第十章 支承零部件-知识点清单

《机械基础》机工版 十、支承零部件 知识点清单 10.1 轴的分类及应用 10.2 轴的材料及其选择 10.3 轴的结构分析 10.4 滚动轴承 10.5 滑动轴承 10.6 联轴器 10.7 离合器 10.1 轴的分类及应用 知识点一 心轴 1.定义 主要承受弯矩的轴称为心轴。根据工作状态，心轴又分为转动心轴和固定心轴。 2.概念解释 弯矩：是使物体产生弯曲的力矩。 转动心轴：工作时转动的心轴，例如机车轮轴。 固定心轴：工作时不转动的心轴，例如自行车前轮轴。 知识点二 传动轴 1.定义 主要承受转矩的轴称为传动轴。 2.概念解释 转矩：是使物体产生旋转的力矩。 传动轴：如汽车从变速器到后桥的传动轴，主要承受转矩。 知识点三 转轴 1.定义 既受弯矩又承受转矩的轴称为转轴。 2.概念解释 弯矩：是使物体产生弯曲的力矩。 转矩：是使物体产生旋转的力矩。 转轴：如单级圆柱齿轮减速器中的转轴，该轴上两个轴承之间的轴段承受弯矩，联轴节与齿轮之间的轴段承受转矩。 知识点四 直轴、曲轴和挠性轴 1.定义 按轴线的几何形状，轴可分为直轴、曲轴和挠性轴三类。 2.概念解释 直轴：轴线为直线的轴。 曲轴：常用于往复式机械中，以实现运动的转变和动力的传递。 挠性轴：由几层紧贴在一起的钢丝层构成，能把旋转运动和不大的转矩灵活地传递到任何位置，但不能承受弯矩。 知识点五 光轴、阶梯轴和空心轴 1.定义 轴按形状又可分为光轴、阶梯轴和空心轴三类。 2.概念解释 光轴：各截面直径相同的轴，加工方便，但零件不易定位。 阶梯轴：各截面直径不同的轴，便于零件定位。 空心轴：内部为空心的轴，减轻重量，提高强度。 10.2 轴的材料及其选择 知识点一 轴的材料及其选择 1.定义 轴的材料是指用于制造轴的金属材料，主要包括碳素钢和合金钢。选择轴的材料时，需考虑其强度、硬度、冲击韧度、耐磨性、塑性、对应力集中的敏感性、工艺性和经济性。 2.概念解释 强度：指材料抵抗外力破坏的能力。 硬度：指材料抵抗局部变形的能力。 冲击韧度：指材料在冲击载荷作用下吸收能量并发生断裂的能力。 耐磨性：指材料抵抗磨损的能力。 塑性：指材料在外力作用下产生永久变形而不破裂的能力。 对应力集中的敏感性：指材料在应力集中处容易发生裂纹扩展的倾向。 工艺性：指材料加工的难易程度。 经济性：指材料的成本效益。 3.概念特征和属性 碳素钢：价格便宜，对应力集中的敏感性小，可通过热处理提高强度和硬度，应用广泛。常用的有优质碳素钢和普通碳素钢。 合金钢：强度高，热处理性能好，但对应力集中的敏感性强，价格较贵，适用于对强度或耐磨性要求较高的场合。 高强度低合金钢：结合了碳素钢和合金钢的优点，价格低，吸振性和耐磨性好，对应力集中的敏感性较低，适用于形状复杂的轴。 10.3 轴的结构分析 知识点一 轴的结构分析 1.定义 轴的结构是指轴的设计形式，包括轴的外形、剖面形状、零件定位和固定方式等，以满足机械性能和工艺要求。 2.概念解释 等强度外形：指轴的各部分强度相等，以节省材料和减轻质量。 高刚度剖面形状：指轴的截面形状设计成能承受较大载荷且不易变形。 定位和固定：指轴上零件的安装位置和固定方式，确保零件在轴上的稳定性和可靠性。 标准零件：指符合国家标准或规范的零件，如轴承、联轴器、密封圈等。 应力集中：指轴上某些部位因形状突变而产生的应力集中现象，影响轴的疲劳强度。 3.概念特征和属性 阶梯轴：常见的轴结构形式，接近等强度，加工简单，有利于轴上零件的装拆、定位和固定。 轴颈：安装轮毂或轴承的轴段。 轴身：连接轴头和轴颈的部分。 轴肩：用于定位轴上零件的凸起部分。 知识点二 轴上零件的定位和固定 1.定义 轴上零件必须可靠地周向固定和轴向固定，才能传递运动与动力。周向固定可采用键、花键、销等方式；轴向固定主要利用轴本身的结构（如轴肩、轴环、锥面等）或附件（如套筒、圆螺母、弹性挡圈等）。 2.概念解释 周向固定：确保零件与轴同步旋转，在轴上不发生相对转动，从而能够传递扭矩。常用方法有键连接、花键连接、销连接等。 轴向固定：防止零件沿轴线方向移动，保证零件在轴上的位置稳定。主要通过轴肩、轴环、套筒、圆螺母等实现。 定位：确定零件在轴上的准确位置，通常使用轴肩或轴环来实现。为了确保零件紧靠定位面，轴肩或轴环处的圆角半径r应小于零件轮毂孔的圆角R或倒角C1。轴肩或轴环的高度一般取或 （为配合处的轴径），轴环宽度。 知识点三 轴的加工和装配工艺性 1.定义 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。轴的设计应考虑刚度和装配方便性，如阶梯轴设计成两端大、中间小，以便于装配，轴端均应有倒角。 2.概念解释 加工工艺性：指轴的形状和尺寸设计应便于加工和检验，减少加工难度和成本。 装配工艺性：指轴的设计应便于装配和拆卸，确保各零件能够顺利装拆，不影响其他零件的配合表面。 3.概念特征和属性 形状简单：阶梯级数少，键槽、圆角半径、倒角、中心孔等尺寸统一，便于加工和检验。 刚度要求：高刚度的轴在设计时应考虑紧配合，确保零件与轴的紧密连接。 装配方便：阶梯轴设计成两端大、中间小，便于装配；轴端有倒角，便于零件装拆；各零件装配应尽量不在轴上积集其他零件的配合表面。 10.4 滚动轴承 知识点一 轴承的功用和特点 1.定义 轴承是机器中用来支承轴和轴上零件的重要部件，它能使轴自由旋转，减少回转摩擦力，并支承轴向和径向载荷。 2.概念解释 支承轴和轴上零件：轴承的主要功能是支撑轴及其上的零件，确保其正常运转。 减少回转摩擦力：通过减少轴与支撑结构之间的摩擦，提高机械效率。 支承轴向和径向载荷：轴承能够承受来自不同方向的力，包括轴向（沿轴线方向）和径向（垂直于轴线方向）的载荷。 3.概念特征和属性 按接受载荷性质分类： o滚动轴承：内部有滚动体，摩擦小、易启动、适用范围广。 o滑动轴承：内部无滚动体，依靠滑动接触，适用于低速、重载场合。 按所受径向力方向分类： o向心轴承：主要承受径向载荷。 o推力轴承：主要承受轴向载荷。 知识点二 滚动轴承的构造及类型 1.定义 滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体及保持架四部分组成，其中滚动体是必不可少的组成部分。 2.概念解释 内圈：通常与轴颈装配在一起，承受轴向和径向载荷。 外圈：安装在轴承座孔内，承受轴向和径向载荷。 滚动体：在内圈和外圈之间滚动，减少摩擦。 保持架：将滚动体均匀分隔开，防止其相互接触和磨损。 3.概念特征和属性 滚动体形状：滚动体的形状有球形、圆柱形、圆锥形、滚针、滚柱形等多种。 材料：内圈、外圈和滚动体采用高强度、耐磨性好的铬锰硅钢制造，如 GCr15、GCr15SiMn 等，硬度可达60HRC以上；保持架多用低碳钢钢板或塑料制造。 知识点三 滚动轴承的类型及代号 1.定义 滚动轴承的代号由基本代号、前置代号及后置代号组成，用于表示轴承的基本类型、结构和尺寸。 2.概念解释 基本代号：表示轴承的基本类型、结构和尺寸。 前置代号：表示成套轴承分部件。 后置代号：表示轴承在结构形状、尺寸公差、技术要求等方面的变化。 3.概念特征和属性 类型及类型代号： 调心球轴承（类型代号1）：具有自动调心性，适用于多支点传动轴、刚性较小的轴。 调心滚子轴承（类型代号2）：承载能力大，适用于重载轴承。 推力调心滚子轴承（类型代号3）：主要承受轴向载荷，适用于高速机床、大型立式电动机轴的支承。 圆锥滚子轴承（类型代号4）：可同时承受径向载荷和较大的轴向载荷，适用于轧钢轴、锥齿轮轴等。 推力球轴承（类型代号5）：只能承受轴向载荷，适用于起重机钩、钢轧机等。 深沟球轴承（类型代号6）：主要承受径向载荷，也能承受一定的轴向载荷，适用于回转较大的轴。 角接触球轴承（类型代号7）：可承受单向轴向载荷和径向载荷，适用于跨距较大的轴。 圆柱滚子轴承（类型代号N、NU、NJ等）：不能承受轴向载荷，适用于刚性较大、对中良好的轴。 滚针轴承（类型代号NA）：径向承受载荷能力较大，适用于内径较小的场合。 10.5 滑动轴承 知识点一 滑动轴承的结构和类型 1.定义 滑动轴承一般由轴承座、轴瓦（或轴套）、润滑装置和密封装置等部分组成，根据承受载荷方向的不同可分为向心滑动轴承和推力滑动轴承。 2.概念解释 滑动轴承：一种通过滑动摩擦来支撑旋转轴的机械元件，适用于高速、重载、高精密度等场合。 向心滑动轴承：只能承受径向载荷，分为整体式和对开式两种形式。 推力滑动轴承：用于承受轴向载荷，如立式轴端推力滑动轴承。 3.概念特征和属性 整体式滑动轴承： o结构简单，制造容易，成本低。 o适用于低速、轻载、间歇工作且不需要经常装拆的场合。 o缺点是轴只能从轴承端部装入，装拆不便，轴瓦磨损后无法调整间隙。 对开式滑动轴承： o装拆方便，应用较多。 o可通过调整垫片或刮削研磨来调整轴与轴瓦的间隙。 推力滑动轴承： o承受轴向载荷，支承面可做成实心、空心或多环形式。 o多环式轴颈承载能力较大，能承受双向轴向载荷。 知识点二 轴瓦（轴套）的结构和轴承材料 1.定义 轴瓦（轴套）是滑动轴承中直接与轴颈相接触的重要零件，其结构形式和性能直接影响轴承的寿命、效率和承载能力。 2.概念解释 轴瓦（轴套）的结构： o圆筒形轴套：用于整体式滑动轴承，工作表面既是承载面又是摩擦面。 o对开式轴瓦：用于对开式滑动轴承，便于装拆和调整间隙。 轴承材料： o金属材料：如轴承合金、青铜、铸铁、碳钢等，具有良好的减摩性和抗胶合性。 o粉末冶金材料：如铁-石墨和铜-石墨，具有自润滑作用，适用于低中速轻载或中载。 o非金属材料：如塑料、橡胶、硬木等，具有良好的耐磨性和耐蚀性，但承载能力较低。 知识点三 轴承的润滑 1.定义 轴承与轴颈或轴承内、外圈之间有相对运动，摩擦和磨损严重。为了提高轴承的承载能力和使用寿命，轴承的润滑是设计中十分重要的问题。 2.概念解释 润滑剂： o润滑油：摩擦磨损小，流动性和冷却作用较好，适用于载荷大、温度高的场合。 o润滑脂：附着性好，不需密封简单，适用于低速、受冲击或间歇运动的粗糙轴承。 润滑方式： o间歇润滑：适用于低速、轻载和不重要的轴承。 o连续润滑：适用于较重要的轴承，常见的有芯轴润滑装置和针阀式油杯。 知识点四 轴承的密封 1.定义 密封的目的是防止灰尘、水分和杂物侵入轴承内，并阻止润滑剂的流失。常用的密封方式有接触式和非接触式两类。 2.概念解释 接触式密封：如图圈密封和皮碗密封，靠弹性材料或紧密接触实现密封。 非接触式密封：指密封端面在运转过程中不发生接触，而是通过间隙大小以及流体膜的存在来控制流体泄漏的密封方式。 10.6 联轴器 知识点一 联轴器 1.定义 联轴器是用于连接两轴，使它们一起转动并传递转矩的装置。与离合器不同的是，联轴器只有在电机停机后才能拆开使两轴分离，而离合器可以在电机运转过程中进行分离或接合。 2.概念解释 连接方式：联轴器通过机械结构将两轴固定在一起，确保同步旋转。 工作状态：联轴器只能在停机状态下分离两轴，而离合器可以在运行中操作。 应用场景：联轴器适用于需要稳定连接且不频繁分离的场合；离合器适用于需要频繁分离和接合的场合。 知识点二 固定式刚性联轴器 1.定义 固定式刚性联轴器通过机械结构将两轴固定在一起，确保同步旋转，但要求两轴对中良好，装拆时需较长的轴向移动。 2.概念解释 套筒联轴器：通过键或销将套筒与被连接两轴的轴端固定连成一体，传递转矩。 单键联接套筒联轴器：用于传递较大转矩的场合。 双键联接套筒联轴器：适用于轴向移动较大的场合，或用作剪切式安全联轴器。 3.概念特征和属性 结构特点：结构简单，径向尺寸小。 适用场合：常用于要求径向尺寸小的场合。 安装要求：要求被连接两轴必须很好对中，装拆时需较长的轴向移动 知识点三 弹性联轴器 1.定义 弹性联轴器由两个半联轴器及联接螺栓组成，具有一定的补偿能力，适用于转速较低、载荷平稳的场合。 2.概念解释 白盘联轴器：结构简单，成本低，但不能补偿两轴轴向间距出现的位移和角偏移量。 3.概念特征和属性 结构特点：结构简单，成本低。 适用场合：多用于转速较低，载荷平稳，两轴线对中性较好的场合。 补偿能力：不能补偿两轴轴向间距出现的位移和角偏移量。 知识点四 齿条联轴器 1.定义 齿条联轴器利用内用的齿条，同时与两个齿数相同的齿并列啮合，具有结构简单、装拆方便等优点。 2.概念解释 双排齿链联轴器：常见的齿条联轴器类型之一。 齿轮联轴器：另一种常见的齿条联轴器类型。 3.概念特征和属性 结构特点：结构简单，装拆方便。 适用场合：适应温、湿、粉、尘、化工、纺织机械的轴系传动，适用于高温、湿润和多尘的环境。 工作条件：应在良好的润滑并有防护罩的条件下工作。 知识点五 可移式刚性联轴器 1.定义 可移式刚性联轴器允许两轴有一定的径向位移，适用于需要一定补偿能力的场合。 2.概念解释 滑块联轴器：由两个带有凹槽的半联轴器和圆形滑块组成。 齿式联轴器：由两个具有外齿的半联轴器和两个具有内齿环的齿形外壳组成的联轴器。 3.概念特征和属性 滑块联轴器： o结构特点：允许两轴有一定的径向位移。 o适用场合：常用在开式齿轮和冲击载荷较小的轴系中。 o工作条件：成对圆滑块间的径向位移不大于0.04（为轴径），偏角位移不大于30°，轴的转速不超过250r/min。 齿式联轴器： o结构特点：转速可提高，工作可靠，载能力大。 o适用场合：多用于起动频繁、经常正、反转的重型机械。 o制造成本：制造成本高。 知识点六 万向联轴器 1.定义 万向联轴器由两个轴叉分别与中间的十字轴以铰链相连，允许两轴间有较大的夹角。 2.概念解释 单个万向联轴器：工作时，两轴的旋转角速度不相等，会引起冲击和相转振动。 双万向联轴器：保证从动轴和主动轴均以同一角速度等速回转。 3.概念特征和属性 结构特点：两轴间的夹角可达45°。 适用场合：适用于需要较大夹角的传动场合。 工作条件：中间轴与主、从动轴间夹角相等，中间轴两端轴叉应位于同一平面内。 知识点七 金属弹性元件联轴器 1.定义 蛇形弹簧联轴器是一种结构先进的金属弹性联轴器，靠蛇形弹簧片将两轴连接并传递转矩。 2.概念解释 蛇形弹簧片：采用优质弹簧钢，经严格的热处理及特殊加工而成，有良好的力学性能。 3.概念特征和属性 结构特点：结构简单，装拆方便，体积小，重量轻。 适用场合：适用于同轴有径向、角向、轴向偏差的情况下正常工作。 工作条件：噪声低、润滑好，允许有较大的安装偏差。 知识点八 非金属弹性元件联轴器 1.定义 万向联轴器由两个轴叉分别与中间的十字轴以铰链相连，允许两轴间有较大的夹角。 2.概念解释 梅花形弹性联轴器：主要适用于起动频繁、正反转、中高速、中等转矩和要求高可靠性的工作场合。 弹性套柱销联轴器：结构与凸缘联轴器相似，只是将两个轴器用橡胶套柱销联接。 弹性柱销联轴器：采用尼龙柱销将两半联轴器联接起来，为防止柱销滑出，两端装有端圈。 10.7 离合器 知识点一 牙嵌离合器 1.定义 牙嵌离合器通过轴端带牙的转轴和啮合齿来传递转矩，利用螺栓杆带动滑环使半离合器做轴向移动实现接合或分离。 2.概念解释 结构组成：由半离合器1（固装在主动轴上）和半离合器2（安装在从动轴上）组成。 工作原理：通过螺栓杆带动滑环，使半离合器2轴向移动，实现接合或分离。 特点： o结构简单、尺寸小、无滑动。 o不能传递较大转矩，适合在低速或停转时操作。 o接合时有冲击噪声。 知识点二 摩擦离合器 1.定义 摩擦离合器通过接触面间的摩擦力传递转矩，分为单盘式和多盘式两种。 2.概念解释 单盘式摩擦离合器： o结构组成：由两个半摩擦盘组成，一个固定在主动轴上，另一个安装在从动轴上。 o工作原理：通过操纵离合杆或踏板使动盘和定盘压紧或分开，实现接合和分离。 o特点：结构简单，但传递的转矩较小。 多盘式摩擦离合器： o结构组成：由摩擦片、内摩擦片、主动轴套筒、从动轴套筒等组成。 o工作原理：通过操纵杆移动滑环，使内、外摩擦盘压紧或放松，实现接合和分离。 o特点：承载能力大，接合平稳，适用载荷范围广，但结构复杂，发热严重，摩擦损耗大。 知识点三 自动式离合器 1.定义 自动式离合器根据特定条件自动实现接合或分离，包括控制转矩的安全离合器、控制旋转方向的定向离合器和根据转速变化自动离合的离心式离合器。 2.概念解释 安全离合器：控制转矩，防止过载。 定向离合器：控制旋转方向。 离心式离合器：根据转速变化自动离合。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！17 学科网（北京）股份有限公司 $$