农机机械零件的识别及应用docWord格式文档下载.docx
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电风扇的轴
心轴:
火车的车轮轴
转轴:
大部分轴为转轴,如自行车中轴、齿轮、皮带轮的轴等等。
这里要注意的是三种轴的共同特点都应当以转动的轴为前提,再按受力状态来区分。
2、轴的常用材料
应介绍常用中碳钢45钢和合金钢40Cr作轴的材料,但是选择合金钢时,必须进行热处理,才能发挥合金钢的优势,否则合金钢对应力的敏感性对轴的强度反而产生不利的影响。
3、轴的结构
轴上零件的固定方法很多,分为轴向和周向固定两种,常用轴向固定的
方法是键联接,它具有可拆性,而且可以传递很大的扭矩,应用广泛。
周向
固定方法一般选用轴肩或轴套等,要根据实际情况来决定,但要简单方便可
靠,易于加工。
因此,轴一般为阶梯形状。
教学时一定要结合课件或录像、教具进行,否则枯燥无味,学生没有兴趣。
或组织学生进行一次拆装实习,作实践体会,亲手感受。
轴的加工工艺性更难理解,工艺结构要结合车工实习的内容来讲,请同学谈自己实习加工的体会,就比较好懂,中心孔是加工细长轴和为了下一道工序加工准备的;
退刀槽是为了加工螺纹时,防止撞坏零件左端面而设计
的;
越程槽是为了磨削后装配零件能到位而设计的。
装配工艺比较难懂,许多装配工艺是为了方便装配和准确定位而设计的。
如30°
大倒角是为了顺利安装;
两个零件在轴向和径向只能各有一个配合面,不可能使一个配合面同时接触两个面。
过度要求适得其反,实际上也是达不到要求的。
这里要培养学生从实际的要求为出发点来考虑问题,也就
是理论要联系实际。
教学中配合课件演示教学,可以提高效果。
三、小结(10分钟)
1、按载荷方向直轴可以分为传动轴、心轴和转轴三种,大多数轴为转轴。
2、一般常见轴为45钢,较重要的轴为40Cr经过调质处理。
3、轴上零件的固定方法可分为轴向固定和周向固定两种。
轴肩和键是常用的两种方法,具体要以实际而选用。
4、轴的加工工艺性是按加工需要确定的。
作品或服务
教学资源
教学反思
1.轴按受载情况可分几类?
自行车三根轴(前、中、后)属何种轴?
每种轴应力性质是什么?
1)心轴、转轴、传动轴;
2)固定心轴、转轴、固定心轴;
3)静应力(或脉动循环应力)、对称循环应力、静应力(或脉动循环应力)。
2.轴设计的基本步骤是什么?
结构设计解决的主要问题是什么?
3.指出图示结构设计中的错误,并改正之。
1631452
指出5处错误及原因:
1、轴承轴肩过高2、两个键不在同一条母线上3、轴端长没有小于轮毂宽
4、轴承安装没有过渡轴肩5、联轴器没有定位轴肩(6、齿轮两端出现死轴肩)
附加题
一.选择题
1自行车的前,中,后轴______。
(1)都是转动心轴
(2)都是转轴(3)分别是固定心轴,转轴和固定心轴
(4)分别是转轴,转动心轴和固定心轴
2轴环的用途是_____。
(1)作为轴加工时的定位面
(2)提高轴的强度(3)提高轴的刚度
(4)使轴上的零件获得轴向定位
3增大轴在截面变化处的过渡圆角半径,可以_____。
(1)使零件的轴向定位比较可靠
(2)降低应力集中,提高轴的疲劳强度
(3)使轴的加工方便
二.分析与思考题(看书找答案)
1何为转轴、心轴和传动轴?
三、按载荷分类,写出下面各轴类型及分类依据。
心轴(只受弯矩不受转矩)转轴(既受弯矩又受转矩)
机械零件的识别及应用-轴承
4
1.了解了解滚动轴承的分类,结构、类型、代号
2.掌握滚动轴承选择的方法,能进行寿命计算等
要求学生掌握掌握滚动轴承选择的方法
行星轮系结构
正题:
初步采用的方法:
概念的理解,用举例法引入滚动轴承的概念。
滚动轴承的结构、类型和代号
一、滚动轴承的基本结构
滚动轴承严格来说是一个组合标准件,其基本结构如图所示。
它主要有内圈、外圈、滚动体和保持架等四个部分所组成。
通常其内圈用来与轴颈配合装配,外圈的外径用来与轴承座或机架座孔相配合装配。
有时也有轴承内圈与轴固定不动、外圈转动的场合。
作为转轴支撑的滚动轴承,显然其中的滚动体是必不可少的元件;
有时为了简化结构,降低成本造价,可根据需要而省去内圈、外圈、甚至保持架等。
这时滚动体直接与轴颈和座孔滚动接触。
例如自行车上的滚动轴承就是这样的简易结构。
当内、外圈相对转动时,滚动体即在内外圈的滚道中滚动。
常见的滚动体形状如图14-2所示,有
滚动轴承的内、外圈和滚动体一般采用轴承铬钢(如GCr9、Gcr15、GCr15SiMn等)经淬火制成,硬度HRC60以上。
保持架使滚动体均匀分布在圆周上,其作用是:
避免相邻滚动体之间的接触。
保持架有冲压式和实体式两种。
冲压式:
用低碳钢冲压制成。
实体式:
用铜合金、铝合金或工程塑料。
具有较好的定心精度,适用于较高速的轴承。
二、滚动轴承的主要类型及性能
滚动轴承的分类依据主要是其所能承受的载荷方向(或公称接触角)和滚动体的种类。
所以滚动轴承的一个重要参数就是接触角。
接触角的概念:
滚动体和套圈接触处的法线与轴承径向平面(垂至于轴承轴心线的平面)之间的夹角α称为公称接触角。
α越大,则轴承承受轴向载荷的能力就越大。
按轴承的内部结构和所能承受的外载荷或公称接触角的不同,滚动轴承分为:
1、向心轴承(也称径向轴承):
主要或只能承受径向载荷的滚动轴承,其公称压力角为0º
~45º
。
向心轴承按公称接触角的不同又可以分为0º
的向心轴承,如深沟球轴承、圆柱滚子轴承和滚针轴承等。
向心轴承按公称接触角的不同又可以分为
(1)径向接触轴承:
公称接触角为0º
其中深沟球轴承除了主要承受径向载荷外,同时还可以承受一定的轴向载荷(双向),在高转速时甚至可以代替推力轴承来承受纯轴向载荷,因此有时也把它看作向心推力轴承。
它的设计计算也与后述的向心推力轴承(角接触球轴承、圆锥滚子轴承类似)。
与尺寸相同的其它轴承相比,深沟球轴承具有摩擦因数小、极限转速高的优点,并且价格低廉,故获得了最为广泛的应用。
(2)向心角接触轴承:
公称接触角在0º
的向心轴承,如角接触球轴承、圆锥滚子轴承、调心轴承等。
两种调心轴承在主要承受径向载荷的同时,也可以承受不大的轴向载荷。
其主要特点在于:
允许内外圈轴线有较大的偏斜(2º
~3º
),因而具有自动调心的功能,可以适应轴的挠曲和两轴承孔的同轴度误差较大的情况。
2、推力轴承:
主要用于承受轴向载荷的滚动轴承,其公称接触角为45º
~90º
推力轴承按公称接触角的不同又分为
(1)轴向接触轴承:
公称接触角为90º
的推力轴承,如推力球轴承等。
(2)推力角接触轴承:
公称接触角为45º
到90º
的推力轴承,如推力角接触轴承等。
按照承受单向轴向力和双向轴向力可以分为单列和双列推力轴承。
3、向心推力轴承:
这类轴承包括角接触球轴承和圆锥滚子轴承,可以同时承受径向载荷和较大的轴向载荷。
在工程上常用的滚动轴承五类:
深沟球轴承、圆柱滚子轴承、单列推力球轴承、角接触球轴承和圆锥滚子轴承。
各类轴承的承载性能见教材表格所列。
三、滚动轴承的代号(必须掌握)
滚动轴承的种类很多,而各类轴承又有不同结构、尺寸和公差等级等,为了表征各类轴承的不同特点,为了便于组织生产、管理、选择和使用,国家标准中规定了滚动轴承代号的表示方法,由数字和字母所组成。
滚动轴承的代号有三个部分代号所组成:
前置代号、基本代号和后置代号。
见下表:
前置代号
基本代号
后置代号(组)
轴承类型
尺寸系列
轴承内径
内部结构
密封防尘套圈变型
保持架
(材料)
轴承材料
公差等级
游隙
配置
其它
1、基本代号
基本代号是表示轴承主要特征的基础部分,也是我们应着重掌握的内容,包括轴承类型、尺寸系列和内径。
类型代号用阿拉伯数字(以下简称数字)或大些拉丁字母(简称字母)表示,个别情况下可以省略。
尺寸系列是是由轴承的直径系列代号和宽(高)度系列代号组合而成,用两位数字表示。
宽度系列是指径向轴承或向心推力轴承的结构、内径和直径都相同,而宽度为一系列不同尺寸,依8、0、1……6次序递增(推力轴承的高度依7、9、1、2顺序递增)。
当宽度系列为0系列时,对多数轴承在代号种可以不予标出(但对调心轴承需要标出)。
用基本代号右起第四位数字表示
直径系列表示同一类型、相同内径的轴承在外径和宽度上的变化系列,用基本代号右起第三位数字表示(滚动体尺寸随之增大)。
即按7、8、9、0、1、……5顺序外径尺寸增大,如图所示。
内径代号是用两位数字表示轴承的内径:
内径d=10~480mm的轴承内径表示方法见下表(其它有关尺寸的轴承内径需查阅有关手册和标准)。
(用基本代号右起第一、二两位位数字表示)
内径代号
00
01
02
03
04~96
轴承内径(mm)
10
12
15
17
代号数×
5
2、前置代号、后置代号
前置、后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时,在基本代号左右添加的补充代号。
前置代号用字母表示,用以说明成套轴承部件的特点,一般轴承无需作此说明,则前置代号可以省略。
后置代号用字母和字母—数字的组合来表示,按不同的情况可以紧接在基本代号之后或者用“-”、“/”符号隔开,其含义见轴承代号表格所示。
常见的轴承内部结构代号及公差等级代号见下表:
(1)内部结构代号
代号
含义及示例
C
角接触球轴承公称接触角α=15º
7210C
调心滚子轴承C型23122C
AC
角接触球轴承公称接触角α=25º
7210AC
B
角接触球轴承公称接触角α=45º
7210B
圆锥滚子轴承接触角加大32310B
E
加强型(即内部结构设计改进,增大轴承承载能力)N207E
(2)轴承公差代号
含义和示例
新标准
GB/T272-93
原标准
GB272-88
/P0
G
公差等级符合标准规定的0级,代号中省略不标6203
/P6
公差等级符合标准中的6级6203/P6
/P6X
EX
公差等级符合标准中的6X级6203/P6X
P5
D
公差等级符合标准中的5级6203/P5
P4
公差等级符合标准中的4级6203/P4
P2
公差等级符合标准中的2级6203/P2
其精度等级按上表中的顺序依次提高。
其它各符号的含义可以查阅GB/T272-93,此处我们就不作过多介绍了。
【例】试说明轴承代号6206、32315E、7312C及51410/P6的含义。
【解】
6206:
(从左至右)6深沟球轴承;
2尺寸系列代号,直径系列为2,宽度系列为0(省略);
06为轴承内径30mm;
公差等级为0级。
32315E:
(从左至右)3为圆锥滚子轴承;
23为尺寸系列代号,直径系列为3、宽度系列为2;
15为轴承内径75mm;
E加强型;
7312C:
(从左至右)7为角接触球轴承;
3为尺寸系列代号,直径系列为3、宽度系列为0(省略);
12为轴承内径60mm;
C公称接触角α=15º
;
51410/P6:
(从左至右)5为双向推力轴承;
14为尺寸系列代号,直径系列为4、了宽度系列为1;
10为轴承直径50mm;
P6前有“/”,为轴承公差等级。
四、滚动轴承的类型选择
滚动轴承的类型很多,因此选用轴承首先是选择类型。
而选择类型必须依据各类轴承的特性,在教材表格中的最后一列中给出了各类轴承的性能特点,供我们选用时参考。
同时,我们在选用轴承时还要考虑下面几个方面的因素。
(一)、轴承所受的载荷(大小、方向和性质)
受纯径向载荷时应选用向心轴承(如60000、N0000、NU0000型等)。
受纯轴向载荷应选用推力轴承(如50000型)。
对于同时承受径向载荷R和轴向载荷A的轴承,应根据两者(A/R)的比值来确定:
若A相对于R较小时,可选用深沟球轴承(60000型)、或接触角不大的角接触球轴承(70000C型)及圆锥滚子轴承(30000型);
当R相比较大时,可选用接触角较大的角接触球轴承(70000AC型或70000C型);
当A比R大很多时,则应考虑采用向心轴承和推力轴承的组合结构,以分别承受径向载荷和轴向载荷。
在同样外廓尺寸的条件下,滚子轴承比球轴承的承载能力和抗冲击能力要大。
故载荷较大、有振动和冲击时,应优先选用滚子轴承。
反之,轻载和要求旋转精度较高的场合应选择球轴承。
同一轴上两处支承的径向载荷相差较大时,也可以选用不同类型的轴承。
(二)、轴承的转速
在一般转速下,转速的高低对类型选择不发生什么影响,只有当转速较高时,才会有比较显著的影响。
在轴承样本中列入了各种类型、各种尺寸轴承的极限转速nlim值。
这个极限转速是指载荷
(C为基本额定动载荷,后面我们再讲),冷却条件正常,且为0级公差时的最大允许转速。
但nlim值并不是一个不可超越的界限。
所以,一般必须保证轴承在低于极限转速条件下工作。
(1)球轴承比滚子轴承的极限转速高,所以在高速情况下应选择球轴承。
(2)当轴承内径相同,外径越小则滚动体越小,产生的离心力越小,对外径滚道的作用也小。
所以,外径越大极限转速越低。
(3)实体保持架比冲压保持架允许有较高的转速。
(4)推力轴承的极限转速低,所以当工作转速较高而轴向载荷较小时,可以采用角接触球轴承或深沟球轴承。
(三)、调心性能的要求
对于因支点跨距大而使轴刚性较差、或因轴承座孔的同轴度低等原因而使轴挠曲时,为了适应轴的变形,应选用允许内外圈有较大相对偏斜的调心轴承,例如10000系列和20000系列的调心球轴承可以在内外圈产生不大的相对偏斜时正常工作。
在使用调心轴承的轴上,一般不宜使用其它类型的轴承,以免受其影响而失去了调心作用。
滚子轴承对轴线的偏斜最敏感,调心性能差。
在轴的刚度和轴承座的支撑刚度较低的情况下,应尽可能避免使用。
(四)、拆装方便等其它因素
选择轴承类型时,还应考虑到轴承装拆的方便性、安装空间尺寸的限制以及经济性问题。
例如,在轴承的径向尺寸受到限制的时候,就应选择同一类型、相同内径轴承中外径较小的轴承,或考虑选用滚针轴承。
在轴承座没有剖分面而必须沿轴向安装和拆卸时,应优先选择内、外圈可分离的轴承。
球轴承比滚子轴承便宜,在能满足需要的情况下应优先选用球轴承。
同型号不同公差等级的轴承价格相差很大,故对高精度轴承应慎重选用,等等。
实物、课件、视频
滚动轴承是机器上一种重要的通用部件。
它依靠主要元件间的滚动接触来支撑转动零件,具有摩擦阻力小、容易起动、效率高、轴向尺寸小等优点,而且由于大量标准化生产,具有制造成本低的优点。
因而在各种机械中得到了广泛的使用。
一、选择题
1、滚动轴承的代号由基本代号及后置代号组成,其中基本代号表示。
A、轴承的类型、结构和尺寸B、轴承组件
C、轴承内部结构的变化和轴承公差等级D、轴承游隙和配置
2、同一根轴的两端支承,虽然承受负载不等,但常采用一对相同型号的滚动轴承,这是因为除以外的下述其余三点理由。
A、采购同型号的一对轴承比较方便
B、安装轴承的两轴承孔直径相同,加工方便
C、安装轴承的两轴颈直径相同,加工方便
D、一次镗孔能保证两轴承孔中心线的同轴度,有利于轴承正常工作
3、滚动轴承内圈与轴颈的配合以及外圈与座孔的配合。
A、全部采用基轴制B、全部采用基孔制
C、前者采用基孔制,后者采用基轴制D、前者采用基轴制,后者采用基孔制
4、滚动轴承基本额定寿命与基本额定动载荷之间具有如下关系。
L=(C/P)ε,其中ε称为寿命指数,对于滚子轴承和球轴承分别为。
A、3/10和3B、3/10和10/3C、10/3和3/10D、10/3和3
5、代号为3108、3208、3308的滚动轴承的不相同。
A、外径B、内径C、精度D、类型
6、对某一滚动轴承来说,当所受当量动载荷增加时,基本额定动载荷。
A、增加B、减小C、不变D、可能增大也可能减小
7、圆锥滚子轴承的与内圈可以分离,故其便于安装和拆卸。
A、外圈B、滚动体C、保持架
8、代号为30310的单列圆锥滚子轴承的内径为。
A、10mmB、100mmC、50mm
9、滚动轴承基本代号中尺寸系列代号是由两位数字表示的,前者代表轴承的宽度系列,后者代表轴承的系列。
A、滚动体的数目;
B、内径;
C、直径;
D、载荷角;
10.滚动轴承的基本额定寿命是指____。
A.在额定动载荷作用下,轴承所能达到的寿命
B.在额定工况和额定动载荷作用下,轴承所能达到的寿命
C.在额定工况和额定动载荷作用下,90%轴承所能达到的寿命
D.同一批轴承在相同条件下进行实验中,90%轴承所能达到的寿命
11.代号为N1024的轴承内径应该是______。
A.20;
B.24;
C.40;
D.120
12._____是只能承受径向载荷的轴承。
A.深沟球轴承;
B.调心球轴承;
C.角接触球轴承;
D.圆柱滚子轴承
13.推力球轴承的类型代号为_____。
A.5;
B.6;
C.7;
D.8
14.角接触球轴承承受轴向载荷的能力,随接触角α的增大而_____。
A.增大;
B.减少;
C.不变;
D.不定
15.下列轴承中,能够同时承受径向载荷及少量的双向轴向载荷的轴承是_____。
A.深沟球轴承;
B.推力球轴承;
C.圆柱滚子轴承;
D.滚针轴承
16.在正常工作条件下,滚动轴承的主要失效形式是____。
A.滚动体破裂;
B.滚道磨损
C.滚动体与滚道工作表面上产生疲劳点蚀;
D.滚动体与滚道间产生胶合
17角接触球轴承的类型代号为_____。
A.1;
B.2;
C.3;
D.7
18.代号为_____的轴承能很好的承受径向载荷及轴向载荷的综合作用。
A.1210与N210;
B.7310AC与30210C.N1010与NU1010;
D.51110与81210
19.滚动轴承的类型代号由_____表示。
A.数字;
B.数字或字母;
C.字母;
D.数字加字母
20、滚动轴承的接触式密封是__。
A、毡圈密封 B、油沟式密封 C、迷宫式密封 D、甩油密封
二、填空题
1.滚动轴承的基本额定动载荷C,当量动载荷P和轴承寿命Lh三者的基本关系式为。
2.滚动轴承部件支承轴时,若采用双支点单向固定式,其适用条件应是工作时温升或轴的跨距的场合。
3.根据工作条件选择滚动轴承类型时,若轴承转速高,载荷小应选择轴承;
在重载或冲击载荷下,最好选用轴承。
4.滚动轴承轴系固定的典型形式有。
5.滚动轴承的基本额定动载荷是指,某轴承在基本额定动载荷作用下的基本额定寿命为。
6.一圆柱滚子轴承在数值等于其基本额定动载荷的径向力作用下,在运转106转时,其不发生疲劳点蚀的可靠度为。
7.滚动轴承内圈与轴的公差配合为制,外圈与座孔的配合采用制。
8.滚动轴承按其承受载荷的方向不同,可分为主要可承受径向载荷的轴和主要可承受轴向载荷的轴承,以及既可承受径向载荷又可承受轴向载荷的。
9.一般运转的滚动轴承的主要失效形式为和。
10.内径d=17mm的轴承,其内径代号为;
内径d=15mm的轴承,其内径代号为;
11.70000C,70000AC和70000B三种轴承中,承受轴向载荷能力最大者为。
12.滚动轴承的基本额定动载荷C,是指在该载荷作用下寿命恰好为转。
13.轴承部件设计中,一端双向固定,一端游动的轴承固定结构适用于。
14.举出两种滚动轴承内圈轴向固定的方法;
。
15.滚动轴承的密封形式可分为。
16.滚动轴承非接触式密封,常用的有。
17.角接触球轴承承受轴向载荷的能力取决于。
18.滚动轴承的基本额定寿命与基本额定动载荷之间的关系为,其中:
对球轴承,指数ε=,对滚子轴承,ε=。
19.具有良好的调心作用的球轴承的类型代号是。
20.6208,N208,3208和51208四个轴承中只能承受径向载荷的轴承是,只能承受轴向载荷的轴承是。
21、滚动轴承一般由、、和四部分组成
22、滚动轴承的公称接触角实质上是承受轴向载荷能力的标志,公称接触角越大,轴承承受轴向载荷的能力。
23、选择滚动轴承时,在速度较高,轴向载荷不大时宜用轴承。
24、代号为6318的滚动轴承内径为mm。
三、判断题1、滚动轴承的公称接触角越大,轴承承受径向载荷的能力就越大。
()
2、滚动轴承较适合于载荷较大或有冲击力的场合。
3、在速度越高,轴向载荷不大时宜用深沟球轴承。
4、代号为6107、6207、6307的滚动轴承的内径都是相同的。
5、在正常转速的滚动轴承中,最主要的失效形式是疲劳点蚀。
6、在使用条件相同的条件下,类型代号越大,滚动轴承的承载能力越大。
7、在使用条件相同的条件下,代号相同的滚动轴承寿命是相同的。
8、滚动轴承的寿命计算针对疲劳点蚀,而其静载荷计算是针对永久变形进行的。
()
9、滚动轴承的接触密封方式只实用于速度较低的场合。
10、当滚动轴承作游动支承,外圈与基座之间应是
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