Yang Guang

汽车机械基础—轴和轴承

轴的分类

根据轴的功用和承载情况不同,轴可分为转轴、传动轴和心轴三种。

1.转轴:工作时既承受转矩又承受转矩又承受弯矩,如齿轮减速器中的轴。转轴是机器中最常见的轴,通常简称为轴。

2.传动轴:主要用于传递转矩而不承受弯矩或弯矩很小的轴,如汽车中连接变速箱和后桥的轴。

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3.心轴:用来支承零件,只承受弯矩而不传递转矩的轴。心轴有固定心轴和旋转心轴之分。固定心轴工作时不转动,轴上承受的弯力应是不变的,如自行车的前轴。旋转心轴工作时随转动件一起转动,轴上承受的弯曲应力按对称循环的规律变化,如铁路车辆的轴。

根据轴线情况的不同,还可分为直轴、曲轴和软轴。

1.直轴:分为光轴和阶梯轴。光轴结构简单、容易加工、应力集中少,一般用于传动,例如汽车中的活塞销轴。阶梯轴的各轴段截面的直径不同,便于轴上零件的拆装和定位,是一种应用最广泛的轴,例如汽车上的变速器轴。

2.曲轴:轴线不在一条直线上,用于回转运动与直线往复运动的相互转变,属于专用零件,例如汽车上的曲轴。

 

3.软轴(挠性轴):由多组钢丝分层卷绕而成,挠性好,能在轴线弯曲的状态下灵活地传递回转运动和转矩,主要用于两个传动件轴线不在同一条直线或工作时彼此有相对运动的空间传动,还可用于受连续振动的场合,以减缓冲击。一般用于机器人、机械手、微型机械和车速表轴。

轴的材料

主要是碳素结构钢和合金结构钢,其次是球墨铸铁和高强度铸铁。

轴的结构

轴通常由轴头、轴颈、轴身等部分组成。轴上与轴承配合的部分称为轴颈。根据轴颈所在的位置不同,可分为端轴颈和中轴颈;根据轴颈所受载荷的方向,又分为承受径向力的径向轴颈和承受轴向力的止推轴颈。与其他零件配合的部分称为轴头。连接轴头与轴颈的部分称为轴身。

轴上零件的轴向定位和固定

轴上零件的固定是为了防止零件沿轴线方向运动,并承受轴向力。常用的方法有轴肩或轴环、套筒、圆螺母、轴端挡圈等。轴肩或轴环的固定,结构简单,可以承受较大的轴向力,是较常见的轴向固定方式。套筒固定,一般用于两个零件之间距离不远时。当使用的套筒过长或无法使用套筒时可以采用圆螺母进行轴向固定。轴端的零件固定一般采用轴端挡圈。当所受的轴向力较小时或只为防止零件偶然轴向移动时可采用弹性挡圈,或紧固螺钉固定。

 

轴上零件的周向固定

常用的固定方法有键连接、花键连接、成型连接、弹性环连接、销连接、过盈配合和紧固螺钉等。

滑动轴承(液体摩擦中更显优点)

滑动轴承的类型与特点

滑动轴承根据承受载荷方向的不同,分为承受径向载荷的径向滑动轴承和承受轴向载荷的止推滑动轴承(推力滑动轴承)。按照摩擦状态和润滑的不同分为液体摩擦滑动轴承和非液体摩擦滑动轴承。滑动轴承适用于高速大功率场合(汽轮机、燃汽轮机等)、承受巨大冲击和振动,要求旋转精度高的场合、必须采用剖分结构的轴承、要求径向尺寸小的场合。

径向滑动轴承

径向滑动轴承可分为整体式、对开式、自动调心式等。

1.整体式滑动轴承:结构简单、容易制造,成本低。缺点是轴颈只能从端部装入,拆装不方便,轴套磨损后间隙无法调整,只能更换轴套。所以适用于低速、轻载或间隙工作的机械,如农业机械、手工机械、发动机连杆小头处的铜套等。

2.对开式滑动轴承:拆装方便,并且轴瓦磨损后可通过减少轴承座剖分面处的垫片来调整轴承间隙。在汽车中应用广泛,如发动机连杆大头处的主轴承等。

3.自动调心式滑动轴承:当轴颈发生倾斜时,轴瓦能沿任意方位转动,避免轴承端部的载荷集中和过度磨损。

止推滑动轴承(推力滑动轴承)

按照支承面结构,可分为端面止推滑动轴承和环形止推滑动轴承。

1.端面止推滑动轴承:分为实心端面止推滑动轴承和空心端面止推滑动轴承。采用空心端面止推滑动轴承可避免轴端中心载荷集中情况。

2.环形止推滑动轴承:分为单环止推滑动轴承和多环止推滑动轴承。环形止推滑动轴承可以承受双向轴向载荷,多环止推滑动轴承承载能力较大。为了保证曲轴的轴向定位和承受离合器等引起的轴向推理,必须在曲轴上设置止推轴承。

滚动轴承

公称接触角

滚动体和外圆接触处的法线nn与轴承的径向平面(垂直于轴承轴心线的平面)的夹角a为该滚动轴承的公称接触角。a越大,轴承承受轴向载荷的能力越大。

滚动轴承的主要类型

1.按照轴承承受载荷的方向或公称接触角a的不同,可分为向心轴承(主要承受径向载荷,公称接触角为0°≤a≤45°)、推力轴承(主要承受轴向载荷,公称接触角为45°<a≤90°)和角接触轴承(可同时承受径向载荷和轴向载荷,公称接触角为0°—90°)。

2.按照滚动体的形状不同,可分为球轴承和滚子轴承。滚子轴承承载能力大、抗冲击强;球轴承制造方便、价格低、运转灵活。

滚动轴承的代号及类型选择

1.前置代号(字母)+基本代号(类型代号:数字或字母、宽度系列代号:一位数字、直径系列代号:一位数字、内径代号:二位数字)+后置代号(字母符号、数字)

2.基本代号表示轴承的基本类型、结构和尺寸,是轴承代号的基础。

3.类型代号表示轴承的基本类型,可用数字或大写拉丁字母表示,其中0类可省去不写。

4.尺寸系列代号由宽度(高度)系列代号和直径系列代号组合而成。

5.内径代号表示轴承内径尺寸。当轴承内径为20—480mm时,内径代号乘以5为轴承公称内径;对于不在此范围的轴承,内径表示方法另有规定。

例题1:71904/P4其代号意义为:

7—轴承类型为角接触球轴承;

1—宽度系列代号;

9—直径系列代号;

04—内径为4×5=20mm;

P4—公差直径为4级。

例二:1203其代号意义为:

1—轴承类型为调心球轴承,宽度系列代号为0省略;

2—直径系列代号;

03—内径为17,公差等级为0级(公差代号P0省略)。

轴承的润滑方法与装置

1.人工供油润滑。

2.滴油润滑:采用油杯供油,常见的滴油油杯有针阀式和油芯式。

3.油环润滑。

4.油浴和飞溅润滑。

5.喷油润滑。

6.油雾润滑。

7.压力循环润滑。

习题检测

判断题

1.直径有变化的直轴称为阶梯轴。(√)

2.心轴在实际应用中都是固定的。(×)

3.轴头是轴的两段头部的简称。(×)

4.轴上截面尺寸变化的部分称为轴肩或轴环。(√)

5.在满足使用要求的前提下,轴的结构应尽可能简化。(√)

6.实际工作中,直轴一般采用阶梯轴,以便于轴上零件的定位和拆装。(√)

7.滚动轴承公称接触角a是滚动体与轴承外圈接触处的法线,与轴承端面的夹角。(√)

8.公称接触角a越大,轴承承受径向载荷的能力越强。(×)   解析:公称接触角a越大,轴承承受轴向载荷的能力越强。

9.类型代号为“5”的推力球轴承只能承受单向的轴向载荷。(×)   解析:可以承受双向载荷。

10.公称接触角a=0°时,球轴承承受径向载荷,滚子轴承承受轴向载荷。(×)   解析:滚子轴承承受径向载荷。

11.深沟球轴承能承受径向载荷,也能承受很大的轴向载荷。(×)   解析:只能承受一定的轴向载荷。

12.按滚动轴承承受载荷的方向或公称接触角a分,滚动轴承可分为向心轴承和推力轴承。(√)

13.滚动轴承是标准件。(√)   解析:键、销、螺栓、皮带轮、链都是标准件。

14.滚动轴承的内圈与轴颈、外圈与机座间均是过盈配合连接。(√)

15.滚动轴承在机器中连接了静止系统和运动系统。(√)

16.公称接触角是90°的滚动轴承只能承受轴向载荷。(√)

17.滚动轴承承受载荷方向是以滚动体的形状而定的,球轴承通常承受轴向载荷,滚子轴承通常承受径向载荷。(×)   解析:滚动轴承承受载荷方向是以公称接触角而定的。

18.从滚动轴承的基本代号中能读出20—480mm范围内的轴承内径。(√)

19.滚动轴承尺寸系列代号和内径代号均由2位数表示。(√)

20.滚动轴承的类型代号只能用数字表示。(×)

21.发动机连接大头采用剖分式滑动轴承,小头采用整体式滑动轴承。(√)

22.滑动轴承的理想摩擦状态是液体摩擦。(√)

23.采用在轴瓦浇注轴承衬,可以使轴瓦有一定的强度和良好的减磨性,同时还降低了成本。(√)

24.剖分式滑动轴承磨损后,可取出一些调整垫片来保证轴颈与轴瓦要求的间隙。(√)

25.制造滑动轴承的材料是指轴瓦及轴承衬的材料。(√)

26.滑动轴承合金是专用于制造滑动轴承的材料。(×)

选择题

27.齿轮轴是(A)

A.转轴       B.心轴       C.传动轴       D.直轴

28.对轴上零件起轴向定位作用的是(A),起轴向固定作用的是套筒和圆螺母、轴端挡圈。

A.轴肩与轴环       B.曲轴        C.套筒和圆螺母        D.轴端挡圈

29.在轴上支承传动零件的部分称为(B)

A.轴颈       B.轴头        C.轴肩       D.轴端

30.按轴在机器中承载的不同,轴分为(D)

A.传动轴和心轴       B.传动轴和转轴       C.心轴和转轴       D.传动轴、心轴和转轴

31.按滚动件的形状不同,滚动轴承分为(C)

A.球轴承和推力轴承      B.向心轴承和推力轴承     C.球轴承和滚子轴承       D.向心轴承和球轴承

32.下面关于滑动轴承的说法正确的是(AC)

A.轴颈与轴瓦间是低副连接

B.整体式与剖分式滑动轴承都只能应用于直轴

C.滑动轴承的轴承座与轴瓦间应过盈连接

D.滑动轴承的承载能力比滚动轴承高

填空题

33.轴的作用是:支撑旋转零件并传递运动和动力

34.根据滑动轴承承受载荷的方向,滑动轴承分为:承受径向载荷的径向滑动轴承和承受轴向载荷的止推滑动轴承

35.径向滑动轴承的结构形式有:整体式滑动轴承、对开式滑动轴承、自动调心式滑动轴承

简答题

36.说明下面轴承代号的含义:

(1)20205:2—调心滚子轴承;宽度系列代号为0;2—直径系列代号,05—内径为25mm.

(2)303/28::3—圆锥滚子轴承;宽度系列代号为0;3—直径系列代号;内径为28mm.

(3)7207::7—角接触球轴承;宽度系列代号为0;2—直径系列代号;07—内径为35mm.

(4)202/500:2—调心滚子轴承,宽度系列代号为0;2—直径系列代号;内径为500mm.

37.指出滚动轴承代号“N2210”的意义。

解析:N—圆柱滚子轴承;2—宽度系列代号;2—直径系列代号;10—内径为50mm.

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评论

  1. 穆木 #1

    看了你博客的内容,觉得很棒,学到了东西,也希望博主到我的网站看看~~~~挽回爱情

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    2017-07-25
  2. 牛仔库 #2

    轴承是吗 🙂

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    2017-06-19
  3. 衣皇后 #3

    很荣幸来到这里参观!

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    2017-05-31