汽车机械基础-轴系零件.ppt

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模块三轴系零件,轴是组成机器的重要零件之一，用途极广，类型很多,功能：

支承机器中作回转运动的零件并传递运动和动力,一、轴的概述,3.1轴,1、轴的分类及其应用特点,

（1）根据承载情况分类,可分为心轴、传动轴和转轴三类,心轴,用来支承转动的零件，只承受弯矩而不承受转矩的轴,可以随转动零件一起转动,转动心轴,固定心轴,一、轴的概述,3.1轴,一、轴的概述,3.1轴,传动轴,主要承受转矩而不承受弯矩或所受弯矩很小的轴,汽车变速箱与驱动桥（后桥）之间的传动轴,一、轴的概述,3.1轴,1、轴的分类及其应用特点,转轴,工作时既承受弯矩又承受转矩的轴。

转轴是机械中最常见的轴,如汽车变速箱中的轴、齿轮减速器中的轴。

一、轴的概述,3.1轴,一、轴的概述,3.1轴,

（2）按轴线形状分类,按轴线形状不同分为直轴、曲轴和挠性轴三类。

直轴,直轴包括光轴及阶梯轴,光轴指各处直径相同的轴,a）光轴b）阶梯轴C）空心轴,阶梯轴指各段直径不同的轴,为了减轻重量或满足某种使用要求，将轴制造成空心的，称为空心轴,一、轴的概述,3.1轴,曲轴,是一种专用零件。

用于活塞式动力机械、曲轴压力机、空气压缩机等机械中,一、轴的概述,3.1轴,一、轴的概述,3.1轴,挠性轴,可以把动力和运动灵活地传到任何位置,常用于振捣器和医疗设备中,一、轴的概述,3.1轴,2、轴的材料,主要是碳钢和合金钢。

选用原则：

（1）一般选用常用的碳素钢-45钢，一般应进行正火或调质处理以改善其机械性能。

（2）不重要的或受载较小的轴，可采用Q235等普通碳钢。

（3）对于承受较大载荷、要求强度高、结构紧凑或耐磨性较好的轴，可采用合金钢。

常用的合金钢有40Cr、20Gr、20CrMnTi等。

一、轴的概述,3.1轴,二、轴的结构,载荷的性质、大小、方向及分布情况？

轴上所安装零件的类型、尺寸、数量以及与轴连接的方法？

轴的加工工艺？

轴上的零件应有可靠的定位和固定？

轴应便于加工和尽量避免或减少应力集中？

轴上零件应便于安装和拆卸？

3.1轴,二、轴的结构,3.1轴,1、轴径的确定,

（1）轴的直径,轴上支持转动零件的部位称为轴头，径尺寸必须符合标准直径。

轴上被轴承支撑的部位称为轴颈，直径必须符合轴承内孔标准,标准直径d,二、轴的结构,3.1轴,

（2）轴径的简易计算,轴径的简易计算是按扭转强度对轴径的初步估算,轴径的单位是mm。

按扭转强度算时，轴径最小值的计算公式为,dA,式中：

N轴的传递功率，单位为kW；n轴的转速，单位为r/min；A轴的材料与工作情况系数，它是与许用扭转剪应力有关的系数，它考虑了弯曲的影响。

对于有键槽轴段，因轴被键槽削弱，需要加大直径。

一般开一个键槽，可将轴径增大4%5%，开两个键槽，轴径应增大7%10%，然后圆整到标准直径。

二、轴的结构,3.1轴,二、轴的结构,3.1轴,2、常用轴结构,在考虑轴的结构时，应满足如下3个方面的要求：

（1）安装在轴上的零件，要牢固而又可靠地相对固定；

（2）轴的结构应便于加工和尽量减少应力集中；（3）轴上零件要便于安装和拆卸。

1轴端挡圈2带轮3轴承盖4轴套5齿轮6滚动轴承,二、轴的结构,3.1轴,

（1）轴上零件的轴向固定,用轴肩或轴环固定,用轴套固定,用圆螺母固定,用轴端挡圈固定,用弹性挡圈固定,用销钉和紧定螺钉固定,

（2）轴上零件的周向固定,为了保证轴上零件能可靠地传递扭矩并防止轴上零件与轴产生相对转动,用键做周向固定,用过盈配合做周向固定,二、轴的结构,3.1轴,2、常用轴结构,二、轴的结构,3.1轴,2、常用轴结构,二、轴的结构,3.1轴,（3）轴的结构工艺性,轴的结构应便于加工和装配,当轴的某一段需要磨削时，应留有砂轮越程槽,当轴上需要切制螺纹时，应留有退刀槽,越程槽宽b=24mm，a=0.51mm,退刀槽宽b2P（P为螺距）,2、常用轴结构,二、轴的结构,3.1轴,（4）提高轴的强度的结构措施,减少应力集中是提高轴的强度的有效措施。

轴的表面糙度对疲劳强度有显著的影响,2、常用轴结构,二、轴的结构,3.1轴,一、滑动轴承概述,发动机曲柄连杆机构,无论是曲轴的连杆轴径与连杆大头之间，还是曲轴的主轴径与机体之间，都是通过一个零件来减少配合副之间的摩擦并支撑它们的，这个零件就是通常说的滑动轴承。

3.2滑动轴承,1、滑动轴承的类型,

（1）按其承受载荷的方向分,径向滑动轴承,主要承受径向载荷,止推滑动轴承,只承受轴向载荷,1轴瓦2轴承座,3.2滑动轴承,1、滑动轴承的类型,3.2滑动轴承,

（2）按摩擦（润滑）状态分,液体摩擦轴承（完全液体润滑轴承）。

原理：

在轴颈与轴瓦的摩擦面间有充足的润滑油，润滑油的厚度较大，将轴颈和轴瓦表面完全隔开。

摩擦系数=0.0010.008,适用于高速、高精度和重载等场合。

非液体摩擦轴承（不完全液体润滑轴承）,非液体摩擦轴承依靠吸附于轴和轴承孔表面的极薄油膜，但不能完全将两摩擦表面隔开，有一部分表面直接接触。

摩擦系数大,=0.050.5,会出现干摩擦，加剧磨损，甚至发生胶合破坏,1、滑动轴承的类型,3.2滑动轴承,一、滑动轴承概述,3.2滑动轴承,一、滑动轴承概述,2、滑动轴承的结构和材料,

（1）径向滑动轴承,整体式滑动轴承,1轴承板2整体轴套3油口4螺纹孔,结构简单，价格低廉,装拆不方便，磨损后轴承的径向间隙无法调整,使用于轻载低速或间歇工作的场合,剖分式滑动轴承,装拆方便，应用广泛,1轴承座2轴承盖3、4轴瓦5双头螺柱,自动调心轴承,自动适应轴在弯曲时产生的偏斜,适用于轴承支座间跨距较大或轴颈较长的场合。

3.2滑动轴承,一、滑动轴承概述,3.2滑动轴承,一、滑动轴承概述,2、滑动轴承的结构和材料,3.2滑动轴承,一、滑动轴承概述,

（2）止推滑动轴承,实心止推滑动轴承,轴颈端面的中部压强比边缘的大，润滑油不易进入，润滑条件差,空心止推滑动轴承,轴颈端面的中空部分能存油，压强也比较均匀，承载能力不大,环状或多环止推滑动轴承,压强均匀，能承受较大载荷。

但各环承载不等，环数不能太多。

（3）轴瓦结构,整体式轴瓦,对开式轴瓦,2、滑动轴承的结构和材料,3.2滑动轴承,一、滑动轴承概述,二、滑动轴承的润滑,减少摩擦、提高效率、减少磨损、延长寿命、冷却和散热以及保证轴承正常工作,1.润滑油,黏度是选择润滑油最重要的参考指标,基本原则：

（1）在压力大、温度高、载荷冲击变动大时应选用黏度大的润滑油。

（2）滑动速度高时，容易形成油膜（转速高时），为减少摩擦应选用黏度较低的润滑油。

（3）工作面加工较粗糙或未经跑合的表面，应选用黏度较高的润滑油。

3.2滑动轴承,二、滑动轴承的润滑,3.2滑动轴承,2.润滑脂,特点：

稠度大，不易流失，承载能力大，但稳定性差，摩擦功耗大，流动性差，无冷却效果，适于低速重载且温度变化不大，难以连续供油处。

选择原则,1）轻载高速时选针入度大的润滑脂，反之选针入度小的润滑脂。

所用润滑脂的滴点应比轴承的工作温度高约2030C,如：

滴点温度较高的钙基或复合钙基。

2）在有水淋或潮湿的环境下应选择防水性强的润滑脂铝基润滑脂或钙基润滑脂。

二、滑动轴承的润滑,3.2滑动轴承,二、滑动轴承的润滑,3.2滑动轴承,3.润滑方式,式中p轴颈的平均压强，Mpa；轴颈的圆周速度，m/s。

当k2时，选择润滑脂润滑,用旋盖式油杯注入润滑脂。

当k216时，用油壶或油枪定期向润滑孔和杯内注油润滑，如可用针阀式油杯。

二、滑动轴承的润滑,3.2滑动轴承,当k1632时，可用油环润滑,当k32时，采用压力循环润滑，用油泵进行连续压力供油，润滑、冷却的效果较好，适于重载、高速或交变载荷作用。

三、滑动轴承的特点,1.滑动轴承的优点

（1）承载能力高。

（2）工作平稳可靠、噪音低。

（3）径向尺寸小，精度高。

（4）流体润滑时，摩擦、磨损较小。

（5）油膜有一定的吸振能力。

2.滑动轴承的缺点

（1）非流体摩擦滑动轴承，摩擦较大，磨损严重。

（2）流体摩擦滑动轴承在启动、行车及载荷、转速比较大的情况下难以实现流体摩擦；（3）流体摩擦的滑动轴承设计、制造、维护费用较高。

3.2滑动轴承,一、滚动轴承概述,东风E1910E型汽车单级主减速器,3.3滚动轴承,一、滚动轴承概述,3.3滚动轴承,一、滚动轴承概述,3.3滚动轴承,一、滚动轴承概述,3.3滚动轴承,1.滚动轴承的结构,1内圈2外圈3滚动体4保持架,a）球b）圆柱滚子c）圆锥滚子d）滚针e）鼓型滚子,公称接触角,滚动轴承的一个重要参数，越大，轴承承受轴向载荷的能力越大。

一、滚动轴承概述,3.3滚动轴承,一、滚动轴承概述,3.3滚动轴承,2.滚动轴承的分类及特点,

（1）按滚动体的形状,球轴承,滚动体为球形的轴承称为球轴承。

特点：

与内，外圈滚道之间是点接触，摩擦小,承载能力和耐冲击能力较低,允许的极限转速高。

滚子轴承,滚动体是圆柱、圆锥、鼓形和滚针等形状的轴承称为滚子轴承,特点：

与轴承内、外圈滚道之间为线接触，摩擦大,其承载能力和耐冲击能力较高,允许的极限转速较低,一、滚动轴承概述,3.3滚动轴承,3.3滚动轴承,3.3滚动轴承,一、滚动轴承概述,3.3滚动轴承,2.滚动轴承的分类及特点,3.3滚动轴承,一、滚动轴承概述,2.滚动轴承的分类及特点,3.3滚动轴承,一、滚动轴承概述,2.滚动轴承的分类及特点,

（2）按承受载荷方向和公称接触角,向心轴承,主要承受径向载荷,公称接触角045,其中=0的称为径向接触轴承,045，称为角接触向心轴承,推力轴承,主要承受轴向载荷,公称接触角4590,=0的称为径向接触轴承,4590，称为推力角接触轴承，越小，承受径向载荷能力就越大,3.3滚动轴承,一、滚动轴承概述,2.滚动轴承的分类及特点,二、滚动轴承的代号及类型选择,1.滚动轴承的代号,滚动轴承是标准件，按照GB/T2721993规定，一般用途的滚动轴承代号由基本代号、前置代号和后置代号组成，代号一般印在轴承的端面上,例如:

滚动轴承代号N1230/P6在基本代号中：

N类型代号；12尺寸系列代号；30内径代号，后置代号：

/P6精度等级代号。

3.3滚动轴承,

（1）基本代号（滚针轴承除外）,基本代号表示轴承的类型、结构和尺寸，是轴承代号的基础。

由轴承类型代号、尺寸系列代号和内径代号三部分构成,内径代号,轴承内孔直径用两位数字表示,注：

内径小于10mm和大于495mm内径代号另有规定。

1.滚动轴承的代号,二、滚动轴承的代号及类型选择,3.3滚动轴承,

（1）基本代号（滚针轴承除外）,1.滚动轴承的代号,二、滚动轴承的代号及类型选择,

（1）基本代号（滚针轴承除外）,1.滚动轴承的代号,二、滚动轴承的代号及类型选择,1.滚动轴承的代号,二、滚动轴承的代号及类型选择,1.滚动轴承的代号,尺寸系列代号,尺寸系列代号由轴承的直径系列代号和宽度系列代号组成。

各用一位数字表示。

轴承的直径系列代号指：

内径相同的轴承，配有不同的外径尺寸系列。

6105轴承6205轴承6305轴承6405轴承,3.3滚动轴承,二、滚动轴承的代号及类型选择,1.滚动轴承的代号,1.滚动轴承的代号,二、滚动轴承的代号及类型选择,1.滚动轴承的代号,尺寸系列代号,尺寸系列代号由轴承的直径系列代号和宽度系列代号组成。

各用一位数字表示。

轴承的宽度系列代号指：

内径相同的轴承，配有不同的宽度尺寸系列,注：

在GB/T272-2008规定，当宽度代号为“0”时，不标出。

3.3滚动轴承,二、滚动轴承的代号及类型选择,1.滚动轴承的代号,二、滚动轴承的代号及类型选择,1.滚动轴承的代号,3.3滚动轴承,二、滚动轴承的代号及类型选择,1.滚动轴承的代号,类型代号,用数字或字母表示,一般滚动轴承类型代号,3.3滚动轴承,二、滚动轴承的代号及类型选择,1.滚动轴承的代号,3.3滚动轴承,二、滚动轴承的代号及类型选择,

（2）前置代号,轴承的前置代号用字母表示,如用L