机械设计 第12章 轴系零部件.doc

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1、第十二章轴系零部件案例导入：通过观察实物或减速器输出轴，说明轴是组成机器的重要零件之一，各种作回转或摆动的零件（如齿轮、带轮等），都必须安装在用轴承正确支撑的轴上才能正常运动及传递动力，本章主要介绍轴、轴承、键和销的结构特点及设计计算。图12-1减速器的输出轴轴是机械设备中的重要零件之一，它的主要功能是直接支承回转零件，如齿轮、车轮和带轮等，以实现回转运动并传递动力,轴要由轴承支承以承受作用在轴上的载荷。这种起支持作用的零部件称为支承零部件。而且有很多的轴上零件需要彼此联接，它们的性能互相影响，所以将轴及轴上

2、零部件统称为轴系零部件。如图12-1所示减速器的输出轴由轴1、轴承2、齿轮3、联轴器4、键5等组成。第一节滑动轴承一、概述轴承是支承轴的部件，根据轴承工作的摩擦性质，可分为滑动轴承和滚动轴承两大类。一般情况下，滚动摩擦小于滑动摩擦，因此滚动轴承应用很广泛，但滑动轴承具有工作平稳、无噪声、耐冲击、回转精度高和承载能力大等优点，所以在汽轮机、精密机床和重型机械中被广泛地应用。滑动轴承按摩擦状态可分为：(1)液体摩擦滑动轴承。轴承工作时在轴颈和轴承的工作表面之间被一层润滑油膜完全隔开，因而金属工作表面之间无摩擦和磨

3、损。(2)非液体摩擦滑动轴承。轴颈和轴承的工作表面之间未形成足够厚的油膜，局部金属直接接触，因而存在着摩擦和磨损。二、滑动轴承的主要类型和结构按受载荷方向不同，滑动轴承可分为径向轴承和止推轴承。图12-2整体式滑动轴承(1)径向滑动轴承。用于承受径向载荷，常用滑动轴承的结构形式及其尺寸已经标准化，应尽量选用标准形式。图12-2所示为整体式滑动轴承。还可在机架或箱体上直接制出轴承孔，如图12-2a)，再装上轴套成为无轴承座的整体式滑动轴承。整体式滑动轴承结构简单，制造方便，但轴套磨损后轴承间隙无法调整；装拆时轴

4、或轴承需轴向移动，故只适用于低速、轻载和间歇工作的场合。如小型齿轮油泵、减速箱等。图12-3所示为剖分式滑动轴承,由上轴瓦1、螺栓2、轴承盖3、轴承座4、下轴瓦5等组成。为了提高安装的对心精度，在剖分面上设置有阶梯形止口。考虑到径向载荷方向的不同，剖分面可以制成水平式（图a）和斜开式（图b）两种。但使用时应保证径向载荷的作用线不超出剖分面垂直中线左右各35°的范围。剖分式滑动轴承装拆方便，轴瓦磨损后可方便更换及调整间隙，因而应用广泛。径向滑动轴承还有其他许多类型。如图12-4所示为调心轴承。把轴瓦支承面做成球

5、面，使其能自动适应轴线的偏转和变形。图12-4调心轴承a）b）图12-3剖分式滑动轴承a)b)c)d)图12-5止推滑动轴承(2)止推滑动轴承。止推滑动轴承用来承受轴向载荷，如图12-5所示。按轴颈支承面的形式不同，分为实心式、空心式、环形式三种。图a）为实心止推轴颈，当轴旋转时，由于端面上不同半径处的线速度不相等，因而使端面中心部的磨损很小，而边缘的磨损却很大，结果造成轴颈端面中心处应力集中。实际结构中多数采用空心轴颈（图b），可使其端面上压力的分布得到明显改善，并有利于储存润滑油；图c）为单环形推力轴颈；

6、图d）为多环形推力轴颈，由于支承面积大，故可承受较大的载荷。三、轴瓦和轴承衬(1)轴瓦的结构。轴瓦是滑动轴承中直接与轴颈接触的重要零件，常用的轴瓦有整体式和剖分式两种。整体式轴瓦又称轴套，如图12-6所示，用于整体式滑动轴承，剖分式轴瓦用于剖分式滑动轴承（如图12-7所示）。为了改善轴瓦表面的摩擦性能，可在轴瓦内表面浇注一层轴承合金等减摩材料（称为轴承衬），厚度为0.5～6mm。为使轴承衬牢固地粘在轴瓦的内表面上，常在轴瓦上预制出各种形式的沟槽，如图12-8所示，图a）、b）用于钢制轴瓦，图c）用于青铜轴瓦。

7、为使润滑油均布于轴瓦工作表面，在轴瓦的非承载区开设油孔和油槽，如图12-9所示。油槽不宜过短，以保证润滑油流到整个轴瓦与轴颈的接触表面。但是，不得与轴瓦端面开通，以减少端部泄油。(2)材料。轴瓦和轴承衬材料直接影响轴承的性能，应根据使用要求，经济性要求合理选择。由于滑动轴承的主要失效形式是磨损、胶合，当强度不足时也可能出现疲劳破坏。因此，轴瓦和轴承衬材料应具备下述性能：①耐磨、耐腐蚀、抗胶合能力强；②摩擦系数小；③导热性好；④足够的强度和一定的塑性；⑤良好的跑合性。图12-6整体式轴瓦图12-7剖分式轴瓦图1

8、2-8轴承衬常用轴瓦和轴承衬材料的牌号和性能见表12-1所示。此外还可采用粉末合金（如铁—石墨、青铜—石墨）、非金属材料（如塑料、橡胶和木材等）作轴承材料。表12-1常用轴瓦和轴承衬材料的牌号和性能轴瓦材料最大许用值最高工作温度oC性能比较备注[]（MPa）[](ms-1)[](MPams-1)铸造锡锑轴承合金ZSnSb11Cu6平稳载荷150摩擦系数小，抗胶合性良好，耐腐蚀，易磨合,变载荷下易疲劳