汽車(chē)構(gòu)造 課件 模塊6 汽車(chē)軸系零部件

模塊六汽車(chē)軸系零部件

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曲軸和傳動(dòng)軸軸承聯(lián)軸器和離合器軸1.能敘述軸的作用與軸的分類(lèi)。2.能區(qū)分軸結(jié)構(gòu)并歸納各種結(jié)構(gòu)的作用。3.能識(shí)別軸的定位與軸的固定方法。4.能判斷軸的失效形式。學(xué)習(xí)目標(biāo)軸一、軸的分類(lèi)引導(dǎo)問(wèn)題：軸是組成機(jī)器的重要零件之一，那軸的作用是什么呢？不同類(lèi)型的機(jī)器會(huì)采用不同結(jié)構(gòu)的軸，那么軸是如何進(jìn)行分類(lèi)的？1.根據(jù)承載情況分類(lèi)根據(jù)承載情況不同，軸可分為心軸、轉(zhuǎn)軸和傳動(dòng)軸三類(lèi)。（1）心軸心軸僅用來(lái)起到支承作用，而不傳遞動(dòng)力。因此心軸只受彎矩作用而不受轉(zhuǎn)矩作用。心軸按照其是否可以轉(zhuǎn)動(dòng)，分為轉(zhuǎn)動(dòng)心軸和固定心軸。鐵路車(chē)輛的軸為旋轉(zhuǎn)心軸，如圖6-1-1所示；汽車(chē)的非驅(qū)動(dòng)后橋則為固定心軸，如圖6-1-2所示。自行車(chē)的前輪軸則為固定心軸，如圖6-1-3所示。軸軸（2）轉(zhuǎn)軸既承受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩的軸稱(chēng)為轉(zhuǎn)軸，如圖6-1-4所示。變速器的輸入、輸出軸都是轉(zhuǎn)軸，如圖6-1-5所示。軸（3）傳動(dòng)軸主要承受轉(zhuǎn)矩，不承受或僅承受很小的彎矩的軸稱(chēng)為傳動(dòng)軸，汽車(chē)變速器和后橋之間的軸就是傳動(dòng)軸，如圖6-1-6所示。軸2.根據(jù)軸線形狀不同分類(lèi)根據(jù)軸線的形狀不同，軸又可以分為直軸、曲軸、撓性鋼絲軸。（1）直軸直軸應(yīng)用較廣，按照外形不同可分為光軸、階梯軸及一些特殊用途的軸，如凸輪軸、花鍵軸、齒輪軸及蝸桿軸等，分別如圖6-1-7~圖6-1-9所示。階梯軸便于軸上零件的拆裝和定位。軸（2）曲軸曲軸常用于往復(fù)式機(jī)械中，例如內(nèi)燃機(jī)、空氣壓縮機(jī)等。它可以實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換，如圖6-1-10所示。軸（3）撓性鋼絲軸撓性鋼絲軸是由多組鋼絲分層卷繞而成的，如圖6-1-11所示。它的撓性好，能在軸線彎曲的狀態(tài)下靈活地傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩，主要用于兩個(gè)傳動(dòng)件軸線不在同一直線或工作時(shí)彼此有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的空間傳動(dòng)，還可用于受連續(xù)振動(dòng)的場(chǎng)合，以緩和沖擊。比如摩托車(chē)的里程表傳感器軸，一些汽車(chē)的車(chē)速表傳感器軸。軸二、階梯軸的結(jié)構(gòu)如圖6-1-12所示，階梯軸主要由軸頭、軸頸、軸身、軸肩和軸環(huán)組成。（1）軸頭軸上安裝輪轂的部分稱(chēng)為軸頭，軸頭的長(zhǎng)度應(yīng)稍小于輪轂的寬度，以便實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)件軸向固定。軸（2）軸頸軸和軸承配合部分稱(chēng)為軸頸，當(dāng)用滑動(dòng)軸承支撐軸時(shí)，軸承與軸頸之間通過(guò)軸瓦連接，為間隙配合；當(dāng)用滾動(dòng)軸承支撐軸時(shí)，軸承與軸頸之間多為過(guò)渡或過(guò)盈配合。（3）軸身連接軸頭和軸頸等的非配合部分稱(chēng)為軸身。（4）軸肩、軸環(huán)階梯軸上，截面變化的，用作零件軸向固定的臺(tái)階部分稱(chēng)為軸肩。軸上直徑最大，而且最短的環(huán)形部分稱(chēng)為軸環(huán)。軸肩或者軸環(huán)可作為軸向定位面。它是齒輪、滾動(dòng)軸承等軸上零部件的安裝基準(zhǔn)。軸肩或軸環(huán)的圓角半徑，應(yīng)小于轂孔的圓角半徑或倒角高度，以保證零部件安裝時(shí)準(zhǔn)確到位。軸三、軸上零件的定位與固定引導(dǎo)問(wèn)題：軸上的許多零件是如何在軸上進(jìn)行定位和固定的？軸上零件的定位和固定可分為軸向定位和周向定位兩種。1.軸上零件的軸向定位軸向固定的作用和目的是為了防止軸向移動(dòng)造成串位，零件在軸上的軸向定位和固定可采用軸肩、軸環(huán)、套筒、圓螺母和彈性擋圈、軸端擋圈等。此外，軸承端蓋常用來(lái)做整個(gè)軸的軸向定位。（1）軸肩和軸環(huán)為使零件與軸肩貼合，軸上圓角r應(yīng)較軸上零件孔端的圓角半徑R或倒角C稍小，如圖6-1-13軸用軸肩對(duì)滾動(dòng)軸承進(jìn)行定位時(shí)，必須注意軸肩高度應(yīng)小于滾動(dòng)軸承內(nèi)圈高度，如圖6-1-14所示。軸（2）套筒如圖6-1-15所示，右邊的軸承內(nèi)圈就是利用套筒進(jìn)行軸向定位的。套筒定位可以簡(jiǎn)化軸的結(jié)構(gòu)，減小應(yīng)力集中，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、定位可靠。多用于軸上零件間距離較小的場(chǎng)合。但由于套筒與軸之間存在間隙，所以在高速情況下不宜使用。軸（3）圓螺母當(dāng)套筒過(guò)長(zhǎng)或無(wú)法采用套筒，而軸上又允許車(chē)制螺紋時(shí)，可采用圓螺母固定，如圖6-1-16所示。圓螺母可承受較大的軸向力，但切制螺紋處有較大的應(yīng)力集中，會(huì)降低軸的疲勞強(qiáng)度。軸（4）彈性擋圈如圖6-1-17所示，彈性擋圈用于軸向定位。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，常用于滾動(dòng)軸承的軸向固定，但承受的軸向力較小。切槽尺寸需要一定的精度，否則可能出現(xiàn)與被固定件間存在間隙或彈性擋圈不能裝入切槽的現(xiàn)象。軸（5）軸端擋圈軸端擋圈具有消除間隙的作用，能承受沖擊載荷，對(duì)中精度要求較高，主要用于有振動(dòng)和沖擊的軸端零件的軸向固定，其結(jié)構(gòu)如圖6-1-18所示。軸當(dāng)用軸肩、軸環(huán)、套筒、圓螺母、軸端擋圈進(jìn)行零件的軸向定位時(shí)，為保證軸向定位可靠，一般裝配零件的軸頭長(zhǎng)度應(yīng)比零件的輪轂長(zhǎng)度短2～3mm，即l軸<L轂，如圖6-1-19所示，以確保套筒、螺母或軸端擋圈能靠緊零件端面，否則容易造成定位不可靠，如圖6-1-20所示。軸2.軸上零件的周向定位和固定周向固定的作用和目的是為了在零件傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，防止零件與軸產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。常用的定位和固定方法包括鍵連接、花鍵連接和過(guò)盈配合等。當(dāng)傳遞的轉(zhuǎn)矩很小時(shí)，可采用緊定螺釘連接或銷(xiāo)連接，它們可同時(shí)實(shí)現(xiàn)軸向和周向固定（圖6-1-21）。軸四、軸的失效和檢查引導(dǎo)問(wèn)題：不同類(lèi)型的軸有不同的功能，那么軸的失效形式及原因有哪些？1.軸的失效軸的主要作用是承受彎矩與轉(zhuǎn)矩，它在彎矩和轉(zhuǎn)矩的作用下承受交變應(yīng)力，軸肩處會(huì)發(fā)生應(yīng)力集中，因此軸的失效形式主要有疲勞強(qiáng)度不足而產(chǎn)生的疲勞斷裂；因靜強(qiáng)度不足而產(chǎn)生的塑形變形或脆性斷裂，磨損超過(guò)允許范圍導(dǎo)致的變形和振動(dòng)等。不同級(jí)別和不同要求的汽車(chē)，其對(duì)軸的強(qiáng)度要求也是不一樣的。在實(shí)際中提高軸的疲勞強(qiáng)度和剛度是降低軸的疲勞磨損的必要手段。在生產(chǎn)制造過(guò)程中，提高軸的疲勞強(qiáng)度和剛度的主要措施包括：1）減小應(yīng)力集中。2）降低軸的表面粗糙度。3）強(qiáng)化軸的表面，如碾壓、噴丸、表面淬火、滲碳。軸2.軸的使用和檢查1）軸在使用前，應(yīng)注意軸和軸上零件固連要可靠；軸與軸上有相對(duì)移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的零件間的間隙應(yīng)適；軸頸潤(rùn)滑應(yīng)符合要求，潤(rùn)滑不當(dāng)是使軸頸非正常磨損的重要原因。2）軸在使用中，應(yīng)避免突加、突減負(fù)荷或超載，尤其是對(duì)新配滑動(dòng)軸瓦和使用已久的軸更應(yīng)注意，以防止疲勞斷裂和彎扭變形。3）在機(jī)器大修或者中修時(shí)，通常應(yīng)檢查軸有無(wú)裂紋、彎曲、扭曲及軸徑磨損等，如不符合要求應(yīng)進(jìn)行修復(fù)或更換。裂紋通常集中在應(yīng)力集中處，由此導(dǎo)致軸的疲勞斷裂，應(yīng)予以注意。軸上的裂紋可用放大鏡和磁力探傷器等檢查。軸徑的最大磨損量為測(cè)得的最小直徑同公稱(chēng)直徑之差，當(dāng)超過(guò)規(guī)定值時(shí)應(yīng)進(jìn)行修磨。4）對(duì)于液體潤(rùn)滑軸承中的軸頸，應(yīng)檢查其圓度和圓柱度，因?yàn)槭A的軸頸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)使油膜的壓力波動(dòng)，不僅加速軸瓦材料的疲勞損壞，也增加了軸瓦和軸徑的直接接觸，使磨損加劇。軸上花鍵的磨損，可通過(guò)檢查配合的齒側(cè)間隙，或用標(biāo)準(zhǔn)花鍵套在花鍵軸上進(jìn)行檢查。模塊六汽車(chē)軸系零部件

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曲軸和傳動(dòng)軸軸承聯(lián)軸器和離合器曲軸和傳動(dòng)軸1.敘述曲軸的結(jié)構(gòu)、定位和失效形式。2.概括十字萬(wàn)向節(jié)的傳動(dòng)原理與傳動(dòng)特點(diǎn)。3.敘述傳動(dòng)軸的分類(lèi)和傳動(dòng)軸在汽車(chē)上的應(yīng)用。4.通過(guò)學(xué)習(xí)探究、分析曲軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和曲柄連桿機(jī)構(gòu)的受力情況。學(xué)習(xí)目標(biāo)曲軸和傳動(dòng)軸一、曲軸的結(jié)構(gòu)引導(dǎo)問(wèn)題：圖6-2-1所示為典型的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，從結(jié)構(gòu)上看，曲軸較直軸復(fù)雜，但發(fā)動(dòng)機(jī)為什么不采用直軸而采用曲軸呢？曲軸可將活塞連桿組傳來(lái)的推力轉(zhuǎn)變成使曲軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩向外輸出；并驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)的配氣機(jī)構(gòu)及其他輔助裝置（如發(fā)電機(jī)、水泵、風(fēng)扇、機(jī)油泵、空調(diào)壓縮機(jī)等）工作。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，曲軸承受著周期性變化的氣體壓力、往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量慣性力、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)離心力及摩擦力的共同作用。曲軸和傳動(dòng)軸1.前端軸和后端軸1）前端軸。前端軸上有安裝驅(qū)動(dòng)附件傳動(dòng)裝置的帶輪軸頸，可用于驅(qū)動(dòng)水泵、轉(zhuǎn)向助力泵、空調(diào)壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)等附屬機(jī)構(gòu)；還可以安裝正時(shí)裝置（齒輪、鏈輪或帶輪）。2）后端軸。后端軸上安裝有法蘭盤(pán)的軸頸，用以連接飛輪。3）前后段的密封。曲軸前后段均伸出了曲軸箱，為了防止機(jī)油沿軸頸外漏，在曲軸的前后段均設(shè)有防漏密封裝置。常見(jiàn)的密封裝置有擋油盤(pán)、填料油封、自緊油封、回油螺紋等。一般發(fā)動(dòng)機(jī)多采用兩種以上防漏裝置組成復(fù)合式防漏結(jié)構(gòu)。曲軸和傳動(dòng)軸2.曲拐每個(gè)連桿軸頸與兩端的曲柄及主軸頸共同構(gòu)成一個(gè)曲拐。一般的直列式發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的曲拐數(shù)等于發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)，而V型發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的曲拐數(shù)是氣缸數(shù)的一半。1）連桿軸頸。連桿軸頸在曲軸上，與連桿大頭通過(guò)連桿軸承裝配在一起。2）主軸頸。主軸頸是曲軸的支承部分。根據(jù)主軸頸的設(shè)置，可以把曲軸的支承方式分為：全支承和非全支承。曲軸和傳動(dòng)軸3.曲柄和平衡重曲柄用來(lái)連接主軸頸和連桿軸頸。連桿、連桿軸頸和曲柄等質(zhì)心不在曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)中心上，容易引起振動(dòng)。平衡重的作用是將偏離了轉(zhuǎn)動(dòng)中心的曲軸質(zhì)心調(diào)整到轉(zhuǎn)動(dòng)中心，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，加平衡重會(huì)增加曲軸質(zhì)量，使材料消耗增多，制造工藝復(fù)雜，成本上升。曲軸在裝配前必須經(jīng)過(guò)平衡校驗(yàn)，對(duì)不平衡的曲軸，常在偏重或者曲柄上鉆去一部分質(zhì)量，以達(dá)到平衡要求。曲軸和傳動(dòng)軸二、曲軸的定位和故障形式分析引導(dǎo)問(wèn)題：曲軸如何實(shí)現(xiàn)軸向定位和徑向定位？曲軸的失效形式及原因有哪些？1.軸向定位曲軸安裝時(shí)需進(jìn)行軸向定位，必須采用軸向限位措施限制軸向間隙，以控制軸向竄動(dòng)量。曲軸的軸向定位一般采用止推片，如圖6-2-5所示；或翻邊軸瓦，如圖6-2-6所示。定位裝置可以裝在前端第一道主軸承處或中部某主軸承處。為了保證曲軸在受熱膨脹或冷卻時(shí)能夠自由伸縮，曲軸只能設(shè)置一個(gè)軸向定位裝置。曲軸和傳動(dòng)軸有的發(fā)動(dòng)機(jī)采用全支承鍛造曲軸，在第三道主軸承軸座兩端加裝環(huán)狀整體止推片實(shí)現(xiàn)軸向定位。也有的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸第一道主承軸座兩端加裝環(huán)狀整體止推片實(shí)現(xiàn)軸向定位，如圖6-2-7所示。曲軸和傳動(dòng)軸2.徑向定位曲軸徑向定位的任務(wù)由主軸承（俗稱(chēng)大瓦）擔(dān)任，主軸承的基本結(jié)構(gòu)與連桿軸承相同，主軸承把曲軸與機(jī)體連接在一起，將曲軸承受的全部載荷傳給機(jī)體組，如圖6-2-8所示。主軸承開(kāi)有周向油槽和主油孔，在裝配時(shí)兩片軸瓦不能裝錯(cuò)。曲軸和傳動(dòng)軸3.失效形式與原因1）曲軸軸頸磨損后與軸瓦配合間隙增大，可能是因?yàn)闄C(jī)油太少、機(jī)油變質(zhì)或機(jī)油中存在著硬質(zhì)磨料；或者軸頸與軸瓦的配合間隙過(guò)大或過(guò)小，致使油膜難以形成，發(fā)生干摩擦?xí)缙谀p。曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，在離心力作用下，機(jī)油中機(jī)械雜質(zhì)偏向油孔一側(cè)，成為磨料，使軸頸磨損不勻，產(chǎn)生錐度等損傷。2）曲軸軸頸表面劃痕或拉傷，如圖6-2-9所示。沒(méi)有按時(shí)更換油底殼的機(jī)油，使機(jī)油中含有較大的金屬物等磨?；爝M(jìn)軸瓦和軸頸的縫隙里，刻劃和拉傷摩擦表面。曲軸和傳動(dòng)軸3）曲軸變形，曲軸的變形通常為彎曲變形和扭轉(zhuǎn)變形，變形過(guò)大的曲軸會(huì)導(dǎo)致自身和相連零件的加劇磨損，加速疲勞，出現(xiàn)曲軸斷裂和過(guò)大的機(jī)械振動(dòng)。4）曲軸斷裂，如圖6-2-10所示。如曲軸斷裂也就代表著發(fā)動(dòng)機(jī)的損壞，一般常見(jiàn)的斷裂部位有軸頸兩相鄰圓角交接的曲柄臂處、連桿軸頸過(guò)油孔處等部位。曲軸和傳動(dòng)軸三、汽車(chē)傳動(dòng)軸引導(dǎo)問(wèn)題：傳動(dòng)軸的作用是什么？傳動(dòng)軸在汽車(chē)上有哪些應(yīng)用？1.萬(wàn)向節(jié)萬(wàn)向節(jié)又稱(chēng)十字鉸鏈聯(lián)軸器，其結(jié)構(gòu)如圖6-2-11所示。它的中間是一個(gè)相互垂直的十字頭，十字頭的四端用鉸鏈分別與兩軸上的叉形接頭相連。因此，當(dāng)軸Ⅱ的位置固定后，軸Ⅰ可以在任意方向偏斜，角位移α可達(dá)40°~45°。但是，單個(gè)萬(wàn)向節(jié)兩軸的瞬時(shí)角速度并不是每一時(shí)刻都相等，即當(dāng)軸Ⅰ以等角速度回轉(zhuǎn)時(shí)，軸Ⅱ作變角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，從而引起動(dòng)載荷，對(duì)使用不利。由于單個(gè)萬(wàn)向節(jié)存在著上述缺點(diǎn)，所以在機(jī)器中很少單個(gè)使用。實(shí)際上，常采用雙萬(wàn)向節(jié)，即由兩個(gè)單萬(wàn)向節(jié)串接而成，如圖6-2-12所示。曲軸和傳動(dòng)軸如圖6-2-13所示，安裝雙萬(wàn)向節(jié)時(shí)，若要使主、從動(dòng)軸的角速度相等必須滿足三個(gè)條件：1）主動(dòng)、從動(dòng)、中間三軸共面。2）主動(dòng)軸、從動(dòng)軸的軸線與中間軸的軸線之間的夾角應(yīng)相等。3）中間軸兩端的叉面應(yīng)在同一平面內(nèi)。曲軸和傳動(dòng)軸一些汽車(chē)根據(jù)總布置要求需將離合器與變速器、變速器與分動(dòng)器之間拉開(kāi)一段距離，考慮到它們之間很難保證軸與軸的同軸度及車(chē)架可能變形，所以常采用十字軸萬(wàn)向傳動(dòng)軸，如圖6-2-14所示。對(duì)于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，左、右驅(qū)動(dòng)輪需要隨汽車(chē)行駛軌跡變化而改變方向，這時(shí)多采用等速萬(wàn)向傳動(dòng)軸。十字軸式剛性萬(wàn)向節(jié)因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，傳動(dòng)效率高，且允許相鄰兩傳動(dòng)軸之間有較大的交角（一般為15°~20°），故普遍應(yīng)用于各類(lèi)汽車(chē)的傳動(dòng)系統(tǒng)中。曲軸和傳動(dòng)軸2.傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸是汽車(chē)傳動(dòng)系中傳遞動(dòng)力的重要部件，它的作用是與變速器、驅(qū)動(dòng)橋一起將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給車(chē)輪，使汽車(chē)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力。傳動(dòng)軸是由軸管、伸縮管（伸縮花鍵）和萬(wàn)向節(jié)組成，分段式需加中間支承。傳動(dòng)軸是萬(wàn)向傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)軸中能夠傳遞動(dòng)力的軸。它是一個(gè)高轉(zhuǎn)速、少支承的旋轉(zhuǎn)體，因此它的動(dòng)平衡是至關(guān)重要的。一般傳動(dòng)軸在出廠前都要進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)，并在平衡機(jī)上進(jìn)行調(diào)整。傳動(dòng)軸一般均使用輕而且抗扭性好的合金鋼管制成。3.半軸汽車(chē)半軸也稱(chēng)驅(qū)動(dòng)軸，它是將差速器與驅(qū)動(dòng)輪連接起來(lái)的軸。半軸是變速器、減速器與驅(qū)動(dòng)輪之間傳遞轉(zhuǎn)矩的軸，如圖6-2-15所示。它的內(nèi)外端各有一個(gè)萬(wàn)向節(jié)，分別與萬(wàn)向節(jié)上的花鍵與減速器齒輪，以及輪轂軸承內(nèi)圈連接。過(guò)去以實(shí)心軸居多，由于空心軸轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡控制更容易，現(xiàn)在很多汽車(chē)上都采用了空心軸。曲軸和傳動(dòng)軸半軸是將差速器傳來(lái)的動(dòng)力傳遞給左右驅(qū)動(dòng)輪，半軸的結(jié)構(gòu)因驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)形式的不同而不同，非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的半軸為剛性整軸，如圖6-2-16所示。轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋和斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋中的半軸分段利用萬(wàn)向節(jié)連接，如圖6-2-15所示。曲軸和傳動(dòng)軸一般前驅(qū)式汽車(chē)采用斷開(kāi)式等速半軸，如圖6-2-17所示。斷開(kāi)式半軸按照等速方式來(lái)分，又分為三球銷(xiāo)式等速萬(wàn)向節(jié)、直滾道式等速萬(wàn)向節(jié)和斜滾道式等速萬(wàn)向節(jié)。模塊六汽車(chē)軸系零部件

軸

曲軸和傳動(dòng)軸軸承聯(lián)軸器和離合器軸承1.能敘述滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、分類(lèi)與特點(diǎn)。2.能敘述滾動(dòng)軸承的失效形式。3.能敘述滾動(dòng)軸承的拆裝方法。4.能敘述滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與失效形式。5.能分析軸承的潤(rùn)滑方式與特點(diǎn)。學(xué)習(xí)目標(biāo)軸承一、滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)與分類(lèi)引導(dǎo)問(wèn)題：滾動(dòng)軸承有哪些類(lèi)型，其結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？滾動(dòng)軸承嚴(yán)格來(lái)說(shuō)是一個(gè)組合標(biāo)準(zhǔn)件，其基本結(jié)構(gòu)如圖6-3-1所示。它主要由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架等四個(gè)部分組成。通常其內(nèi)圈用來(lái)與軸頸配合裝配并與軸一起旋轉(zhuǎn)；外圈的外徑用來(lái)與軸承座或機(jī)架座孔相配合裝配，起到支承的作用；有時(shí)也有軸承內(nèi)圈與軸固定不動(dòng)、外圈轉(zhuǎn)動(dòng)的場(chǎng)合；滾動(dòng)體是借助保持架均勻地分布在內(nèi)圈和外圈之間，它們的形狀、大小和數(shù)量直接影響著滾動(dòng)軸承的使用性能和壽命；保持架能使?jié)L動(dòng)體均勻分布，防止?jié)L動(dòng)體脫落，引導(dǎo)滾動(dòng)體旋轉(zhuǎn)。軸承按滾動(dòng)體的形狀不同，可將滾動(dòng)軸承分為球軸承和滾子軸承兩種類(lèi)型。如圖6-3-2所示，常用的滾動(dòng)體有球、圓柱滾子、圓錐滾子、球面滾子、滾針等。按滾動(dòng)體的列數(shù)，可分為單列、雙列及多列，如圖6-3-3所示。軸承按工作時(shí)是否能自動(dòng)調(diào)心，可分為剛性軸承和調(diào)心軸承。軸承由于安裝誤差或軸的變形等，都會(huì)引起內(nèi)外圈軸線發(fā)生相對(duì)傾斜，傾斜的角度越大，對(duì)軸承的正常工作影響越大，調(diào)心軸承允許存在一定的傾斜角度而不影響正常工作。如圖6-3-4所示，調(diào)心滾子軸承有兩列滾子，外圈有一條共用的球面滾道，內(nèi)圈有兩條滾道相對(duì)于軸承軸線傾斜成一定角度，所形成的內(nèi)組件可以跟隨軸的偏轉(zhuǎn)，在外圈滾道內(nèi)的球面上偏轉(zhuǎn)一定角度，因而具有自動(dòng)調(diào)心性能。軸承按所能承受負(fù)荷的方向或接觸角不同，可分為深溝球軸承和推力軸承。軸承公稱(chēng)接觸角是指滾動(dòng)體與外圈軌道接觸點(diǎn)的法線和軸承半徑方向的夾角，用α表示，如圖6-3-5所示。深溝球軸承主要用來(lái)承受徑向載荷，其接觸角從0°到45°；推力軸承主要用來(lái)承受軸向載荷，其接觸角從45°到90°。軸承軸承軸承軸承軸承二、滾動(dòng)軸承的代號(hào)滾動(dòng)軸承的類(lèi)型很多，每種類(lèi)型又有不同的結(jié)構(gòu)、尺寸、精度和技術(shù)要求。為了便于組織生產(chǎn)、設(shè)計(jì)和選用，國(guó)標(biāo)GB/T272—1993規(guī)定了滾動(dòng)軸承代號(hào)的結(jié)構(gòu)及表示方法。滾動(dòng)軸承代號(hào)由前置代號(hào)、基本代號(hào)和后置代號(hào)構(gòu)成，其代表內(nèi)容和排列順序見(jiàn)表6-3-2。軸承1.基本代號(hào)基本代號(hào)用于表明滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑、直徑、寬度系列和類(lèi)型，一般最多五位。1）內(nèi)徑代號(hào)。基本代號(hào)右起第一、二位數(shù)字表示，見(jiàn)表6-3-3。軸承2）直徑系列代號(hào)。基本代號(hào)右起第三位數(shù)字，表示結(jié)構(gòu)、內(nèi)徑相同的軸承在外徑和寬度方面的變化系列，如圖6-3-6所示。軸承直徑系列代號(hào)有7、8、9、0、1、2、3、4、5，其外徑和寬度尺寸依次遞增。軸承3）寬度系列代號(hào)?；敬?hào)右起第四位數(shù)字，表示結(jié)構(gòu)、內(nèi)、外徑都相同的軸承，在寬度方面的變化系列，如圖6-3-7所示。對(duì)于深溝球軸承，寬度系列代號(hào)有8、0、1、2、3、4、5和6，寬度尺寸依次遞增；對(duì)于推力軸承，代號(hào)有7、9、1和2，高度尺寸依次遞增。0系列為正常系列，除圓錐滾子軸承、調(diào)心滾子軸承外，代號(hào)0可不標(biāo)出。軸承2.前置代號(hào)前置代號(hào)用字母表示，它是用以說(shuō)明成套軸承的分部間特點(diǎn)的補(bǔ)充代號(hào)。例如，L表示可分離軸承的內(nèi)圈或外圈；K表示滾動(dòng)體和保持架組件。一般軸承無(wú)前置代號(hào)。3.后置代號(hào)軸承的后置代號(hào)是用字母和數(shù)字表示軸承的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、公差等級(jí)、游隙、材料等特殊要求，置于基本代號(hào)右邊，并與基本代號(hào)空半個(gè)漢字距離或用符號(hào)“—”、“/”分隔。以下介紹幾種常見(jiàn)后置代號(hào)。1）內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)。AC表示角接觸球軸承接觸角α=25°。B表示角接觸球軸承接觸角α=40°。C表示角接觸球軸承接觸角α=15°。2）公差等級(jí)代號(hào)。公差等級(jí)代號(hào)分為/P0、/P6、/P6X、/P5、/P4、/P2等6個(gè)等級(jí)，0級(jí)為普通級(jí)，在代號(hào)中省略不標(biāo)。軸承3）常用軸承徑向游隙。分1組、2組、0組、3組、4組、5組等6個(gè)級(jí)別，依次由小到大。其中0組為常用游隙組別，在代號(hào)中不標(biāo)注，其游隙組別分別用/C1、/C2、/C3、/C4、/C5表示。4）配置代號(hào)。配置代號(hào)中/DB、/DF、/DT表示安裝方式，見(jiàn)表6-3-4。軸承軸承三、滾動(dòng)軸承的失效形式由于滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)和使用不同，導(dǎo)致其失效的原因多樣化。主要包括：裝配不良、潤(rùn)滑不良、過(guò)載、沖擊、振動(dòng)、磨料或有害液體的侵入、環(huán)境溫度過(guò)高或過(guò)低、材質(zhì)缺陷、制造精度低和散雜電流的作用等。（1）疲勞點(diǎn)蝕滾動(dòng)軸承工作時(shí),在滾動(dòng)體、內(nèi)圈、外圈的接觸表面將產(chǎn)生接觸應(yīng)力。由于它們之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)及所受應(yīng)力的周期性變化，使得其表面受脈動(dòng)循環(huán)接觸應(yīng)力作用。當(dāng)接觸應(yīng)力超過(guò)材料的極限應(yīng)力時(shí),滾動(dòng)體、內(nèi)圈或外圈的表面將發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕。這使軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)、噪聲，溫度升高,最后導(dǎo)致不能正常工作。（2）塑性變形在重載或沖擊載荷的作用下，可能使?jié)L動(dòng)體和套圈滾道表面接觸處的局部應(yīng)力超過(guò)材料的屈服極限，產(chǎn)生永久性凹坑，出現(xiàn)振動(dòng)、噪聲，破壞軸承的正常工作。軸承（3）磨損在潤(rùn)滑不良、密封不當(dāng)?shù)墓r下，粉塵、雜質(zhì)很可能進(jìn)入軸承中，造成磨粒磨損使軸承失效。此外，由于安裝、維護(hù)、使用不當(dāng)，特別是在高速重載條件下工作的軸承，由于摩擦產(chǎn)生高溫而使軸承產(chǎn)生咬合、卡死現(xiàn)象，或由于離心力過(guò)大而使保持架破壞，導(dǎo)致軸承不能正常工作，壽命縮短。軸承四、滾動(dòng)軸承的安裝與拆卸引導(dǎo)問(wèn)題：不正確的軸承安裝方式，會(huì)直接破壞軸的性能，從而影響整個(gè)機(jī)器的性能。那么滾動(dòng)軸承是如何正確地進(jìn)行安裝與拆卸的呢？

軸承的安裝要在干燥、清潔的環(huán)境中進(jìn)行。安裝前，應(yīng)根據(jù)不同軸承尺寸大小和應(yīng)用環(huán)境，采用不同的安裝法；準(zhǔn)備好安裝所必需的部件、工具及設(shè)備；準(zhǔn)備好所有需要安裝的零件，并在安裝前徹底地清洗；按圖紙對(duì)所有需要安裝的零件尺寸和形狀精度進(jìn)行檢查。要注意的是，在安裝準(zhǔn)備工作沒(méi)有完成前，不要拆開(kāi)軸承的包裝，以免使軸承受到污染。軸承的安裝方法主要有機(jī)械法（冷裝）、加熱法（熱裝）和液壓法等。對(duì)于直徑≤100mm的軸承通常采用專(zhuān)用安裝工具安裝；直徑>100mm的圓柱孔軸承可采用加熱法進(jìn)行安裝；直徑>100mm的圓錐孔軸承可采用液壓法安裝。軸承1．機(jī)械法由于軸承的配合較緊，安裝時(shí)應(yīng)使用專(zhuān)門(mén)的安裝工具，安裝、拆卸的壓力應(yīng)直接加在緊配合的擋圈端面上，不能通過(guò)滾動(dòng)體傳遞壓力，因?yàn)檫@樣會(huì)在軸承工作表面造成壓痕，影響軸承正常工作，甚至?xí)馆S承損壞，如圖6-3-9所示。軸承2．加熱法

對(duì)尺寸較大的軸承或安裝過(guò)盈量較大時(shí)，可利用熱脹冷縮原理，對(duì)軸承加熱使其膨脹后，再安裝在軸上，這樣可以使軸承避免受到不必要的外力，可在短時(shí)間內(nèi)完成安裝作業(yè)。一般采用油浴加熱或電磁感應(yīng)加熱方法，分別如圖6-3-10和圖6-3-11所示。加熱時(shí)應(yīng)注意加熱溫度，一般加熱至80℃，最高不超過(guò)100℃。超過(guò)120℃時(shí)，容易導(dǎo)致軸承發(fā)生回火現(xiàn)象，致使軸承的硬度和精度降低，影響軸承的使用。軸承拆卸內(nèi)圈最簡(jiǎn)單的方法是軸承頂拔器拔出，此時(shí)應(yīng)讓內(nèi)圈承受拔力，頂拔器如圖6-3-12所示。大型軸承的內(nèi)圈拆卸采用油壓法。通過(guò)設(shè)置在軸上的油孔加以液壓，可易于拉拔。拆卸寬度大的軸承則應(yīng)液壓法與頂拔器加力并用。頂拔器應(yīng)卡住軸承內(nèi)圈均勻用力，如圖6-3-13所示，頂拔器不能卡在軸承外圈，通過(guò)滾動(dòng)體傳力拉出軸承，這樣會(huì)損壞軸承。軸承五、滑動(dòng)軸承的類(lèi)型與特點(diǎn)引導(dǎo)問(wèn)題：在某些工作場(chǎng)合，必須選用滑動(dòng)軸承，而不能選用滾動(dòng)軸承，滑動(dòng)軸承有哪些特點(diǎn)，適用于哪些場(chǎng)合？滑動(dòng)軸承根據(jù)所承受載荷的方向不同，可分為徑向滑動(dòng)軸承和推力滑動(dòng)軸承。1.徑向滑動(dòng)軸承常用的徑向滑動(dòng)軸承有整體式、剖分式、調(diào)心式三種形式。（1）整體式滑動(dòng)軸承如圖6-3-14所示，它由軸承座和軸瓦組成。它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低；軸套磨損后，間隙無(wú)法調(diào)整；裝拆不便，只能從軸端裝拆。它僅適用于低速、輕載的機(jī)器。軸承（2）剖分式滑動(dòng)軸承如圖6-3-15所示，剖分式滑動(dòng)軸承由軸承蓋、軸承座、對(duì)開(kāi)軸瓦和雙頭螺柱等組成。軸承座與軸承蓋的剖分面常做成階梯形定位止口，以便于對(duì)中定位和防止受力時(shí)產(chǎn)生相對(duì)位移。它的特點(diǎn)是裝拆方便，還可以通過(guò)增減剖分面上的調(diào)整墊片的厚度來(lái)調(diào)整間隙。它適用于中、高速和重載機(jī)器。剖分式滑動(dòng)軸承克服了整體式滑動(dòng)軸承的主要不足，因此用處廣泛。軸承（3）自動(dòng)調(diào)心軸承如果軸頸很長(zhǎng)（寬徑比L/d>1.5）或軸的撓度較大時(shí)，由于軸頸的傾斜易使軸瓦端部邊緣嚴(yán)重磨損，如圖6-3-16所示。這時(shí)可采用自動(dòng)調(diào)心滑動(dòng)軸承。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是軸瓦與軸承座以球面配合，軸瓦可隨著軸的彎曲而轉(zhuǎn)動(dòng)，從而避免軸頸在軸彎曲時(shí)產(chǎn)生偏斜，使軸承端部由于載荷集中而產(chǎn)生過(guò)度磨損，如圖6-3-17所示。軸承2.推力滑動(dòng)軸承推力滑動(dòng)軸承用來(lái)承受軸向載荷，且能防止軸的軸向移動(dòng)。按支撐面的結(jié)構(gòu)，推力滑動(dòng)軸承可分為實(shí)心、空心、單環(huán)和多環(huán)四種，如圖6-3-18所示。實(shí)心端面推力滑動(dòng)軸承由于工作時(shí)軸心與邊緣磨損不均勻，以致軸心部分壓強(qiáng)極高，所以極少采用；空心端面推力滑動(dòng)軸承，在軸頸端面的中空部分能存油，壓強(qiáng)也比較均勻，但承載能力不大；單環(huán)式推力軸承可以改善端面壓力不均的現(xiàn)象，但只能承受較小的軸向載荷；多環(huán)推力滑動(dòng)軸承，壓強(qiáng)較均勻，能承受較大載荷，但各環(huán)承載能力不等，環(huán)數(shù)不能太多。軸承軸承滑動(dòng)軸承的失效通常由多種原因引起，失效形式也多種多樣，有時(shí)幾種失效形式并存，相互影響。所以很難把各種失效形式截然分開(kāi)，如圖6-3-19所示。它的最常見(jiàn)的失效形式是軸瓦磨損、膠合（燒瓦）、疲勞磨損和由于制造工藝原因而引起的軸承襯脫落。其中最常見(jiàn)的是軸瓦磨損和膠合。軸承六、軸承的潤(rùn)滑方式引導(dǎo)問(wèn)題：軸承在高溫高速旋轉(zhuǎn)的惡劣環(huán)境下工作，那它需要潤(rùn)滑嗎？潤(rùn)滑方式有哪些呢？軸承潤(rùn)滑的主要目的是為了減少摩擦和磨損，以提高軸承的工作性能和使用壽命，同時(shí)起冷卻、防塵、防銹和吸振的作用。軸承設(shè)計(jì)的時(shí)候必須恰當(dāng)?shù)剡x擇潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑裝置。潤(rùn)滑劑的選擇有三種：潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂，如圖6-3-20所示。軸承1.潤(rùn)滑油潤(rùn)滑潤(rùn)滑油的內(nèi)摩擦系數(shù)小，流動(dòng)性好,是軸承中應(yīng)用最為廣泛的一種潤(rùn)滑劑。工業(yè)用潤(rùn)滑油有合成油和礦物油兩類(lèi)，其中礦物油資源豐富，價(jià)格便宜,適用廣。潤(rùn)滑油的主要性能指標(biāo)是黏度，它表示潤(rùn)滑油流動(dòng)時(shí)內(nèi)部摩擦力的大小，是選用潤(rùn)滑油的主要依據(jù)。選擇黏度時(shí)，應(yīng)考慮如下基本原則：1）在壓力大、溫度高、載荷沖擊變動(dòng)大時(shí)，應(yīng)選用黏度大的潤(rùn)滑油。2）滑動(dòng)速度高時(shí),容易形成油膜（轉(zhuǎn)速高時(shí)），為減少摩擦應(yīng)選用黏度較低的潤(rùn)滑油。3）加工粗糙或未經(jīng)跑合的表面,應(yīng)選用黏度較高的潤(rùn)滑油。油潤(rùn)滑方式有：手工加油潤(rùn)滑、滴油潤(rùn)滑、油環(huán)潤(rùn)滑、飛濺潤(rùn)滑、壓力循環(huán)潤(rùn)滑。軸承2.潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑潤(rùn)滑脂又稱(chēng)干油，俗稱(chēng)黃油，是由潤(rùn)滑油、稠化劑等制成的膏狀潤(rùn)滑材料。它的特點(diǎn)是稠度大，不易流失，因此軸承的密封簡(jiǎn)單。潤(rùn)滑脂需經(jīng)常補(bǔ)充，而且穩(wěn)定性差，摩擦功耗大，流動(dòng)性差，無(wú)冷卻效果，僅適于低速重載且溫度變化不大處，難以連續(xù)供油的場(chǎng)合。潤(rùn)滑脂的主要性能指標(biāo)是針入度、滴點(diǎn)和耐水性。它的選擇原則如下:1）輕載高速時(shí)選針入度大的潤(rùn)滑脂,反之選針入度小的潤(rùn)滑脂。2）所用潤(rùn)滑脂的滴點(diǎn)應(yīng)比軸承的工作溫度高約20~30℃。滴點(diǎn)溫度較高的主要是鈣基或復(fù)合鈣基潤(rùn)滑脂。3）在有水淋或潮濕的環(huán)境下應(yīng)選擇防水性強(qiáng)的潤(rùn)滑脂，如鋁基潤(rùn)滑脂、鈣基潤(rùn)滑脂。軸承3.固體潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑軸承在高溫，低速、重載情況下應(yīng)用，不宜采用潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂時(shí)，可采用固體潤(rùn)滑劑。它可以在摩擦表面形成固體膜，常用的有：石墨、聚四氟乙烯、二硫化鎢等。固體潤(rùn)滑劑可調(diào)配到油或脂中，涂敷或燒結(jié)到摩擦表面，或滲入軸瓦材料或成型鑲嵌在軸承中使用?；瑒?dòng)軸承是常用的傳動(dòng)方式，潤(rùn)滑油不僅要起到潤(rùn)滑的作用還要起到冷卻的作用，因此需要采用潤(rùn)滑性能良好的低黏度的潤(rùn)滑油。同時(shí)需要具備良好的抗氧化、抗磨性、防銹性及抗泡沫性。對(duì)于精密磨床的磨石主軸所用的精密滑動(dòng)軸承，因軸承間隙特別?。?μm），轉(zhuǎn)速特別高（30000r/min以上）應(yīng)使用黏度很小，抗磨性極好的黏度為2.0mm2/s（40℃）的潤(rùn)滑油。模塊六汽車(chē)軸系零部件

軸

曲軸和傳動(dòng)軸軸承聯(lián)軸器和離合器聯(lián)軸器與離合器1.能敘述聯(lián)軸器的分類(lèi)與性能要求。2.能區(qū)分常用聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)。3.能總結(jié)常用離合器的類(lèi)型與特點(diǎn)。4.能復(fù)述離合器在汽車(chē)上的應(yīng)用。5.通過(guò)實(shí)踐探究解釋聯(lián)軸器與離合器的故障機(jī)理。學(xué)習(xí)目標(biāo)聯(lián)軸器與離合器一、聯(lián)軸器的作用與分類(lèi)引導(dǎo)問(wèn)題：聯(lián)軸器的主要作用是將兩條軸連在一起，傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。那么聯(lián)軸器有哪些性能要求？它是如何分類(lèi)的？聯(lián)軸器是軸系中的常用部件，由于制造、安裝誤差、受載受熱后的變形，以及傳動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生振動(dòng)等因素影響，通常會(huì)出現(xiàn)兩軸間存在軸向位移x、徑向位移y、角位移α或這些位移相互組合的綜合位移，如圖6-4-1所示。所以聯(lián)軸器除了傳動(dòng)外，還要有一定的位置補(bǔ)償和吸振緩沖的能力。聯(lián)軸器與離合器根據(jù)補(bǔ)償兩軸偏移位移的能力不同，可將聯(lián)軸器分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器兩大類(lèi)。剛性聯(lián)軸器不具有緩沖性和補(bǔ)償兩軸線相對(duì)位移的能力，要求兩軸嚴(yán)格對(duì)中，但此類(lèi)聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，裝拆、維護(hù)方便，能保證兩軸有較高的對(duì)中性，傳遞轉(zhuǎn)矩較大，一般用于兩軸對(duì)中好，相對(duì)位移很小的場(chǎng)合。常用的類(lèi)型包括凸緣聯(lián)軸器、套筒聯(lián)軸器和夾殼聯(lián)軸器等。撓性聯(lián)軸器是利用聯(lián)軸器中彈性元件的變形來(lái)補(bǔ)償位移的，可以起到減輕振動(dòng)和沖擊的能力?？梢苑譃闊o(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器和有彈性元件撓性聯(lián)軸器。聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器聯(lián)軸器與離合器二、常用離合器的類(lèi)型與特點(diǎn)引導(dǎo)問(wèn)題：離合器主要用于軸與軸之間在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)主、從動(dòng)軸的分離與接合。那么離合器是怎么分類(lèi)的？有什么特點(diǎn)呢？由于離合器是在不停車(chē)的條件下進(jìn)行兩軸的接合與分離，因而離合器應(yīng)保證離合迅速平穩(wěn)、可靠、操縱方便、耐磨且散熱良好。離合器的種類(lèi)很多，按實(shí)現(xiàn)兩軸接合和分離的過(guò)程可以分為操縱離合