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　　4.1认识轴(一)碳素钢比合金钢价格低廉,对应力集中的敏感性低,可通过热处理改善其综合性能,加工工艺性好,故应用最广。一般用途的轴,多用含碳量为0.25%~0.5%的优质碳素钢,尤其是45号钢。对于不重要或受力较小的轴也可用Q235、Q275等碳素结构钢。(二)合金钢具有比碳钢更好的机械性能和淬火性能,但对应力集中比较敏感,且价格较贵。多用于对强度和耐磨性有特殊要求的轴。如20cr、20crMnTi等低碳合金钢,经渗碳淬火处理后可提高耐磨性。20crMOV、38crMOA1等合金钢,有良好的高温机械性能,常用于在高温、高速和重载条件下工作的轴。(三)铸铁球墨铸铁和高强度铸铁吸振性和耐磨性好,对应力集中敏感低,价格低廉,使用铸造制成外形复杂的轴。例如:内燃机中的曲轴。对于形状复杂的轴,如曲轴、凸轮轴等,也采用球墨铸铁或高强度铸造材料来进行铸造加工,易于得到所需形状,而且具有较好的吸振性能和好的耐磨性,对应力集中的敏感性也较低。

　　4.1认识轴小提示(1)轴上与标准零件相配合的直径应取为标准值,非配合轴段允许为非标准值,但最好取为整数;(2)与滚动轴承相配合的直径,必须符合滚动轴承的内径标准;(3)安装联轴器的轴径应与联轴器的孔径范围相适应;(4)轴上的螺纹直径应符合标准;(5)轴上与零件相配合部分的轴段长度,应比轮毂长度短2~3mm,以保证零件轴向定位可靠;(6)若在轴上装要滑移的零件,应该考虑零件的滑移距离;(7)轴上各零件之间应该留有适当的间隙,以防止运转时相碰。

　　4.2认识轴承(一)滑动轴承的组成及特点滑动轴承主要由滑动轴承座、轴瓦或轴套组成(见图416)。装有轴瓦或轴套的壳体称为滑动轴承座。轴上被轴承支承的部分称为轴颈,与轴颈相配的圆筒形整体零件称为轴套,与轴颈相配的对开式零件称为轴瓦。图416滑动轴承滑动轴承因具有承压面积大、工作平稳、无噪声及拆装方便等优点,所以得到广泛应用。制造滑动轴承的轴瓦及其内衬的合金称为滑动轴承合金,简称轴承合金。（a）结构（b）实物

　　4.2认识轴承2.推力滑动轴承图420(a)是一种常见的承受轴向载荷的推力轴承,它由轴承座1、推力轴瓦2、向心轴瓦3组成。为便于对中,推力轴瓦底部制成球面,销钉4用来防止推力轴瓦2随轴5一起转动。这种轴承主要承受轴向载荷,也可借助向心轴瓦3承受较小的径向载荷。这种轴承止推面的结构形式有实心[见图420(b)]、空心[见图420(c)]、单环形[见图4-10(d)]和多环形[见图420(e)]四种,多环形轴承能承受较大轴向载荷,并且能承受双向轴向载荷。图420推力滑动轴承

　　4.2认识轴承(三)常用滑动轴承轴瓦材料与结构1.轴瓦材料用作轴瓦材料的金属材料有锡基、铅基、铜基及铝基轴承合金等,前者又称巴氏合金。锡基轴承合金常用在牌号有zsnsb8CU4、zsnsbl1CU6等。铅基轴承合金常用的牌号主要有zpbsb10sn6、zpbsb15sn10等。近代发展起来的高锡铝基轴承合金是一种新型轴承合金,用作含油轴承。轴瓦的材料还有木材、成长铸铁、铸铜合金、粉末冶金减摩材料和与润滑油有亲和特性的聚合物如酚醛树脂。轴瓦用非金属材料有工程塑料、碳石墨、陶瓷、木材和橡胶等。

　　4.2认识轴承为了使润滑油能流到轴瓦的整个工作表面上,轴瓦上要制出进油孔和油沟以输送润滑油。图423(a)、(b)、(c)所示分别为轴向、周向和斜向三种常见油沟形式,轴向油沟也可以开在轴瓦剖分面上[见图423(d)].一般油孔和油沟不应该开在轴承油膜承载区内,否则会破坏承载区油膜的连续性,降低油膜承载能力。(a)轴向沟槽(b)周向沟槽(c)斜向沟槽(d)轴瓦剖分面开设轴向油沟图423常见轴瓦的沟槽形式

　　4.2认识轴承滑动轴承的安装与维护(1)滑动轴承安装要保证轴颈在轴承孔中转动灵活、准确、平稳。(2)轴瓦与轴承孔要修刮贴实,轴瓦部分面要高出0.05~0.1mm,以便压紧。整体式轴瓦压入时要注意防止偏斜,并用紧定螺钉固定。(3)注意油路畅通,油路与油槽接通。(4)注意清洁,修刮调试过程凡是出现油污机件,每次修刮后都要清洗涂油。(5)轴承使用过程要经常检查润滑、发热(一般在60℃以下为正常)、振动问题,旧的轴瓦要及时更换。

　　4.2认识轴承4.滚动轴承的类型选择滚动轴承是标准件,合理选择轴承首先是选择轴承的类型,然后再选择轴承的尺寸。选择滚动轴承类型时,应明确轴承的工作点载荷(包括大小、性质和方向)、转速、安装轴承的空间尺寸范围以及其他的特殊要求。选择滚动轴承类型的一般原则如下。(1)载荷情况。单纯径向载荷可选向心轴承。单纯轴向载荷,当转速不太高时可选用推力球轴承;当转速高时,因离心力太大,可选用角接触球轴承。同时承受径向和轴向载荷时,应区别不同情况:以径向载荷为主时,可选用向心球轴承;轴向载荷和径向载荷都较大时,可选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承;轴向载荷为主时,可同时采用推力球轴承和深沟球或圆柱滚子轴承的组合结构,以分别承受轴向载荷和径向载荷。（2）转速。各种类型尺寸的轴承都有其极限转速n值，这是轴承工作所允许的最高n转速。球轴承比滚子轴承的极限转速高，单列滚动体轴承比双列滚动体轴承的极限转速高。在内径相同条件下，外径愈小，则滚动体愈小，运作或工作时离心力小，可用于高速场合。故在高速时宜选用尺寸小的轴承。

　　4.2认识轴承(3)轴承刚性。一般说来,滚子轴承的刚性比球轴承高,因此对轴承刚性要求较高时,宜采用滚子轴承。(4)调心性能。当轴的弯曲变形大或轴承座孔同轴度较低时,可选用自动调心式轴承。同一轴上调心轴承不要与其他轴承混合使用,以免失去调心作用。(5)轴承安装与拆卸。为了便于轴承的装拆,可选用内、外圈可分离的圆柱滚子轴承。有时由于轴承安装尺寸的限制,例如当轴承径向尺寸不允许太大时,可考虑选用滚针轴承。(6)经济性。选择轴承时要考虑经济性的要求与市场供应情况。球轴承比滚子轴承便宜,向心轴承比角接触轴承便宜。以同一内径尺寸(40mm)的几种轴承6208、1208、7208、30208、51208为例,其相对价格比为1.0:1.47:1.74:1.47:1.0。此外,轴承的精度等级越高,价格就越贵,对于同类型的公差等级为/P0、IP6、IP5、IP4、IP2级轴承,其价格之比约为1:1.8:2.3:7:10。在一般机械中,/P0级精度轴承应用最广泛,选用高精度轴承必须慎重。

　　4.2认识轴承(二)滚动轴承轴系的安装滚动轴承轴系是应用较多的一类组合结构,滚动轴承轴系结构安装的主要任务包括确定轴系结构的组成,确定各零部件的相对位置及其连接关系。轴系结构设计在保证轴系的运动功能的前提下,需要综合协调多种技术、经济及其他的因素,合理地确定多种结构参数。1.轴向固定方法轴系结构设计要使轴系与机座之间具有确定的相对位置关系,这种位置关系不因轴系工作中的受力及温度变化而被破坏。(1)两端单向固定在这种轴系结构中,位于轴系两支点的轴承各限制轴系在一个方向的轴向移动,轴系所受某个方向的轴向载荷也通过相应定位点传递给机座。

　　4.2认识轴承图4-26所示为应用两端单向固定的两种轴系结构,图426(a)所示结构中的左支点轴承限制轴系向左移动,轴系所受的向左的轴向力通过这一端的端盖传递给机座,右端的的轴承限制轴系向右移动,同时传递向右的轴向力。这种轴系结构称为正安装结构,也称为面对面结构。这种结构的实际支点跨距小于轴承间距,当径向载荷作用在两支点间时,轴系具有较大的刚度,这种轴系结构简单,安装和调整都很方便,是应用最多的轴系结构形式。为使轴系正常运转,在轴系装配时应使其具有适当的轴向间隙。过大的轴向间隙会影响轴系的旋转精度,还会因轴承内承载的滚动体数量减少而影响承载能力,而间隙过小则会使轴系因受热伸长而卡死。

　　4.2认识轴承图426两端单向固定轴系图426(b)所示为反安装结构,也称为背对背结构,这种结构中左端支点轴承限制轴系向右移动,右端支点轴承限制轴系结构向左移动,轴系的支点跨距大于轴承间距,当径向载荷作用在两支点之外时,轴系具有较大的刚度,当轴系受热伸长时轴向间隙增大。两端单向固定轴系的最大轴向间隙大于轴系的受热伸长量,这种轴系结构适用于轴系的支点跨距较小或温升较低的情况。（a）正安装机构（b）反安装结构

　　4.2认识轴承常用的轴承装配方法如下：（1）装配小型轴承时，可使用手锤与简单的辅助套筒。（2）装配中小型轴承时，可使用轴承液压机。安装时，液压机在轴承内圈上施加压力，将轴承压套到轴颈上。（3）装配大型轴承时，常采用温差法装配，即将轴承放入热油中加热后套入轴颈。加热温度一般为80～100℃，不允许超过100℃。常用的轴承拆卸方法如下：（1）拆卸配合较松的小型轴承时，可用手锤和铜棒从背面沿轴承内圈四周将轴承轻轻敲出。（2）压力法拆卸轴承。用图4-34所示的拉杆拆卸器（俗称“拉马”）的拉爪钩住轴承内圈，转动顶杆，即可将轴承拆下，如图4-35所示。为此，应在内圈轴承肩上留出足够的高度，若高度不够，可在轴肩上开槽，以便放入拉爪。图4-34拉杆拆卸器图4-35拉杆拆卸器拆卸轴承