6.3 轴承与联轴器（课件）-《机械常识与视图》同步精品课堂（机工版）

《机械常识与视图》（高教版） 机械工业出版社 同步精品课程——中职专业课 第6章 连接 6.3 轴承与联轴器 知识目标 理解轴承的分类、结构和工作原理，包括滚动轴承（如深沟球轴承、圆锥滚子轴承等）和滑动轴承。 掌握常见滚动轴承的代号表示方法及含义。 能力目标 能够通过观察实物或示意图，准确识别不同类型的轴承和联轴器。 能够根据给定的机械传动系统参数和工作条件，合理选择适用的轴承和联轴器型号。 具备正确安装和拆卸常见轴承和联轴器的基本操作技能，并能遵循相关安全规范。 情感目标 培养对机械专业的兴趣和热爱，认识到轴承与联轴器在机械系统中的重要性，激发学习的积极性。 养成严谨细致、实事求是的科学态度，在学习和实践中注重细节，确保操作的准确性。 三维目标 导入情景 01 同学们，想象一下我们正在一个大型的汽车制造厂参观。在生产线上，一辆辆汽车正在逐步组装成型。 当我们走到发动机组装区域时，看到工人们正在小心翼翼地将发动机的各个部件连接在一起。其中，有一个关键的部件，它看起来就像一个小小的金属环，但却起着至关重要的作用，它就是轴承。 轴承使得发动机的轴能够顺畅地旋转，减少摩擦和磨损。 接着，我们来到了车辆传动系统的组装区域。这里，工人们正在安装一个将发动机的动力传递到车轮的部件，它能够允许两根轴在有一定偏差的情况下依然稳定地传递动力，这个神奇的部件就是联轴器。 无论是轴承还是联轴器，它们虽然看似不起眼，却在机械传动中扮演着不可或缺的角色。今天，就让我们一起来深入了解轴承与联轴器的奥秘！ 新知学习 02 一、 轴承的功用 轴承的功用是支撑做旋转运动的轴(包括轴上的零件)，保持轴的旋转精度和减小(轴与轴承的配合部位称为轴颈)与支承面之间的擦和损。按轴与轴承间的摩擦形式，轴承可分为两大类:滑动轴承和滚动轴承。图6-15a所示滑动轴承的结构原理图。滑动轴承工作时，轴与轴承间存在着滑动擦、为减小擦与损，在轴承内常加有润滑剂。图6-15b所示为滚动轴承的结构原理图，滚动轴承内有滚体，运行时轴承内存在着滚动擦。与滑动轴承相比，滚动轴承的与损较小。 新知学习 02 滑动轴承适用于要求不高或有特殊要求的场合，如:转速很高，承载很重、回转精度高，承受巨大冲击和报动，轴承结构需要削分，径向尺寸很小等的场合。在金属切削机床、内燃机、汽轮机、机车车辆、建筑机械以及矿山机械中的搅拌机和粉碎机中经常使用滑动轴承。 滑动轴承按其承受载荷的方向不同可分为径向滑动轴承和止推滑动轴承两大类，前者承受径向载荷，后者承受轴向载荷。若将二者组合设计在轴的某一个支点上或设计成圆锥面孔型，即可使一个支点既承受径向力又承受轴向力。 二、 滑动轴承 新知学习 02 径向轴承和止推轴承视轴及轴承装拆的需要，可设计成整体式或剖分式。整体式径向轴承(图6-16a)的特点是结构简单成本低，但磨损后无法调整轴颈与轴瓦之间的间隙。在装拆这种轴承时，轴或轴承座必须做轴向移动，从而限制了它的使用范围，一般用于低速、轻载及间歇工作的场合。剖分式径向轴承(图6-16b)的轴承座和轴瓦都采用了剖分式结构，从而克服了整体式轴承拆装不便的缺点，轴颈与轴瓦的间隙在一定范围内可以调整。当有直径与轴瓦端面外径相当的轴肩抵住轴瓦端面时，可承受其大小不超过径向载荷的40%的轴向载荷。在使用过程中，为了减少摩擦，提高轴瓦的寿命，对滑动轴承要进行润滑。 二、 滑动轴承 新知学习 02 二、 滑动轴承 新知学习 02 如图 6-17 所示，滚动轴承一般由外圈1、内圈2、滚动体3和保持架4组成，工作时内圈与轴颈配合，外圈与轴承座或机架配合。一般内、外圈均设有滚道，当内、外圈相对旋转时，滚动体沿内、外圈上的滚道滚动。滚动体有多种形式，以适合不同类型滚动轴承的结构要求，常用的滚动体有球(图6-18a)、圆柱滚子(图6-18b)、圆锥滚子(图6-18c)球面滚子(图6-18d)和滚针(图6-18e)等。保持架的作用是把滚动体均匀隔开，避免滚动体相互接触，以减小摩擦和磨损。滚动轴承具有摩擦阻力小，灵敏，效率高，润滑简便，互换性好等优点，并且已标准化。其图 6-17 滚动轴承缺点是抗冲击能力较差，高速时易出现噪声，工作寿命1-外图 2-内图 3-滚动体 4-保持架也不及液体润滑的滑动轴承。滚动轴承适用范围十分广泛，一般速度和一般载荷的场合都可采用。 三、 滚动轴承 新知学习 02 三、 滚动轴承 新知学习 02 按照 GB/T 272-1993 的规定，滚动轴承的代母由基本代号、前置代号和后置代号三部分组成，排列顺序如下: 基本代母表示滚动轴承的基本类型、结构和尺寸，一般用五个数字或字母表示类型代号、尺寸系列代号和内径代号，其组成顺序及其意义见表6-1。 四、 滚动轴承的代号 新知学习 02 例如:基本代号62304，表示6类(深沟球轴承)，尺寸系列代号为23，内径d=20mm。基本代号71108，表示7类(角接触球轴承)，尺寸系列代号为11，内径d=40mm基本代号N211、表示N类(滚子轴承)，尺寸系列代号为02，内径d=55mm。 四、 滚动轴承的代号 新知学习 02 滚动轴承按承载方向分为向心轴承和推力轴承，向心轴承主要承受径向载荷，推力轴承主要承受轴向载荷。滚动体是滚动轴承结构中的关键零件，按滚动体的形状可将滚动轴承分为球轴承和滚子轴承两大类。常用滚动轴承的基本类型、代号及主要特性见表6-2。 五、滚动轴承的基本类型 新知学习 02 六、滚动轴承的基本类型、代号及主要特性 新知学习 02 六、滚动轴承的基本类型、代号及主要特性 新知学习 02 联轴器是连接轴与轴或轴与回转件，使它们在传逆运动和动力过程中一同回转而不脱开的一种装置。在电动机转轴和机器传动轴之间多用联轴器，联器始终将两轴连接在一起，只有停机并经拆卸才能分离。 联轴器可分为三大类:由刚性传力件组成的刚性轴器;利用弹性元件的弹性变形以补偿两轴相对位移，并能缓和冲击、振动的挠性联轴器;有过保护作用的安全联轴器。刚性联轴器结构简单、成本较低，常用于无冲击，轴的对中性良好的场合，常用种类有:凸缘联轴器(图6-19a)，它是利用螺栓联接两半联轴器的凸缘以实现两轴连接的联轴器;套简联轴器(图 6-19b)，它是利用共用套简以键、销、螺纹等连接两轴的联轴器。挠性联轴器又分为无弹性元件挠性联轴器和非金属弹性元件挠性联轴器两类。 七、联轴器 新知学习 02 无性元件挠性联轴器的工作零件存在动连接，所以具有补偿相对位移的能力，滑块联轴器万向联轴器，就分别可补偿径向位移和角位移。而非金弹性元件联轴器利用弹性元件，不但可以补偿相对位移，而且具有缓冲作用，弹性套柱销联轴器，就是利用橡胶材料制成的弹性套，来补偿相对位移和起缓冲、吸振作用，它常用于频繁起动及换向的传递中，以及小转矩的高、中速轴的连接。安全联轴器利用连接件在过载时自动断开，中断两轴的联系，从而避免重要零部件受到损坏，如以销作为过载连接件的安全联轴，销的直径根据传递极限转矩时所受的力来确定。 七、联轴器 小试牛刀 题目 1： 在选择联轴器时，需要考虑的因素不包括（ ） A. 传递的转矩大小 B. 两轴的转速 C. 轴的直径 D. 轴的材料 答案：D 解析：选择联轴器主要考虑传递的转矩、转速、两轴的相对位移、工作环境等，轴的材料不是主要考虑因素。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 2： 以下哪种情况会导致滚动轴承过早失效？（ ） A. 正确的安装和润滑 B. 过大的载荷 C. 良好的密封 D. 合适的工作温度 答案：B 解析：过大的载荷会使滚动轴承承受过度的压力，导致过早失效。 尝试解答下面习题 单相变压器的基本结构包括以下哪些部分？ A. 铁芯、初级绕组、次级绕组、绝缘材料 B. 铁芯、次级绕组、初级绕组、绝缘材料 C. 铁芯、绝缘材料、初级绕组、次级绕组 D. 初级绕组、次级绕组、铁芯、绝缘材料 解析：正确答案是A。单相变压器的基本结构包括铁芯、初级绕组、次级绕组和绝缘材料等组成部分，它们共同实现电能的变压和传输。 小试牛刀 题目 3： 下列轴承中，通常具有较高的极限转速的是（ ） A. 圆锥滚子轴承 B. 推力球轴承 C. 深沟球轴承 D. 圆柱滚子轴承 答案：C 解析：深沟球轴承的摩擦系数较小，所以通常具有较高的极限转速。 尝试解答下面习题 小试牛刀 题目 4： 不能用于两轴对中不好的场合的联轴器是（ ） A. 齿式联轴器 B. 滑块联轴器 C. 万向联轴器 D. 弹性套柱销联轴器 答案：A 解析：齿式联轴器对两轴的对中性要求较高，两轴对中不好时不宜使用。 尝试解答下面习题 题目 5： 滚动轴承在一般转速下的主要失效形式是（ ） A. 塑性变形 B. 胶合 C. 磨损 D. 疲劳点蚀 答案：D 解析：在一般转速下，滚动轴承的主要失效形式是疲劳点蚀。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 6： 适用于两轴有较大综合位移的场合的联轴器是（ ） A. 凸缘联轴器 B. 十字轴式万向联轴器 C. 套筒联轴器 D. 弹性柱销联轴器 答案：B 解析：十字轴式万向联轴器能适应两轴间较大的角位移和综合位移。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 7： 角接触球轴承承受轴向载荷的能力，随接触角α的增大而（ ） A. 减小 B. 不变 C. 增大 D. 不确定 答案：C 解析：角接触球轴承承受轴向载荷的能力随接触角α的增大而增大。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 8： 以下哪种联轴器在工作时会产生附加动载荷？（ ） A. 齿式联轴器 B. 凸缘联轴器 C. 滑块联轴器 D. 弹性套柱销联轴器 答案：C 解析：滑块联轴器属于无弹性元件挠性联轴器，在工作时会产生附加动载荷。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 9： 请阐述无弹性元件挠性联轴器的特点，并说明它与有弹性元件挠性联轴器的主要区别。 答案： 无弹性元件挠性联轴器的特点： 可以补偿两轴间的相对位移，如轴向、径向和角位移。 结构较复杂，制造和安装精度要求相对较高。 不具备缓冲和减振能力。 与有弹性元件挠性联轴器的主要区别： 无弹性元件挠性联轴器依靠自身的机械结构来补偿位移，而有弹性元件挠性联轴器依靠弹性元件的变形来补偿位移。 有弹性元件挠性联轴器具有缓冲和减振的作用，能在一定程度上减少冲击和振动的传递，无弹性元件挠性联轴器则不具备此功能。 小试牛刀 尝试解答下面习题 题目 10： 请描述弹性套柱销联轴器的结构组成和工作原理，并说明其主要优点和适用范围。 答案：结构组成：弹性套柱销联轴器主要由两半联轴器、柱销、弹性套等组成。 工作原理：通过柱销将两半联轴器连接起来，弹性套在传递转矩时可以产生弹性变形，从而起到缓冲、吸振和补偿两轴相对位移的作用。 主要优点： 具有一定的缓冲和吸振能力。 结构简单，安装方便。 可以补偿一定的轴向、径向和角向位移。 适用范围：适用于载荷平稳、启动频繁、转速较高、对缓冲要求较高的中小功率传动轴系。例如，在一般的通用机械传动中，如风机、水泵等设备的传动轴连接中常有应用。 小试牛刀 尝试解答下面习题 课堂小结 03 同学们，今天我们学习了一、轴承滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。能承受径向载荷、轴向载荷或两者兼有的联合载荷。常见类型有深沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承等。基本额定动载荷和基本额定寿命是重要概念。滑动轴承适用于特殊工况，如高速、重载、高精度等。二、联轴器刚性联轴器不能补偿两轴的相对位移，如凸缘联轴器。挠性联轴器无弹性元件挠性联轴器，如十字滑块联轴器。有弹性元件挠性联轴器，如弹性套柱销联轴器。在实际应用中，选择轴承和联轴器时，需要考虑载荷性质、转速、安装精度、对中情况、工作环境等因素，以确保机械系统的正常运行和可靠性。 作业布置 04 完成课堂上未完成的练习题目，确保对轴承与联轴器的掌握。 复习轴承与联轴器的相关概念和应用，整理笔记，梳理知识框架。 完成作业本上关于轴承与联轴器习题，加深对定理的理解。 准备下节课的讨论问题：你认为轴承与联轴器在实际生活中有哪些应用？请结合具体例子进行讨论。 感谢观看 $$