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BY YUSHEN
第三章　机械零件
　机械基础
【思维结构图引】
【考纲多维解读】
考纲要求 命题趋势 考向分析
一、轴
1.轴的分类、应用特点及常用材料
2.轴的结构
二、轴承
1.滑动轴承的特点、主要结构和应用
2.滚动轴承的类型、特点、代号和应用
三、连接
1.键连接的功用、类型、特点和应用
2.螺纹连接的基本类型、应用和防松方法
3.常用联轴器和离合器的功用、类型、特点及应用 1.考查学生掌握常用零件连接的类型、特点及应用
2.要求学生熟知联轴器、离合器的功用、类型及区别
3.掌握轴的分类、材料及其应用特点，熟知轴上零件的固定方法
4.要求学生了解轴承的分类和应用，熟知滚动轴承的尺寸代号及其含义 【考查内容】
零件的连接及联轴器、离合器、轴和轴承
【考查题型】
一般为填空题、单项选择题、多项选择题和简答题
【分值】
一般为0～10分
【考点知识梳理】
一、键连接的功用、类型、特点和应用（识记）
1.键连接的功用
键主要用于轴和轴上零件（如齿轮、带轮等）的周向固定，并传递转矩，有 时可作导向零件。
2.键连接的特点
键连接具有结构简单、工作可靠、装拆方便及已标准化等特点，应用广泛。
3.键连接的类型和应用
（1）平键连接
1）平键连接的类型
①普通型平键和薄型平键
种类：a.圆头普通平键：A型，双圆头，用于面铣刀加工的轴槽，键在槽中 固定良好，但轴上槽引起的应力集中较大；b.平头普通平键：B型，平头，用于 盘铣刀加工的轴槽，轴的应力集中较小；c.单圆头普通平键：C型，单圆头，用 于轴端。
特点：靠侧面传递转矩，对中性良好，结构简单，装拆方便。
应用：普通平键的应用最广，适用于高精度、高速或承受变载、冲击的 场合。
②导向型平键
种类：A型：双圆头；B型：平头。
特点：靠侧面工作，对中性好，结构简单。轴上零件可沿轴向移动。
应用：用于轴上零件轴向移动量不大的场合，如变速器中的滑移齿轮。
2）平键的标准和选用
平键是标准键，普通型平键的规格采用b×h×L标记；b为宽度，h为高度， L为长度。
例：键16×10×100（A可省略不标）
普通型平键的规格选择，宽度与厚度主要由轴径决定。
连接形式 尺寸b的公差 应用范围
键 轴槽 轮毂槽
松连接 H8 H8 D10 主要应用在导向型平键上
正常连接 N9 JS9 常用的机械装置
紧密连接 P9 P9 承受重载荷、冲击载荷及双向传递扭矩
3）平键连接的选用
（2）半圆键连接
特点：靠侧面传递转矩。键在轴槽中能摆动，装配方便。但键槽较深，对轴 的强度削弱较大。
应用：一般用于轻载，适用于轴的锥形端部。
（3）楔键连接
特点：键的上、下两面是工作面，键的上表面和毂槽的底面各有1∶100的斜 度，装配时需打入，靠锲紧作用传递转矩。
应用：用于精度要求不高、转速较低时传递较大的、双向的或有振动的 转矩。
（4）花键连接
种类：花键连接分矩形花键连接、渐开线花键连接两种。
特点：花键连接键齿数多，承载能力强；轴上零件与轴的对中性和导向性 好；但加工复杂、成本较高。矩形花键连接采用小径定心，渐开线花键连接依靠 自身结构自动定心。
应用：矩形花键广泛应用于飞机、汽车、拖拉机、机床等一般机械传动装置 中；渐开线花键应用于载荷较大，定心精度要求较高，以及尺寸较大的连接。
二、销连接
1.销连接的类型
销主要有圆柱形和圆锥形两种形式，其他形式均是由此演化而来的。
（1）圆柱销
主要有普通圆柱销、内螺纹圆柱销、弹性圆柱销等。
（2）圆锥销
主要有普通圆锥销、内螺纹圆锥销和螺尾圆锥销等，普通圆锥销的定位精度 比圆柱销高，表面具有1∶50锥度，安装方便，在连接件受到横向力作用时能实 现自锁，适用于经常拆卸的零件定位。
2.销连接的应用
销连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。
三、螺纹连接的基本类型、应用和防松方法（理解）
1.螺纹及其主要参数
（1）螺纹
在圆柱表面上，沿螺旋线加工所产生的连续沟槽、凸棱称为螺纹。
（2）螺纹的主要参数
①大径D、d（公称直径）
与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径。内螺纹大径代号是 D，外螺纹大径代号是d。
②小径D1、d1（强度计算直径）
与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱面的直径。内螺纹小径代号是 D1，外螺纹小径代号是d1。
③中径D2、d2（确定螺纹几何参数和配合性质的直径）
一个假想圆柱的直径，该圆柱的母线通过牙形上沟槽和凸起宽度相等的地 方。内螺纹中径代号是D2，外螺纹中径代号是d2。
④线数n
单线螺纹（n＝1）为一条螺旋线所形成的螺纹。若由两条或两条以上在 轴向等距分布的螺旋线所形成的螺纹称多线螺纹（n＝2，3，4，…），n为 螺纹线数。
⑤螺距P
螺距是相邻两牙在中径线上对应两点间的轴向距离。
⑥导程Ph
导程是同一条螺旋线上的相邻两牙在中径上对应两点间的轴向距离，Ph＝ nP。
⑦螺纹旋向
顺时针方向旋入的是右旋螺纹，逆时针方向旋入的是左旋螺纹。
⑧牙型角α、牙侧角β
在螺纹牙形上，相邻两牙侧间的夹角α称为牙型角。牙侧与螺纹轴线的垂线 间的夹角叫牙侧角β（或牙型半角α/2）。
⑨螺纹旋合长度
螺纹旋合长度是指两个相互配合的螺纹，沿螺纹轴线方向相互旋合部分 的长度。
2.螺纹的类型、特点及应用
（1）螺纹的类型
按照牙形的不同，螺纹可分为普通螺纹、管螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯 齿形螺纹等。除矩形螺纹外，均已标准化。除多数管螺纹采用英制外，其余均采 用米制。
（2）螺纹的特点及应用
①普通螺纹
α＝60°，牙形为等边三角形，有粗、细牙之分，粗牙常用于连接，细牙自 锁性好，用于受冲击、振动和变载的连接。
②管螺纹
α＝55°，牙形为等腰三角形，适用于管子、管接头、旋塞、阀门等螺纹连 接件。
③矩形螺纹
α＝0°，牙形为正方形，其传动效率高，但牙根强度弱。
④梯形螺纹
α＝30°，牙形为等腰梯形，其传动效率略低于矩形螺纹，但牙根强度高， 是最常用的传动螺纹。
⑤锯齿形螺纹
牙形为不等腰梯形，兼有矩形螺纹传动效率高和梯形螺纹牙根强度高的特 点，用于单向受力的传动机构中。
3.螺纹连接的类型及应用
螺纹连接是利用螺纹紧固件构成的可拆卸的固定连接。螺纹连接具有结构简 单、紧固可靠、拆装迅速方便等特点，应用极为广泛。
（1）螺栓连接
螺栓连接结构简单、拆装方便，适用于被连接件厚度不大且能够从两面进行 装配的场合。
（2）双头螺柱连接
双头螺柱连接是将螺柱上螺纹较短的一端旋入并紧定在被连接件之一的螺纹 孔中，不再拆下。适用于被连接件之一较厚不宜制作通孔及需经常拆卸的场合。
（3）螺钉连接
螺钉连接用于被连接件之一较厚不宜制作通孔，且不需经常装拆的场合。
（4）紧定螺钉连接
紧定螺钉连接利用螺钉的末端顶住另一被连接件的凹坑中，以固定两零件的 相对位置，可传递不大的横向力或转矩。
4.螺纹连接的防松
（1）摩擦防松
弹簧垫圈：弹簧垫圈材料为弹簧钢，装配后垫圈被压平，其反弹力使螺纹间 保持压紧力和摩擦力。结构简单、工作可靠、应用广泛。
双螺母：利用主、副螺母的对顶作用把该段螺纹拉紧，保持螺纹间的压力。 即使外载荷消失，此压力也仍然存在。外廓尺寸大，应用不如弹簧垫圈普遍。
（2）机械防松
槽型螺母和开口销：旋紧槽形螺母后，螺栓被钻孔。在螺母槽内的孔中插入 开口销，使螺母和螺栓不能产生相对转动。安全可靠，应用较广。
止动垫片：旋紧螺母后，止动垫圈一侧被折转，另一侧折于固定处，则可固 定螺母与被连接件的相对位置。要求有固定垫片的结构。
圆螺母和止动垫圈：将垫圈内翅插入螺栓（轴）的槽内，外翅翻入圆螺母 的沟槽中，使螺母和螺杆没有相对运动。常用于滚动轴承的固定。
串金属丝：螺钉紧固后，在螺钉头部小孔中串入铁丝，应注意串孔方向为旋 紧方向。常用于无螺母的螺钉连接。
（3）其他防松方法
冲点防松：在螺母和螺栓接触的位置用样冲冲3个或4个点，破坏正常连接状 态，达到防松目的。
黏结法防松：将黏合剂涂于螺纹旋合表面，拧紧螺母后黏合剂固化，防松效 果良好。
焊点法防松：用焊料将螺母与螺栓牢牢焊在一起。
四、常用联轴器和离合器的功用、类型、特点及应用（理解）
联轴器和离合器主要用来连接不同机构中的两根轴，使其共同回转以传递转 矩。在机器工作时，联轴器只能保持两轴的接合状态，而离合器却可随时完成两 轴的接合或分离。
1.联轴器
（1）刚性联轴器
常用刚性联轴器包括凸缘式和套筒式等。
①凸缘联轴器
凸缘联轴器是应用最广泛的一种刚性联轴器。它是由两个带凸缘的半联轴器 用键分别和两轴连在一起后再用螺栓把两半联轴器连成一体而成的。其构造简 单，成本低，可传递较大转矩。常用于对中精度较高，载荷平稳的两轴连接。
②套筒联轴器
套筒联轴器用公共套筒及连接零件（如键或销）将两轴连接起来以传递转 矩。其结构简单，径向尺寸小。适用于两轴直径小，同心度要求较高，工作平稳 的场合，在机床上应用广泛。
（2）挠性联轴器
用联轴器连接的两轴，由于制造安装误差、工作过程中的温度变化和外力产 生的变形等因素的影响，两轴轴线常有同轴度误差。而挠性联轴器利用它的结 构，使零件间构成的动连接具有某一方向或几个方向的活动度，从而补偿两轴的 同轴度误差。常用的挠性联轴器有以下几种。
①齿式联轴器
具有良好的补偿性，允许有综合位移，能够在高速重载下可靠地工作。常用 于正反转变化多且启动频繁的场合，已在起重机、轧钢机等重型机械中得到广泛 应用，但制造成本较高。
②滑块联轴器
结构简单，制造方便，适用于低速、冲击小的场合。
③万向联轴器
用于两轴相交成某一角度的传动，两轴的角度偏移可达35°～45°。这种联 轴器有一个缺点，就是当主动轴做等角速转动时，从动轴做变角速转动。如果要 使它们角速度相等，则可应用两套万向联轴器，使主动轴与从动轴同步转动。汽 车底盘传动轴就是一例。
④弹性套柱销联轴器
容易制造，装拆方便，成本较低。适用于连接载荷较平稳，且需正、反转或 启动频繁的传递中、小转矩的轴，多用于电动机输出轴的连接。
⑤弹性柱销联轴器
结构简单，制造容易，维修方便。弹性柱销用尼龙材料制成，有一定弹性而 且耐磨性更好。适用于轴向窜动量较大，正反转变化频繁的传动，但因尼龙对温 度敏感，所以要限制使用温度。
⑥轮胎式联轴器
结构简单，减振能力强，补偿能力大，但承载能力不高，径向尺寸较大，适 用于启动频繁、正反向运转、有冲击振动、有较大轴向位移的潮湿多尘环境中。
（3）安全联轴器
安全联轴器的主要功能为过载保护。可通过连接件折断、分离或打滑使传动 中断或限制扭矩传递，起安全保护作用。
2.离合器
使旋转中的两轴迅速接合或分离的传动装置称为离合器。对离合器的基本要 求是工作可靠，接合与分离迅速平稳，动作准确，操作方便、省力，维修方便。 常用的离合器有牙嵌式离合器、摩擦式离合器和安全离合器。
（1）牙嵌式离合器
外形尺寸小、传递转矩大，在嵌合时有刚性冲击。牙嵌式离合器的牙形有矩 形、梯形和锯齿形三种。适用于低速接合或分离。
（2）摩擦式离合器
摩擦式离合器是靠工作面上产生的摩擦力矩传递转矩的。按其结构形式可分 为圆盘式、圆锥式等。圆盘式摩擦离合器又可分为单圆盘式和多圆盘式。单圆盘 摩擦离合器结构简单，散热性好，但传递的转矩不大；多圆盘摩擦离合器散热性 不好，但传递的转矩大。摩擦式离合器接合平稳，冲击和振动小，起过载保护作 用。适用于在高速下接合或分离，而两轴同步要求低的场合。
（3）安全离合器
安全离合器与安全联轴器的功用类似，用于机器过载时自动脱开，以保护机 器重要零件不因过载而损坏。它与安全联轴器的主要区别在于，当机器所受载荷 恢复正常后，安全离合器自动接合，继续进行动力的传递，而安全联轴器则无法 自动接合，必须重新更换剪切销。常用的安全离合器有牙嵌式安全离合器和滚珠 式安全离合器。
轴是组成机器最基本且重要的零件之一，其主要功能包括：①传递运动和动 力；②支承回转零件（如齿轮、带轮等）。轴一般都要有足够的强度、合理的结 构和良好的工艺性。
一、轴的分类、应用特点及常用材料（识记）
1.轴根据轴线形状不同可分为直轴、曲轴和软轴三类
（1）直轴
直轴按所受载荷不同可分为心轴、传动轴和转轴。
①心轴：心轴工作时只承受弯矩，不传递转矩，如直线行驶的动车车轮轴、 自行车前轮轴及滑轮轴等。心轴又分为固定心轴和转动心轴。
②传动轴：主要承受转矩的轴称为传动轴，如汽车上连接变速器与后桥 的轴。
③转轴：转轴工作时既承受弯矩又承受转矩，如数控机床的主轴、齿轮减速 器的输出轴等。
直轴按外形不同可分为光轴和阶梯轴，阶梯轴的应用最广泛；直轴按结构又 可分为实心轴和空心轴。
（2）曲轴
曲轴是内燃机、曲柄压力机等机器中用于将往复运动和旋转运动相互转换的 专用零件，它兼有转轴和曲柄的双重功能。
（3）软轴
软轴又称挠性轴，具有良好的挠性，它可以将回转运动和动力灵活地传送到 任何空间位置，它由多层紧贴在一起的钢丝层构成，常用于医疗设备、仪表、汽 车天窗和遮阳帘、电动座椅、汽车离合及玻璃升降机等装置中。
2.轴的常用材料
轴的常用材料是优质碳素结构钢与合金结构钢，其次是球墨铸铁等。
（1）优质碳素结构钢
常用的有35钢、45钢、50钢等，其中45钢应用最多，一般要经正火、调质和 表面淬火热处理。对于受力较小或不太重要的轴，可以使用Q235、Q275等碳素 结构钢。
（2）合金结构钢
对于受力较大及有某些特殊要求的轴，可采用20Cr钢、40Cr钢、35SiMn钢 等合金结构钢，其中40Cr钢应用较多，还需采用相应的热处理。合金结构钢比碳 素结构钢机械强度高，热处理性能好，但对应力集中敏感性高，价格也较高。
曲轴、凸轮轴等可采用高强度铸铁和球墨铸铁（QT600-3、QT700-2等）制 造，它们具有良好的铸造工艺性能，而且价格低、吸振性和耐磨性较好。
二、轴的结构（理解）
考虑轴的结构时，应满足以下要求：
①轴的受力合理，有利于提高轴的强度和刚度；
②轴相对于机架和轴上零件相对于轴的定位准确、固定可靠；
③轴便于加工制造，轴上零件便于装拆和调整；
④尽量减少应力集中，并节省材料、减轻质量。
1.轴的组成
①轴头：安装转动零件的部位；
②轴颈：安装轴承的部位；
③轴肩：两段不同直径轴段之间形成的台阶端面，用于确定轴承、齿轮等轴 上零件的轴向位置；
④轴身：连接轴头和轴颈部分的非配合轴段；
⑤轴环：直径大于其左、右两侧直径的轴段，作用同轴肩。
2.轴上零件的固定
轴上零件的固定形式有轴向固定和周向固定两种。
（1）轴上零件轴向固定形式及特点
①轴肩、轴环、轴伸
结构简单，定位可靠，可承受较大轴向力。常用于齿轮、链轮、带轮、联轴 器和轴承等定位。
②套筒
结构简单，定位可靠，轴上不需开槽、钻孔和切制螺纹，不影响轴的强度。 一般用于零件间距较小的场合，以免增加结构质量。轴的转速很高时不宜采用。
③螺钉锁紧挡圈
结构简单，不能承受大的轴向力，不宜用于高速，常用于光轴上零件的 固定。
④圆锥面
能消除轴与轮毂间的径向间隙，装拆方便，可兼做周向固定，能承受冲击载 荷。多用于轴端零件的定位和固定，常与轴端压板或螺母联合使用，使零件获得 双向轴向固定。
⑤圆螺母
固定可靠，装拆方便，可承受较大轴向力。由于轴上切制螺纹，使轴的强度 降低。常用双圆螺母或圆螺母与止动垫圈固定轴端零件，当零件间距较大时，亦 可用圆螺母代替套筒以减轻结构质量。
⑥弹性挡圈
结构简单紧凑，只能承受较小的轴向力，可靠性差，常用于固定滚动轴承。
⑦轴端挡圈
用于轴端零件的定位和固定，可承受剧烈振动和冲击载荷。
⑧紧定螺钉
可同时起周向定位和固定作用，但轴向力和周向力均不能大，转速也不高。 为防止螺钉松动，可加锁圈。
⑨轴端挡板
用于心轴的轴端定位和固定，只能承受小轴向力。
（2）轴上零件的周向固定形式及特点
周向固定形式 特点
键连接 平键应用最广。加工容易，装拆方便。轴向不能固 定，不能承受轴向力
花键连接 具有接触面大、承载能力强、对中性和导向性好、轴 毂的强度削弱小等优点，适用于载荷较大、定心要求 高的静、动连接。加工工艺较复杂，需专用设备，成 本较高
周向固定形式 特点
销钉连接 周向、轴向都可以固定，常用作安全装置，过载时可 被剪断，防止损坏其他零件。不能承受较大载荷，对 轴有削弱
紧定螺钉 连接 紧定螺钉端部拧入轴上凹坑（加工时配作）实现固 定。结构简单，不能承受较大载荷，只适用于辅助连 接
周向固定形式 特点
过盈配合 同时有轴向和周向固定作用，对中精度高。选择不同 的配合有不同的连接强度。为装配方便，导入端应加 工成锥面（α＝10°～30°）。拆卸不便，不宜用于重 载和多次装拆的场合
3.轴的结构工艺性
轴的结构除了考虑零件固定与支承以外，还需考虑加工、装配等的工艺 性要求。
①轴上应有加工工艺所需的结构要素。需磨削的轴段，阶梯处应设有砂轮越 程槽；需切制螺纹的轴段，应设有螺纹退刀槽；轴的长径比L/D大于4时，轴两 端应开设中心孔。
②为减少加工时刀具的品种，节省换刀时间，同一轴上所有的圆角半径、倒 角尺寸、环形切槽宽度等应尽可能统一；不同轴段的键槽应布置在轴的同一母线 上，以便一次装夹后用铣刀切出；同样，一根轴上不同轴段的花键尺寸也最好统 一。此外，加工精度和表面粗糙度应合理。
③装配时，零件各部位不能互相干涉。
④轴的结构应便于轴上零件装配。轴端应倒角（45°或30°、60°），以便 于导向和避免擦伤零件配合表面。过盈配合轴段的装入端也应倒角或加工成导向 锥面，键槽延长到圆锥面处，以便装配时轮毂上的键槽与键对中。
4.减少应力集中，提高轴的强度的措施
①改善零件的结构形状对消除或减少应力集中、提高轴的强度起着非常重要 的作用。
②减小表面粗糙度值，采用精车或磨削，减少轴表面的加工刀痕，有利于减 少应力集中，提高轴的强度。
③采用表面淬火、渗碳、碳氮共渗等和冷加工（滚压、喷丸）均能明显提高 轴的疲劳强度。
一、滑动轴承的特点、主要结构和应用（识记）
工作时，轴承与轴颈的支承面之间形成滑动摩擦的轴承称为滑动轴承。
1.滑动轴承的特点
滑动轴承工作平稳，噪声较滚动轴承低，工作可靠。如果能保证滑动表面被 润滑油膜分开而不发生接触，则可以大大减少摩擦损失和表面磨损。但是，普通 滑动轴承的启动摩擦阻力大。
2.滑动轴承的应用
①工作转速特别高的轴承，如磨床主轴的轴承；
②承受极大的冲击和振动载荷的轴承，如轧钢机轧辊的轴承；
③要求特别精密的轴承；
④装配工艺要求轴承剖分的场合，如曲轴的轴承；
⑤要求径向尺寸小的轴承。
3.滑动轴承的结构
根据轴承承载方向不同，滑动轴承可分为：①向心滑动轴承，主要承受径向 载荷；②推力滑动轴承，主要承受轴向载荷。
常用向心滑动轴承的结构形式有整体式和剖分式两种。
（1）整体式滑动轴承
整体式滑动轴承用螺栓与机架连接。轴承座孔内压入用减摩材料制成的轴瓦 （或称轴套），在轴承座顶部装有油杯，轴套上有进油孔，内表面开轴向油沟以 分配润滑油润滑。
整体式滑动轴承的最大优点是构造简单，但轴承工作表面磨损过大时无法调 整轴承间隙；轴颈只能从端部装入。整体式滑动轴承适用于轻载、低速及间歇性 工作的场合。
（2）剖分式滑动轴承
剖分式滑动轴承由轴承座、轴承盖、剖分轴瓦（分为上、下瓦）及连接 螺栓等组成。轴承盖与轴承座的剖分面常做成阶梯形，以便定位和防止工 作时错动。轴瓦磨损后的轴承间隙可用减少剖分面处的金属垫片或刮配轴 瓦金属的办法来调整。
剖分式滑动轴承拆装方便，轴瓦与轴的间隙可以调整，应用较广泛，适用于 中高速、重载工作的机器。
4.滑动轴承的失效形式与常用材料
（1）滑动轴承的失效形式
滑动轴承的主要失效形式有磨粒磨损、疲劳剥落、胶合损伤和腐蚀。除此之 外，也会因安装不正确引起滑动轴承的损坏和失效。
（2）滑动轴承的常用材料
根据滑动轴承的失效形式，对滑动轴承材料的性能主要有以下要求：
①良好的减摩性、耐磨性和抗咬合性；②良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合 性；③足够的强度和耐蚀性；④良好的导热性、工艺性、经济性等。
滑动轴承的常用材料有轴承合金、铜合金（青铜、黄铜）、粉末冶金和非金 属材料（塑料、橡胶等）。
5.轴瓦的结构
轴瓦是滑动轴承的重要组成部分。常用轴瓦分整体式和剖分式两种结构。
（1）整体式轴瓦
整体式轴瓦又称轴套，一般在其上开有油孔和油沟以便润滑。粉末冶金制成 的轴套一般不带油沟。
（2）剖分式轴瓦
剖分式轴瓦由上、下轴瓦组成，上轴瓦开有油孔和油沟。
为了改善轴瓦表面的摩擦性质，可在内表面上浇注一层减摩材料（如轴承合 金），称为轴承衬。轴瓦上的油孔用来供应润滑油，油沟的作用是使润滑油均匀 分布，油沟应开在非承载区。
6.滑动轴承的安装与维护
①安装滑动轴承时，要保证轴颈在轴承孔内转动灵活、准确、平稳。
②轴瓦与轴承座孔要修刮贴合，轴瓦剖分面要高出0.05～0.1 mm，以便压 紧。整体式轴瓦压入时要防止偏斜，并用紧定螺钉固定。
③注意油路畅通，油路与油槽接通。刮研时，油槽两边点子要软，以形成油 膜，两端点子均匀，以防漏油。
④注意清洁，修刮调试过程中凡有油污的机件，修刮后都要清洗涂油。
⑤使用过程中要经常检查润滑、发热、振动问题。遇有发热（一般在60 ℃以下为正常）、冒烟、卡死及异常振动、声响等要及时检查、分析，并 采取措施。
二、滚动轴承的类型、特点、代号和应用（理解）
滚动轴承是利用滚动体在轴颈与支承座圈之间的滚动原理制成的，它用滚动 摩擦代替了滑动摩擦。
1.滚动轴承的特点与应用
（1）滚动轴承的特点
①优点：摩擦阻力小、启动灵敏、效率高；可用预紧的方法提高支承刚度及 旋转精度；对同尺寸的轴颈，滚动轴承的宽度小，可使机器的轴向尺寸紧凑；润 滑简便，轴承损坏易于更换。
②缺点：承受冲击载荷的能力较差；高速运转时噪声大；比滑动轴承径向尺 寸大；比滑动轴承寿命短。
（2）滚动轴承的应用
滚动轴承能在较广泛的载荷、转速及精度范围内工作，安装、维修较方便。 滚动轴承已标准化、系列化，可组织专业化大规模生产，价格低，因此在很多场 合逐渐取代了滑动轴承而得到广泛应用。
2.滚动轴承的结构与分类
（1）滚动轴承的结构
如图1-3-1所示，滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。内圈 装在轴颈上，外圈装在机座孔内。在内、外圈与滚动体接触的表面上有滚道，滚 动体沿滚道滚动。保持架的作用是把滚动体隔开，使其均匀分布于座圈的圆周 上，以防止相邻滚动体在运动中接触产生摩擦。
图 1-3-1
常用的滚动体有球、圆柱滚子、球面滚子、圆锥滚子和滚针等。
（2）滚动轴承的分类
滚动轴承按所能承受载荷的方向分为向心轴承、推力轴承和向心推力轴 承；按滚动体形状分为球轴承和滚子轴承；按轴承在工作中能否调心分为 非调心轴承和调心轴承（球面型）；按一个轴承中滚动体的列数可分为单 列、双列和多列轴承。
3.滚动轴承的代号
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
基本代号是轴承代号的基础，表示轴承的基本类型、结构和尺寸。除滚针轴 承外，由类型代号、尺寸系列代号、内径代号依次排列构成。
①类型代号：滚动轴承的类型代号由数字或大写拉丁字母表示。
②尺寸系列代号：轴承的尺寸系列代号由宽（高）度系列代号和直径系列代 号依次组合而成。
③内径代号：内径代号表示轴承公称内径d，注意 00、01、02、03内径代号 对应的内径值分别为10、12、15、17。
（2）前置、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 其基本代号左右添加的补充代号。
后置代号标注规则：4组（含4组）以后代号前用“/”隔开；公差等级代号 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。
4.滚动轴承类型的选择
根据各种类型滚动轴承的特点，选用时，应从载荷的大小和方向、转速高 低、支承刚度及安装精度等方面考虑，可参考以下几项原则。
（1）考虑轴承载荷
①当载荷较大时，应选用线接触的滚子轴承。球轴承为点接触，适用于轻载 及中等载荷。当有冲击载荷时，常选用螺旋滚子或普通滚子轴承。
②对于纯轴向载荷，选用推力轴承；对于纯径向载荷，常选用向心轴承。既 有径向载荷，又承受轴向载荷时，若轴向载荷相对较小，则选用向心角接触轴承 或深沟球轴承；当轴向载荷很大时，可选用向心球轴承和推力轴承的组合结构。
（2）考虑轴承转速
①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，因此球轴 承适用于转速高的轴。
②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。如有更高转速要求时，选用超轻、特轻系列轴承，以降低滚动体离 心力的影响。
（3）考虑刚度及调心性能要求
①当支承刚度要求较大时，可采用成对的向心推力轴承组合结构或采用预紧 轴承的方法。
②当支承跨距大、轴的弯曲变形大、刚度较低或两个轴承座孔中心位置有误 差时，应考虑轴承内外圈轴线之间的偏斜角，需要选用自动调心轴承，可选用球 面球轴承或球面滚子轴承，这类轴承允许有较大的偏位角。
（4）考虑拆装要求
带内锥孔的轴承可以调整轴承的径向游隙，提高轴承的旋转精度，同时便于 安装在长轴上；内、外圈可分离的轴承便于拆装。
（5）考虑经济性
在满足工作要求的条件下尽量选用精度较低的轴承。球轴承较滚子轴承价格 低，球面轴承最贵。
5.滚动轴承的固定方法
滚动轴承内、外圈的周向固定是靠内圈与轴及外圈与机座孔间的配合来保证 的。其轴向定位根据不同的情况选用不同的定位方法。
6.滚动轴承的拆装
（1）滚动轴承的安装
轴承安装前应清洗干净。安装时应使用专用工具将轴承平直均匀地压入，中 小型轴承可用锤子敲击装配套筒安装轴承；大型轴承或较紧的轴承可用专用压力 机装配或将轴承放入矿物油内加热至80～100 ℃后尽快安装，严格控制油温不超 过120 ℃，以防止回火效应硬度降低和影响精度。
（2）滚动轴承的拆卸
对于配合较松的小型轴承，可用手锤和铜棒从背面沿轴承内圈将轴承轻 轻敲出。用压力法拆卸轴承时，使用较多的是用拉杆拆卸器（俗称拉马） 拆卸，使用拉马时，应在内圈轴肩上留出足够的高度。在拆卸遇到困难 时，可在使用拆卸工具向外拉的同时向内圈小心地浇洒热油，使轴承内圈 受热膨胀，从而使其较易脱落。
7.滚动轴承的失效形式和常用材料
滚动轴承的失效形式有疲劳点蚀、塑性变形、磨粒磨损、刮伤、腐蚀、咬黏 （胶合）等。另外，由于不正常的安装、拆卸及操作也会引起滚动轴承元件破 裂，应注意避免。
各种滚动轴承的滚动体和内外圈一般采用轴承钢制造。常用的轴承钢有高碳 铬轴承钢、不锈轴承钢和高温轴承钢等。最常用的高碳铬轴承钢是GCr15钢和 GCr15SiMn钢等。
【考法能力拓展】
　 （2022年真题）用来固定两零件的相对位置，可传递不大的横向力或转矩的 螺纹连接类型是 　　　　。 （　　）
A.螺栓连接 B.双头螺柱连接
C.螺钉连接 D.紧定螺钉连接
【参考答案】D
类型 螺栓连接 双头螺柱连接 螺钉连接 紧定螺钉连接
特点 和应 用 结构简单、拆装 方便，适用于被 连接件厚度不大 且能够从两面进 行装配的场合 将螺柱上螺纹较短的一端旋入 并紧定在被连接件之一的螺纹 孔中，不再拆下。适用于被连 接件之一较厚不宜制作通孔及 需经常拆卸的场合 用于被连接件之一较 厚不宜制作通孔，且 不需经常装拆的场 合。多次拆装会使螺 纹孔磨损 利用螺钉的末端顶住另 一被连接件的凹坑中， 以固定两零件的相对位 置，可传递不大的横向 力或转矩
【答题分析】螺纹连接的基本类型有螺栓连接、双头螺柱连接、螺钉连接和紧定螺钉连接四种。螺纹 连接的基本类型、特点及应用如下表所示。
【答题分析】常用的防松措施有摩擦防松、机械防松和其他防松方法。其中摩擦防松有弹簧垫圈、双 螺母；机械防松有槽形螺母和开口销、止动垫片、圆螺母和止动垫圈、串金属丝；其他防松方法有冲点防 松、黏结法防松、焊点法防松。
　　 （2023年真题）螺纹连接常用的防松措施有 　　　　、 　　　　和其他防松方法。
【参考答案】摩擦防松　机械防松
A.普通螺纹 B.梯形螺纹
C.60°圆锥管螺纹 D.自攻螺钉用螺纹
【参考答案】B
【答题分析】传动螺纹的典型代表有：梯形螺纹、矩形螺纹、锯齿形螺纹。连接螺纹的典型代表有： 普通螺纹（三角形）、管螺纹。
　　 下列螺纹中，属于传动螺纹的是 　　　　。 （　　）
　（2024年真题）自行车的前轴是 　　　　。 （　　）
A.固定心轴 B.转动心轴 C.传动轴 D.转轴
【参考答案】A
【答题分析】自行车的前后轮轴起支撑作用，不动，只受弯，是固定心轴。中轴：传动作用，转动， 受弯又受扭，是转轴。转动心轴：轴本身随零件一起转动，承受弯矩，不传递扭矩，如铁路车辆车轴、起 重机滑轮轴。
【答题分析】①轴肩、轴环、轴伸：结构简单，定位可靠，可承受较大轴向力。②套筒：一般用于零 件间距较小的场合，以免增加结构质量。轴的转速很高时不宜采用。③螺钉锁紧挡圈：结构简单，不能承 受大的轴向力。④圆锥面：能消除轴与轮毂间的径向间隙，装拆方便，可兼做周向固定，能承受冲击载 荷。⑤圆螺母：固定可靠，装拆方便，可承受较大轴向力。⑥轴端挡圈：适用于固定轴端零件，可承受剧 烈振动和冲击载荷。⑦轴端挡板：适用于心轴的轴端固定。⑧弹性挡圈：结构简单紧凑，只能承受较小的 轴向力。⑨紧定螺钉：可同时起轴向和周向固定作用。
　　 在轴的轴向固定方法中，哪几种方法既能起轴向固定又能起周向固定作用？
【参考答案】圆锥面和紧定螺钉两种方法。
A.轴的受力应合理 B.轴上零件的定位应可靠
C.为便于制造，轴尽量做成光轴 D.尽量减小应力集中
【参考答案】C
【答题分析】考虑轴的结构时，应满足以下要求：①轴的受力合理，有利于提高轴的强度和刚度；② 轴相对于机架和轴上零件相对于轴的定位准确、固定可靠；③轴便于加工制造，轴上零件便于装拆和调 整；④尽量减少应力集中，并节省材料、减轻质量。
　　 （2022年真题）关于轴的结构要求，下列选项不合理的是 　　　　。 （　　）
　（2022年真题）向心滑动轴承主要承受 　　　　。 （　　）
A.轴向载荷 B.径向载荷
C.轴向载荷和径向载荷 D.以上都不是
【参考答案】B
【答题分析】向心滑动轴承主要承受径向载荷，推力滑动轴承主要承受轴向载荷。
　 　（2024年真题）滚动轴承的失效形式有哪些？（至少列举4种）
【参考答案】疲劳点蚀、塑性变形、磨粒磨损、刮伤、腐蚀、咬黏（胶合）等
【答题分析】滚动轴承的失效形式有疲劳点蚀、塑性变形、磨粒磨损、刮伤、腐蚀、咬黏（胶合） 等。另外，由于不正常的安装、拆卸及操作也会引起滚动轴承元件破裂，应注意避免。
　用来连接两轴，并能在运动中随时接合和分离的装置是 　　　　。 （　　）
A.联轴器 B.离合器 C.制动器 D.减速器
【参考答案】B
【答题分析】使旋转中的两轴迅速接合或分离的传动装置称为离合器。联轴器通常是在机器停止运转 并拆卸后才能将两轴分离。制动器主要用于减速或停止运动部件，不具备联接两轴并传递动力的功能。减 速器主要用于改变转速和转矩，不用于直接连接两根需要随时分离的轴。

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