第十一章 支承零部件(汽车机械基础教案)

学习目的：通过本章的学习，应能熟悉轴系零件中主要支承零部件的功用与结构及各零部件的类型。在此基础上，能合理地选用有关零部件并初步掌握轴系的装配与维护方法。学习要求：熟悉常用轴的种类和应用特点，了解轴的结构。熟悉滑动轴承、滚动轴承的结构类型、应用特点及选用，轴瓦和润滑。了解轴系的调整与维护的基本知识。第十一章支承零部件第一节轴1．轴的功用与分类轴的功用主要是支承回转零件，并传递运动和动力。根据轴所起的作用以及承受载荷性质的不同，可分为三大类。（1）心轴心轴按其是否转动可分为转动心轴和固定心轴。图11-1a所示的车轴为转动心轴；图11-1b所示的固定心轴。（2）转轴如图11-2所示单级齿轮减速器中电动机的输出轴、减速器的输入轴和输出轴都是转轴。（3）传动轴如图11-3所示汽车变速箱与后桥之间的轴AB。轴还可按结构形状的不同分为直轴（图11-1、图11-2）和曲轴（图11-4）；光轴（图11-5）和阶梯轴（图11-6）；实心轴和空心轴等。另外，还有一种轴线能按使用要求随意变化的轴，称软轴或挠性轴（图11-7）。2．轴的结构（1）轴上零件的固定轴上零件的固定分轴向固定和周向固定。1）轴上零件的轴向固定：常用的轴向固定方法有以下几种：①轴肩和轴环：阶梯轴上截面尺寸变化的部位称轴肩或轴环（图11-8）。②轴套：轴套又称套筒，常用于轴上两个零件距离较小的场合（图11-9）。③轴端挡圈：④圆螺母：当无法采用套筒或套筒太长时，可考虑使用圆螺母作轴向固定（图11-11）此时要在轴上加工螺纹（一般为细牙螺纹），而且螺纹大径要比套装零件的孔径小。⑤弹性挡圈：采用弹性挡圈定位（图11-12），结构简单紧凑，但只能承受很小的轴向力。2）轴上零件的轴向固定：图11-13是常用的轴向定位方法。（2）轴的结构工艺性：主要内容如下：1）为了减少应力集中，轴径变化尽可能小，阶梯轴相邻两轴段直径相差不应过大，一般在5～10ram。2）轴上截面尺寸变化的位置应有倒角或过渡圆角，过渡圆角半径应尽可能大些，当轴上有多处倒角或过渡圆角时，尽可能选同样的倒角或圆角半径，以减少刀具规格和换刀次数。3）轴上有多个键槽时，应尽可能将其安排在同一直线上，避免多次装夹。4）轴上需切制螺纹或磨削时，要留有退刀槽和越程槽（图11-14）。5）阶梯轴的直径应中间大并向两端逐渐减小，便于轴上零件的装拆。第二节滑动轴承1．滑动轴承的结构（1）整体式滑动轴承图11-15是整体式向心滑动轴承的结构。（2）部分式滑动轴承图11-16所示为剖分式滑动轴承。（3）调心滑动轴承图11-17所示。2．轴瓦与轴承衬（1）轴瓦的结构轴瓦有整体式和剖分式两种（图11-18）。（2）轴瓦和轴承衬的材料轴瓦和轴承3．滑动轴承的安装与调整滑动轴承的装配质量直接影响着机器的运转质量和轴承本身的使用寿命。这里主要介绍剖分式滑动轴承在安装与调整中应注意的问题。（1）安装要求滑动轴承的安装要保证润滑油能顺利地被引到轴瓦的各个工作表面。轴与轴承的相对位置、几何形状和尺寸要能保证它们之间形成合理的楔状间隙，使其能处于近似液体摩擦的状态下工作。（2）安装前的准备装配前，应认真阅读装配图，以便了解轴承的结构及技术要求；根据轴颈及轴承座孔的尺寸及技术状况选配适当的轴瓦；检查轴瓦质量并清洗干净待用。（3）轴承座的固定首先要保证各轴承座的平面度及同轴度要求，通常采用拉线的方法找正。然后将轴放在其上，用涂色法检查轴与轴瓦表面的接触情况。（4）轴瓦、轴承座及轴承盖的安装轴瓦与轴承座的装配质量，取决于轴瓦与座孔的过盈量以及它们之间的接触情况。轴瓦与座孔配合的过盈量太大时，轴瓦装入轴承座后会产生较大的变形，破坏了轴瓦与轴之间的正常间隙，不利于润滑，严重时甚至会出现“抱死”或烧瓦的故障。若过盈量过小，则轴瓦会在座孔中游移，使轴瓦产生周期性的变形。轴瓦背与座孔的接触情况可用涂色法检查。要求上瓦与轴承盖的接触面积不少于50％，并要求接触点分布均匀，接触点不少于1～2点/cm2。（5）轴瓦与轴颈的安装轴瓦与轴颈的安装应保证两方面的要求：一是正常的润滑；二是合理的接触。为了实现正常的润滑，要在轴瓦内表面开制合适的油槽。而轴瓦与轴颈合理的接触应是以载荷方向为中心，在轴瓦上的接触点中间密、两边疏。其规定为：低速间隙工作时，接触点应有1～1.5点/cm2；中等载荷连续工作时，接触点应有2～3点/cm2；重载高速工作时，接触点应有3～4点/cm2。（6）滑动轴承的调整滑动轴承的调整主要是保证轴颈与轴瓦之间有合适的间隙，这是保证轴承正常润滑和工作的条件。其间隙有顶间隙a、侧间隙6和轴向间隙s三种（如图11-21）。1．滚动轴承的结构滚动轴承的结构如图10-22所示；常见的滚动体形式如图10-23，有球体、圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子和滚针等。第三节滚动轴承2．滚动轴承的主要类型及其特性（1）按滚动体承受载荷的方向分类（2）按滚动体形式分类3．滚动轴承代号滚动轴承代号是用字母和数字表示轴承的结构、尺寸、公差等级、技术性能特征的产品代号。轴承代号是由基本代号、前置代号和后置代号构成，其排列如下：前置代号基本代号后置代号第四节轴系的调整与维护1．轴系的调整（1）轴上传动零件相对位置调整如图11-24所示锥齿轮轴系的两轴承都安装在套杯内，增减套杯与箱体之间的垫片可使套杯相对箱体移动，从而调整锥齿轮轴的轴向位置。（2）轴承调整在装配圆锥滚子轴承时，需要在装配内外套圈后调整轴承间隙，如图11-25所示，分别用垫片或螺钉调整。复习试题一、选择题1、自行车前、后轮的车轴属于————。A、光轴B、心轴C、传动轴D、支承轴2、下列材料中最不适合做轴的材料是————。A、碳素钢B、合金钢C、球墨铸铁D、灰铸铁3、阶梯轴上最常用的轴上零件轴向固定的方法是————。A、轴肩和轴环B、轴套C、轴端挡圈D、弹性挡圈4、滑动轴承通常应用于————情形下。A、低速、重载、精度不高B、高速、重载、高精度C、轻载、中速5、滑动轴承的寿命取决于————的寿命。A、轴承座B、轴承盖C、轴瓦6、轴瓦和轴承衬的材料应具有足够的强度、塑性、良好的减摩性、良好的导热性、耐腐蚀性和抗胶合性，但最关键的是————。A、强度B、塑性C、减摩性D、导热性7、滚动轴承采用不同的滚动体，其承受载荷的能力也不一样，————能够承受较大的径向载荷。A、球体B、圆柱滚子C、圆锥滚子D、球面滚子8、在既有径向载荷又有轴向载荷的情况下，应选用————轴承。A、深沟球B、圆柱滚子C、圆锥滚子D、推力球9、温差法是将轴承放人油中加热至————，使轴承内孔胀大后套装到轴上，可保证装配时轴承和轴免受损伤。A、100～150℃B、80～100℃C、40～80℃D、80～120℃二、填空题1、根据轴所起的作用以及承受载荷性质的不同，可分为————、————和————三大类。2、轴还可按结构形状的不同分为————和曲轴；————和阶梯轴；————和空心轴等。3、常用的轴向固定方法有以下几种：————、轴————套、————、————、弹性挡圈。4、根据滑动轴承所能承受载荷的方向，将主要承受径向载荷的滑动轴承称————，主要承受轴向载荷的滑动轴承称————。5、向心滑动轴承有————、————和————三种形式。6、剖分式滑动轴承由————、————、————和联接螺栓等组成。7、滚动轴承由————、————、————和————组成。8、轴承的装配时应遵循的原则是：要使施加的轴向压力直接作用在————，而使滚动体尽量不承受或少承受装配中的————。9、轴承调整主要包括两方面：一是向心推力轴承的————，二是轴承的调整与预紧。10、轴系的维护工作主要包括三方面内容：————、————、————。三、判断题1、曲轴在工作中既传递动力又传递运动，因此是传动轴。（）2、阶梯轴是最常见的一种轴的结构形式，由于能够充分利用轴肩进行对轴系零件进行轴向定位，因此，大多数轴都采用这种结构形式。（）3、为了减少应力集中，轴径变化尽可能小，阶梯轴是最不好的形式，最好采用光轴的形式。（）4、滑动轴承之所以能够承受较大的载荷，是由于其接触面较大的原因。（）5、滑动轴承的轴瓦与轴颈的接触面积越大或接触点越多，其回转精度越高、承载能力越强。（）6、滑动轴承在结构中，在轴瓦上开出一些油槽的目的是为了避免油膜被破坏，使轴瓦与轴颈直接接触形成金属与金属之间的干摩擦。（）7、滚子轴承的滚动体是滚子，由于是线接触，故承载能力比球轴承大，承受冲击的能力也大。（）8、恰当的游隙是维持良好润滑的必要条件。但太大与太小的游隙对于滚动轴承都不利。（）9、轴系上应重点保证润滑的零件是传动零件（如齿轮、链轮）和轴承。（）10、轴承的安装相当容易，只要用锤子敲击轴承的端面，将轴承装到轴颈上就可以。（）四、连线题1、请对应下面轴和受力情况只受扭转作用心轴只受弯曲作用转轴同时受扭转与弯曲作用传动轴2、请根据工作情况选择滑动轴承低速、轻载剖分式向心滑动轴承高速、重载整体式向心滑动轴承3、请根据工作情况选择滚动轴承仅受径向载荷、高速圆锥滚子轴承较大的径向载荷、较小的轴向载荷深沟槽球面轴承仅受轴向载荷角接触球轴承较大的径向和轴向载荷推力球轴承五、讨论题选择一款轿车，了解其中采用哪些类型的轴和轴承，各用在什么地方。