轴类零件种类及功能第1页，课件共146页，创作于2023年2月2.1轴2.1.1轴的种类及应用按照轴的轴线形状不同，轴可以分为曲轴[图2-1(a)]、直轴(图2-2)和挠性轴[图2-1(b)]三大类。1.曲轴是往复式机械中的专用零件，可以将回转运动转变为直线往复运动或将直线往复运动转变为回转运动。2.直轴按照外形的不同，可以分为光轴[图2-2(a)]和阶梯轴两类[图2-2(b)]。将轴制成空心的[图2-2(c)]，如车床的主轴。下一页返回第2页，课件共146页，创作于2023年2月2.1轴可将直轴按照所受载荷的不同，分为转轴、心轴和传动轴三大类。
(1)转轴。既支承回转零件又传递动力，同时承受弯曲(弯矩)和扭转(转矩)两种作用的轴称为转轴。转轴是机械中最常用的轴。在图2-3(a)所示减速装置传动简图中，联轴器6所联接的左、右两根轴，传动带2联接的轴，小齿轮3联接的轴都是转轴。图2-3(b)所示为与联轴器左半边相联接的减速装置输出轴的结构简图。上一页下一页返回第3页，课件共146页，创作于2023年2月2.1轴
(2)心轴。用来支承转动的零件，只承受弯曲作用(弯矩)，而不传递动力(转矩)的轴称为心轴。既有转动的心轴，如图2-4(a)所示的车轴;也有固定不动的心轴，如图2-4(b)所示滑轮支承轴。
(3)传动轴用来传递动力(转矩)，只承受扭转作用而不受弯曲(弯矩)作用或弯曲(弯矩)作用很小的轴称为传动轴，如图2-5所示为汽车传动轴(轴是空心的，由自重所引起的弯曲作用很小)。上一页下一页返回第4页，课件共146页，创作于2023年2月2.1轴2.1.2轴的结构1.常用轴的结构光轴虽然结构简单、加工方便，但是轴上零件如齿轮、带轮和轴承等的固定和装拆不便，在工程上的应用不广。阶梯轴的结构多种多样，没有标准的形式。阶梯轴的各个阶台均有其作用，工程上多用阶梯轴。轴的结构应满足下述三个方面的要求:.轴上零件要便于用手安装和拆却;.安装在轴上的零件，要牢固可靠的相对固定;.轴的结构应便于加工和尽量避免或减小力集中。下一页返回上一页第5页，课件共146页，创作于2023年2月2.1轴2.估算轴颈按轴上各段的不同作用一般可分三部分。被轴承支承的部位称为支承轴颈，支承回转零件（如齿轮、联轴器等）的部位称为轴妥。联接配合轴颈与轴妥的部分称为轴身。轴的直径除根据强度计算确定外，通常可应用经验式进行估算。轴的各部位直径应符合标准尺寸系列，支承轴颈的直径还必须符合轴承内孔的直径系列。不同级别低速轴的轴径可按同级齿轮副的中心距
来估算，如用经验式估算。估算后的轴径，应圆整为标准尺寸值，如下表2-1:上一页下一页返回第6页，课件共146页，创作于2023年2月2.1轴2.1.3轴上零件的固定方法1.轴上零件的轴向固定方法轴上零件轴向固定是为了防止零件作轴向移动，保证零件在轴上有确定的轴向位置，并能承受轴向力。常用的方法有利用轴肩、轴环、圆锥面，以及采用轴端挡圈、轴套、圆螺母、弹性挡圈等零件进行轴向固定。
(1)轴套固定轴套又称为套筒，轴套固定结构简单、装拆方便，用其轴向固定零件时，主要依靠已确定位置的零件来作轴向定位，适用于相邻两零件间距较小的场合(图2-6)。上一页下一页返回第7页，课件共146页，创作于2023年2月2.1轴
(2)轴端挡圈和圆锥面固定当零件位于轴端位置时，可以利用轴端挡圈或者圆锥面加挡圈进行轴向固定的方法。图2-7所示就是用轴端挡圈定位，采用图示的锁紧装置可以防止轴端挡圈和螺钉松动。无轴肩和轴环的轴端，可采用图2-8所示圆锥面加挡圈进行轴向固定，这种固定有较高的定心精度，并能承受冲击载荷。
(3)轴肩和轴环固定这是一种最常用的固定方法，常用于齿轮、带轮、轴承和联轴器等传动零件的轴向固定。轴肩和轴环是指阶梯轴的截面变化部位(图2-9)。用轴肩和轴环轴向固定轴上零件，具有定位可靠、结构简单、能够承受大强度的轴向力等优点。上一页下一页返回第8页，课件共146页，创作于2023年2月2.1轴
(4)弹性挡圈固定弹性挡圈结构简单紧凑、拆装方便，但缺点是能承受的轴向力较小，而且要求切槽尺寸保持精确度，以免出现弹性挡圈不能装入切槽或者弹性挡圈与被固定零件间存在空隙的现象。图2-10所示为利用弹性挡圈作轴向固定。
(5)圆螺母固定使用圆螺母作轴向固定，通常是无法采用轴套固定或轴套太长时才采用(图2-11)。这种方法通常用在轴的中部或端部位置，具有固定可靠、装拆方便、能承受较大的轴向力的优点。上一页下一页返回第9页，课件共146页，创作于2023年2月2.1轴2.轴上零件的周向固定方法为了传递转矩及防止零件与轴产生相对运动，常采用转动轴上零件周向固定的方法。常采用键和过盈配合等方法实现零件的周向固定。
(1)用过盈配合作周向固定不拆卸的轴与轮毅的连接常用这种方法。由于包容件轮毅的配合尺寸(孔径)小于被包容件轴的配合尺寸(轴颈直径)，装配后在两者之间产生较大压力，通过此压力所产生的摩擦力来传递转矩。采用键联接与过盈配合组合的固定方法可以针对于对中性要求高，以传递大的转矩及使轴上零件的周向固定更加牢固。上一页下一页返回第10页，课件共146页，创作于2023年2月2.1轴
(2)用键作周向固定采用键连接作为轴上零件的周向固定应用最广。用平键连接作周向固定，结构简单，制造容易，装拆方便，对中性好，可用于较高精度、较高转速及受冲击或变载荷作用的固定连接。
(3)其他方法作周向固定当轴传递的载荷很小时，可以用圆锥销(图2-12)或紧定螺钉(图2-13)的方法作周向固定。这两种方法均兼有轴向固定的作用。上一页下一页返回第11页，课件共146页，创作于2023年2月2.1轴2.1.4轴的加工工艺为了保证轴的精度以及便于轴的加工，必要时应设置中心孔。为便于轴上零件的装拆，阶梯轴的直径应该是由中间向两端依次减小，两端小，中间大。为便于螺纹车刀退出，轴上有螺纹时，应有退刀槽(图2-14);需要磨削的阶台轴，应留有越程槽(图2-15)。为便于装配，当轴上装有质量较大的零件或与轴颈过盈配合的零件时，其装入端应加工出半锥角为
(2)止推滑动轴承止推滑动轴承是只承受轴向载荷的滑动轴承。止推端面有实心与空心两种形式，与环形的止推垫圈相接触(图2-41);止推环有单环与多环两种形式(图2-42)，多环式止推滑动轴承支承面积较大，适用于推力较大的场合。图2-43所示为一种常见的止推滑动轴承，由轴承座1、衬套2、轴套3、止推轴瓦4和销钉5等组成。轴瓦的底部为球面与轴承座相接触，可以自动调整位置，以保证轴承摩擦表面的良好接触，轴的端面与止推轴瓦是轴承的主要工作部分。上一页下一页返回第30页，课件共146页，创作于2023年2月2.4轴承3.滑动轴承的工作原理和特点滑动轴承按其工作表面的摩擦状态分为两种:液体摩擦轴承和非液体摩擦轴承。摩擦表面完全被润滑油隔开的轴承称为液体摩擦滑动轴承如图2-44所示。这种轴承的摩擦因数很小，其摩擦阻力仅来自润滑油的内部摩擦。摩擦表面不能被润滑油完全隔开的轴承称为非液体摩擦滑动轴承。由于润滑油的吸附作用，在轴瓦或轴套与轴颈表面会形成一层厚度极薄油膜，使一部分相对滑动表面被油膜隔开，从而减小了滑动副的摩擦因数。上一页下一页返回第31页，课件共146页，创作于2023年2月2.4轴承4.轴瓦(轴套)的材料
(1)常用的轴瓦(轴套)材料①铸造铜合金。这种材料的强度高，减摩性、耐磨性和导热性都较好，但材料的硬度较高，故要求轴颈也要有较高的硬度。②轴承合金(又称巴氏合金)。该材料具有减摩性、耐磨性、跑合性(指材料消除表面粗糙不平，使相对滑动物体表面相互吻合的性能)、导热性和制造工艺性好等优点。③铸铁。铸铁有耐磨铸铁MT和灰铸铁(如HT150，HT200)两种。上一页下一页返回第32页，课件共146页，创作于2023年2月2.4轴承④粉末冶金。粉末冶金制品是一种多孔性成型复合材料，用粉末状的铜或铁与石墨粉调和经压制和烧结而形成。⑤聚酞胺(PA)(俗称尼龙)。有较好的自润性(无须外加润滑剂即可正常工作)、耐磨性、减振性和耐腐蚀性。
(2)材料特点①吸附能力强。对润滑油吸附能力强便于建立牢固的润滑油膜，改善工作条件。②良好的导热性。导热性好，则利于保持油膜，保证轴承的承载能力。上一页下一页返回第33页，课件共146页，创作于2023年2月2.4轴承③高强度和可塑性。材料强度高，能保证在冲击、变载及较高压力下有足够的承载能力。④减摩性和耐磨性。良好的减摩性是指轴瓦(轴套)材料的摩擦因数小，与钢质轴颈不易产生胶合，相对滑动时不易发热，功率损失少。5.滑动轴承的润滑
2.滚动轴承的类型和代号
(1)滚动轴承的类型滚动轴承(滚针轴承除外)共12种基本类型。轴承类型代号用数字或字母表示，如表2-4所示:上一页下一页返回第38页，课件共146页，创作于2023年2月2.4轴承
(2)滚动轴承的代号滚动轴承类型很多，为了区别不同类型、结构、尺寸和精度的轴承，GB/T272-1993规定了用字母加数字的方法来表示滚动轴承的代号，便于组织生产和使用。轴承代号由前置代号、基本代号和后置代号构成，其排列顺序如下:前置、后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时，在其基本代号左右添加的补充代号。上一页下一页返回第39页，课件共146页，创作于2023年2月2.4轴承基本代号表示滚动轴承的基本类型、结构和尺寸，是轴承代号的基础。基本代号由轴承类型代号(见表2-4)、尺寸系列代号、内径代号构成，排列如下:尺寸系列代号，尺寸系列代号由轴承的宽(高)度系列代号和直径系列代号组合而成。直径系列代号则表示具有同一内径而外径不同的轴承系列。尺寸系列代号的表示方法见表2-5。常用的轴承类型、尺寸系列代号及由轴承类型代号、尺寸系列代号组成的组合代号见表2-6。表示滚动轴承的内径代号见表2-7。上一页下一页返回第40页，课件共146页，创作于2023年2月2.4轴承
3.滚动轴承的特点滚动轴承的内、外圈和滚动体应具有较高的硬度、耐磨性、接触疲劳强度和冲击韧性的特点。与滑动轴承比较，滚动轴承在使用上有以下优缺点(见表2-8)。
4.滚动轴承的失效形式
(1)各种原因造成的磨损轴承早期磨损一般是润滑不良或杂物和灰尘的侵入，使得轴承旋转精度降低、噪声增大、温度升高，最终导致轴承失效。
(2)外力造成的塑性变形作间歇转动或转速低的轴承，在大的静载荷或冲击载荷作用下，会使轴承的滚动体和滚道接触处的局部应力超过材料的屈服极限，上一页下一页返回第41页，课件共146页，创作于2023年2月2.4轴承
5.滚动轴承类型的选择滚动轴承是标准化零部件，种类繁多，特性各异，选择取决于工作条件和具体要求，如载荷的方向、大小和性质，运转速度，尺寸大小，是否有调心要求等。
6.滚动轴承的密封与润滑滚动轴承密封的目的是为了阻止轴承内润滑剂的流失，并防止外部的灰尘、水分及其他杂质进入轴承。常用的密封形式见表2-9。上一页返回第42页，课件共146页，创作于2023年2月2.5联轴器2.5.1挠性联轴器挠性联轴器是能补偿两轴相对位移的联轴器，又分为弹性联轴器和无弹性元件挠性联轴器两类。
1.弹性联轴器利用弹性元件的弹性变形来补偿两轴相对位移和缓冲、吸振的挠性联轴器称为弹性联轴器。下一页返回第43页，课件共146页，创作于2023年2月2.5联轴器
(1)弹性套柱销联轴器图2-50所示为弹性套柱销联轴器，其将一端带有弹性套的柱销装在两半联轴器凸缘孔中，而实现两半联轴器的联接。它的结构与凸缘联轴器相似，只是两个半联轴器的联接不是用螺栓，而是柱销，每个柱销上装有几个橡胶圈或皮革圈，补偿两轴的相对位移并缓和冲击、吸收振动。
(2)弹性柱销联轴器弹性柱销联轴器将若干非金属材料制成的柱销，置于两半联轴器凸缘孔中，而实现两半联轴器的联接(图2-51)。弹性柱销联轴器可允许较大的轴向窜动，但径向位移和偏角位移的补偿量不大。上一页下一页返回第44页，课件共146页，创作于2023年2月2.5联轴器2.无弹性元件挠性联轴器(1)滑块联轴器滑块联轴器是由两个带有凹槽的半联轴器和两端面都有凸桦的中间圆盘组成的。中间圆盘两端面上的凸桦相互垂直，可嵌入半联轴器相应的凹槽，见图2-52。
(2)万向联轴器万向联轴器允许在较大角位移时传递转矩，属无弹性元件挠性联轴器。最常见的是十字轴万向联轴器，它由两个叉形半联轴器和十字轴组成(图2-53)。十字轴万向联轴器成对使用组成双万向联轴器(图2-54)。
(3)鼓形齿联轴器，鼓形齿联轴器通过内外齿啮合，实现两半联轴器的联接(图2-55)。上一页下一页返回第45页，课件共146页，创作于2023年2月2.5联轴器2.5.2刚性联轴器刚性联轴器不能补偿两轴有相对位移的联轴器，常用的有套筒联轴器、凸缘联轴器等。
1.套筒联轴器如图2-56所示，套筒联轴器是利用套筒及连接零件(键或销)将两轴连接起来。(a)中的螺钉用作轴向位置固定，(b)用销子联接并作轴向固定。套筒联轴器结构简单、径向尺寸小、容易制造，但缺点是装拆时因需作轴向移动而使用不太方便。适用于载荷不大、工作平稳、两轴严格对中并要求联轴器径向尺寸小的场合。上一页下一页返回第46页，课件共146页，创作于2023年2月2.5联轴器
1.牙嵌离合器如图2-59所示的牙嵌离合器，它是由两个端面带牙的半联轴器组成。常用的凸牙形状(沿圆周展开)如图2-60所示。其中，正梯形凸牙强度高，易于接合，能传递较大的转矩并自动补偿凸牙的磨损与间隙，应用较广。下一页返回第49页，课件共146页，创作于2023年2月2.6离合器2.齿形离合器齿形离合器多用于机床变速箱内，是用内齿和外齿组成嵌合副的离合器(图2-61)。
1.锥形制动器
图2-68所示为锥形制动器。内锥体2用导向平键与传动轴1联接，外锥体3固定在箱体壁4上。通过操纵手柄将内锥体向右推向外锥体，使两内、外锥面贴紧，依靠两锥面间的摩擦力矩对传动轴实现制动。
2.蹄鼓制动器
图2-69所示为蹄鼓制动器。在弹簧3的作用下，制动臂4及制动蹄2抱住制动鼓1，制动鼓处于制动状态。当松闸器6通人电流时，在电磁力的作用下，通过推杆5松开制动鼓两边的制动蹄。松闸器也可以用人力、液压、气压操纵。下一页返回第55页，课件共146页，创作于2023年2月2.7制动器3.带状制动器
键槽剖面尺寸返回第78页，课件共146页，创作于2023年2月图2-19普通平键的形式及加工形式返回第79页，课件共146页，创作于2023年2月图2-20导向平键联接返回第80页，课件共146页，创作于2023年2月表2-2平键和键槽公差国家标准(GB1095-97)返回第81页，课件共146页，创作于2023年2月图2-21平键选用实例上一页返回第82页，课件共146页，创作于2023年2月表2-3平键联接配合种类
1一滑动轴承座;2一轴瓦或轴套;3一止推垫圈返回第96页，课件共146页，创作于2023年2月图2-35自位滑动轴承返回第97页，课件共146页，创作于2023年2月图2-36轴颈与轴承接触不良上一页下一页返回第98页，课件共146页，创作于2023年2月图2-37整体式径向滑动轴承1一滑动轴承;2一轴套;3一紧定螺打返回第99页，课件共146页，创作于2023年2月图2-38可调间隙式滑动轴承(a)内锥外柱式;(b)内柱外锥式;(c)轴瓦的切槽
尺寸系列代号返回第113页，课件共146页，创作于2023年2月表2-6常用的轴承类型、尺寸系列代号及其和轴承基本代号返回第114页，课件共146