机械基础与液压传动教学课件作者沈卓项目二.ppt

项目二 常用零部件 任务1 轴 任务2 滑动轴承 任务3 滚动轴承 任务1 轴 活动情景 观察一台车床的主轴箱(见图2-1) 。 任务要求 (1)理解轴上零件的固定和定位方式。 (2)掌握轴的结构特点、分类和功用。 (3)掌握轴的结构设计要求和设计方法。 (4)掌握轴的强度计算的两种方法。 任务引领 (1)轴的结构有什么特点? 任务1 轴 (2)轴的主要功用是什么? (3)轴上主要有哪些零件? (4)轴上零件是怎样固定的?都需要进行哪些方向的固定? (5)进行轴的结构设计时应考虑哪些问题? 归纳总结 由观察可以发现，轴是机器中的重要零件之一，它的主要功能是传递运动和转矩并支承回转零件。 1.轴的类型、特点及应用 任务1 轴 1)按承载情况不同分类 按轴所受载荷，可分为心轴、传动轴、转轴。 (1)心轴。主要承受弯矩的轴称为心轴，按轴工作时是否旋转可分为转动心 轴和固定心轴两种，如铁路车辆的轴(如图2-2 ( a)所示)、自行车的前轮轴(如图2-2 ( b)所示)。 (2)传动轴。主要承受扭矩的轴称为传动轴，图2-3所示为汽车从变速箱到后桥的传动轴。 任务1 轴 (3)转轴。工作时同时承受扭矩和弯矩的轴称为转轴，它承受周向和径向两种力，转轴在各种机器中最常见。图2-4所示为一级直齿圆柱齿轮减速器中的轴。 2)按中心线形状不同分类 按中心线形状不同，可分为直轴、曲轴和挠性软轴三类。 (1)直轴。中心线为一直线的轴，在轴的全长上直径都相等的直轴称为光轴，如图2-5(a)所示;各段直径不等的直轴称为阶梯轴，如图2-5(b)所示，由于阶梯轴上零件便于拆装和固定，又利于节省材料和减轻重量，因此在机械中应用最普遍。 任务1 轴 在某些机器中也有采用空心轴的，以减轻轴的重量或利用空心轴孔输送润滑油、冷却液等。 (2)曲轴。中心线为折线的轴为曲轴，如图2-6所示，主要用在需要将回转运动与往复直线运动相互转换的机械中，如曲柄压力机、内燃机。 (3)挠性软轴。能把旋转运动和转矩灵活地传到任何位置的钢丝软轴称为挠 性软轴，如图2-7所示，由多组钢丝分层卷绕而成，其特点是具有良好的挠性，常用于医疗器械和小型机器等移动设备上。 任务1 轴 2.轴的材料 轴的材料是决定承载能力的重要因素。选择时应主要考虑如下因素。 (1)轴的强度、刚度及耐磨性要求，抗腐蚀性。 (2)轴的热处理方法及机加工工艺性的要求。 (3)轴的材料来源和经济性等。 轴的常用材料是碳钢和合金钢。 碳钢比合金钢价廉，加工工艺性好，对应力集中的敏感性小，并可通过热处理提高疲劳强度和耐磨性，故应用最广。常用的碳钢为优质碳素钢，有:30,40,45钢等，其中45钢为最常用的。为保证轴的力学性能， 任务1 轴 一般应对其进行调质或正火处理。不重要的轴或受载荷较小的轴，也可用Q235,Q275结构钢制造。 合金钢比碳素钢机械强度高，热处理性能好。但对应力集中较敏感，价格也较高。主要用于对强度或耐磨性有特殊要求以及处于高温或腐蚀等条件下工作的轴。 高强度铸铁和球墨铸铁有良好的工艺性，并具有价廉、吸振性和耐磨性好以及对应力集中敏感性小等优点，适合于制造结构形状复杂的曲轴、凸轮轴等。 轴的毛坯选择:当轴的直径较小而又不重要时，可采用扎制圆钢;重要的轴应采用锻造坯件;对于大型的低速轴，也可采用铸件。 任务1 轴 轴的常用材料及其机械性能见表2-1. 3.轴的结构 轴的结构设计主要是确定轴的结构形状和尺寸。合理的结构应是:有利于提 高轴的强度和刚度;轴上零件定位要准确，固定要可靠;便于轴上零件装拆和调整;具有良好的加工工艺性等。 图2-8是阶梯轴的典型结构。轴上与轴承配合的部分称为轴颈。与传动零件(带轮、齿轮、联轴器等)配合的部分称为轴头，连接轴颈与轴头的非配合部分统称为轴身。设计轴的结构时，主要考虑下述几个方面。 任务1 轴 1)轴上零件的装配方案 所谓装配方案就是预定出轴上的装配方向、顺序和相互关系。轴的结构形式取决于装配方案，如图2-8所示，为厂便于轴上零件的装拆，常将轴做成阶梯轴。将齿轮、套筒、右端轴承、轴承盖和联轴器从轴的右端装配，左端轴承从轴的左端装配。在考虑厂轴的加工及轴和轴上零件的定位、装配与调整要求后，确定轴的结构形式。 2)轴上零件的定位和固定 为厂保证正常工作，零件在轴上应该定位准确、固定可靠。 (1)轴上零件的定位。定位是针对装配而言的， 任务1 轴 为厂保证准确的安装位置，在阶梯轴中，轴上零件一般利用轴肩或轴环等作安装的定位基准，如图2-8齿轮、联轴器左侧的定位。齿轮右端靠套筒作轴向定位。 (2)轴上零件的固定。 ①轴上零件的周向固定。轴向零件必须可靠地周向固定，才能传递运动和转矩，以防止零件与轴产生相对转动。可采用键、销、成形连接等连接或过盈配合。采用何种固