第12章 聯(lián)接與支承

1、第十二章第十二章 聯(lián)聯(lián) 接與支承接與支承l(wèi)12-1鍵和銷聯(lián)接鍵和銷聯(lián)接l12-2 螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接l12-3 聯(lián)軸器和離合器聯(lián)軸器和離合器l12-4 軸軸l12-5 軸承軸承l(wèi)聯(lián)接：是指將兩個或兩個以上的零件聯(lián)成一體的結構。l聯(lián)接件：一般也稱為緊固件，如螺栓、螺母、銷、鉚釘、鍵等。l被聯(lián)接件：通常為軸和軸上零件，如齒輪與軸、齒圈與輪轂、箱體與箱蓋等。l有些聯(lián)接沒有專門的緊固件，如利用分子結合力構成的焊接和粘接，利用相互配合的零件間的裝配過盈量來達到聯(lián)接目的的過盈聯(lián)接等。l聯(lián)接分類：l1、可拆聯(lián)接可拆聯(lián)接l允許多次裝拆而無須損壞聯(lián)接零件及使用性能的聯(lián)接稱為可拆聯(lián)接，如螺紋聯(lián)接、鍵聯(lián)接和銷聯(lián)接。l

2、2、不可拆聯(lián)接不可拆聯(lián)接l不可拆聯(lián)接在聯(lián)接拆開時，至少要損壞聯(lián)接中的一個零件，如焊接、粘接、鉚接等。l聯(lián)軸器和離合器： 是用來聯(lián)接兩根軸，使之一起轉動，并傳遞運動和轉矩。它們也可以用作軸和齒輪或帶輪等零件間的聯(lián)接，或作為軸上旋轉零件之間的聯(lián)接。l1、聯(lián)軸器牢固地聯(lián)接兩軸，只有在機器停止運轉時將其拆卸，才能使兩軸分離。l2、離合器則可以在機器的運轉過程中根據(jù)工作需要隨時完成兩軸的接合和分離。l支撐：承擔保證旋轉零件正常工作支撐：承擔保證旋轉零件正常工作l1、軸、軸: 軸是用來支承旋轉零件，并傳遞運動和轉矩的零件。l2、滾動軸承：、滾動軸承：依靠其主要元件間的滾動接觸來支承軸的，其相對運動表面間的

3、摩擦為滾動摩擦。l3、滑動軸承：依靠其主要元件間的滾動接觸來支承軸的，其相對運動表面間的摩擦為滑動摩擦。l 滾動軸承：具有摩擦阻力小、易啟動、效率高、潤滑和維護簡便、易于互換、運轉精度高、軸承組合結構較簡單、軸向結構緊湊、不需用有色金屬、標準化程度高、設計簡單等優(yōu)點。l 滑動軸承：而其優(yōu)點主要是抗沖擊能力強、可承受高速重載，且振動及噪音小、徑向尺寸小。12-1鍵和銷聯(lián)接鍵和銷聯(lián)接一、鍵聯(lián)接的類型及應用一、鍵聯(lián)接的類型及應用l鍵是一種標準零件，主要用來實現(xiàn)軸和軸上零件之間的周向固定以傳遞轉矩，有些類型的鍵還能實現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑動。 l1、平鍵聯(lián)接 有圓頭（A型） 平頭（B型） 單圓頭

4、（C型） （1）普通平鍵 l（2）導向平鍵 l2、半圓鍵聯(lián)接 l3、楔鍵聯(lián)接l4、切向鍵聯(lián)接5、花鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接二、平鍵聯(lián)接的強度計算二、平鍵聯(lián)接的強度計算 三、銷聯(lián)接三、銷聯(lián)接 a)圓柱銷 b) 圓錐銷聯(lián)接銷 安全銷 12-2 螺紋聯(lián)接螺紋聯(lián)接 一、螺紋的形成與分類一、螺紋的形成與分類右旋 左旋螺紋的旋向 單頭螺紋和多頭螺紋二、螺紋的主要參數(shù)二、螺紋的主要參數(shù)l 1大徑d 與外螺紋牙頂（或內螺紋牙底）相重合的假想圓柱體的的直徑。l 2小徑d1 與外螺紋牙底（或內螺紋牙頂）相重合的假想圓柱體的直徑。l 3中徑d2 為一假想圓柱體的直徑，該圓柱的母線上牙型溝槽和凸起寬度相等。4導程S 同一條螺

5、旋線上的相鄰兩牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離。設螺旋線頭數(shù)為n，則S = nP。 l 5螺旋升角 為在螺紋中徑圓柱面上，螺旋線的切線與端面間所夾的銳角。6、螺距P 相鄰兩螺紋牙在中徑線上對應兩點間的軸向距離。7、牙型角a 連接牙頂和牙底的螺紋的側表面稱為牙側，相鄰兩牙側間的夾角稱為牙型角。 矩形螺紋副受力分析 )tan(tFF)tan(tFF三、螺紋聯(lián)接的基本類型三、螺紋聯(lián)接的基本類型普通螺栓聯(lián)接雙頭螺柱聯(lián)接 螺釘聯(lián)接 緊定螺釘聯(lián)接 鉸制孔用螺栓聯(lián)接四、螺紋聯(lián)接的預緊和防松四、螺紋聯(lián)接的預緊和防松 l1、預緊：實際應用中，絕大多數(shù)螺紋聯(lián)接都必須擰緊，以增強聯(lián)接的剛性、緊密性。擰緊時所施加的作

6、用力稱為預緊力。l2、防松： 擰緊后的螺紋聯(lián)接在工作中可能會松動，采用一定的方法防止其松動，稱為放松。 定力矩扳手 測力矩扳手 螺紋聯(lián)接常用的防松方法螺紋聯(lián)接常用的防松方法 12-3 聯(lián)軸器和離合器聯(lián)軸器和離合器 一、一、 聯(lián)軸器的類型和應用聯(lián)軸器的類型和應用聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器彈性聯(lián)軸器固定式可移動式彈性套柱銷聯(lián)軸器彈性柱銷聯(lián)軸器輪胎式聯(lián)軸器梅花形彈性聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器套筒聯(lián)軸器夾殼聯(lián)軸器滑塊聯(lián)軸器齒式聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器滾子鏈聯(lián)軸器a)軸向偏移x b)徑向偏移y c)角偏移a d)綜合偏移x、y、a凸緣聯(lián)軸器 套筒聯(lián)軸器 十字滑塊聯(lián)軸器十字軸萬向聯(lián)軸器 齒式聯(lián)軸器 齒式聯(lián)軸器工作時補償位移情況a)補

7、償徑向位移 b)補償偏角位移 c)補償綜合位移彈性套柱銷聯(lián)軸器 彈性柱銷聯(lián)軸器 嵌入式摩擦式電磁式牙嵌離合器齒輪離合器多片式摩擦離合器單圓盤摩擦離合器圓錐式摩擦離合器電磁多片摩擦離合器磁粉離合器離合器二、離合器的類型和應用二、離合器的類型和應用單片摩擦離合器 牙嵌式離合器 多片摩擦離合器 12-4 軸軸l一、軸的功用一、軸的功用l在各種機器中都有很多的旋轉零件，如齒輪、帶輪、鏈輪等，從而使機器滿足不同的工作要求。而機器中的旋轉零件，都需要有軸進行支承，并使它們旋轉，同時傳遞轉矩。因此，軸是用來支承旋轉零件，并傳遞運動和轉矩的零件。二、軸的類型二、軸的類型1按軸線的形狀不同，可以把軸分為：直軸、

8、曲軸和撓性鋼絲軟軸。 5 243212按外形不同，可以把直軸分為：光軸和階梯軸。 l3按軸的受力不同，可以把軸分為：l心軸：心軸：心軸是只承受彎矩而不傳遞轉矩的軸，心軸又分為轉動心軸和固定心軸，如鐵路車輛的車輪軸、滑輪軸和自行車的前軸；l傳動軸：傳動軸：傳動軸是只傳遞轉矩而不承受彎矩或承受很小彎矩的軸，如汽車的傳動軸；l轉軸：轉軸：轉軸是既傳遞轉矩又承受彎矩的軸，它的應用非常普遍，如齒輪減速器中的軸，機床中的主軸。 A向A213132火車輪軸 固定心軸 自行車前軸 1前輪軸2前輪輪轂3前叉 傳動軸 轉軸 空心軸 l三、軸的材料三、軸的材料l 碳鋼和合金鋼，軸的毛坯通常是用軋制圓鋼和鍛件。碳鋼和

9、合金鋼，軸的毛坯通常是用軋制圓鋼和鍛件。l 碳鋼比合金鋼價廉，所以應用比較廣泛。常用的材碳鋼比合金鋼價廉，所以應用比較廣泛。常用的材料有料有3030、3535、4545、5050鋼等，其中以鋼等，其中以4545鋼最為常用，鋼最為常用，一般經(jīng)調質或正火處理。對于不重要或受力較小的一般經(jīng)調質或正火處理。對于不重要或受力較小的軸還可采用軸還可采用Q235Q235、Q275Q275等碳素結構鋼。等碳素結構鋼。l 合金鋼與碳鋼相比，具有較高的機械強度和良好的合金鋼與碳鋼相比，具有較高的機械強度和良好的熱處理性能，價格較貴。多用在傳遞較大功率，且熱處理性能，價格較貴。多用在傳遞較大功率，且要求重量輕、尺寸

10、小、耐磨性高或有特殊要求的地要求重量輕、尺寸小、耐磨性高或有特殊要求的地方。常用的有方。常用的有20Cr20Cr、20CrMnTi20CrMnTi、38CrMoAlA38CrMoAlA、40Cr40Cr等合金鋼等合金鋼。四、軸的強度計算四、軸的強度計算軸的強度計算應根據(jù)軸的承載情況，采用相軸的強度計算應根據(jù)軸的承載情況，采用相應的計算方法。應的計算方法。l傳動軸按扭轉強度條件計算；傳動軸按扭轉強度條件計算；l轉軸是在初估軸的直徑，并初步完成軸的轉軸是在初估軸的直徑，并初步完成軸的結構設計之后，按彎扭合成強度條件計算；結構設計之后，按彎扭合成強度條件計算；l對于心軸，則可看成是轉軸的特例（轉矩對

11、于心軸，則可看成是轉軸的特例（轉矩=0），按彎曲強度條件計算。），按彎曲強度條件計算。639.55 10 0.2TTPMPWd n63339.55 100.2 PPdCnn式中：MT軸所傳遞的轉矩，Nmm； WP軸的抗扭截面系數(shù)，mm3； P軸傳遞的功率，kW； n軸的轉速，r/min； t 軸材料的許用扭轉剪應力，MPa； C與軸的材料有關的常數(shù)。 軸的材料Q235，20354540Cr，35SiMnt /MPa1220203030404052C16013513511811810710798 軸常用材料的軸常用材料的t t 值和值和C值值 注：1. 當彎矩作用相對于扭矩很小或只傳遞扭矩時，t

12、 取較 大值，C 取較小值；反之，t 取較小值，C取較大值。 2. 當用35SiMn鋼時，t 取較小值，C取較大值。12-5 軸軸 承承l(wèi) 一、滾動軸承的作用及特點一、滾動軸承的作用及特點l 滾動軸承依靠其主要元件間的滾動接觸來支承軸的，其相對運動表面間的摩擦為滾動摩擦。l 與滑動軸承比較，滾動軸承具有摩擦阻力小、易啟動、效率高、潤滑和維護簡便、易于互換、運轉精度高、軸承組合結構較簡單、軸向結構緊湊、不需用有色金屬、標準化程度高、設計簡單等優(yōu)點；而其缺點主要是抗沖擊能力較差、高速重載下壽命較低且振動及噪音較大、徑向尺寸比滑動軸承大。l 由于以上特點，因此滾動軸承廣泛地用于中速、中載和一般工作條

13、件下運轉的機器中。滾動軸承的基本結構二、滾動軸承的基本結構二、滾動軸承的基本結構滾動軸承一般由：內圈1、外圈2、滾動體3、保持架4組成， 三、滾動軸承的分類三、滾動軸承的分類l 1、向心軸承 主要承受徑向載荷。l 2、推力軸承 主要承受軸向載荷。l 3、向心推力軸承 能同時承受徑向載荷和軸向載荷。 按自動調心性能，軸承又可分為自動調心軸承和非自動調心軸承。按滾動體的形狀又可分為球軸承和滾子軸承。前置代號 基本代號 后置代號 軸承分部件代號 五四三二一內部結構代號 密封與防塵結構代號 保持架及其材料代號 特殊軸承材料代號 公差等級代號 游隙代號 多軸承配置代號 其他代號 類型代號 尺寸系列代 號

14、 內徑代號 寬度系列代號 直徑系列代號 l1）基本代號）基本代號l這是軸承代號的核心部分，用來表明軸承的內徑大小、直徑系列、寬度系列和軸承類型，一般最多為五位數(shù)。l常用內徑d =20mm495mm的軸承，代號數(shù)字乘以5即為軸承的內徑尺寸d，如08表示d = 40mm。l內徑d20mm的00、01、02和03軸承則分別表示內徑d為10mm、12mm、15mm和17mm。對于內徑小于10mm和大于500mm的軸承，內徑表示方法GB/T27293。l 尺寸系列代號 對于同一類型同一內徑的軸承，為了適應于不同載荷大小的需要，采用不同大小的滾動體，因此軸承的外徑和寬度也隨之變化，這種變化用尺寸系列代號表

15、示。l 尺寸系列代號包括右起第三位的直徑系列代號和右起第四位的寬度系列代號。l軸承的直徑系列代號 指結構相同、內徑相同的軸承在外徑和寬度方面的變化系列。有超特輕、超輕、特輕、輕、中、重等系列，用09的數(shù)字表示。如對向心軸承和向心推力軸承，0、1表示特輕系列；2表示輕系列；3表示中系列；4表示重系列。推力軸承除了用1表示特輕系列外，其余與向心軸承的表示一致。l 軸承的寬度（或高度）系列代號 指結構、內徑和直徑系列都相同的軸承在寬度（或高度）方面的變化系列，用09的數(shù)字表示。對向心軸承代號按8、0、1、2、3、4、5、6順序表示軸承的寬度依次遞增，其中8表示特窄系列；0表示窄系列；1表示正常系列；

16、2表示寬系列；36表示特寬系列。對推力軸承，按7、9、1、2順序表示軸承高度的依次遞增，其中1、2表示正常系列；7表示特低系列；9表示低系列。在軸承代號中寬度系列代號為0時常被省略（但對于調心滾子軸承和圓錐滾子軸承，寬度系列代號0不能省略），有時甚至代號為1或2時也被省略。類型代號簡 圖類型名稱結構代號基本額定動載荷比極限轉速比軸向承載能力軸向限位能力性能和特點1(1)GB/T281調心球軸承10000(1000)0.60.9中少量外圈滾道為內球面形，具有自動調心性能，允許內圈（軸）對外圈（外殼）軸線偏斜量23。一般不宜承受純軸向載荷。2(3)GB/T288調心滾子軸承20000(3000)1

17、.84低少量性能、特點類似于調心球軸承，但有較大的徑向承載能力，允許內圈對外圈軸線偏斜量1.52.5。3(7)GB/T297圓錐滾子軸承分為30000（7000）30000B(27000)1.12.5中較大很大可同時承受徑向載荷及軸向載荷（30000型以徑向載荷為主，30000B型以軸向載荷為主）。內、外圈可分離，安裝時可調整軸承游隙。一般成對使用。5(8)GB/T301推力球軸承51000(8000)1低只能承受單向的軸向載荷工作時必須加有一定的軸向載荷。高速時離心力大，鋼球和保持架磨損、發(fā)熱嚴重，壽命降低，故極限轉速很低。安裝時軸線必須與軸承座底面垂直，載荷必須與軸線重合。GB/T301雙

18、向推力球軸承52000(38000)1低能承受雙向的軸向載荷6(0)GB/T276深溝球軸承60000(0000)1高少量主要承受徑向載荷，也可同時承受不大的軸向載荷。當量摩擦系數(shù)最小。高速時可用來承受純軸向載荷。允許內、外圈軸線的偏斜量816。應用范圍最廣。7(6)GB/T292角接觸軸承分為70000C(36000)70000AC(46000)70000B(66000)1.01.4高一般較大更大可同時承受徑向載荷及軸向載荷，也可單獨承受軸向載荷?？稍谳^高轉速下正常工作。接觸角a 越大，承受軸向載荷的能力也越高。一般須成對使用。N(2)GB/T283圓柱滾子軸承分為N0000(2000)NU0000(32000)NJ0000(42000)1.53高無無少量外圈（或內圈）可分離，故不能承受軸向載荷。工作時允許內、外圈有少量的軸向錯動。徑向承載能力較大。內、外圈的允許偏斜量很?。?4）。這類軸承還可以不帶內圈或外圈。NA(4)GB/T5801滾針軸承NA0000(544000)_低無在同樣內徑條件下，與其他類型軸承相比，其外徑最小。內或外圈可分離，工作時允許內、外圈有少量的軸向錯動。徑向承載能力較大。一般不帶保持架，摩擦系數(shù)較大。a四、滾動軸承類型的選擇四、滾動軸承類型的選擇l選擇滾動軸承的類型時，其選擇原則如