽等,能有效地提高軸的疲勞強(qiáng)度,但增加了一些重量,故套筒不應(yīng)太長。且因套筒與軸的配合較松,所以也不宜用于高速軸。套筒的使用3.圓螺母圓螺母可承受較大的軸向力,但在螺紋處有應(yīng)力集中,會降低軸的疲勞強(qiáng)度,故其多用于固定裝在軸端的零件,一般采用細(xì)牙螺紋。為防止圓螺母松脫,可采用加止動墊圈或用雙圓螺母。4.擋圈擋圈通常與軸肩聯(lián)合使用定位,常用的有螺釘鎖緊擋圈、彈性擋圈和軸端擋圈三種(見圖)。螺釘鎖緊擋圈用緊定螺釘固定在軸上,若在軸上零件兩側(cè)各用一個鎖緊擋圈時,可任意調(diào)整軸上零件的位置,裝拆方便。但緊定螺釘不能承受大的軸向力,且釘端會引起軸應(yīng)

7、力集中。軸上零件作軸向固定也可使用彈性擋圈,這種固定方法簡單,但承受軸向力小,且軸上需設(shè)溝槽,也會因應(yīng)力集中而削弱軸的強(qiáng)度。彈性擋圈常用作滾動軸承的軸向固定。軸端擋圈(又稱壓板)常用于軸端零件的固定,如圖中的聯(lián)軸器就是利用軸端擋圈和螺母將零件壓緊在軸肩上的。這種固定方法工作可靠,應(yīng)用頗廣。5.錐形軸頭軸和轂孔利用錐面配合,對中性好,軸上零件裝拆方便,且可兼作周向固定,常用于轉(zhuǎn)速較高的場合。當(dāng)用于軸端零件的固定時,可與軸端擋圈配合使用,使零件得到雙向定位和固定。在用套筒、圓螺母、軸端擋圈作軸向固定時,為確保軸上零件定位可靠,軸頭的長度應(yīng)

8、比零件輪轂的寬度短2～3mm(見圖)。軸段長度稍短（二）、零件在軸上的周向固定為了傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩,防止軸上零件與軸作相對轉(zhuǎn)動,必須有可靠的周向固定。轉(zhuǎn)動零件與軸的周向固定所形成的聯(lián)結(jié),稱為軸轂聯(lián)結(jié)。軸轂聯(lián)結(jié)的形式很多,常