机械基础项目教学教案6.docx

1、机械基础项目教学教案6XYNmr/minmm（）套筒联轴器型4.54000一般20025010100-结构简单，制造容易，径向尺寸量小，要求两轴安装精度高，装拆时需作轴向移动用于低速、轻载、经常正反转，且要求两轴对中好、工作平稳无冲击载荷的场合型71560020100项目6 机械的润滑与密封机器在运行时，相对运动的零部件的接触表面之间会产生摩擦。摩擦小仅消耗能量、增加动力消耗，还会使机械零件发生磨损降低零部件的使用寿命 因此，选择合理的润滑方式，对延长零件寿命，降低能耗、保证机器的正常运行具有极其重要的意义。另外，为防止机器中润滑油的泄漏及外部灰尘等杂质进入机器内部，机器零部件的密封问题，也是

2、不容忽视的 本项目主要学习机械润滑的作用及润滑剂；机械中常见润滑方式、润滑装置；常见的密封，方式及密封装置。【实例】普通车床变速箱图131所示为普通车床变速箱一变速箱中的齿轮在工作时，啮合齿面之川由于有相对滑动而产生滑动摩擦摩擦会造成齿面磨损、发热甚至胶合等失效现象，因此需考虑齿轮副的润滑问题 该变速箱采用了浸油润滑方式，即将齿轮浸入润滑油中，靠齿轮旋转将润滑油带刮啮合齿面使摩擦表面产生润滑油膜，从而减少能耗、提高减速器的使用寿命。当变速箱工作时，润滑油随齿轮转动而被甩出，会造成润滑油从箱盖结合面等处的泄漏所以，在润滑的同时还应考虑各间隙处的密封问题。图6-1普通车床变速箱【学习目标】 1)了

3、解润滑的作用及润滑剂的类型。 2)熟悉常用的润滑方式及润滑装置。 3)熟悉常用密封方式及密封件。 4)能够根据本项日所学知以正确选用机械的润滑方式及密封方式【学习建议】1)将本项目分为润滑的作用和润滑技术、润滑剂、润滑方式和润滑装置、密封方式及密封装置4个子项日分别进行研究。2)参阅其他机械基础或机械设计基础教材中的有关内容。3)登录瓦联网，通过搜索网站查找到“机械设计基础网络课程”后参看有关内容。4)参看教学课件中的有关内容6.1润滑的作用和润滑技术 械润滑的关键问题是使摩擦面之间形成保护膜，避免摩擦面材料直接接触。全责选择和使用润滑剂及润滑方式，建立科学润滑管理制度是保证机器正常运行的重要

4、技术措施。【学习目标】1）了解润滑的作用。2）了解科学润滑管理制度。【学习建议】1）在学习本项目内容的基础上，观察生活中常见的机械、设备（如电风扇、自行车、健身器、机动车等）哪些部位需要润滑，分别采用了哪种润滑方式，同学间进行学习交流。2）调查新购置的家用汽车的养护时间，并结合所学内容作调查分析。【分析与探究】机器的摩擦表面进行润滑的主要作用是减小摩擦面的摩擦因数，减轻及控制，延长零件使用寿命；减少能耗，提高机械效率;采用液体润滑时，还有散热、清洗作用，油膜具有缓冲、吸振作用；用润滑指润滑时，有密封作用。合理选择和使用润滑剂与方式是保证机器正常运行的主要技术措施。正确选择润滑剂与润滑方式，应考

5、虑摩擦面的工作条件（工作载荷、运动速度、工作温度、工作环境等）及润滑部位，还要考虑如何将润滑剂输送到润滑部位，并能对润滑部位的润滑情况进行监控、调节、检查与维护，确保机械设备处于良好的润滑状态。加强润滑的日常管理、建立科学的润滑保证机器正常运行、延常其使用寿命的另一个重要技术措施。通常应下几个方面的问题：1）明确润滑部位。运动副都 是加油部位，如转动副（铰接处、轴承处）、移动副（机床轨、齿轮副等）。一般设备的润滑卡片都有指定的润滑部位、润滑点。2）按规定牌号加油。润滑油种类、牌号不能随意变动。不同厂家、不同牌号的润滑油不可混用。如需更换不同牌号的润滑油时，要清洗所有零件。3）按规定油量与换油。

6、应严格按照润滑卡片上无从下手 时间间隔对润滑部位进行加油与换油。油箱中的油液在长期使用后会氧化变质，尤其新设备跑合后更需及时更换、清洗，以防油中金属屑及杂质入摩擦面产生磨粒磨损。5）明确责任人。可由专人负责加油，或由操作者负责加油。【学习小结】1)润滑的作用主要 是减小摩擦、控制磨损，提高寿命；减少能耗，提高效率；还有降温、密封等一些辅助性作用。2)润滑技术主要指润滑剂与润滑方式 的合理选择以及建立科学的润滑制度，它是确保设备正常运行的重要技术措施。6.2润滑剂【学习目标】1)了解润滑剂的分类。2)了解各种润滑剂的特点。3）熟悉各种润滑剂的选择原则。【学习建议】1）实际观察各种润滑脂、润滑油、

7、固体润滑剂实物。2）观察生活中各种机械设备的各个润滑点及所用润滑剂的类型，并分析采用现有润滑剂的原因。【分析与探究】润滑剂分为液体润滑剂（润滑油）、半固体润滑剂（润滑脂）、固体润滑剂和气体润滑剂4类。在机械中多采用润滑油和润滑脂润滑。6.2.1润滑剂的种类及特点1.液体润滑剂液体润滑剂俗称润滑油。润滑油主要有动物油、植物油、矿物油及合成油4种。动物油和植物油润滑性能好，但容易氧化变质，常作为添加剂使用。矿物油具有品种多、防腐性能强、价格便宜等特点，应用最广。合成油具有良好的滑润性能、很高的承载能力、有良好的高、低温性能，但价格贵，常用于较重要的场合。在某些场合也可用水作润滑剂。液体润滑剂具有流

8、动性好、内摩擦因数小、冷却效果好、更换方便等特点，但密封装置复杂。目前，用润滑油润滑应用最广，常用于速度较高、强制润滑、需要散热、排污等场合。常用润滑油主要性能和用途见表13-1。表6-1 常用润滑主要性能和用途名称粘度代号或牌号运动粘度/mm2 闪点/凝点/主要用途4050100全损耗系统用油（旧称机械油）AN54.14-5.06110-10对润滑油无特殊要求的轴承、齿轮和其他低负荷机械AN76.12-7.48AN109.00-11.00125AN1513.5-16.5165-15AN2219.8-24.2170AN3228.8-35.2AN4641.4-50.6180-10AN6861.2

9、-74.8190AN10090-1102100AN150135-165220注：1.粘度表征润滑油流动时的内部阻力，分为运动粘度和动力粘度。润滑油采用运动粘度。粘度越大，内摩擦损耗越大。 2.闪点是指在测定条件下，加热后油蒸汽与火接触产生短时闪火达5s的温度。闪点是润滑油的安全性能指标。 3.凝点是指将油面倾斜成45保持1min，油面不流动最高温度。凝点表示油品低温流动性能。2.半固定润滑剂半固定润滑剂俗称润滑脂，是在润滑油中加入稠化剂而制成的。常用的稠化剂为金属皂类（如钠皂、钙皂、锂皂、钡皂等）。加入不同的稠化剂，可制成不同的润滑脂，如钠基润滑脂、锂基润滑脂等。润滑脂具有流动性差、使用方便、

10、不易泄漏、无需经常换油、加油等特点，还有密封作用，且密封装置简单；但散热差、内摩擦因数大、摩擦损失大、更换及清洗不方便。用润滑脂润滑应用范围仅将于润滑油，常用于低速、重载、间歇或摆动及不易加油的机械中。常用润滑脂的性能及用途见表6-2表6-2 常用润滑脂的性能及用途名称编号颜色滴点/锥入度/(1/100mm)主要用途钙其润滑油1号从淡黄色到褐色80310-340温度低于55、轻载和有自动给脂的轴承，以及汽车底盘和气温较低地区的小型机械2号85265-295中小型滚动轴承及冶金、运输、采矿设备中温度不高于55的轻载、调整机械的润滑3号90220-250中型电动机的滚动轴承，发电机及其他温度在60

11、以下中等载荷中等转速的机械的摩擦部位4号95175-205汽车、水泵轴承，重载荷自动机械的轴承，发电机、纺织机及其他60以下生载荷、低速的机械钠基润滑脂ZN-3从深黄色到暗褐色140265-295使用温度不高于110，且无水分及湿气的工、农业等机械设备。ZN-3220-250150175-205使用温度不高于120，且无水分及湿气的工、农业等机械设备。ZN-4通用锂基润滑脂1号从淡黄色到暗褐色170310-340具有一定的抗水性和较好的机械安定性，用于温度为-20120的机械设备的滚动和滑动摩擦部位。2号175265-2953号180220-250钙钠基润滑脂ZGN-1从黄色到深棕色12025

12、0-290使用温度为80-100，铁路机车和列车，小型电动机和发电机以及其他高温轴承。ZGN-2135200-240注：1.滴点是指润滑脂受热后开始滴落时的温度。它表征润滑脂的耐热能力。一般工作温度应低于滴点15-25. 2.锥入度表示润滑脂粘稠软硬的程度。锥入度越小，润滑脂越硬。3.固体润滑剂常用的固体润滑剂有二硫化钼、石墨、二硫化钨、氮化硼、高分子材料（如尼龙、聚四氯乙烯等）、软金属（如水银、锡等）等。固体润滑剂具有化学稳定性良好、耐高温、承载能力高、润滑简单、维护方便等特点，但润滑效果较差。固体润滑剂常用在高温、高压、极低温、真空、强辐射、不允许污染及无法给润滑油的场合。4.气体润滑剂气

13、体润滑剂有空气、氦气、水蒸气、其他工业气体及液态金属蒸气等。空气比较常用，对环境无污染。气体润滑剂的粘度很低，且随温度变化很小，但承载能力低。常用于调整场合及低温环境。6.2.2润滑剂的选择通常，润滑剂选择主要依据以下几个方面：1）工作负荷。当摩擦面的载荷较大时，应考虑润滑剂的承载能力，润滑油粘度越高承载的能力越大，故重载应粘度大的润滑油。当有冲击载荷、往复运动、间歇运动等受力重要任务时，液体润滑油膜不易形成，应考虑用润滑脂或固体润滑剂。2）运动速度。低速时宜采用粘度的润滑油，以利于油膜的保持；调整时宜采用粘度大、闪点高的润滑油；极低温时宜采用固体润滑剂；工作温度变化大时宜选用粘温性能好的滑润

14、油。3）工作温度。低温时宜采用粘度小、凝点低的润滑油；高温时宜采用粘度大、闪点高的润滑油；极低温时宜采用固体润滑剂；工作温度变化大时宜选用粘温性能好的润滑油。4）特殊环境。多法环境宜采用润滑脂润滑，有较好的密封任用 潮湿环境下，脂润滑时宜采用抗水的润滑脂，用油润滑时宜填加抗锈、抗乳化添加剂。5）润滑部位。对于垂直润滑面、升降丝杠、开式齿轮、链条、钢丝绳等零件，由于润滑油容易流失，应先粘度高的润滑油，或用润滑脂润滑；对于润滑间隙小的润滑部位，为保证润滑油进入摩擦面，应先粘度低的润滑油；对于间隙大的部位，应先粘度高的润滑油，避免润滑油的流失。【学习小结】1）润滑剂分为润滑油、润滑脂、固体润滑剂和气

15、体润滑剂4类。在机械中多采用润滑油和润滑脂。润滑油润滑具有冷却效果好、更换方便等特点为，但密封装置复杂；润滑脂润滑使用方便、不易泄漏兼有密封作用，且密封装置简单，但摩擦损失大；固体及气体润滑剂应用较少。2）润滑剂的选择主要考虑摩擦面的工作条件（载荷大小、运动速度、工作温度、工作环境等）、润滑部位及润滑方式等因素。6.3润滑方式与润滑装置【实例】普通车床导轨的润滑 图6-2所示为普通车床导轨的润滑。普通车床由变速箱、床身、溜板箱及尾座等部分组成。车床在工作时主轴箱中的齿轮、导轨、尾座伸缩等处都需要进行不同方式的润滑，据润滑剂的种类不同，所需的润滑方式及润滑装置也不同。其中导轨处的润滑采用手工加油

16、的润滑方式。【学习目标】1）了解常见的润滑方式与润滑装置。2）了解常见润滑装置的工作原理。3）熟悉几种典型零部件的润滑方式。4）会通过查表选择几种典型零部件的润滑方式。图6-2普通车床导轨的润滑【学习建议】1）观察工厂机器的各种润滑部位分别属于哪种润滑方式，是采用哪种润滑装置进行润滑的。2）观察生活中的汽车、自行车、电风扇、缝纫机等机器采用了哪种润滑方式，采用了哪种润滑装置。【分析与探究】为了确保机械处于良好的润滑状态，在正确选择润滑剂的同时，还要选择合理的润滑方式，这是将润滑剂输送到润滑部位的重要保障。6.3.1润滑方式与润滑装置采用润滑油与润滑脂润滑时，所采用的润滑方式与润滑装置不同。使用

17、润滑油的润滑方式及润滑装置见表6-3表6-3使用润滑油的润滑方式及润滑装置序号润滑方式润滑装置加油方法特点及应用1手工加油油壶、油枪用油壶或油枪将注入设备的油孔、油嘴或油杯中，使油流入润滑部位间歇供油。最简单但不可靠。用于轻载、低速、不重要的场合2滴油润滑用油绳、油杯润滑，靠油绳的虹吸作用，将油滴到摩擦表面连续供油。解构简单，油量小且无法调节。用于轻载、低速、要求供油量不大的场合用针阀油杯润滑，靠改变手柄1的位置来控制油量。将手柄1提至垂直位置，针阀2上升，油孔打开可供油，手柄放至水平位置，针阀2下降堵住油孔，停止供油连续供油且油量可调，由于要求供油可靠的场合。手动、机动均可3油环润滑油环自由

18、放在轴颈上，并部分浸入油中，随轴的转动将带入摩擦面结构简单，供油量较大。适用于轴转速不低于5060r/min的场合4飞溅润滑见图6-1利用回转件直接浸入油池中，转动时将油飞溅至箱壁，沿油路进入摩擦面或用甩油环实现飞溅润滑简单、可靠，一般不需附加装置。适用于回转圆周速度v1214m/s的场合5压力循环润滑利用油泵循环油路，将压力油（0.10.5MPa）送至润滑点。既可个别润滑，也可多点润滑润滑可靠，还有冷却作用，但解构复杂，费用高。用于重要、高速、重载或大量润滑点的场合图6-3所示为油润滑常见的几种润滑方式与润滑装置实物图图6-3油润滑常见的几种润滑方式与润滑装置a） 油枪 b）油壶 c）油杯润

19、滑 d）压力喷油润滑图6-3油润滑常见的几种润滑方式与润滑装置（续）e）油壶手工润滑 f）油绳润滑使用润滑脂润滑的方式及润滑装置见表6-4序号润滑方式润滑装置加油方法特点及应用1手工涂抹最简单但不可靠。用于不重要场合2装配填充法装配或检修时，在不以流失的部位直接填入用于要求不高的场合。摩擦面线速度v4.5m/s3润滑脂杯润滑用压配式压注油杯润滑，通过油枪加润滑脂（此装置也可用于油润滑）定期间歇手工加油，不均匀用旋盖油杯润滑，通过旋转杯盖，将润滑脂挤入图6-4所示为脂润滑常见的润滑装置。图6-4脂润滑常见的润滑装置6.3.2几种典型零部件的润滑 在机器中，常见的典型零部件有滑动润滑轴承、滚动轴承

20、、齿轮、蜗轮、蜗杆等，这些零部件的使用寿命直接影响到机器的使用寿命。做好典型零部件润滑对于提高机器的寿命、降低能耗都具有极其重要的意义。1. 齿轮转动的润滑1）润滑方式的选择。闭式齿轮传动的润滑方式根据齿轮圆的周速度来确定。当齿轮圆周速度12m/s时，采用浸油润滑（油浴润滑），如图6-5所示。齿轮浸入油池中，当齿轮运转时，借助润滑油的粘着力，将油带到啮合齿面而达到润滑的目的。为减少运转阻力，降低搅油损失，一般大齿轮的浸油深度不超过12个齿高，但不小于10mm，如图6-5a所示。对于两级圆柱齿轮减速器，为避免调整级齿轮润滑不良，应使高速级大齿轮浸油深度为12个齿高，如图6-5b所示。为避免箱底油

21、污及杂质被搅起，齿顶距箱底应大于3050mm。图6-5齿轮传动浸润润滑当圆周速度12m/s时，由于离心力的作用，附在齿面上的油净被甩掉，且搅油损失过于激烈，功率损失增大，故不宜用浸油润滑，应采用喷油润滑，如图13-6所示。喷油润滑将润滑油直接喷到轮齿啮合面上，润滑效果好，但需专门液压系统或中心供油站供油，费用较高。开式齿轮传动常采用手工周期性润滑。2）润滑剂的选择。工业齿轮润滑种类的选择见表13-5。齿轮传动润滑油粘度推荐值见表6-62.蜗杆传动的润滑1）润滑方式的选择。闭式蜗杆传动的润滑方式一般根据啮合齿面间的滑动速度和载荷大小来确定。蜗杆传动润滑方式的选择及润滑油粘度推荐值见表6-7。图6

22、-6齿轮传动喷油润滑表6-5齿面接触应力O-H/MPa齿轮状况使用工况推荐使用的润滑油500750调质处理，不低于8精度矿井提升机、露天采掘机、水泥磨、矿山机中负荷工业齿轮7501100渗碳淬火，表面淬火热处理，硬度为5862HRC重负荷齿轮1100冶金轧钢机等高温有冲击、含水部位的齿轮传动重负荷工业齿轮油表6-6齿轮传动润滑油粘度推荐值齿轮材料强度极限O-H/MPa圆周速度v/（m/s）25钢470100010001250125015804604601000320460460220320460150220320100150220681001504668100渗碳或表面淬火的钢10004604

23、60320220150100塑料、铸铁、青铜3202201501006846表6-7蜗杆传动润滑方式和润滑油粘度推荐值滑动速度v8/（m/s）12.525工作条件重载重载中载运动粘度40C（100C）/（mm2s-1）1000（50）460（32）220（12）100（12）150（15）100（12）68（85）润滑方式浸油润滑浸油或喷油润滑喷油润滑的压力/MPa0.070.20.3当滑动速度s10m/s时，常采用浸油润滑方式。浸油润滑的蜗杆传动通常为蜗杆下置式，蜗杆浸油深度为一个齿高蜗轮外径的1/2，如图13-7a所示。对上置式蜗杆传动，蜗轮浸油深度为一个齿高蜗轮外么的1/3所示。当滑动速

24、度s10m/s时，采用喷油润滑，此时仍需要使蜗杆或蜗轮少量进入油中，如图6-8所示。图6-7蜗杆传动浸油润滑开式蜗杆传动的润滑方式多采用手工周期性润滑。2）润滑剂的选择。蜗杆传动一般都用润滑油润滑。润滑油粘度推荐值见表13-7。润滑油的牌号由粘度值通过查表6-1来确定。3.滑动轴承的润滑1）润滑方式的选择。滑动轴承的润滑方式与滑动轴承的压强p及轴颈的圆周速度有关。通常按经验公式k=p3求得k，再由k确定润滑方式。K值越大，轴承载荷越大、温度越高，供油充分。滑动轴承的润滑方式见表6-6。图6-8蜗杆传动喷油润滑表7-6 滑动轴承的润滑方式K2216163232润滑剂润滑脂润滑油润滑方式旋盖式油杯

25、或压注油杯润滑针阀油杯滴油润滑油环、飞溅及压力循环润滑压力循环润滑2）润滑剂的选择。滑动轴承润滑油的选择见表6-9。润滑油的粘度值由轴颈圆周速度及压强确定。滑动轴承润滑脂的选择（见表6-10）由轴颈圆周速度、压强及轴承工作温度确定。6-7滑动轴承润滑油的选择轴颈圆周速度v/（m/s）40C运动粘度/mm2.s-1轻载p7.530MPa9522表6-10滑动轴承润滑脂的选择轴颈圆周速度v/（m/s）压强p/MPa工作温度t/C选用润滑脂116.555752号钙基脂3号钙基脂0.5516.56105圆锥滚子轴承1.61052.31053105推力球轴承0.61051.21051.5105采用浸油润

26、滑时，为避免搅油损失过大，一般浸油深度不得超过滚动体直径的1/3。闭式齿轮减速器中的轴承可采用飞溅润滑。调整工作条件下的轴承宜采用喷油润滑或油雾润滑。2）润滑剂的选择。滚动轴承的润滑剂，取决于轴承类型、尺寸和运转条件。从使用角度看，润滑脂具用使用方便、不易油泄漏、便于密封等特点，故目前大部分轴承润滑。常用润滑脂的种类、性能及适用范围见表6-12.表6-12 常用润滑脂的种类、性能及适用范围种类性能适用范围钙基润滑脂不溶于水，抗水性高温度较低（70C）、环境潮湿的轴承钠基润滑脂耐高温，易溶于水温度较高（120C）、环境干燥的轴承钙钠基润滑脂耐热，略溶于水温度较高（81042号钙基脂、2号钠基脂2号钙基脂81043号钙基脂、3号钠基脂3号钙基脂408081042号钠基脂3号钠基脂、3号；锂基脂81043号钠基脂