第15章 轴类部件课件.ppt

图15-27轴瓦的结构 (a)整体式；(b)剖分式；(c)分块式 　　为了改善轴瓦表面的摩擦性能，提高承载能力，常在轴瓦的内表面浇注一层减摩材料（如轴承合金等），此层材料称为轴承衬（简称轴衬）。为使轴衬牢固地贴附在轴瓦的内表面，常在轴瓦上预制一些燕尾式沟槽等，如图15-28所示。 图15-28轴衬 　　为了把润滑油导入整个摩擦表面之间，在轴瓦的非承载区需开设油槽，如图15-29所示。油槽的长度要适宜，因为如果油槽太长，则会使润滑油从轴瓦端部大量流失；如果油槽过短，则润滑油将流不到整个轴瓦与轴颈的接触表面。油槽的长度一般取轴瓦长度的80%，轴瓦的结构尺寸可参看机械设计手册。 图15-29油槽 15.2.2滚动轴承 　　1.滚动轴承的构造 　　滚动轴承的基本构造如图15-30所示，它是由外圈1、内圈2、滚动体3和保持架4四个基本元件组成的，有的轴承还有其他的附属元件。多数情况内圈随轴一起转动，外圈不动，但也存在相反的情况或内、外圈一起转动。内、外圈上都有滚道，滚动体沿滚道滚动，并且可以限制滚动体的侧向位移。保持架的作用是把滚动体彼此均匀地隔开，避免运动时相互碰撞，以减少滚动体的磨损。滚动轴承内圈与轴配合，外圈与轴承座孔或机座配合。 图15-30滚动轴承的构造 　　2.滚动轴承的类型 　　根据所能承受的载荷的方向，滚动轴承可分为向心轴承和推力轴承两大类；根据滚动体的形状，滚动轴承又可分为球轴承和滚子轴承。常用滚动体的形状如图15-31所示。 图15-31滚动体的形状 表15-1滚动轴承的主要类型、特性及应用 表15-1滚动轴承的主要类型、特性及应用 表15-1滚动轴承的主要类型、特性及应用 表15-1滚动轴承的主要类型、特性及应用 　　3.滚动轴承的代号 　　国标规定了滚动轴承代号的表示方法，并要求打印在轴承端面上。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构成，用阿拉伯数字和拉丁字母等表示，其构成如表15-2所示。 表15-2滚动轴承代号的构成 　　3.横截面上的应力 　　1）几何方面 　　为了研究圆轴横截面上的应力情况，可进行圆轴扭转实验。实验前在圆轴表面画若干垂直于轴线的圆周线和平行于轴线的纵向线，在圆轴端面上标出一条半径(如图15-16（a）所示)。轴的两端施加一对平衡的外力偶Me，使圆轴扭转。当扭转变形较小时，可观察到各圆周线的形状、大小、间距保持不变，仅绕轴线作相对转动；纵向线仍保持直线但倾斜了一个相同的角度γ，γ称为剪应变。原来的矩形变成平行四边形，端面的半径转过了φ角度(如图15-16（b）所示)。根据这些变形特点可得到以下两点结论： 图15-16扭转变形现象 　　（1）假设圆轴的横截面变形前为平面，变形后仍为平面，其大小和形状不变。 　　（2）由于圆周线距离不变，故横截面上无正应力。相邻横截面之间发生相对错动，因此，横截面上必然有垂直于半径方向的剪应力存在。 　　在圆轴上截取长为dx的微段，放大后如图15-17所示。横截面2-2相对于1-1转过了一个角度dφ，半径O2B转至O2C处。由于纵向线倾斜γ角度，即A点的剪应变为γ，且　　　　　　　　　　　　　　　。同样，可推得在距轴线为ρ的A′点处的剪应变γρ为 (15-2) 式中：　　称为单位长度转角，用φ′表示，即　　　　　。由于各纵向线倾斜了相同的γ角，因此，在同一横截面上，φ′为常量。从式(15-2)可知，横截面上任一点的剪应变γρ与该点到轴线的距离成正比。 图15-17微段轴的变形情况 　　2）物理方面 　　实验表明，在线弹性范围内，某一点处的剪应力与其相应的剪应变成正比，即 (15-3) 式(15-3)表明，横截面上任一点剪应力τρ与该点到轴线的距离ρ成正比，其方向垂直于半径。实心圆轴与空心圆轴横截面上剪应力分布如图15-18所示。 图15-18扭转变形的剪应力分布 (a)实心圆轴横截面上的剪应力分布；(b)空心圆轴横截面上的剪应力分布 　　3）静力学方面 　　为了求出单位长度转角　　，可应用静力学关系。圆轴横截面上的扭矩T应由横截面上无数微剪力对轴线的力矩所组成，由此可确定横截面上剪应力的指向为顺着扭矩的转向。从图15-19中可以得出： 将式(15-3)代入，并注意到　　和G为常量，可得： (15-4) 图15-19 剪应力与扭矩的关系 　　令　　　　　　，IP称为横截面对圆心O点的极惯性矩，也称截面的二次极矩，单位为m4或mm4，它只与横截面的几何形状和尺寸有关。式(15-4)可写成： (15-5) 将式(15-5)代入式(15-3)得： (15-6) 当ρ=R时，剪应力最大，即圆轴横截面上边缘点的剪应力最大。其值为 令　　　　，则上式变为 (1