工程力學(xué)第12章課件

1、第十二章 軸系零、部件第一節(jié) 軸想一想 輪子，用不同材料制成的圓狀轉(zhuǎn)動物體，有人將其列為改變世界的發(fā)明之首，在汽車上有車輪、飛輪、齒輪、鏈輪和帶輪等，它們都有一個共同的特點，就是繞著一條不動的直線轉(zhuǎn)動。這條不動的直線必有一個對應(yīng)的零件來呈現(xiàn)，這是一個什么樣的零件呢？ 軸的主要功能傳遞運動和轉(zhuǎn)矩，支承回轉(zhuǎn)零件（如齒輪、帶輪和車輪）。圖12-1 汽車變速器中間軸圖12-2 汽車半軸軸的一般要求足夠的強(qiáng)度，以實現(xiàn)傳遞運動和轉(zhuǎn)矩的功能；合理的結(jié)構(gòu)，以支承其上的回轉(zhuǎn)零件，并具有確定的位置和一定回轉(zhuǎn)精度；良好的工藝性，以使本身便于制造。圖12-3汽車差速器十字軸圖12-4汽車前軸軸的材料主要是碳鋼和合金鋼

2、，其次是球墨鑄鐵（曲軸）。圖12-5汽車后軸圖12-6汽車轉(zhuǎn)向盤軸軸的分類按軸線形狀不同，軸有直軸、曲軸和軟軸三種。直軸按其承載情況不同可分為傳動軸、心軸和轉(zhuǎn)軸。 1.傳動軸主要承受轉(zhuǎn)矩。 2.心軸只承受彎矩。 3.轉(zhuǎn)軸既承受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩。圖12-7汽車變速器輸入軸圖12-8光軸圖12-9汽車變速器輸出軸圖12-10汽車發(fā)動機(jī)曲軸（a）牙醫(yī)磨頭軟軸 （b）汽車?yán)锍瘫碥涊S圖12-11軟軸軸的結(jié)構(gòu)圖12-12軸的結(jié)構(gòu)示意圖（a）螺母 （b）彈性擋圈圖12-13軸上零件軸向固定方法示意圖之軸肩、軸環(huán)和圓錐面（a）（b）（c）圓錐面圖12-14軸上零件軸向固定方法示意圖之螺母和彈性擋圈圖12-17汽

3、車上軸承和齒輪軸向定位的實物圖片軸上零件的徑向固定圖12-15鍵聯(lián)接圖12-16花鍵聯(lián)接汽車上軸承和齒輪軸向定位 （a）輪轂軸承的螺母定位 （b）變速齒輪彈性擋圈定位圖12-17汽車上軸承和齒輪軸向定位的實物圖片第二節(jié) 軸承想一想支承回轉(zhuǎn)零件的軸工作狀態(tài)就是旋轉(zhuǎn)，而回轉(zhuǎn)零件則是相對于固定的機(jī)架而言，那么軸轉(zhuǎn)與機(jī)架不轉(zhuǎn)的矛盾，機(jī)器中是如何解決的呢？ 第二節(jié) 軸承專門用于支承軸的零件，它要保持軸的旋轉(zhuǎn)精度，并減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦和磨損。根據(jù)其摩擦性質(zhì)，軸承可分為滑動摩擦軸承（簡稱滑動軸承）和滾動摩擦軸承（簡稱滾動軸承）兩類。按其所受的載荷方向不同，又可分為向心軸承、推力軸承和向心推力軸承等。按

4、載荷方向分類圖12-18 按所受載荷方向不同的三類軸承示意圖滑動軸承噪聲較滾動軸承低，工作可靠。起動時摩擦阻力大。在工作轉(zhuǎn)速特別高、需承受極大的沖擊載荷、特別精密、裝配工藝要求軸承剖分和徑向尺寸小的場合，通常采用滑動軸承?，F(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)曲軸工作轉(zhuǎn)速可能高達(dá)5000轉(zhuǎn)每分鐘，需承受爆炸沖程極大的沖擊載荷，整體軸承根本無法裝配，必須采用滑動軸承?；瑒虞S承組成和分類滑動軸承一般由軸套和軸承座構(gòu)成。軸套是用減摩材料制成的，或叫襯套，承受載荷的是軸承座。結(jié)構(gòu)形式有整體式和剖分式兩種。圖12-19整體式向心滑動軸承剖分式滑動軸承圖12-20剖分式滑動軸承示意圖圖12-21軸瓦實物圖片剖分式滑動軸承應(yīng)用圖1

5、2-22發(fā)動機(jī)連桿實物圖片軸瓦通常有雙金屬或者三金屬制作。雙金屬軸瓦，與軸承座接觸的是低碳鋼板，與軸頸接觸的是軸承合金。三金屬，就是在鋼背和軸承合金之間加一個中間層。中間層的作用是使內(nèi)表層軸承合金貼合牢靠，提高表層強(qiáng)度，中間層的材料是銅合金等。三金屬的軸瓦，軸承合金的減摩表層非常薄，若采用刮配軸瓦金屬的辦法來調(diào)整間隙，很可能將減摩表層刮盡，使軸瓦失去本來的作用。 剖分式滑動軸承定位圖12-23發(fā)動機(jī)連桿與連桿蓋的定位銷剖分式滑動軸承定位圖12-24剖分式滑動軸承安裝定位示意圖推力滑動軸承圖12-25汽車發(fā)動機(jī)曲軸翻邊軸瓦和止推（墊片）軸承滾動軸承利用滾動體在軸徑與支承座圈之間滾動的原理制成。在

6、一般使用條件下摩擦因數(shù)低，運轉(zhuǎn)時摩擦力矩小，起動靈敏，效率高；對同尺寸的軸頸，滾動軸承的寬度小，可使機(jī)器的軸向尺寸緊湊；潤滑方法簡便，軸承損壞易于更換，一般不須修理軸頸，價格較低。承受沖擊載荷的能力較差，高速運轉(zhuǎn)時噪聲大，徑向尺寸大，壽命較低。滾動軸承的結(jié)構(gòu)圖12-26滾動軸承的組成示意圖常見滾動體圖12-27滾動軸承常見滾動體滾動軸承的代號基本代號是軸承代號的基礎(chǔ)，一般由類型、尺寸系列和內(nèi)徑代號組成。第一位數(shù)表示類型，例如，深溝球軸承用6表示，屬主要承受徑向載荷的向心軸承；最后兩位數(shù)字表示內(nèi)徑，除00、01、22、28等特殊代號，通常是代號乘以5（毫米）。前置代號 基本代號 + 后置代號自行

7、車?yán)餄L動軸承圖12-28自行車軸軸承向心軸承圖12-29深溝球軸承示意圖向心推力軸承圖12-30圓錐滾子軸承圖12-31推力球軸承推力軸承滾動軸承的裝圖12-32壓入軸承圖12-33敲入軸承滾動軸承的裝圖12-34壓軸承內(nèi)圈圖12-35壓軸承內(nèi)外圈滾動軸承的拆圖12-37拉出軸承圖12-36敲出軸承滾動軸承的拆（a）用壓力機(jī)將內(nèi)圈壓出 （b）用雙拉桿拆卸器 （c）用三拉桿拆卸器圖12-38用拉壓方法拆卸軸承滾動軸承的拆圖12-39拉馬實物圖片圖12-40因磨損損壞的軸瓦實物照片圖12-41因磨損損壞的滾動軸承實物照片圖12-42完全解體失效滑動軸承（左）和滾動軸承（右）實物照片 圖12-43汽

8、車各類型軸承（a）（b）（d）（c）汽車上各類型軸承想一想 汽車發(fā)動機(jī)以旋轉(zhuǎn)扭矩的形式輸出動力，中間經(jīng)減速增扭，有時還（倒車）改變轉(zhuǎn)動方向，最后實現(xiàn)車輪的轉(zhuǎn)動，其中傳遞動力的核心主體就是軸。顯然，從最初發(fā)動機(jī)曲軸，直到最終驅(qū)動車輪的半軸，進(jìn)行著傳動。與此同時，因車橋與車架存在相對運動，軸間還有距離和角度的變化。那么，這些軸都是怎么聯(lián)接的呢？第三節(jié) 聯(lián)軸器、離合器和制動器聯(lián)軸器：使其一同回轉(zhuǎn)并傳遞扭矩和運動的部件，必須在停機(jī)后通過拆卸方能分離的兩軸的聯(lián)接。離合器：聯(lián)接軸與軸（有時也聯(lián)接軸與其它回轉(zhuǎn)零件），在機(jī)器運轉(zhuǎn)時，可根據(jù)需要隨時使兩軸接合或分離的。制動器：通過對回轉(zhuǎn)零件施加阻力或阻力矩，使（

9、機(jī)器）軸能在受控的情況下減速、停轉(zhuǎn)的。汽車上聯(lián)軸器、離合器和制動器圖12-44普通汽車動力傳遞示意圖123聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器撓性聯(lián)軸器安全聯(lián)軸器凸緣式套筒式滑塊聯(lián)軸器萬向聯(lián)軸器彈性套柱銷聯(lián)軸器凸緣聯(lián)軸器圖12-45 凸緣聯(lián)軸器示意圖圖12-46凸緣聯(lián)軸器于汽車半軸與車輪輪轂套筒聯(lián)軸器圖12-47兩種套筒聯(lián)軸器示意圖撓性聯(lián)軸器特性圖12-48兩軸距離不合、軸線不在一條直線上各種情形示意圖滑塊聯(lián)軸器圖12-49滑塊聯(lián)軸器示意圖圖12-50萬向聯(lián)軸器圖12-51（汽車維修）套筒扳手盒萬向聯(lián)軸器（a）萬向節(jié) （b）十字軸、滾針軸承圖12-52汽車萬向節(jié)及十字軸、軸承等實物圖片萬向聯(lián)軸器應(yīng)用萬向聯(lián)軸器應(yīng)用

10、圖12-55汽車轉(zhuǎn)向盤軸實物圖片不等速萬向聯(lián)軸器圖12-53不等速萬向聯(lián)軸器等速傳動示意圖圖12-54彈性套柱銷聯(lián)軸器安全聯(lián)軸器圖4-28 安全銷示意圖液力聯(lián)軸器圖12-56液力聯(lián)軸器和汽車液力變矩器（a） （b） （c） 離合器按離合控制方式分按接合傳力方式分操縱式自動式牙嵌式離合器摩擦離合器定向離合器牙嵌式離合器圖12-57牙嵌式離合器示意圖摩擦離合器圖12-58單圓盤摩擦離合器示意圖摩擦離合器圖12-59多圓盤摩擦離合器示意圖（a）（b）（c）摩擦離合器特性與牙嵌離合器相比：不論在何種速度主從動件都可以接合或分離；接合過程平穩(wěn)，沖擊、振動較??；從動件的加速時間和所傳遞的最大扭矩可以調(diào)節(jié)；

11、過載時可發(fā)生打滑，以保護(hù)主要零件不致?lián)p壞。其缺點為外廓尺寸較大；在接合、分離過程中要產(chǎn)生滑動摩擦，故發(fā)熱量較大，磨損量也較大。有濕式與干式兩種。濕式摩擦離合器圖12-61汽車自動變速器多片摩擦離合器結(jié)構(gòu)示意圖摩擦離合器的控制圖12-60汽車單片離合器結(jié)構(gòu)原理示意圖濕式摩擦離合器多片離合器圖12-62帶摩擦片限滑差速器圖12-63滾柱式定向離合器示意圖圖12-64起動機(jī)中超越離合器示意圖定向離合器定向離合器圖12-65自行車后輪的棘輪棘爪式定向離合器定向離合器 （a）實物 （b）組成結(jié)構(gòu)示意圖 （c）單向傳動原理示意圖圖12-66汽車自動變速器楔塊式定向離合器電磁離合器圖12-67電磁離合器示意圖制動器制動器是利用摩擦力矩來實現(xiàn)制動的。如果把摩擦離合器的從動部分固定起來就構(gòu)成了制動器，接合時就起制動作用。制動器應(yīng)滿足的基本要求是：能產(chǎn)生足夠大的制動力矩，制動平穩(wěn)、可靠，操縱靈活、方便，散熱好，體積小，有一定的耐磨性等。常用的制動器有：帶狀制動器、鼓式制動器和盤式制動器。帶狀制動器（a）帶狀制動器示意圖 （