机械基础课件：第9章+轴系零件.ppt

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1、第9章 轴系零件,轴是机械中的重要零件，其功用是支承转动零件及传递运动和动力；而将轴和轴上零件进行周向固定并传递转矩的零件是键；轴承是支承轴及轴上零件，保持轴的旋转精度和减少轴与支承间的摩擦和磨损；联轴器和离合器是联接不同机构中的两根轴，使它们一起回转并传递转矩。,9.1 键联接和销联接 9.2 轴 9.3 轴承 9.4 联轴器、离合器和制动器 9.5 键、销及其联接的应用 9.6 机械零部件的认识,9.1.1 键联接的类型及其特点,键主要用于轴和轴上的旋转零件或摆动零件之间的周向固定，并传递转矩；有时可作导向零件。因键的结构简单，工作可靠，装拆方便，因此应用较广。 键是标准件，根据键在联接时

2、的松紧状态不同，可分为松键联接和紧键联接两类。 1松键联接 常用的松键联接有：平键、半圆键、花键联接。 松键联接以键的两侧面为工作面，故键宽与键槽需紧密配合，而键的顶面与轴上零件之间有一定的间隙。因此松键联接时轴与轴上零件联接时的对中性好，特别在高速精密传动中应用更多。但松键联接不能承受轴向力，所以轴上零件需要轴向固定时，则需应用其他固定方法。 (1)平键联接 平键分为普通平键、导向平键和滑键三种。 普通平键 如图所示，这种键应用最广。根据端部结构不同，分为圆头(A型)、方头(B型)和单圆头(C型)三种。A型平键用于端铣刀加工的轴槽，常用于轴的中部。B型平键用于盘铣刀加工的轴槽，常用于轴端或轴

3、的中部。C型平键一般用于轴端的联接。,普通平键联接,9.1.1 键联接的类型及其特点,导向平键和滑键 当轴上零件在工作过程中需作轴向移动时，则需采用由导向平键或滑键组成的动联接。导向平键（图1a）用螺钉固定在轴上的键槽中，工作时键对轴上滑动零件起导向作用，其端部有圆头（A型）和平头（B型）两种。当零件滑移距离较大时，宜采用滑键（图1b），滑键是将键固定在轮毂上，并与轮毂一起在轴上的键槽中滑动。,(2)半圆键联接 如图2所示，半圆键呈半圆形，轴槽也是相应的半圆形，轮毂槽开通。半圆键能绕槽底圆弧摆动，这样能自动适应轮毂的装配。半圆键工作时靠其侧面来传递转矩。这种键联接的优点是工艺性较好，装配方便；

4、缺点是轴上键槽较深，对轴的强度削弱较大，主要用于轻载或辅助性联接中，尤其适用于锥形轴与轮毂的联接。半圆键的标准为GB109879、GB109979。,图2 半圆键联接,9.1.1 键联接的类型及其特点,(3)花键联接 如图1，花键联接是由带键齿的花键轴和带键齿的轮毂所组成。应用特点是：工作时依靠键齿的侧面来传递转矩，由于联接的键齿较多，因此能传递较大的载荷，且轴上零件与轴的对中性和沿轴向移动的导向性都较好。同时由于键槽较浅，故对轴的削弱较小。但其加工复杂、成本较高、多用于载荷较大和定心精度要求较高的场合或轮毂经常作轴向滑移的场合。,花键联接已经标准化。按其齿形不同，分为矩形花键、渐开线花键和三

5、角形花键三种(图2)，其中以矩形花键应用最广。 矩形花键 它的齿侧面为两平行平面，如图2a所示。 渐开线花键 它的齿形为压力角a=30（或45）的渐开线，如图2b所示。 三角形花键联接 内花键齿形为直线齿形，外花键齿形为压力角45的渐开线，如图2c所示。,图1 外花键(花键轴)与内花键(花键孔),图2 花键联接,9.1.1 键联接的类型及其特点,2.紧键联接 紧键可分为楔键联接和切向键联接。 楔键联接 能在轴上作轴向固定零件，可承受不大的单向轴向力，键的上下面为工作面，上表面制成1：100的斜度。楔键分为普通楔键及钩头楔键，如图1所示。普通楔键又有圆头（A型）及方头（B型）两种形式。楔键联接多

6、用于承受单向轴向力，对精度要求不高的低速机械上。,切向键联接 由两个单边楔键组成一个切向键，其上下面（窄面）为工作面。装配时，两个键分别从轮毂两端楔入。工作时靠工作面的挤压传递转矩。一个切向键只能传递单向转矩；传递双向转矩时，必须用两个切向键，两键应错开120135，如图2c所示。切向键联接用于载荷较大，对同心精度要求不高的重型机械上。,图1 楔键联接,图2 切向键联接,9.1.2 平键标准和选用,1平键的标准 平键是标准零件，可以按照国标来选用，普通平键的类型、尺寸与配合公差可查表9.1 。 平键的主要尺寸为键宽b、键高h和长度L。普通平键的标记可用这三个主要尺寸来表示。 2平键联接形式和选

7、用 根据平键与轴槽、轮毂槽宽度尺寸的公差配合有三种联接形式，即较松键联接、一般键联接和较紧键联接。较松键联接主要应用在导向平键上；一般键联接应用于常用的机械装置；较紧键联接用于传递重载荷、冲击性载荷及双向传递转矩。平键联接采用基轴制，并对键的宽度b仅规定了h9一种公差，松紧不同是依靠改变轴槽和轮毂槽的公差带的位置来获得。 平键的选用先根据联接的结构特点和工作要求选择键的类型，再根据轴的直径d由标准中选定键的截面尺寸。键的长度一般可按轮毂的长度而定，即键长要略短于(或等于)轮毂的长度，所选定的键长还要符合标准系列。轮毂的长度一般可取(1.52)d，d为轴的直径。 3平键选用举例 【例9.2】选用

8、如图9.8所示的减速器输出轴与齿轮的平键联接。已知轴在轮毂处的直径d=100mm，齿轮和轴的材料为45钢，轮毂的长度B=150mm，试选用平键。,解：选用平键 尺寸按轴的直径d=100mm和轮毂的长度B=150mm，查表9.1，选用bhL=2816140的A型普通平键。 平键尺寸的公差为：键宽 b=28h9 键高 h=16h11 键长 L=140h14 标记为：键28140GB109679。,减速器输出轴,9.1.3 销联接的形式和应用,1销的几种基本形式 销主要有圆柱形和圆锥形两种销，其他形式是由此演化而来的。普通圆柱销分A、B、C、D四种型号，适用于不常拆卸的零件定位；普通圆锥销分A、B两

9、种型号，A型精度高，圆锥销适用于经常拆卸的零件定位。在生产中常用销的类型、特点和应用见表9.2。 表9.2 常用销的类型、特点和应用,9.1.3 销联接的形式和应用,2销联接的功用及示例 销联接的主要功用是：定位、传递运动和动力，以及作为安全装置中的过载剪断零件。 (1)作定位零件 固定零件间的相互位置。起这种作用的圆柱销或圆锥销，通常称为定位销。 图1所示为应用圆锥销实现定位的示例，因为圆锥销具有l：50的锥度，具有可靠的自锁性，可以在同一销孔中经多次装拆而不影响被联接零件的相互位置精度。定位销一般不承受载荷或只承受很小的载荷，直径可按结构要求来确定。使用的数目不得少于两个。销在每一联接件内

10、的长度约为销直径的12倍。 定位销也可用圆柱销，圆柱销是靠过盈配合而固定在孔中的(常用m6、h8、hll和u8四种，以满足不同的要求)，所以如经过多次装拆，就会降低联接可靠性和定位精度。对于盲孔的联接或者为了装拆方便，则可以使用内螺纹圆锥销(或内螺纹圆柱销)，如图1b所示。,(2)传递横向力和转矩 使用圆柱销或圆锥销可传递不大的横向力或转矩，如图2所示。圆柱孔需铰制，依靠过盈配合而联接紧固。 (3)作安全装置中的被切断零件 如图2所示在传递横向力或转矩过载时，销就会被剪断，从而保护了联接件，这种销称为安全销。安全销可用于传动装置的过载保护，如安全联轴器等过载时的被剪断零件。,图1 用定位销定位

11、,图2 用圆柱销传递横向力和转矩,9.2.1 轴的分类和应用特点,1.轴的类型 （1）根据轴的功用和承载情况分类 心轴 承受弯矩，不传递转矩的轴。如自行车前轮轴(图1)。心轴有固定心轴和转动心轴。 传动轴 以传递转矩为主，不承受弯矩或承受很小的弯矩的轴。如汽车变速箱与后桥之间的传动轴(图2)。 转轴 既传递转矩，又承受弯矩的轴。如齿轮减速器的输出轴（图3）。,（2）根据轴心线形状分类 直轴 用于一般机械中。按外形又可分为光轴和阶梯轴(图5)。 曲轴 往复式机械中的专用零件。可将旋转运动转换为往复直线运动或作相反的运动转换(图6)。 挠性轴 也叫软轴。可将回转运动和动力灵活地传送到不同的位置 (

12、如图4)。,图1 自行车前轮轴,图2 汽车变速箱与后桥之间的传动轴,图3 齿轮减速器的输出轴,图4 挠性轴,图5 光轴和阶梯轴,图6 曲轴,9.2.2 轴的材料,轴的材料应具有足够的强度，对应力集中敏感性低；还要满足刚度、耐磨性、耐腐蚀性及必要的韧性和良好的工艺性。一般用碳素钢和合金钢，其次采用球墨铸铁和高强度铸铁。合金钢比碳素钢强度高，但应力集中较敏感，价格较高。故多采用碳素钢。 9.2.3 轴径的估算 轴的直径均需符合标准系列，如表9.4所示。支承转动零件的部位称为轴头，如图1所示，轴承支承的部位称为轴颈。轴径的尺寸还必须符合轴承内孔的直径标准。轴径的确定除按强度计算外，还可用经验公式来估

13、算。在一般减速器中，高速输入轴的轴径，可按与其相连的电动机轴的直径来估算，经验公式为d=(0.81.2) d0。各级低速轴的轴径可按同级齿轮的中心距来估算，经验公式为d=(0.30.4)a，经估算后的轴径再圆整到标准值即可。,表9.4 标准直径,图1 轴的结构,9.2.4 常用轴的结构,机械中常用的轴大多为直轴，最简单是光轴，但在实际使用中，轴上总需安装零件，所以轴常做成阶梯形，即轴被加工成几段，相邻段的直径不同，中间轴段的直径比两端轴段的直径大。 在考虑轴的结构时，应满足三方面的要求，即： (1) 轴的受力合理，以利于提高轴的强度和刚度； （2）安装在轴上的零件，要能牢固而可靠的相对固定(轴

14、向、周向固定)； (3)轴上结构应便于加工、便于装拆和调整，并尽量减少应力集中. 1轴向固定 目的是保证零件在轴上有确定的轴向位置，防止零件作轴向移动，并能承受轴向力。常见的轴向固定形式有：轴肩、轴环、弹性挡圈、螺母、套筒、轴端挡圈、圆锥面和紧定螺钉等可起到轴向固定，见表9.5。 2周向定位和固定 作用和目的是为了保证零件传递转矩和防止零件与轴产生相对转动。实际使用时，常采用键、花键、销、紧定螺钉、过盈配合、非圆轴等结构均可起到周向定位和固定的作用，见表9.6。 3轴的结构工艺性 轴的结构应具有良好的加工和装配工艺性能。设计时可从以下几方面考虑： (1)形状应简单，以便于加工，轴的台阶尽量少，

15、台阶越多，加工工艺越复杂，成本也越高。 (2)磨削轴径和定位轴肩时，应留有砂轮越程槽；轴上切制螺纹时，应留有退刀槽。轴上沿长度方向开有几个键槽时，应将它们安排在同一母线上，且槽宽尽可能统一。 (3)轴的结构设计应满足轴上零件装拆方便的要求，一般设计成二头细，中间粗。同一轴上所有圆角半径和倒角的大小尽可能一致，以减少加工时刀具的数目。 (4)滚动轴承轴向固定的轴肩高度应低于轴承内圈高度，以便于滚动轴承的拆卸。,9.3 轴承,轴承是支承机器转动或摆动零、部件的零件。其功用是支承轴及轴上零件，保持轴的旋转精度和减少轴与支承间的摩擦和磨损。 轴承按照工作时摩擦性质不同，可分为滑动轴承和滚动轴承(图19

16、和图20)。滑动轴承适用于高速、高精度、重载和有较大冲击的场合，也应用于不重要的低速机器中。滚动轴承具有摩擦阻力小，易起动，适用范围广，轴向尺寸小，润滑和维修方便，应用广泛。,按照轴承受力方向的不同，轴承可分为三种形式：承受径向力的向心轴承(图9.19a、图9.20a)；承受轴向力的推力轴承(图9.19b、图9.20b)；同时承受径向力和轴向力的向心推力滑动轴承(图9.19c)和角接触滚动轴承（图9.20c)。,9.3.1 滑动轴承,1滑动轴承类型及结构 (1)整体式向心滑动轴承 整体式向心滑动轴承结构 如图9.21所示，它是由轴承座1、轴瓦2和紧定螺钉3组成。这种轴承已标准化。 整体式滑动轴

17、承具有结构简单，成本低廉，刚度大，但轴颈只能从端部装入，安装和检修不方便，且工作表面磨损后无法调整轴承与轴颈的间隙，间隙过大时，需更换轴瓦。通常只用于轻载、低速及间歇性工作的机器设备中，如绞车、手动起重机等。,整体式轴瓦的结构 又称轴套，可分为内孔表面光滑和纵向带油槽两种(图9.22)。轴瓦与轴承采用过盈配合压紧，以实现永久性或半永久性的装配。,9.3.1 滑动轴承,(2)剖分式向心滑动轴承 剖分式向心滑动轴承（又称对开式滑动轴承） 如图9.23所示，它由剖分轴瓦、轴承座、轴承盖、拉紧螺栓等组成。轴承座与轴承盖的剖分面做成阶梯形的配合止口，以便定位。可在剖分面间放置几片很薄的调整垫片，以便安装

18、时或磨损后调整轴承的间隙，为保证垫片调整的有效性，径向力方向最好不超过剖分面垂直线左右35的范围，否则建议采用斜剖分式结构，图9.24所示。这种轴承装拆方便，间隙调整容易，因此应用广泛。,剖分式轴瓦的结构 如图9.25所示，两端凸缘用来限制轴瓦轴向窜动，轴瓦凸缘外径均匀为轴颈直径的1.251.7倍。为改善和提高轴瓦的承载性能，节省贵重金属，有时采用双金属轴瓦，即在轴瓦内表面浇铸(或轧制和烧结)一层薄的轴承衬，为了使轴承衬更好地贴附在轴瓦上，常在轴瓦内表面做一些沟槽，如图9.26所示。这种轴瓦在汽车和拖拉机的发动机及其他内燃机中应用较广。,9.3.1 滑动轴承,(3)调心式滑动轴承 当轴承的宽度

19、B较大（宽径比B/d1.51.75）时，受载后由于轴的变形或加工及装配的误差，引起轴颈或轴承孔的倾斜，使轴瓦两端与轴颈局部接触，如图9.28所示为轴颈倾斜，致使轴瓦两端急剧磨损。这时可采用如图9.29所示的调心式滑动轴承。这种轴承利用球面支承，自动调整轴瓦的位置，以适应轴的偏斜。,2滑动轴承的润滑 滑动轴承润滑的目的在于减小摩擦和磨损，降低功率消耗。润滑剂还可起到冷却、防锈和吸振的作用。润滑剂的选择直接影响到上述效果。 (1)润滑剂种类 润滑剂分为：液体（润滑油）、半固体（润滑脂）、固体。 (2)润滑方法和润滑装置 按供油方式不同可分为间歇润滑和连续润滑。间歇润滑是利用油壶或油枪，靠手工定时通

20、过轴承油孔加油、油脂，为避免加油时污物进入轴承，可在油孔上装压注油杯(图9.30a、b)和旋盖式脂杯(图9.30c)。,9.3.1 滑动轴承,比较重要的轴承应采用连续供油的方法与装置，常用的供油方式见表9.7 表9.7 动压轴承常用的供油方式,9.3.2 滚动轴承,(1)滚动轴承的基本构造 如图9.31所示，滚动轴承一般由内圈1、外圈2、滚动体3和保持架4组成。内外圈上通常制有沟槽，其作用是限制滚动体轴向位移和降低滚动体与内外圈间的接触应力。内外圈分别与轴颈和轴承座配合，通常是内圈随轴颈转动而外圈固定不动，但也有外圈转动而内圈固定不动，当内、外圈相对转动时，滚动体就在滚道内滚动。保持架的作用是

21、使滚动体等距分布，并减少滚动体间的摩擦和磨损。,常用的滚动体有球、圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子和滚针等，如图9.32所示。 (2)滚动轴承的应用特点 滚动轴承具有摩擦阻力小，起动灵敏，效率高；可用预紧的方法提高支承刚度与旋转精度；润滑简便和有互换性等优点，主要缺点是抗冲击能力较差；高速时出现噪声和轴承径向尺寸大；与滑动轴承相比，寿命较低。 2滚动轴承的基本类型 (1)按滚动轴承所能承受载荷的方向分为：向心轴承、推力轴承。 (2)按滚动体形状分为：球轴承和滚子轴承。 (3)按轴承在工作中能否调心可分为：非调心轴承和调心轴承(球面型)。 (4)按一个轴承中滚动体的列数可分为：单列、双列和多列轴承。

22、,9.3.2 滚动轴承,3.滚动轴承代号 滚动轴承的代号由基本代号、前置代号和后置代号三部分组成。 （1）基本代号 基本代号表示轴承类型、结构和尺寸，由类型代号、尺寸系列代号、内径代号依次排列构成。 a.类型代号 右起第五位数字或字母为类型代号, 见表9.8。 b.尺寸系列代号 包括直径系列代号和宽度（对推力轴承为高度）系列代号。直径系列代号为右起第三位数字，指内径相同的轴承配有不同外径的尺寸系列。宽（高）度系列代号为右起第四位数字，指内径相同的轴承，配有不同宽（高）度的尺寸系列。 c.内径代号 基本代号中右起第一、二位表示内径代号，用以表示轴承内径 (2)前置、后置代号 前置代号用大写拉丁字

23、母或再加阿拉伯数字表示，它表明成套的轴承分部件。后置代号用大写拉丁字母或再加阿拉伯数字表示，它标明技术内容的改变，其排序为：内部结构、密封与防尘套圈变型、保持架及其材料、轴承材料、公差等级、游隙、配置和其他。 后置代号标注规则是：4组（含4组）以后代号前用“/”隔开，公差代号与游隙代号同时标注，可省去后者字母，如/P5/C4，标注为/P54，当代号间可能产生混淆时，则应在其中空半格。,9.3.2 滚动轴承,4滚动轴承选用时考虑的因素 （1）考虑承受载荷的大小、方向和性质 载荷小而平稳时，可选用球轴承；载荷大而有冲击时，选用滚子轴承。 轴承仅受径向载荷时，可选用径向接触轴承，当仅受轴向载荷时，可

24、选用推力轴承。 轴承同时承受径向载荷和轴向载荷时，应根据径向和轴向载荷的相对值来选取： a以径向载荷为主时可选用深沟球轴承（60000型）或接触角不大的角接触球轴承（70000型）及圆锥滚子轴承（30000型）； b当与径向载荷相比轴向载荷较大时，可采用接触角较大的角接触球轴承（70000AC型）及圆锥滚子轴承（30000B型）； c当轴向载荷比径向载荷大很多时，可选用径向接触轴承和推力轴承的组合结构。 (2）考虑轴承的转速 当轴承的尺寸和精度相同时，球轴承的极限转速比滚子轴承高，所以球轴承宜用于转速高的轴上。 受轴向载荷较大的高速轴，最好选用角接触球轴承，而不选用推力球轴承，因为转速高时滚子

25、离心惯力很大，会使推力轴承工作条件恶化。 （3）考虑某些特殊要求 当跨距较大，轴的弯曲变形大或多支点轴，则可选用调心性能好的“自位轴承”。 （4）考虑经济性 同一类型尺寸的轴承，精度等级不同，价格相差很大，公差等级0级为标准级，价格最为便宜，而2级最贵。因此在满足工作要求的条件下尽量选用精度较低的轴承，另外球轴承较滚子轴承相对价格低；球面轴承最贵。,9.4.1 联轴器,常用联轴器可分为三大类：刚性联轴器、弹性联轴器和安全联轴器。 1刚性联轴器 刚性联轴器是通过若干刚性零件将两轴联接在一起，可分为固定式和可移式两类。这类联轴器结构简单、成本较低，但对中性要求高，一般用于平稳载荷或只有轻微冲击的场

26、合。 (1)刚性固定式联轴器 刚性固定式联轴器有凸缘式和套筒式等。 凸缘联轴器 如图9.33所示，凸缘联轴器由两个带凸缘的半联轴器用键分别和两轴联在一起，再用螺栓把两半联轴器联成一体。 凸缘联轴器有两种对中方法：一种是用半联轴器结合端面上的凸台与凹槽相嵌合来对中（图9.33a），另一种是用铰制孔用螺栓对中（图9.33b）。,套筒联轴器 套筒联轴器是用联接零件如键（图9.34a）或销（图9.34b）将两轴轴端的套筒和两轴联接起来以传递转矩。当用销钉作联接件时，若按过载时销钉被剪断的条件设计，这种联轴器可作安全联轴器，以避免薄弱环节零件受到损坏。,9.4.1 联轴器,（2）可移式刚性联轴器 可以补

27、偿被联接两轴间的位移，常用的有滑块联轴器、万向联轴器等。 滑块联轴器 如图9.35所示的滑块联轴器，它由两个带径向通的半联轴器1、3和一个两面具有相互垂直的凸榫的中间滑块2所组成，滑块2上的凸榫分别和两个半联轴器1、3的凹槽相嵌合，构成移动副，故可补偿两轴间的偏移。为减少磨损、提高寿命和效率，在榫槽间需定期施加润滑剂。当转速较高时，由于中间浮动盘的偏心将会产生较大的离心惯性力，给轴和轴承带来附加载荷，所以只适用于低速、冲击小的场合。,万向联轴器 如图9.36所示的万向联轴器，它由两个万向接头1和3及一个十字销2通过刚性铰接而构成，故又称铰链联轴器。它广泛用于两轴中心线相交成较大角度（可达45）

28、的联接。万向联轴器结构紧凑、维护方便，广泛用于汽车、拖拉机、切削机床等机器的传动系统中。,9.4.2 离合器,离合器的种类很多，常用的有牙嵌式离合器、摩擦式离合器和超越离合器。嵌入式离合器依靠齿的嵌合来传递转矩，摩擦式离合器则依靠工作表面的摩擦力来传递转矩，超越离合器可使同一轴上有两种不同的转速，从动件可以超越主动件。 1.牙嵌式离合器 如图9.37所示，牙嵌式离合器主要由两个端面带有牙齿的套筒所组成。其中，一个半离合器用键和螺钉固定在主动轴上，另一个半离合器则用导向平键（或花键）与从动轴构成动联接，利用操纵机构可使其沿轴向移动来实现离合器的结合和分离。,牙嵌式离合器的牙型有矩形、梯形和锯齿形

29、三种（图9.38），前两种齿形能传递双向转矩，锯齿形只能传递单向转矩。牙嵌式离合器结构简单，两轴联接后无相对运动，但在接合时有冲击，只能在低速或停车状态下接合，否则容易将齿打坏。,9.4.2 离合器,2.摩擦式离合器 根据摩擦表面形状不同，摩擦式离合器可分为圆盘式、圆锥式和多片式等类型。前两种结构简单，但传递转矩的能力较小。在机器中，尤其是在金属切削机床中，广泛使用多片式摩擦离合器。 如图9.39所示的多片式摩擦离合器有两组摩擦片，外摩擦片组6以其外齿插入主动轴1的离合器壳体2内缘的纵向槽中，摩擦片的孔壁则不与任何零件接触，所以摩擦片组6（图9.40a）可随轴1一起转动，且可在轴向力作用下作轴

30、向移动。另一组内摩擦片组7（图9.40b）以其孔壁凹槽（花键槽）与从动轴3上套筒4的凸齿联接，但外缘不与任何零件接触，所以内摩擦片组7可随轴3一起转动，还可作轴向移动。此外在套筒4上开有三个纵向槽，安装可绕销轴转动的曲臂压杆10，当滑环9向左移动时，螺母8可调节摩擦片之间的压力。内摩擦片可以作成碟形（图9.40c），当承受压力时，被压平与摩擦片贴紧；放松时，由于弹力作用可以迅速与外摩擦片分离。,9.4.2 离合器,摩擦式离合器的优点是：在运转过程中能平稳地离合；当从动轴发生过载时，离合器摩擦表面之间发生打滑，因而能保护其他零件免于损坏。摩擦式离合器的缺点是：摩擦表面之间存在相对滑动，以致发热较

31、高，磨损较大。 3.超越离合器 图9.41所示为一单向超越离合器，主要由星轮1、外环2、滚柱3、顶杆4及弹簧5等组成。星轮1通过键与轴6联接，外环2通常做成一个齿轮，空套在星轮上，在星轮的三个缺口内，各装有一个滚柱3，每个滚柱又被弹簧5、顶杆4推向外环和星轮的缺口所形成的楔缝中。,当外环以慢速逆时针转动时，若轴6由另外一个快速电动机带动，也作逆时针方向快速旋转，则此时星轮1将由轴6带动沿逆时针方向高速回转。由于星轮的转速高于外环，使滚柱3从楔缝中回松，此时，外环2与星轮1便带动轴6旋转时，滚柱3又被楔紧在外环与星轮之间，外环仍作慢速旋转。这种星轮（从动件）的转速可以超越外环（主动件）的转速的特

32、性常应用在机床、汽车和飞机等传动装置中。,9.4.3 制动器,制动器是利用摩擦副中所产生的摩擦力矩来实现制动的。制动器常安装在机器的高速轴上，这样所需的制动力矩小，可减小制动器的尺寸。 制动器的种类很多，按摩擦表面形状可分为块式制动器、带式制动器和盘式制动器。下面介绍几种常见的制动器。 1带式制动器 图9.42为带式制动器，结构简单。为了增强摩擦制动作用，在制动钢带2上可以衬垫石棉、橡胶或帆布等。当杠杆3上作用外力后，即可收紧制动带，靠制动轮间的摩擦力来制动。,2.内涨蹄式制动器 图9.43所示为内涨蹄式制动器，制动时，压力油进入油缸4，推动左右两活塞移动，在活塞力的作用下，两制动蹄向外摆动，

33、压紧在制动轮的内表面上，实现制动。油路卸压后，弹簧5使两制动蹄与两制动轮分离，制动器处于松开状态。 3.闸瓦制动器 图9.44所示为闸瓦制动器。它由位于制动轮1两旁的两个制动臂4及闸瓦2组成。当松闸器6通入电流时，利用作用电磁力，通过推杆5使制动器的两边闸瓦松开。松闸器可以用电磁铁，也可用人力、液压、气动操纵。,9.5 键、销及其联接的应用,1.实验目的 (1)熟悉键销连接的类型、应用特点及应用场合； (2)掌握键销连接件的安装与拆卸方法； (3)熟悉常用装拆工具的用法。 2.实验方法 (1)学生们通过对实验指导书的学习及“机械零件陈列柜”中汽缸或油缸等压力容器部件、减速器等具有连接结构的部件

34、的展示，实验教学人员的介绍，答疑及同学的观察去认识机器常用的键、销及其连接； (2)学生通过亲手安装与拆卸键销及其连接，使理论与实际对应起来，从而增强同学的感性认识。 3.实验工具 旋具（螺丝刀）、各种类型的扳手、手锤、机油、冲子、铲子、尖嘴钳、锉刀、零件存放盘等 4.实验过程 (1)键、花键、销及其连接的认识 键连接：键是一种标准零件，通常用来实现轴与轮毂之间的周向固定以传递转矩，有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。其主要类型有：平键连接、楔键连接和切向键连接。各类键使用的场合不同，键槽的加工工艺也不同。可根据键连接的结构特点，使用要求和工作条件来选择，键的尺寸则应符合标准规格和

35、强度要求来取定。其国家标准有：GB10961099各类普通平键、导向键及各类半圆键；GB15631566各类楔键、切向键及薄型平键等。,9.5 键、销及其联接的应用,花键连接：花键连接是由外花键和内花键组成。适用于定心精度要求高、裁荷大或经常滑移的连接。花键连接的齿数、尺寸，配合等均按标准选取，可用于静连接或动连接。按其齿形可分为矩形花键（GB1144）和渐线形花（GB3478.1），前一种由于多齿工作，承载能力高、对中性好、导向性好、齿根较浅、应力集中较小、轴与毂强度削弱小等优点，广泛应用在飞机、汽车、拖拉机、机床及农业机械传动装置中；渐形线花键连接，受载时齿上有径向力，能起到定心作用，使各

36、齿受力均匀，强度、寿命长等特点，主要用于载荷较大、定心精度要求较高以及尺寸较大的连接。 销连接：销主要用来固定零件之间的相对位置时，称为定位销，它是组合加工和装配时的重要辅助零件；用于接接时，称为连接销，可传递不大的载荷；作为安全装置中的过载剪断元件时，称为安全销。 销有多种类型，如圆锥销、槽销、销轴和开口销等，这些均已标准化，主要国标代号有：GB119、GB20、GB878、GB879、GB117、GB118、GB881、GB877等。 各种销都有各自的特点，如：圆柱销多次拆装会降低定位精度和可靠性；锥销在受横向力时可以自锁，安装方便，定位精度高，多次拆装不影响定位精度等。 以上几种连接，通

37、过展柜的参观同学们要仔细观察其结构，使用场合，并能分清和认识以上各类零件。 (2)键、销及其连接的拆卸 拆卸键连接 如果键的工作面良好，不需要更换，一般不予拆下。如果键已损坏，可用油槽铲铲入键的一端，然后把键剔除；当松动时，可用尖嘴钳拔出。滑键上设有专供拆卸用的螺纹孔，这时可用适当的螺钉旋入孔中，抵住槽底轴面，将键顶出。尽管键上开了螺纹孔，但对键的使用功能并无大的影响。拆卸楔键时，应使冲子从键较薄的一端向外将楔键冲出。如果楔键带有钩头，可用钩子拉出；如果没有钩头，可在键的端面开一螺纹孔，拧上螺钉后将其拉出。,9.5 键、销及其联接的应用,拆卸销连接 用木槌或冲子从小头打销钉，让其退出，冲子直径

38、要比销钉直径小一些，击冲时要猛而有力。当遇到因销钉弯曲而打不出时，可用钻头钻掉销钉。这时钻头直径要比销钉直径小一些。对于端部产生毛边的销钉，要及时用锉刀将毛边锉掉，将其修复。 在拆去被定位的零件之后，圆柱销常常留在主体上，如果没有必要，可不拆下；必须拆下时，可用尖嘴钳拔出。 (1)键、销及其连接的装配 平键的装配 装配时，键的两侧面应有一定过盈，而在键的顶面和轮毂间应有一定的间隙，键的底面则应与槽底相接触。 花键的装配 1)清理好键上的毛刺和锐边，然后把内花键套在外花键上。 2)检验装配状况。用手晃动轴上的相配合零件（如齿轮），不能感觉到有任何间隙；零件在全长上移动时的松紧程度要均匀，不允许有

39、局部倾斜或花键的咬塞现象。 圆柱销的装配 圆柱销依靠过盈配合固定在孔中，装配圆柱销时，先将销钉涂上润滑油，用铜棒垫好，打入孔内。不可用力过大，以免将销钉头打坏、翻帽。对于某些定位销，不能用打入法，可用C形夹头把销子压入孔内。要严格控制配合精度，一旦经拆卸而失去过盈，则必须更换。,9.5 键、销及其联接的应用,思考与分析: 1.所拆装连接的工作原理、结构特点及应用如何？ 2.如何拆卸键连接？ 3.怎样装配平键？ 4.为什么在拆卸定位销时不能用铁锤敲打？ 5.设备在安装前为什么要进行清洗？ 6.连接拆装的基本步骤和注意事项有哪些？ 7.所拆装键连接的定位措施是怎样的？,9.6 机械零部件的认识,1

40、.实验目的 (1)初步了解机械基础课程所研究的各种常用零件的结构、类型、特点及 应用。 (2)了解各种标准零件的结构形式及相关的国家标准。 (3)了解各种传动的特点及应用。 (4)了解各种常用的润滑剂及相关的国家标准。 (5)增强对各种零部的结构及机器的感性认识。 2.实验方法 学生们通过对实验指导书的学习及“机械零件陈列柜”中的各种零件的展示， 实验教学人员的介绍，答疑及同学的观察去认识机器常用的基本零件，使理论 与实际对应起来，从而增强同学对机械零件的感性认识。并通过展示的机械设 备、机器模型等，使学生们清楚知道机器的基本组成要素机械零件。 3.实验内容 (1)标准联接零件 标准联接零件一

41、般是由专业企业按国标（GB）成批生产，供应市场的零件。这类零件的结构形式和尺寸都已标准化，设计时可根据有关标准选用。通过实验学生们要能区分螺栓与螺钉；能了解各种标准化零件的结构特点，使用情况；了解各类零件有那些标准代号，以提高学生们对标准化意识。,9.6机械零部件的认识,螺栓：一般是与螺母配合使用以联接被联接零件，无需在被联接的零件上加工螺纹，其联接结构简单，装拆方便，种类较多，应用最广泛。其国家标准有：GB57825786六角头螺栓、GB31.131.3六角头带孔螺栓、GB8方头螺栓、GB27六角头铰制孔用螺栓、GB37 T形槽用螺栓、GB799地脚螺栓及GB897900双头螺栓等。 螺钉：

42、螺钉联接不用螺母，而是紧定在被联接件之一的螺纹孔中，其结构与螺栓相同，但头部形状较多以适应不同装配要求。常用于结构紧凑场合。其国家标准有：GB65开槽圆柱头螺钉；GB67开槽盘头螺钉；GB68开槽沉头螺钉；GB818十字槽盘头螺钉；GB819十字槽沉头螺钉；GB820十字槽半沉头螺钉；GB70内六角圆柱头螺钉；GB71开槽锥端紧定螺钉；GB73开槽平端紧定螺钉；GB74开槽凹端紧定螺钉；GB75开槽长圆柱端紧定螺钉；GB834滚花高头螺钉；GB7780各种内六角紧定螺钉；GB8386各类方头紧定螺钉；GB845847各类十字自攻螺钉；GB52825284各类开槽自攻螺钉；GB65606561各

43、类十字头自攻锁紧螺钉；GB825吊环螺钉等。 螺母：螺母形式很多，按形状可分为六角螺母、四方螺母及圆螺母；按联接用途可分为普通螺母，锁紧螺母及悬置螺母等。应用最广泛的是六角螺母及普通螺母。其国家标准有：GB61706171、GB61756176 1型及2型A、B级六角螺母；GB41 1型C级螺母；GB6172A、B级六角薄螺母；GB6173A、B六角薄型细牙螺母；GB6178、GB6180 1、2型A、B级六角开槽螺母；GB9457、GB9458 1、2型，A、B级六角开槽细牙螺母；GB56六角厚螺母；GB6184六角锁紧螺母；GB39方螺母；,9.6 机械零部件的认识,GB806滚花高螺母；

44、GB923盖形螺母；GB805扣紧螺母；GB812、GB810圆螺母及小圆螺母；GB62蝶形螺母等。 垫圈：垫圈种类有平垫、弹簧垫及锁紧垫圈等。平垫圈主要用于保护被联接件的支承面，弹簧及锁紧垫圈主要用于摩擦和机械防松场合，其国家标准有：GB97.197.2、GB9596、GB848、GB5287各类大、小及特大平垫圈；GB852工字钢用方斜垫圈；GB853槽钢用方斜垫圈；GB861.1及GB862.1内齿、外齿锁紧垫圈；GB93、GB7244、GB859各种类弹簧垫圈；GB854855单耳、双耳止动垫圈；GB856外舌止动垫圈；GB858圆螺母止动垫圈。 挡圈：常用于轴端零件固定之用。其国家标

45、准有：GB891892螺钉、螺栓紧固轴端挡圈；GB893.1893.2A型B型孔用弹性挡圈；GB894.1894.2A型B型轴用弹性挡圈；GB895.1895.2孔用、轴用钢丝挡圈；GB886轴肩挡圈等。 (2)轴系零、部件 轴承：轴承是现代机器中广泛应用的部件之一。轴承根据摩擦性质不同分为滚动轴承和滑动轴承两大类。滚动轴承由于摩擦系数小，起动阻力小，而且它已标准化(标准代号有：GB /T281、GB/T276、GB/T288、GB/T292、GB/T285、GB/T5801、GB/T297、GB/T301及GB/T4663、GB/T5859等)，选用，润滑、维护都很方便，因此在一般机器应用较

46、广。轴承理论课程，将详细讲授机理、结构、材料等，并且还有实验与之相配合，这次实验同学们主要要了解各类轴承的结构及特征，扩大自己的眼界。,9.6 机械零部件的认识,轴：轴是组成机器的主要零件之一。一切作回转运动的传动零件(如齿轮、蜗轮等)，都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。轴的主要功用是支承回转零件及传递运动和动力。 按承受载荷的不同，可分为转轴、心轴和传动轴三类；按轴线形状不同，可分为曲轴和直轴两大类，直轴又可分为光轴和阶梯轴。光轴形状简单，加工容易，应力集中源少，但轴上的零件不易装配及定位；阶梯轴正好与光轴相反。所以光轴主要用于心轴和传动轴，阶梯轴则常用于转轴；此外，还有一种钢丝软轴

47、(挠性轴)，它可以把回转运动灵活地传到不开敞的空间位置。 轴看似简单，但轴的知识，内容都比较丰富，完全掌握是很不容易。只有通过理论学习及实践知识的积累(多看、多观察)逐步掌握。 (3)联轴器、离合器、制动器 在机械设备中，有时不能用一根轴将运动和转矩从原动机一直传递给工作机构，而是将几根轴设法联接成一体进行传递。联轴器和离合器是各种机械传动中常用部件，主要用于轴与轴之间的联接，使它们一起回转并传递转矩。用联轴器联接的两根轴只有在两轴停止转动之后，用拆卸的方法才能把它们分离或接合。用离合器联接的两根轴，在它们转动中就能方便地使它们分离或接合。制动器在机器中是降低机器的运转速度或使其停止运转的部件

48、。联轴器、离合器及制动器是常用的部件，大多数已经标准化或系列化。 联轴器：常用联轴器可分为三大类:刚性联轴器、弹性联轴器和安全联轴器。,9.6 机械零部件的认识,1)刚性联轴器 刚性联轴器可分为固定式和可移式两类。刚性固定式联轴器有套筒式和凸缘式（GB/T58431986）等。刚性可移式联轴器常用的有：齿式联轴器滑块联轴器（JB/ZQ43841986）万向联轴器 2) 弹性联轴器 常用的弹性联轴器有弹性套柱销联轴器（GB/T43231984）弹性柱销联轴器（GB/T50141985）轮胎式联轴器（GB/T58441986） 3) 安全联轴器 最常见的是剪切销安全联轴器 离合器：常用的离合器有牙嵌式离合器、摩擦离合器、超越离合器、安全离合器四种。对离合器的基本要求有:工作可靠，接合与分离迅速和平稳，动作准确，操作方便、省力，维修方便，结构简单等。 制动器 制动器是利用摩擦力矩来实现制动的。如果把摩擦离合器的从动部分固定起来,这样就构成了一制动器,接合时就起制动作用。 制动器应满足的基本要求是:能产生足够大的制动力矩,制动平稳、可靠,操纵灵活、方便