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第11章 轴  11.1概述 11.1.1轴的分类 轴的承载情况不同分为转轴，心轴和传动轴。 转轴：传递转矩又承受弯矩； 传动轴：传递转矩不承受弯矩，或者承受弯矩很小； 心轴：承受弯矩不传递转矩； 11.1.2轴的设计要求及步骤 轴设计的要求： 合理的结构和足够的强度。 轴的设计步骤： 1、按工作要求选择轴的材料。 2、估计轴的基本直径 3、轴的结构设计 4、轴的强度校核计算 5、必要时做刚度或振动稳定性等校核计算 11.1.3轴的材料 1、碳素钢 2、合金钢 3、球墨铸铁： 11.2轴的结构设计 ★ 三个问题： 1、满足使用要求 2、良好的结构工艺性 3、提高轴的疲劳强度 11.2.1满足使用要求 （1）周向定位 （2）轴向定位 11.2.2良好的结构工艺性 （1）加工工艺性 （2）装配工艺性 11.2.3提高轴的疲劳强度 （1）改进轴的结构形状 （2）改善轴的表面状态
11.3.1轴的强度计算 （1）许用切应力计算 实心圆轴的扭转强度条件为  （2）按弯矩合成强度条件计算 ①画出轴的空间受力简图 ②计算轴承在水平面和垂直面内的支反力 ③作水平面受力图及弯矩MH图 ④作垂直面受力图及弯矩MV图 ⑤作合成弯矩图  ⑥作转矩T图 ⑦作当量弯矩图 求危险截面的当量弯矩  ⑧强度计算 ⒈确定危险截面 ⒉强度校核  轴的刚度计算和轴的稳定性在书P225 11.4轴毂链接 11.4.1键连接 （1）键连接： 1.平键链接 2.半圆键链接 3.楔键链接 4.平键链接的尺寸选择和强度校核 挤压强度校核公式  11.4.2花键连接 通过周和毂孔沿周向分布的多个键齿的互相啮合传递转矩，可用于静连接或动连接。 11.4.3销链接 可用于固定零件之间的互相位置、传递较小的转矩，也可作为加工装配时的辅助零件或安全装置。 11.4.4成型链接 利用非圆截面与相应的毂孔构成的连接。 第12章 滚动轴承 12.1滚动轴承的构造、类型和代号 12.1.1滚动轴承的结构及材料 滚动轴承的基本结构是由内圈、外圈、滚动体和保持架等四部分组成的，其中滚动体是滚动轴承中不可缺少的重要元件。 12.1.2滚动轴承的类型 按照滚动体的形状： 滚动轴承可分为球轴承和滚子轴承。滚子轴承又分为圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子和滚针等。 按照工作时能否调心： 可分为刚性轴承和调心轴承 书 P232 表12.1了解内容 12.1.3滚动轴承的类型选择 主要因素： 1.轴承的载荷 2.轴承的转速 3.轴承的调心性能 4.轴承的经济性 12.1.4滚动轴承的代号 书 P235-236 详细 （难点宽度系列为0时可省略，故当看到基本代号只有4位数时，一定是宽度系列为0） 12.2滚动轴承的时效形式 及其选择计算 12.2.1滚动轴承的受力 滚动轴承工作时，可以是外圈固定，内圈转动；也可以是内圈固定、外圈转动。 12.2.2滚动轴承的失效形式及计算准则 1.疲劳破坏（多在变载荷运转出现） 2.永久变形（主要形式为塑性变形） 3.早期磨损 4.胶合 5.内外圈破裂 12.2.3轴承寿命的计算 1.滚动轴承的基本额定寿命： 前提：一个滚动轴承在工作中发生疲劳点蚀前所经过的总转数或工作小时数称为轴承的疲劳寿命 基本额定寿命定义：一组相同的轴承，在相同的条件下运转，其中10%的轴承发生点蚀破坏，而90%的轴承不发生生点蚀破坏前的总转数（以10^6r为单位）或一定转速下的工作小时数作为轴承的疲劳寿命，并把这个疲劳寿命收做基本额定寿命，以L10(或L10h)表示 2.滚动轴承的基本额定动载荷 基本额定动载荷：就是使轴承的基本额定寿命恰好为10^6r时，轴承所能承受的最大载荷值，用字母C代表。 3.滚动轴承的寿命的计算公式：  相关系数在P239寿命指数、表12.6温度系数 4.滚动轴承的当量动载荷：  系数在书P240表12.7 表12.8 5.角接触轴承的轴向载荷计算 （重点：正反装相同规律： 放松端：轴向载荷=内部轴向力 压紧端：轴向载荷=外部轴向力） 12.2.4滚动轴承的静强度计算  So一般在0.8-1.2之间 12.3滚动轴承部件的组合设计 12.3.1滚动轴承部件的支撑方式 1.双支点单侧固定（两端固定式） 2.单支点双侧固定，另一支点游动（一端固定，一端游动式） 3.双支点游动（两端游动式） 12.3.2滚动轴承的配合 滚动轴承在机器中要靠配合来保证其相对位置和旋转精度，配合的松紧讲直接影响其工作状态。 12.3.3滚动轴承的预紧 作用：提高轴承的旋转精度，增加轴承装置的刚度，减小机器工作时轴的振动。 12.3.5滚动轴承的密封 轴承的密封是为了防止外部尘埃，水分及其他杂物进入轴承，并防止轴承内润滑剂流失 1.接触式密封： ①毡圈密封 ②橡胶密封 2非接触式密封： ①油沟密封 ②迷宫式密封 3.组合式密封 12.3.6轴承的润滑 意义：降低摩擦阻力、散热、减小接触应力、吸收振动和防止锈蚀等作用。 第13章 滑动轴承  13.1 摩擦、磨损及润滑基本知识 在正压力作用下相互接触的两个物体受切向外力的影响而发生相对滑动，或有相对滑动的趋势时，在表面上就会产生抵抗滑动的阻力，这一自然现象称做摩擦，这时产生的阻力叫做摩擦力 13.1.1 摩擦 摩擦可分两大类：内摩擦和外摩擦 1.干摩擦 2.边界摩擦（边界润滑） 3.流体摩擦（流体润滑） 4.混合摩擦（混合润滑） 13.1.2 磨损 磨损本质是由运动副之间的摩擦导 致机体表面材料的逐渐丧失或转移 影响机器的效率； 降低工作的可靠性； 促使机器提前报废。 1.粘着磨损 2.磨料磨损 3.疲劳磨损 4.腐蚀磨损 13.1.3 润滑剂 降低摩擦，减少磨损，提高效率， 延长机件的寿命，还有冷却、 传力、 绝缘、防腐、密封和排污等作用 1、润滑油有三类：有机油、 矿物油、化学合成油。 ①粘度（主要因素：温度和压力） 表示润滑油粘性的指标，即流体抵抗变形的能力，它表征油层间内摩擦阻力的大小。 ②油性 指润滑油在金属表面上的吸附能力 ③极压性能 润滑油中的活性分子与摩擦表面形成抗摩擦和耐高压的化学反应膜称为极压性能。 2.润滑脂（润滑油与稠化剂的混合物） ①钙基润滑脂 ②钠基润滑脂 ③锂基润滑脂 ④铝基润滑剂 主要性能指标：①锥入度 ②滴点 ③氧化安全性 3.固体润滑剂： 无机化合物、有机化合物、 金属 和 金属化合物。 4.气体润滑剂：空气、氢气、氩气 13.1.4润滑方式及润滑装置 1.油润滑 方法：间歇供油润滑 （低速不重要轴承或间歇轴承） 连续供油润滑 （对于重要轴承，必须连续） ①油杯滴油润滑 ②浸油润滑 ③飞溅润滑 ④油环润滑 ⑤压力循环润滑 2.脂润滑（只能间歇供给） 13.2 滑动轴承的结构形式 按所受载荷的方向分为： 径向滑动载荷和推力滑动轴承 1.径向滑动轴承（承受径向载荷） ①整体式径向滑动轴承 ②剖分式径向滑动轴承 2.推力滑动轴承（承受轴向载荷） 13.3轴承材料和轴瓦结构 13.3.1轴瓦材料 1.对轴瓦材料的要求： ①足够的疲劳强度 ②足够的抗压强度 ③良好的减摩性、耐磨性。 ④较好的抗胶合性 ⑤对润滑油有较好的吸附能力 ⑥较好的顺应性和嵌藏性 ⑦良好的导热性 ⑧考虑经济性、加工工艺性、 塑性和耐腐蚀性 2.常见轴瓦材料及其性质 材料分为：金属材料、 粉末冶金材料和非金属材料。 13.4 非液体摩擦滑动轴承的设计计算 13.4.1非液体摩擦径向滑动轴承的计算 1.验算平均压强p值 2.验算pv值 3.验算速度v （书P262公式13.1、13.2、13.3） 13.4.2非液体摩擦推力滑动轴承的计算 1.验算平均压强p值 2.验算pvm值 （书P263公式） 13.5液体动压润滑原理简介 形成动压油膜的必要条件是： 1.相对运动表面之间必须形成收敛形间隙（通称油楔）。 2.要有一定的相对运动速度，并使润滑油从大口流入，从小口流出。 3.间隙间要充满具有一定粘度的润滑油。 13.6液体静压润滑原理简介 液体静压轴承的主要特点： 1.润滑状态和油膜压力与轴颈转速的关系很小，即使轴颈不转也可以形成油膜。转速变化和转向改变对油膜刚性的影响很小 2.提高油压就可以提高承载能力，在重载条件下也可以获得液体润滑。 3.由于机器在启动前就能建立润滑油膜，因此启动力矩小。 弟14章 联轴器、离合器和制动器 14.1 概述 联轴器和离合器主要用作轴与轴之间的连接，以传递运动和转矩。 计算转矩 14.2 联轴器 14.2.1刚性联轴器 由刚性零件组成，可传递的转矩较大，无缓冲减振能力，适用于无冲击、被连接的两轴中心线对中要求较高的场合 14.2.2绕性联轴器 1.无弹性元件的绕性联轴器 利用它的组成元件间构成的动连接具有某一方向或几个方向的活动度来补偿两轴相对位移 2.有弹性元件的绕性联轴器 靠弹性元件的弹性变形来补偿两轴轴线的相对偏移，可以缓冲减振。 14.3 离合器 按工作原理：可分为啮合离合器 和摩擦离合器等。 按离合方式：可分为操纵式离合器 和自动离合器。 要求：便于接合与分离；接合与分离迅速可靠；接合时振动小；调节维修方便；尺寸小和质量小；耐磨性和散热好等。 14.4 制动器 利用摩擦力来减小运动物体的速度或迫使其停止运动的装置。 第15章 弹簧 15.1 弹簧的功用和类型 15.1.1 弹簧的功用 1.缓冲与吸振、具有较大的弹性变形能力，可吸收振动和缓冲能量。 2.储存及输出能量。要求有较大的弹性，又要求作用力稳定。 3.控制机构的运动。要求在某一定范围内的刚度变化不大。 4.测量力的大小。要求其受力与变形成线性关系。 15.1.2弹簧的类型 按照形状： 螺旋弹簧、碟形弹簧、环形弹簧、 板弹簧、平面涡卷弹簧（简称盘簧）； 按照受力： 拉伸弹簧、压缩弹簧、 扭转弹簧和弯曲弹簧。 工程中有应用的： 非金属弹簧、空气弹簧和扭杆弹簧。 |
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