《机械基础》第三章 轴系零部件.docx

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《机械基础》第三章轴系零部件

第三章轴系零部件

一、教案

【教学要求】

1、了解轴的分类、结构和用途；

2、掌握轴上零件轴向固定与周向固定的目的及常用方法；

3、了解转轴上常见的工艺结构；

4、了解键连接的功用和分类；

5、熟悉键连接、销连接的结构与分类；

6、了解各种键与销的类型、特点及应用；

7、了解轴承的结构、类型、特点、代号及应用，轴承的安装、密封和润滑；

8、了解联轴器、离合器的功用、类型、特点及应用。

【教学目的】

使学生知道什么是轴向和周向固定，掌握其目的和常用的方法，了解轴的分类、结构和用途；了解轴承的结构、类型、特点、代号及应用，轴承的安装、密封和润滑；熟悉键连接的结构与分类。

【学习概要】

1、轴的用途和分类。

2、转轴的结构。

3、轴上零件的轴向固定与周向固定。

4、熟悉键连接、销连接的结构与分类。

5、了解轴承的结构、类型、特点、代号及应用，轴承的安装、密封和润滑。

6、了解联轴器、离合器的功用、类型、特点及应用。

第一节轴

【教学重难点】

1、掌握轴上零件轴向固定与周向固定的目的及常用方法。

2、了解轴的分类、结构和用途

【教学方法】

本节内容主要以预习为主，辅助教师对知识点讲解达到学生掌握知识要点的目的。

【教学内容】

一、轴的用途和分类

1、用途：

支承回转零件（如齿轮、带轮等），传递运动和动力。

2、分类

二、转轴的结构

轴颈：

用于装配轴承的部分

轴头：

装配回转零件（如带轮、齿轮）的部分

轴身：

连接轴头与轴颈的部分

轴肩或轴环：

轴上截面尺寸变化的部分。

轴的结构应满足三方面的要求：

●轴上的零件要有可靠的周向固定与轴向固定

●轴应便于加工和尽量避免或减小应力集中

●便于轴上零件的安装与拆卸

1、轴上零件的固定

（1）轴上零件的轴向固定

目的：

保证零件在轴上有确定的轴向位置，防止零件作轴向移动，并能承受轴向力。

（2）轴上零件的周向固定

目的：

保证轴能可靠地传递运动和转矩，防止轴上零件与轴产生相对转动。

3、轴上常见的工艺结构

4、结构工艺性——轴的结构形式应便于加工、便于轴上零件的装配和便于使用维修，并且能提高生产率，降低成本。

有关轴的工艺结构应注意问题：

●轴的结构和形状应便于加工、装配和维修。

●阶梯轴的直径应该是中间大，两端小，以便于轴上零件的装拆。

●轴端、轴颈与轴肩（或轴环）的过渡部位应有倒角或过渡圆角，并应尽可能使倒角大小一致和圆角半径相同，以便于加工。

●轴上需要切制螺纹或进行磨削时，应有螺纹退刀槽或砂轮越程槽。

●当轴上有两个以上键槽时，槽宽应尽可能统一，并布置在同一直线上，以利加工。

【小结】

1．轴的用途和分类。

2．转轴的结构要求。

3．轴上零件的轴向固定与周向固定。

4．轴的结构工艺性。

第二节键与销

【教学重难点】

1、平键连接的结构与标准；

2、键与销的类型、特点及应用。

【教学方法】

本节内容主要以教师对教学内容结合图示的讲解，达到学生掌握知识要点的目的。

【教学内容】

一、键连接

作用：

实现轴与轴上零件（如齿轮、带轮等）之间的周向固定，并传递运动和扭矩。

分类：

1、平键连接

特点：

靠平键的两侧面传递转矩，键的两侧面是工作面，对中性好；键的上表面与轮毂上的键槽底面留有间隙，以便装配。

分类：

普通平键导向平键滑键

（1）普通平键

A、普通平键的类型

B、普通平键的选用：

平键是标准件，只需根据用途、轴径、轮毂长度选取键的类型和尺寸。

●普通平键的规格采用b×L标记

●截面尺寸b×h根据轴径d由标准选定

●键长L根据轮毂长度按标准查取（比轮毂长度短5～10mm）

C、普通平键的标记：

键型　　键宽×键长　　标准号

例：

键16100GB/T1096－2003

表示键宽为16mm，键长为100mm的A型普通平键。

（2）导向平键和滑键

特点：

轮毂可在轴上沿轴向移动时可选用导向平键和滑键。

●比普通平键长

●紧定螺钉固定在键槽中

●键与轮毂槽采用间隙配合

●键上设有起键螺孔

滑键

特点：

轮毂可在轴上沿轴向移动。

●滑键固定在轮毂上

●轮毂带动滑键作轴向移动

●键长不受滑动距离限制

2、半圆键连接

●工作面为键的两侧面，有较好的对中性

●可在轴上键槽中摆动以适应轮毂上键槽斜度

●适用于锥形轴与轮毂的连接

●键槽对轴的强度削弱较大，只适用于轻载连接

3、花键连接

●花键连接——由沿轴和轮毂孔周向均布的多个键齿相互啮合而成的连接。

●多齿承载，承载能力高

●齿浅，对轴的强度削弱小

●对中性及导向性能好

●加工需专用设备，成本高

4、楔键连接

楔键分为普通楔键和钩头楔键

楔键与键槽的两个侧面不相接触，为非工作面。

楔键连接能使轴上零件轴向固定，并能使零件承受单方向的轴向力。

用于定心精度要求不高，荷载平稳和低速的场合。

二、销连接

1、圆柱销

常用圆柱销和圆锥销的形式级引用特点

A、圆柱销

B、内螺纹圆柱销

2、圆锥销

A、普通圆锥销

B、带螺纹圆锥销

【小结】

1．键连接的功用及类型。

2．平键连接的特点和种类。

3．半圆键连接、花键连接、楔键连接的特点。

4．销连接的功用及销的类型。

第三节轴承

【教学重难点】

1、滚动轴承、滑动轴承的结构、类型、特性、代号级应用；

2、滚动轴承的选用原则。

【教学方法】

本节内容主要以预习为主，辅助教师对知识点讲解达到学生掌握知识要点的目的。

【教学内容】

一、滚动轴承

1、滚动轴承的结构

滚动体形状

滚动体保持架

2、滚动轴承的类型

●调心球轴承

●调心滚子轴承

●推力调心滚子轴承

●圆锥滚子轴承

●双列深沟球轴承

●推力球轴承

●深沟球轴承

●角接触球轴承

●推力圆柱滚子轴承

●圆柱滚子轴承

3、滚动轴承的代号

（1）基本代号

表示轴承的基本类型、结构和尺寸。

●轴承类型代号

●尺寸系列代号

●

内径代号

轴承类型代号

尺寸系列代号：

由两位数字组成，前一位数字为宽（高）度系列代号，后一位数字为直径系列代号。

宽（高）度系列代号：

表示内、外径相同而宽（高）度不同的轴承系列。

直径系列代号：

表示内径相同而具有不同外径的轴承系列。

对于向心轴承用宽度系列代号，代号有8、0、1、2、3、4、5和6，宽度尺寸依次递增；对于推力轴承用高度系列代号，代号有7、9、1和2，高度尺寸依次递增。

直径系列代号有7、8、9、0、1、2、3、4和5，其外径尺寸按序由小到大排列。

在轴承代号中，轴承类型代号和尺寸系列代号以组合代号的形式表达。

在组合代号中，轴承类型代号“0”省略不表示；除3类轴承外，尺寸系列代号中的宽度系列代号“0”省略不表示。

内径代号：

一般由两位数字表示，并紧接在尺寸系列代号之后标写。

内径d≥10mm的滚动轴承内径代号

（2）前置代号和后置代号

轴承代号的补充，只有在轴承的结构形状、尺寸、公差、技术要求等有所改变时才使用，一般情况下可部分或全部省略，其详细内容请查阅《机械设计手册》中相关标准规定。

（3）滚动轴承代号示例

4、滚动轴承选用原则

●轴承所受载荷

●轴承的转速

●对轴承的特殊要求

●经济性因素

5、滚动轴承的安装、润滑与密封

（1）滚动轴承的拆装

一般情况下，滚动轴承的内圈装在被支承轴的轴颈上，外圈装在轴承座（或机座）孔内。

滚动轴承安装时，对其内、外圈都要进行必要的轴向固定，以防止运转中产生轴向窜动。

（2）滚动轴承的润滑与密封

润滑目的：

减少摩擦阻力、降低磨损、缓冲吸振、冷却和防锈。

●脂润滑

●油润滑

●固体润滑

密封目的：

防止灰尘、水份、杂质等侵入轴承和阻止润滑剂的流失。

二、滑动轴承

1、滑动轴承的结构、特点及应用

●径向滑动轴承（承受径向载荷）

●止推滑动轴承（承受轴向载荷）

●径向止推滑动轴承（承受径向载荷和轴线载荷）

优点：

运转平稳可靠，径向尺寸小，承载能力大，抗冲击能力强，能获得很高的旋转精度，可实现液体润滑以及能在较恶劣的条件下工作。

由轴承座、轴瓦和轴套组成。

2、滑动轴承的失效形式和常用材料

失效形式：

磨损胶合疲劳脱落腐蚀

要求轴瓦材料应具有一定的强度，较好的减摩性，耐磨性和抗胶合性，良好的跑合性。

常用材料：

铸铁铜合金轴承合金非金属材料

小结：

1．轴承的功用及分类。

2．滚动轴承的结构组成。

3．滚动轴承的代号。

4．滚动轴承类型的选择。

5．滚动轴承的密封。

6．滑动轴承的类型、结构、特点及润滑。

7．轴瓦的结构。

第四节联轴器和离合器

【教学重难点】

1、联轴器的功用、类型、特点及应用；

2、离合器器的功用、类型、特点及应用；

3、【教学方法】

本节内容主要以预习为主，辅助教师对知识点讲解达到学生掌握知识要点的目的。

【教学内容】

一、联轴器

功用：

机械传动中的常用部件，用来连接两传动轴，使其一起转动并传递转矩，有时也可作为安全装置。

●

刚性联轴器

1、凸缘联轴器

2、套筒联轴器

●挠性联轴器

1、十字轴万向联轴器2、滑块联轴器

3、齿轮联轴器4、弹性套柱销联轴器

5、弹性柱销联轴器

二、离合器

作用：

连接两轴，使其一起转动并传递转矩。

在机器的运转过程中可以随时进行接合或分离。

也可用于过载保护等。

1、啮合式离合器

2、摩擦式离合器

3、齿形离合器

小结

1．联轴器的结构、特点及应用。

2．离合器的结构、特点及应用。

3．联轴器和离合器的主要功用及区别。