机械设计基础 课件 第九章 轴与轴系部件.pptx

;第11章

轴系部件的选择与设计;目录;1）具备选择轴材料的能力。

2）具备设计轴结构的能力。

3）具备滚动轴承类型的选择能力。

4）具备轴承组合结构的设计能力。

5）具备滚动轴承的装拆能力。

6）具备选择润滑方式和密封方式的能力。

7）具备联轴器、离合器的选择能力。

8）具备轴系结构组合设计的能力。;知识目标;学习重点与难点;图9-1单级斜齿圆柱齿轮减速器;右图所示为减速器低速轴（阶梯轴）的结构示意图，图中③轴段、⑦轴段安装有轴承用来支持轴的旋转，图中④轴端、①轴端安装工作零件齿轮与联轴器。;图9-4固定心轴;挖树坑机上的传动轴;图9-6转轴;按轴线的几何形状，可分为直轴、曲轴和挠性轴三类。;图9-8挠性轴;图9-10阶梯轴;自行车的后轮轴是直轴，原来传统的轴与后轮之间是安装散滚动体的，现在新的自行车的后轴与后轮之间改用轴承，摩擦阻力小，骑行省力。图a是原来的后轴，图b是可以改装为轴承用的后轴。;图9-11空心轴;轴的材料是决定承载能力的重要因素。轴的材料除应具有足够的强度外，还应具备足够的塑性、冲击韧度、抗磨损性和抗腐蚀性；对应力集中的敏感性较小；具有良好的工艺性和经济性；能通过不同的热处理方式提高轴的疲劳强度。

轴的材料主要采用碳素钢和合金钢。碳素钢比合金钢价廉，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，故应用较广泛。常用的碳钢为优质碳素钢，为保证轴的力学性能，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等普通碳素钢。;合金钢比碳素钢的机械强度高，热处理性能好，但对应力集中的敏感性强，价格也较贵，主要用于对强度或耐磨性要求较高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，适用于制造结构形状复杂的轴（如曲轴、凸轮轴等）。

轴的毛坯选择：当轴的直径较小而又不太重要时，可采用轧制圆钢；重要的轴应当采用锻造坯件；对于大型的低速轴，也可采用铸件。

轴的常用材料及其主???力学性能见表9-1。;返回目录;第三节轴的结构设计;轴承端盖;一、轴系部件的轴向固定;轴肩或轴环;锥面;双圆

螺母;轴端

挡圈;图9-12定位轴肩的结构尺寸;轴的形状应力求简单，阶梯级数尽可能少，键槽、圆角半径、倒角、中心孔等尺寸尽可能统一，以利于加工和检验；

轴上需磨削的轴段应设计砂轮越程槽（阶梯轴的典型结构中⑥和⑦的交界处）；

车制螺纹的轴段应有退刀槽；

当轴上有多处键槽时，应使各键槽位于同一圆轴母线上（阶梯轴的典型结构）。

为便于装配，轴端均应有倒角；阶梯轴常设计成两端小中间大，以便于零件从两端装拆；各零件装配应尽量不接触其它零件的配合表面；轴肩高度不应妨碍零件的拆卸。;9-13滚动轴承;一、滚动轴承的构造及类型;图9-16滚动体的形状;滚动轴承的内圈、外圈和滚动体均采用强度高、耐磨性好的铬锰高碳钢制造，常用材料有GCr15、GCr15SiMn等。淬火后硬度可达60HRC以上。保持架多用低碳钢或铜合金制造，也可采用塑料或其他材料。

滚动轴承的类型如下所述：

l）按滚动体形状，滚动轴承可分为球轴承和滚子轴承两大类。

;图9-17滚动轴承的接触角;图9-18滚动轴承的轴心线倾斜;前置代号;调心球轴承是一种带球面外滚道的双列球轴承，它具有自动调心性，可以自动补偿由于轴的挠曲和壳体变形而引起的同轴度误差。主要承受径向载荷，也可以承受不大的轴向载荷，允许角偏差＜2°～3°，适用于多支点传动轴、刚性较小的轴以及难以对中的轴，如右图所示。;调心滚子轴承是两列对称布置的球面滚子，滚子在外圈内球面滚道里可以自由调位，可以补偿轴变形和轴承座的不对中的误差。允许角偏差＜1°～2.5°，承载能力比调心球轴承大，常用于其他种类型轴承不能胜任的重载情况，如轧钢机、大功率减速器、吊车车轮等,如右图所示。;类型代号--2;类型代号--3;类型代号--5;类型代号--6;类型代号--7;类型代号—N、NU、NJ;当宽度系列代号为O时，在轴承代号中通常省略，但在调心轴承和圆锥滚子轴承代号中不可省略。;类型代号—NA;图9-30宽（高）度系列对比;第九章轴与轴系部件;对于同一内径的轴承，由于工作所需承受负荷大小不同，寿命长短不同，必须采用大小不同的滚动体，因而使轴承的外径和宽度随着改变，这种内径相同而外径不同的变化称为直径系列，用基本代号右起第三位数字表示，其代号见下表。右图所示是不同直径系列深沟球轴承