化工設(shè)備操作與維護(hù)任務(wù)8-1認(rèn)識帶傳動模塊八認(rèn)識和操作傳動與連接機(jī)械任務(wù)目標(biāo)01能夠識別帶傳動的主要組成部分，并進(jìn)行V帶的標(biāo)記識別。02能夠掌握帶轉(zhuǎn)動定期檢查帶的方法，并進(jìn)行帶轉(zhuǎn)動的定期檢查。03能夠掌握帶轉(zhuǎn)動常見故障的診斷方法，并進(jìn)行簡單故障的處理。目錄/CONTENTS1帶傳動的結(jié)構(gòu)原理、特點(diǎn)和類型2普通V帶和帶輪3帶傳動的失效和張緊4帶傳動的安裝與維護(hù)注意事項0101PART帶傳動的結(jié)構(gòu)原理、特點(diǎn)和類型帶傳動是利用張緊在帶輪上的柔性帶進(jìn)行運(yùn)動或動力傳遞的一種機(jī)械傳動。任務(wù)8-1認(rèn)識帶傳動1.帶傳動的結(jié)構(gòu)原理帶傳動由主動帶輪、從動帶輪和緊套在兩帶輪上的傳動帶所組成，利用傳動帶把主動軸的動力傳遞給從動軸。帶安裝時必須張緊，這使得帶在運(yùn)轉(zhuǎn)之前就有初拉力。因此，在帶與帶輪的接觸面之間有正壓力。當(dāng)主動帶輪轉(zhuǎn)動時，帶與帶輪的接觸面之間產(chǎn)生摩擦力，于是主動帶輪靠摩擦力驅(qū)動傳動帶運(yùn)動，帶又靠摩擦力驅(qū)動從動帶輪轉(zhuǎn)動。所以，帶傳動是靠帶與帶輪之間的摩擦力來進(jìn)行工作的。2.帶傳動的特點(diǎn)帶傳動具有如下特點(diǎn)。①由于帶的彈性良好，因此能緩和沖擊，吸收振動，使傳動平穩(wěn)無噪聲。②過載時帶會在輪上打滑，可防止其他零件的損壞，起到過載安全保護(hù)作用。③結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，成本低廉，維護(hù)方便。④可用于兩軸中心距較大的場合。2.帶傳動的特點(diǎn)帶傳動具有如下特點(diǎn)。⑤由于傳動帶有不可避免的彈性滑動，因此不能保證恒定的傳動比。⑥帶的壽命較短，傳動效率也較低。⑦由于摩擦生電，不宜用于易燃燒和有爆炸危險的場合。3.帶傳動的類型及應(yīng)用場合帶傳動一般分為平帶傳動、圓帶傳動、V帶傳動、同步帶傳動等，如圖所示。（1）平帶傳動平帶的橫截面為矩形，已標(biāo)準(zhǔn)化。常用的平帶有：帆布芯平帶編織平帶錦綸片復(fù)合平帶平帶傳動結(jié)構(gòu)簡單，帶輪制造方便，平帶質(zhì)輕且撓曲性好，故多用于高速和中心距較大的傳動。3.帶傳動的類型及應(yīng)用場合（2）圓帶傳動圓帶的橫截面為圓形，常用皮革制成，也有圓繩帶和圓錦綸帶等。圓帶傳動只適用于低速、輕載的機(jī)械，如縫紉機(jī)、真空吸塵器、磁帶盤的傳動機(jī)構(gòu)等。3.帶傳動的類型及應(yīng)用場合（3）V帶傳動

V帶的橫截面為梯形，已標(biāo)準(zhǔn)化。理論分析表明，在同樣的張緊情況下，V帶與輪槽間的壓緊力比平帶與帶輪間的壓緊力大得多，故V帶與帶輪間的摩擦力也大得多，所以V帶的傳動能力比平帶大得多，因而獲得了廣泛的應(yīng)用。目前在機(jī)床、空氣壓縮機(jī)、帶式輸送機(jī)和水泵等機(jī)器中均采用V帶傳動。3.帶傳動的類型及應(yīng)用場合（4）同步帶傳動平帶傳動、V帶傳動、圓帶傳動均是靠摩擦力工作的。與此不同，同步帶傳動是靠帶內(nèi)側(cè)的齒與帶輪外緣的齒相嚙合來傳遞運(yùn)動和動力的，因此不打滑，傳動比準(zhǔn)確且較大（最大可允許i=20），但制造精度和安裝精度要求較高。3.帶傳動的類型及應(yīng)用場合普通V帶和帶輪V帶即V形膠帶，是一種獨(dú)特的傳送帶，是一種用于傳遞力和物品運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械設(shè)備.其安裝容易、占地面積小、傳動效率高和噪音小等優(yōu)點(diǎn)。0202PART任務(wù)8-1認(rèn)識帶傳動1.V帶結(jié)構(gòu)與材料V帶的橫截面構(gòu)造如圖所示。V帶由包布層、頂膠層、抗拉體和底膠層四部分組成。包布層多由膠帆布制成，它是V帶的保護(hù)層。頂膠層和底膠層由橡膠制成，當(dāng)膠帶在帶輪上。彎曲時可分別伸張和收縮?？估w用來承受基本的拉力。1.V帶結(jié)構(gòu)與材料抗拉體有兩種結(jié)構(gòu)：由幾層棉簾布構(gòu)成的簾布芯，簾布芯結(jié)構(gòu)的V帶抗拉強(qiáng)度較高，制造方便。由一層線繩制成的繩芯，繩芯結(jié)構(gòu)的V帶柔韌性好，抗彎強(qiáng)度高，適用于轉(zhuǎn)速較高、帶輪直徑較小的場合?，F(xiàn)在，生產(chǎn)中越來越多地采用繩芯結(jié)構(gòu)的V帶。1.V帶結(jié)構(gòu)與材料普通V帶的尺寸已標(biāo)準(zhǔn)化（GB/T11544-2012），分為Y、Z、A、B、C、D、E七種型號，截面尺寸和承載能力依次增大。標(biāo)準(zhǔn)V帶均制成無接頭的整圈，其長度系列可參見有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。V帶的標(biāo)記內(nèi)容和順序為型號、基準(zhǔn)長度和標(biāo)準(zhǔn)號。例如標(biāo)記“A1600GB/T11544-2012”表示A型普通V帶，基準(zhǔn)長度為1600mm，具體見圖。V帶標(biāo)記通常壓印在帶的頂面上。2.帶輪的材料和結(jié)構(gòu)（1）帶輪材料帶輪常用鑄鐵制造，因其鑄造性能好，摩擦因數(shù)較鋼為大。用HT150、HT200牌號鑄鐵鑄成的帶輪，允許最大圓周速度為25m/s，速度更高時可采用鑄鋼，速度小時也可使用鑄鋁或塑料。2.帶輪的材料和結(jié)構(gòu)（2）結(jié)構(gòu)尺寸①輪緣：是帶輪外圈的環(huán)形部分，制有楔形環(huán)槽，槽數(shù)等于V帶的根數(shù)z。②輪轂：是帶輪與軸配合的部分。③輪輻：是把輪緣與輪轂連成一體的部分。根據(jù)帶輪直徑的大小，可以是輻板、輻條（橢圓截面）和實心三種形式。2.帶輪的材料和結(jié)構(gòu)（2）結(jié)構(gòu)尺寸圖（a）所示為帶輪直徑較小時采用的實心式結(jié)構(gòu)；圖（b）所示為中等直徑帶輪采用的輻板式結(jié)構(gòu)。0303PART帶傳動的失效和張緊由于使用時間久或負(fù)荷過大，傳動皮帶可能會出現(xiàn)裂紋破裂的情況。這種失效形式通常會導(dǎo)致傳動皮帶無法正常工作，進(jìn)而影響整個傳動系統(tǒng)的運(yùn)行。任務(wù)8-1認(rèn)識帶傳動1.帶傳動的失效帶傳動的失效形式主要是：帶在帶輪上打滑和帶疲勞損壞。1.帶傳動的失效帶在帶輪上打滑是因為帶與帶輪間的摩擦力不足，所以增大摩擦力可以防止打滑。增大摩擦力的措施主要有：（1）帶在帶輪上打滑①適當(dāng)增大初拉力，也就增大了帶與帶輪之間的壓力，摩擦力也就越大。②增大帶與小帶輪接觸的弧段所對應(yīng)的圓心角（稱為小帶輪包角）也能增大摩擦力。③適當(dāng)提高帶速。1.帶傳動的失效（2）帶疲勞損壞帶疲勞損壞是因為帶受交變應(yīng)力的作用。在帶傳動過程中，帶的橫截面上有兩種應(yīng)力。因帶的張緊和傳遞載荷以及帶繞上帶輪時的離心力而產(chǎn)生的拉應(yīng)力。因帶繞上帶輪時彎曲變形而產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力。拉應(yīng)力作用在整個帶的各個截面上，而彎曲應(yīng)力只在帶繞上帶輪時才產(chǎn)生。1.帶傳動的失效（2）帶疲勞損壞帶在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中時彎時直，因而彎曲應(yīng)力時有時無，帶是在交變應(yīng)力的作用下工作的，這是帶產(chǎn)生疲勞斷裂的主要原因。一般情況下，兩種應(yīng)力中彎曲應(yīng)力較大，為了保證帶的壽命，就要限制帶的彎曲應(yīng)力。帶的彎曲應(yīng)力與帶輪直徑大小有關(guān)，帶輪直徑越小，帶繞上帶輪時彎曲變形就越大，帶內(nèi)彎曲應(yīng)力就越大。為此，對每種型號的V帶，都規(guī)定了許用的最小帶輪直徑。2.帶傳動的張緊帶傳動工作一段時間后，傳動帶會發(fā)生松弛現(xiàn)象，使張緊力降低，影響帶傳動的正常工作。因此，應(yīng)采用張緊裝置來調(diào)整帶的張緊力。常用的張緊方法有調(diào)節(jié)軸的位置張緊和用張緊輪張緊。調(diào)節(jié)軸的位置張緊用張緊輪張緊2.帶傳動的張緊如圖所示為調(diào)節(jié)軸的位置張緊裝置。張緊的過程是：放松固定螺栓，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘，可使帶輪沿導(dǎo)軌移動，即可調(diào)節(jié)帶的張緊力。當(dāng)帶輪調(diào)到合適位置時，即可擰緊固定螺栓。這種裝置用于水平或接近水平的傳動。（1）調(diào)節(jié)軸的位置張緊2.帶傳動的張緊如圖所示為用張緊輪張緊。張緊輪安裝在帶的松邊內(nèi)側(cè)，向下移動張緊輪即可實現(xiàn)張緊。為了不使小帶輪的包角減小過多，應(yīng)將張緊輪盡量靠近大帶輪。這種裝置用于固定中心距傳動。（2）用張緊輪張緊0404PART帶傳動的安裝與維護(hù)注意事項對帶傳動的維護(hù)是十分重要的，只有搞好了平時的維護(hù)，才能保證帶傳動機(jī)械的正常工作和傳動帶的壽命。任務(wù)8-1認(rèn)識帶傳動正確的安裝、使用和維護(hù)帶傳動，能夠延長帶的壽命，保證帶傳動的正常工作。請按照如下方法對帶傳動進(jìn)行安裝與維護(hù)。①一般情況下，帶傳動的中心距應(yīng)當(dāng)可以調(diào)整，安裝傳動帶時，應(yīng)縮小中心距后把帶套上去。不應(yīng)硬撬，以免損傷帶，降低帶的壽命。②傳動帶損壞后即需更換。為了便于傳動帶的裝拆，帶輪應(yīng)布置在軸的外伸端。③安裝時，主動帶輪與從動帶輪的輪槽應(yīng)對正，如圖（a）所示，不要出現(xiàn)圖（b）和（c）的情況，使帶的側(cè)面受損。正確的安裝、使用和維護(hù)帶傳動，能夠延長帶的壽命，保證帶傳動的正常工作。請按照如下方法對帶傳動進(jìn)行安裝與維護(hù)。④帶的張緊程度應(yīng)適當(dāng)，使初拉力不過大或過小。過大會降低帶的壽命，過小則將導(dǎo)致摩擦力不足而出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。⑤帶傳動裝置應(yīng)設(shè)置防護(hù)罩，以保證操作人員的安全。⑥嚴(yán)防膠帶與礦物油、酸、堿等介質(zhì)接觸，以免變質(zhì)。膠帶也不宜在陽光下暴曬。正確的安裝、使用和維護(hù)帶傳動，能夠延長帶的壽命，保證帶傳動的正常工作。請按照如下方法對帶傳動進(jìn)行安裝與維護(hù)?；ぴO(shè)備操作與維護(hù)模塊一

認(rèn)識化工設(shè)備力學(xué)基礎(chǔ)任務(wù)8-2認(rèn)識齒輪傳動任務(wù)目標(biāo)01能夠畫出物體受力分析。02能夠列靜力學(xué)方程。03能夠算出物體所受約束力。目錄/CONTENTS1齒輪傳動的特點(diǎn)和類型2齒輪的結(jié)構(gòu)及常用材料3齒輪傳動失效形式及應(yīng)對措施齒輪傳動作為現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣泛的傳動方式，綜合了高精度、高效率、可靠性強(qiáng)等優(yōu)勢，但也存在成本高、噪聲等局限性。任務(wù)8-2認(rèn)識齒輪傳動0101PART齒輪傳動的特點(diǎn)和類型齒輪傳動的特點(diǎn)和類型齒輪傳動由主動齒輪和從動齒輪組成，依靠輪齒的直接嚙合而工作。齒輪傳動是應(yīng)用最廣泛的一種傳動，在各種機(jī)器中大量使用著齒輪傳動。1.齒輪傳動的特點(diǎn)①

傳遞的功率和圓周速度范圍較大。功率從很小到數(shù)萬千瓦，齒輪圓周速度從很低到300m/s以上。②

瞬時傳動比恒定，因而傳動平穩(wěn)。傳動用的齒輪，其齒廓形狀大多為漸開線，還有圓弧和擺線等，這種齒廓能夠保持齒輪傳動的瞬時傳動比恒定。③

能實現(xiàn)兩軸任意角度（平行、相交或交錯）的傳動。1.齒輪傳動的特點(diǎn)④

效率高，壽命長。加工精密和潤滑良好的一對傳動齒輪，效率可達(dá)0.99以上，能T靠地工作數(shù)年以至數(shù)十年。⑤

結(jié)構(gòu)緊湊，外廓尺寸小。⑥

齒輪的加工復(fù)雜，制造、安裝、維護(hù)的要求較高，因而成本較高。⑦

工作時有不同程度的噪聲，精度較低的傳動會引起一定的振動。2.齒輪傳動的類型2.齒輪傳動的類型（1）平行軸轉(zhuǎn)動—①直齒圓柱齒輪它在軸上產(chǎn)生徑向反作用載荷并通過平行軸傳遞動力。這種齒輪是最簡單的，通常用于中小速度，因為當(dāng)速度增加時會產(chǎn)生噪音。它是機(jī)械齒輪中的重要的一種齒輪類型，更是最為普遍的一種齒輪樣式。2.齒輪傳動的類型（1）平行軸轉(zhuǎn)動—②斜圓柱齒輪動力傳遞的發(fā)生方式與之前的齒輪類型相同，但現(xiàn)在軸可以是不平行的（螺旋鉆冠）或平行的。它的齒相對于旋轉(zhuǎn)軸傾斜，與圓柱齒輪相比，它以更高的速度傳遞更多的運(yùn)動。它們更流暢、更安靜，但需要更多的潤滑和更快的磨損。2.齒輪傳動的類型（1）平行軸轉(zhuǎn)動—③雙斜齒輪或人字齒輪它結(jié)合了左右螺旋線。對稱的分支會產(chǎn)生相反且相等的推力。它消除了軸向推力，這意味著軸承和支撐不再需要吸收它。2.齒輪傳動的類型（2）相交軸轉(zhuǎn)動它執(zhí)行楔形或螺桿運(yùn)動，導(dǎo)致齒面高度滑動。易于組裝，它必須具有相同的正常直徑臺階才能使齒輪足夠用。它可以朝同一方向或相反方向前進(jìn)。2.齒輪傳動的類型（3）交錯軸轉(zhuǎn)動兩個齒輪的軸線既不相互平行也不相交，而是呈一定角度交錯。齒輪的結(jié)構(gòu)及常用材料作為機(jī)械領(lǐng)域中極為重要的零部件，在各種機(jī)械設(shè)備里發(fā)揮著關(guān)鍵作用，它通過特定的齒形結(jié)構(gòu)相互嚙合，實現(xiàn)動力的傳遞和運(yùn)動形式的改變。0202PART任務(wù)8-2認(rèn)識齒輪傳動1.齒輪軸的結(jié)構(gòu)直徑較小的鋼質(zhì)齒輪，若根圓直徑與軸徑接近時，可以將齒輪和軸制成一體稱為齒輪軸。若根圓直徑與軸徑相差較大，則應(yīng)把齒輪與軸分開制造。齒輪軸1.齒輪軸的結(jié)構(gòu)按齒輪的尺寸大小，可以分為：實心式齒輪當(dāng)基準(zhǔn)直徑小于等于2.5倍軸的直徑時采用。輪輻式齒輪當(dāng)基準(zhǔn)直徑大于300mm時采用。腹板式齒輪當(dāng)基準(zhǔn)直徑小于等于300mm時采用。孔板式齒輪在孔板內(nèi)外圓’直徑之差≥100mm時采用。2.齒輪的常用材料類別牌號熱處理硬度（HB)應(yīng)用范圍調(diào)質(zhì)鋼45正火170～217低中速、中載的非重要齒輪調(diào)質(zhì)220～286低中速、中載的重要齒輪表面淬火40～50HRC低速、重載或高速、中載而沖擊較小的齒輪40Cr調(diào)質(zhì)240～285低中速、中載的重要齒輪表面淬火50～55HRC高速、中速、無猛烈沖擊40MnB調(diào)質(zhì)240～280低中速、中載、中等沖擊的重要齒輪滲碳鋼15滲碳-淬火56～62HRC（齒面)高速、中載并承受沖擊的齒輪20Cr滲碳-淬火56～62HRC（齒面)高速、中載并承受沖擊的重要齒輪18CrMnTi滲碳-淬火56～62HRC（齒面)鑄鋼ZG270-500正火140～170低中速、中載的大直徑齒輪ZG311-570160～200球墨鑄鐵QT500-5正火140～241低中速、中載的大直徑齒輪QT420-10<270QT400-17<179灰鑄鐵HT200低溫退火170～241低速、輕載、沖擊較小的齒輪HT300187～255夾布塑料夾布塑料

30～40高速、輕載、要求聲響小的齒輪澆注尼龍澆注尼龍

21常用的齒輪材料及其力學(xué)功能2.齒輪的常用材料齒輪最常用的材料是鋼，其次是鑄鐵，有時也采用非金屬材料和其他材料。鋼用于制造齒輪的鋼材多為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金鋼，通過適當(dāng)?shù)臒崽幚?，可獲得所需的力學(xué)性能。2.齒輪的常用材料按照齒面硬度可以分為：軟齒面齒輪硬齒面齒輪2.齒輪的常用材料按照齒面硬度可以分為：軟齒面齒輪指齒面硬度小于350HB的齒輪，采用的熱處理方法為正火或調(diào)質(zhì)。由于硬度不高，因此可在熱處理后進(jìn)行切齒。

2.齒輪的常用材料按照齒面硬度可以分為：硬齒面齒輪指齒面硬度大于350HB的齒輪。這類齒輪齒面硬度很高，因此最終熱處理只能在切齒后進(jìn)行。由于熱處理后輪齒會變形，故對于精度要求高的齒輪還需進(jìn)行磨齒。2.齒輪的常用材料選擇齒輪材料和熱處理時考慮到小齒輪根部齒厚較小，且應(yīng)力循環(huán)次數(shù)較多，因此一般應(yīng)使小齒輪齒面硬度比大齒輪稍高一些（約高20～50HB），傳動比大時硬度差取大值。齒輪傳動失效形式及應(yīng)對措施齒輪傳動是靠齒與齒的嚙合進(jìn)行工作的，輪齒是齒輪直接參與工作的部分，所以齒輪傳動的失效主要發(fā)生在輪齒上。0303PART任務(wù)8-2認(rèn)識齒輪傳動1.輪齒折斷（1）形式輪齒折斷是指齒輪的一個或多個齒整體或局部斷裂，如圖所示。淬火鋼或鑄鐵等脆性材料制造的齒輪，最易發(fā)生輪齒折斷。1.輪齒折斷（1）形式在直齒圓柱齒輪中，一般多發(fā)生輪齒的整體折斷圖（a）。而在斜齒圓柱齒輪中，由于其輪齒嚙合時的接觸線是傾斜的，所以多發(fā)生局部折斷圖（b）。1.輪齒折斷疲勞折斷過載折斷（1）形式1.輪齒折斷（1）形式

—①

疲勞折斷齒輪工作時，每個輪齒都相當(dāng)于一個懸臂梁（如圖所示），在齒根處產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力最大。由于齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時，每個輪齒都是間歇地工作的，故齒根處的彎曲應(yīng)力是交變應(yīng)力。當(dāng)彎曲應(yīng)力的數(shù)值超過齒輪的疲勞極限時，在經(jīng)過一定的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)后，輪齒就會發(fā)生疲勞折斷。輪齒1.輪齒折斷（1）形式

—②

過載折斷通常是由于短時意外的嚴(yán)重過載，使輪齒危險截面上產(chǎn)生的應(yīng)力超過了齒輪的極限應(yīng)力所造成的。1.輪齒折斷（2）解決措施①

采用高強(qiáng)度鋼。②

加大齒輪模數(shù)。③

采用合適的熱處理方式增強(qiáng)輪齒齒芯的韌性。④

增大齒根過度圓角半徑，消除齒根加工刀痕，齒根處強(qiáng)化處理。⑤

采用正變位齒輪。⑥

設(shè)計時滿足強(qiáng)度條件。2.疲勞點(diǎn)蝕（1）形式疲勞點(diǎn)蝕是一種因齒面金屬局部脫落而呈麻點(diǎn)狀的疲勞破壞，如圖所示。輪齒在傳遞動力時，兩齒面在理論上是線接觸，由于彈性變形實際上是很小的面接觸，所以在接觸線附近產(chǎn)生很大的接觸應(yīng)力（局部擠壓應(yīng)力）。2.疲勞點(diǎn)蝕（1）形式在傳動過程中，齒面上的接觸應(yīng)力是按脈動循環(huán)變化的，如果接觸應(yīng)力的最大值超過了齒面的接觸疲勞極限應(yīng)力值，則在工作一定時間以后，齒面的金屬將呈微粒狀剝落下來，在齒面上形成小坑，這就是疲勞點(diǎn)蝕。隨著點(diǎn)蝕的發(fā)生，輪齒間的實際接觸面積逐漸減小，接觸應(yīng)力隨之增大，從而使點(diǎn)蝕不斷擴(kuò)展，漸開線齒形遭到破壞，引起振動和噪聲。疲勞點(diǎn)蝕是軟齒面齒輪閉式傳動中最常見的失效形式之一。2.疲勞點(diǎn)蝕（2）解決措施①

設(shè)計時應(yīng)進(jìn)行齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算。②

提高齒面硬度和降低齒面粗糙度。③

減小動載荷。④

潤滑油黏度越低，越易滲入裂紋，點(diǎn)蝕擴(kuò)展越快，因此需合理選用潤滑油粘度，采用黏度較高的潤滑油。⑤

采用正變位齒輪傳動，增大綜合曲率半徑。3.齒面磨損（1）形式輪齒在嚙合過程中，齒面之間存在相對滑動，因而使齒面發(fā)生磨損。齒面磨損后，漸開線齒形遭到破壞，引起振動和噪聲。在開式傳動中，由于灰塵、雜質(zhì)等容易進(jìn)入輪齒工作表面，故磨損將會更加迅速和嚴(yán)重。所以齒面磨損是開式齒輪傳動的主要失效形式。3.齒面磨損（2）解決措施①

改善潤滑條件、在潤滑油中加入減摩添加劑、保持潤滑油的清潔。②

提高齒面硬度。③

采用閉式傳動代替開式傳動或加防護(hù)裝置等改善密封條件。4.齒面膠合（1）形式膠合是相嚙合齒面的金屬在一定的壓力下直接接觸而發(fā)生粘著，并隨著齒面的相對運(yùn)動，使金屬從齒面上撕落而引起的一種破壞。4.齒面膠合（1）形式在高速重載的閉式傳動中，由于齒面間的壓力很大，齒面間相對滑動速度又大，因此大量發(fā)熱使齒面局部溫度升高，破壞潤滑油膜，互相嚙合的兩個齒面就會發(fā)生粘焊現(xiàn)象，當(dāng)輪齒可脫離嚙合時，軟齒面將被撕破，并在齒面形成溝紋（如圖所示），這種失效形式稱為齒面膠合。膠合產(chǎn)生以后，漸開線齒形遭到破壞，引起振動和噪聲，會很快導(dǎo)致齒輪的破壞。4.齒面膠合（2）解決措施①

提高齒面硬度和降低齒面粗糙度。②

減小模數(shù)，降低齒高，降低滑動系數(shù)。③

材料相同時，使大、小齒輪保持適當(dāng)硬度差。④

采用齒廓修形，提高傳動平穩(wěn)性。⑤

采用抗膠合能力強(qiáng)的齒輪材料。⑥

加入極壓添加劑的潤滑油。5.塑性變形（1）形式硬度較低的軟齒面齒輪，在低速重載時，由于齒面壓力過大，在摩擦力作用下，使齒面金屬產(chǎn)生塑性流動而失去原來的齒形，如圖所示，這就是齒面塑性變形。齒面塑性變形以后，漸開線齒形遭到破壞，引起振動和噪聲。5.塑性變形（2）解決措施①

采用粘度高的潤滑油。②

適當(dāng)提高齒面硬度?；ぴO(shè)備操作與維護(hù)模塊一

認(rèn)識化工設(shè)備力學(xué)基礎(chǔ)任務(wù)8-3認(rèn)識蝸桿傳動任務(wù)目標(biāo)01能夠掌握蝸桿傳動的定義，以及蝸桿傳動的主要組成部分。02能夠理解蝸桿傳動的工作原理。03能夠進(jìn)行蝸桿裝置的基本維護(hù)。目錄/CONTENTS1蝸桿傳動的特點(diǎn)、類型及應(yīng)用場合2蝸桿、蝸輪的常用材料與結(jié)構(gòu)3蝸桿傳動的失效形式及原因4蝸桿傳動裝置的維護(hù)以蝸桿為主動作減速傳動，當(dāng)反行程不自鎖時，也可以蝸輪為主動作增速傳動。任務(wù)8-3認(rèn)識蝸桿傳動0101PART蝸桿傳動的特點(diǎn)、類型及應(yīng)用場合1.蝸桿傳動的組成蝸桿傳動由蝸桿和蝸輪組成，如圖所示，用于傳遞空間兩交錯軸之間的運(yùn)動和動力，兩軸線投影的夾角為90°。1—蝸桿：2—蝸輪（a）實物圖

（b）結(jié)構(gòu)圖1.蝸桿傳動的組成蝸桿與螺桿相似，常用頭數(shù)為1、2、4、6；蝸輪則與斜齒輪相似。在蝸桿傳動中，通常是蝸桿主動，蝸輪從動。1—蝸桿：2—蝸輪（a）實物圖

（b）結(jié)構(gòu)圖1.蝸桿傳動的組成設(shè)主動蝸桿轉(zhuǎn)速為n1、頭數(shù)為z1，從動蝸輪轉(zhuǎn)速為n2、齒數(shù)為z2，則蝸桿傳動的傳動比為蝸桿傳動的傳動比

蝸桿蝸輪2.蝸桿傳動的特點(diǎn)①

可以用較緊湊的一級傳動得到很大的傳動比因為一般蝸桿的頭數(shù)z1=1、2、4、6，蝸輪齒數(shù)z2=29～83，故單級蝸桿傳動的傳動比可達(dá)83。②

傳動平穩(wěn)無噪聲由于蝸桿為連續(xù)的螺旋，它與蝸輪的嚙合是連續(xù)的，因此，蝸桿傳動平穩(wěn)而無噪聲。2.蝸桿傳動的特點(diǎn)③具有自鎖性適當(dāng)設(shè)計的蝸桿傳動可以做成只能以蝸桿為主動件，而不能以蝸輪主動件的傳動，這種特性稱為蝸桿傳動的自鎖。具有自鎖性的蝸桿傳動，可用于手動的簡單起重設(shè)備中，以防止吊起的重物因自重而自動下墜，保證安全生產(chǎn)。④效率低對于普通蝸桿傳動，開式傳動的效率僅為0.6～0.7，閉式傳動的效率0.7～0.92之間；對于具有自鎖性的蝸桿傳動，其效率僅為0.4～0.5。因此蝸桿傳動不適于大功率連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。2.蝸桿傳動的特點(diǎn)⑤有軸向分力蝸桿和蝸輪都有軸向分力，該力將使蝸桿和蝸輪軸沿自軸線方向移動，故兩軸上都要安裝能夠承受軸向載荷的軸承。⑥成本較高需用貴重的青銅3.蝸桿傳動的類型及應(yīng)用場合根據(jù)蝸桿的形狀，蝸桿傳動分為:圓柱蝸桿傳動環(huán)面蝸桿傳動錐形蝸桿傳動3.蝸桿傳動的類型及應(yīng)用場合（1）圓柱蝸桿傳動普通圓柱蝸桿傳動圓弧圓柱蝸桿傳動3.蝸桿傳動的類型及應(yīng)用場合（1）圓柱蝸桿傳動用車刀加工的，軸向齒廓（在通過軸線的軸向剖面內(nèi)的齒廓）為齒條形的直線齒廓，法向齒廓（在法向N-N截面內(nèi)的齒廓）為由廓，而垂直于軸線的平面與齒廓的交線為阿基米德螺旋線，故稱為阿基米德蝸桿。其一具有凹弧齒槽的斜齒輪。由于這種蝸桿加工簡單，所以應(yīng)用廣泛。普通圓柱蝸桿傳動3.蝸桿傳動的類型及應(yīng)用場合（1）圓柱蝸桿傳動圓弧圓柱蝸桿傳動軸向肉廓為凹彌形，相配蝸輪的齒廓為凸圓孤形。在中向平面內(nèi)，蝸桿與蝸輪形成凹凸齒廊配合。效率高（達(dá)0.90以上）承載能力大（約為普通圓柱蝸桿傳動的1.5～2.5倍）傳動比范網(wǎng)大體積小3.蝸桿傳動的類型及應(yīng)用場合（2）環(huán)面蝸桿傳動軸向齒廓為以凹圓弧為母線的內(nèi)凹旋轉(zhuǎn)曲面。效率高（高達(dá)0.90～0.95）承載能力大（約為普通圓桂蝸桿傳動的2～4倍）體積小壽命長需要較高的制造和安裝精度蝸輪的性能和使用壽命與其材料密切相關(guān)，因此選擇合適的材料對于蝸輪的質(zhì)量和性能至關(guān)重要。0202PART任務(wù)8-3認(rèn)識蝸桿傳動蝸桿、蝸輪的常用材料與結(jié)構(gòu)1.蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu)（1）蝸桿的結(jié)構(gòu)蝸桿一般都與軸制成一體，稱為蝸桿軸。只有當(dāng)蝸桿直徑較大（蝸桿根圓直徑df1與軸徑d之比大于1.7）時，才采用蝸桿齒圈和軸分開制造的形式，以利于省材料和便于加工。1.蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu)（1）蝸桿的結(jié)構(gòu)車制蝸桿銑制蝸桿d＞df1，故剛度較好。1.蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu)（2）蝸輪的結(jié)構(gòu)蝸輪可以制成整體的，如圖所示。為了節(jié)約貴重的有色金屬，對大尺寸的蝸輪通常采用組合式結(jié)構(gòu)，即齒圈用有色金屬制造，而輪芯用鋼或鑄鐵制成，如圖（b）所示。1.蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu)（2）蝸輪的結(jié)構(gòu)采用組合結(jié)構(gòu)時，齒圈和輪芯間可用過盈配合，為工作可靠起見，沿配合面圓周裝上4～8個固定螺釘。用于尺寸不大而工作溫度變化又較小的地方為便于鉆孔將螺孔中心向材料較硬的一邊偏移2～3mm1.蝸桿、蝸輪的結(jié)構(gòu)（2）蝸輪的結(jié)構(gòu)輪圏與輪芯也可用鉸制孔螺栓來連接，如圖（c）所示。這種結(jié)構(gòu)由于裝拆方便，常用于尺寸較大或磨損后需要更換齒圈的場合。對于成批制造的蝸輪，常將青銅齒圈澆鑄在鑄鐵輪芯上，如圖（d）所示。2.蝸桿、蝸輪的材料實踐表明，比較理想的材料組合是淬硬并經(jīng)過磨制的鋼制蝸桿配以青銅蝸輪齒圈。有足夠的強(qiáng)度良好的減摩性（即摩擦因數(shù)?。┠湍バ钥鼓z合的能力2.蝸桿、蝸輪的材料（1）蝸桿材料對高速重載的傳動，蝸桿材料常用合金滲碳鋼（如20Cr、20CrMnTi等）滲碳淬火，表面硬度達(dá)56～62HRC，并經(jīng)磨削；對中速中載的傳動，蝸桿材料可用調(diào)質(zhì)鋼（如45、35CrMo、40Cr，40CrNi等）表面淬火，表面硬度為45～55HRC，也需磨削；低速不重要的蝸桿可用45鋼調(diào)質(zhì)處理，其硬度為22～300HBS。2.蝸桿、蝸輪的材料（2）蝸輪材料蝸桿傳動的失效主要是由較大的齒面相對滑動速度vs引起的，vs越大，相應(yīng)需要選擇更好的材料，因而，vs是選擇材料的依據(jù)。2.蝸桿、蝸輪的材料（2）蝸輪材料對滑動速度較高（vs=5～25m/s）、連續(xù)工作的重要傳動，蝸輪齒圈材料常用錫青銅等。減摩性好耐磨性好抗膠合性能好切削性能均好強(qiáng)度較低價格較貴2.蝸桿、蝸輪的材料（2）蝸輪材料對vs≤6～10m/s的傳動，蝸輪材料可用無錫青銅或錳黃銅等。強(qiáng)度高價格較廉切削性能和抗膠合性能不如錫青銅2.蝸桿、蝸輪的材料（2）蝸輪材料vs≤2m/s且直徑較大的蝸輪，可采用灰鑄鐵HT150或HT200等。另外，也有用尼龍或增強(qiáng)尼龍來制造蝸輪的。蝸桿傳動在工業(yè)應(yīng)用中，其故障模式及成因是多元化的，磨損失效多因長期摩擦導(dǎo)致部件表面磨損，進(jìn)而影響傳動效率。0303PART任務(wù)8-3認(rèn)識蝸桿傳動蝸桿傳動的失效形式及原因蝸桿傳動的失效形式及原因磨損膠合疲勞點(diǎn)蝕輪齒折斷蝸桿傳動的失效形式及原因相對滑動速度v式中，01——蝸桿上節(jié)點(diǎn)的線速度，m/s；

λ——蝸桿的螺旋升角；

d1——蝸桿直徑（有標(biāo)準(zhǔn)值），mm；

n1——蝸桿轉(zhuǎn)速，r/min。由上式可見vs值較大，而且這種滑動是沿著齒長方向產(chǎn)生的，所以容易使齒面發(fā)生磨損及發(fā)熱，致使齒面產(chǎn)生膠合而失效。蝸桿傳動最易出現(xiàn)的失效形式是磨損和膠合。蝸桿傳動的失效形式及原因相對滑動速度v當(dāng)蝸輪齒圈的材料為青銅時，齒面也可能出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕。在開式蝸桿傳動中，由于蝸輪齒面遭受嚴(yán)重磨損而使輪齒變薄，從而導(dǎo)致輪齒的折斷。在一般情況下，由于蝸輪材料強(qiáng)度較蝸桿低，故失效多發(fā)生在蝸輪輪齒上。蝸桿傳動的失效形式及原因避免蝸桿傳動失效的措施①

供給足夠的和抗膠合性能好的潤滑油。②

采用有效的散熱方式。③

提高制造和安裝精度。④

選配適當(dāng)?shù)奈仐U和蝸輪齒的材料等。在日常使用中要保持工作環(huán)境的清潔避免灰塵雜質(zhì)等進(jìn)入蝸輪蝸桿的嚙合部位以免影響傳動精度和加劇磨損定期對設(shè)備進(jìn)行清掃用干凈的布擦拭蝸輪蝸桿表面清除油污和積塵。0404PART任務(wù)8-3認(rèn)識蝸桿傳動蝸桿傳動裝置的維護(hù)1.蝸桿傳動裝置的潤滑潤滑方式油浴潤滑噴油潤滑1.蝸桿傳動裝置的潤滑潤滑方式vs＜10m/s的中、低速蝸桿傳動油浴潤滑vs＞10m/s的蝸桿傳動噴油潤滑這時仍應(yīng)使蝸桿或蝸輪少量浸油。1.蝸桿傳動裝置的潤滑潤滑方式閉式蝸桿傳動常用潤滑油黏度牌號及潤滑方式如表所示。表中值適用于蝸桿浸油潤滑。注意①

若蝸輪下置，則需將表中值提高30%～50%，但最高不超過680（mm）2/s。②

蝸桿傳動每運(yùn)轉(zhuǎn)

2000～4000h應(yīng)及時換新油。③

換油時，應(yīng)用原牌號油。不同廠家，不同牌號的油不要混用。換新油時，應(yīng)使用原來牌號的油對箱體內(nèi)部進(jìn)行沖刷、清洗、抹凈。2.閉式蝸桿傳動裝置的散熱在蝸桿傳動中，由于摩擦?xí)a(chǎn)生大量的熱量。開式和短時間斷工作的蝸桿傳動因其熱量容易散失，故不必考慮散熱問題。閉式傳動如果產(chǎn)生的熱量不能及時散逸出去，將因油溫不斷升高而使?jié)櫥宛ざ认陆担瑴p弱潤滑效果，增大摩擦磨損，甚至發(fā)生膠合，對于閉式蝸桿傳動，必須采取合適的散熱措施，使油溫穩(wěn)定在一規(guī)定的范圍內(nèi)，通常要求不超過75～85℃。2.閉式蝸桿傳動裝置的散熱①

在箱體外表面鑄出或焊上散熱片以增加散熱面積。②

在蝸桿軸端裝設(shè)風(fēng)扇

圖（a），加速空氣流通以增大散熱系數(shù)。③

在箱體內(nèi)裝設(shè)蛇形水管圖（b），利用循環(huán)水進(jìn)行冷卻。④

采用壓力噴油循環(huán)潤滑，利用冷卻器將潤滑油冷卻。散熱措施蝸桿傳動裝置的散熱措施化工設(shè)備操作與維護(hù)模塊一

認(rèn)識化工設(shè)備力學(xué)基礎(chǔ)任務(wù)8-4認(rèn)識軸與聯(lián)軸器任務(wù)目標(biāo)01能夠掌握軸的定義、了解軸在機(jī)械系統(tǒng)中的作用。02掌握聯(lián)軸器的定義、了解聯(lián)軸器在機(jī)械系統(tǒng)中的作用。目錄/CONTENTS4聯(lián)軸器的類型及其應(yīng)用5聯(lián)軸器的選擇1軸的結(jié)構(gòu)2軸的類型3軸的材料選所有的回轉(zhuǎn)零件，如帶輪、齒輪和蝸輪等都必須用軸來支承才能進(jìn)行工作，因此軸是機(jī)械中不可缺少的重要零件。任務(wù)8-4認(rèn)識軸與聯(lián)軸器0101PART軸的結(jié)構(gòu)軸的結(jié)構(gòu)軸由軸頭、軸頸和軸身三部分組成。軸上安裝零件的部分稱為軸頭；軸上被軸承支承的部分稱為軸頸；連接軸頭和軸頸的過渡部分稱為軸身。軸的結(jié)構(gòu)軸上直徑變化所形成的階梯稱為軸肩（單向變化）或軸環(huán)（雙向變化），用來防止零件軸向移動，即實現(xiàn)軸上零件的軸向固定。軸的結(jié)構(gòu)軸端擋圈固定圓螺母固定緊定螺釘固定軸向固定方法軸的結(jié)構(gòu)一般軸上要開設(shè)鍵槽，通過鍵連接使零件與軸一起旋轉(zhuǎn)，即實現(xiàn)軸上零件的周向固定。

平鍵周向固定軸的結(jié)構(gòu)采用銷連接時需在軸上開孔，對軸的強(qiáng)度有較大削弱。過盈配合銷連接周向固定軸的類型軸支撐回轉(zhuǎn)零件，并傳遞轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動，它是機(jī)械中連接各個部分的橋梁。0202PART任務(wù)8-4認(rèn)識軸與聯(lián)軸器1.根據(jù)承受載荷的不同分類軸可分為：①

芯軸只承受彎曲作用的軸，如圖所示火車輪軸就是芯軸。1.根據(jù)承受載荷的不同分類軸可分為：②

傳動軸主要承受扭轉(zhuǎn)作用、不承受或只承受很小的彎曲作用，如圖所示的汽車變速箱與后橋間的軸就是傳動軸。1.根據(jù)承受載荷的不同分類軸可分為：③

轉(zhuǎn)軸同時承受彎曲和扭轉(zhuǎn)作用的軸，如圖所示的減速器輸入軸即為轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸是機(jī)械中最常見的軸。2.根據(jù)軸線的幾何形狀分類軸可分：①

直軸軸線為直線的軸稱為直軸，如圖所示的軸都是直軸，它是一般機(jī)械中最常用的軸?；疖囕嗇S圖

減速器輸入軸2.根據(jù)軸線的幾何形狀分類軸可分：②

曲軸如圖所示的軸稱為曲軸，它主要用于需要將回轉(zhuǎn)運(yùn)動和往復(fù)直線運(yùn)動相互進(jìn)行轉(zhuǎn)換的機(jī)械（如內(nèi)燃機(jī)、沖床等）中。2.根據(jù)軸線的幾何形狀分類軸可分：③

軟軸如圖所示的軸稱為軟軸，它的主要特點(diǎn)是具有良好的撓性，常用于醫(yī)療器械、汽車?yán)锍瘫砗碗妱拥氖殖中⌒蜋C(jī)具（如鉸孔機(jī)等）的傳動等。軸的材料軸是機(jī)械傳動中常見的零部件，其材料選擇直接景響到機(jī)械傳動的性能和使用壽命，不同的材料具有不同的特性和適用范圍。0303PART任務(wù)8-4認(rèn)識軸與聯(lián)軸器軸的常用材料碳鋼合金鋼球墨鑄鐵1.碳鋼價格低廉，對應(yīng)力集中的敏感性小，并能通過熱處理改善其綜合力學(xué)性能，故應(yīng)用很廣。一般機(jī)械的軸，常用35、45、50等優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼并經(jīng)正火或調(diào)質(zhì)處理，其中45鋼應(yīng)用最普遍。受力較小或不重要的軸，也可用Q235、Q255等碳素結(jié)構(gòu)鋼。2.合金鋼具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)越的淬火性能，但其價格較貴，對應(yīng)力集中比較敏感。常用于要求減輕質(zhì)量、提高軸頸耐磨性及在非常溫條件下工作的軸。常用的有40Cr、35SiMn、40MnB等調(diào)質(zhì)鋼，1Cr18Ni9Ti淬火，20Cr滲碳淬火鋼等，其中1Cr18Ni9Ti主要用于在高低溫及強(qiáng)腐蝕性條件下工作的軸。3.球墨鑄鐵形狀復(fù)雜的曲軸和凸輪軸，也可采用球墨鑄鐵制造。球墨鑄鐵具有價廉、應(yīng)力集中不敏感、吸振性好和容易鑄成復(fù)雜的形狀等優(yōu)點(diǎn)，但鑄件的品質(zhì)不易控制。聯(lián)軸器的類型及其應(yīng)用軸和軸之間常用聯(lián)軸器進(jìn)行連接，使之一起回轉(zhuǎn)并傳遞扭矩。0404PART任務(wù)8-4認(rèn)識軸與聯(lián)軸器聯(lián)軸器的類型凸緣聯(lián)軸器夾殼式聯(lián)軸器彈性套柱銷聯(lián)軸器1.凸緣聯(lián)軸器因其結(jié)構(gòu)簡單、制造方便而又能傳遞較大的扭矩，因此應(yīng)用廣泛。但其缺點(diǎn)是傳遞載荷時不能緩和沖擊和吸收振動，安裝要求較高。1.凸緣聯(lián)軸器如圖所示，它由兩個帶轂的圓盤組成凸緣1、2，兩個凸緣鍵分別裝在兩軸端；并用幾個螺栓3將它們連接，主要依靠接觸面的摩擦力傳遞扭矩；也可采用鉸制孔用螺栓連接，此時螺栓與孔為緊密配合，扭矩直接通過螺栓來傳遞，承載能力較用普通螺栓連接為高。1，2—凸緣；3—螺栓1.凸緣聯(lián)軸器如圖所示，為化工設(shè)備中立軸上常用的凸緣聯(lián)軸器，凸緣依靠軸端錐面和圓螺母在軸上作軸向固定，依靠鍵及螺栓來傳遞扭矩。這類聯(lián)軸器用于要求嚴(yán)格同軸線的兩軸連接。立軸用凸緣聯(lián)軸器1.凸緣聯(lián)軸器作用用于連接傳動平穩(wěn)和剛度較大的軸。凸緣常用的材料HT200，一般圓周速度

v＜30m/s。凸緣常用的材料使用ZG270-500或35鋼時圓周速度v＜50m/s。凸緣常用的材料YL、YLD型國家標(biāo)準(zhǔn)系列的公稱扭矩范圍為10～20000N·m。2.夾殼式聯(lián)軸器化工設(shè)備中立式攪拌軸的連接，也經(jīng)常采用夾殼式聯(lián)軸器，如圖所示。它裝拆方便，拆卸時不需作軸向移動。適用低速（0≤5m/s）、直徑小于200mm的軸，并不宜用于有沖擊的重載荷傳動。HG標(biāo)準(zhǔn)系列傳遞的公稱扭矩范圍為83～8820N·m。3.彈性套柱銷聯(lián)軸器這種聯(lián)軸器用于由于制造、安裝誤差或工作時零件的變形等原因而不可能保證嚴(yán)格對中的兩軸連接。3.彈性套柱銷聯(lián)軸器它裝有彈性元件-帶梯形凸環(huán)的橡膠襯套，因而它不但具有可移性，而且也有緩沖、吸振的能力，被廣泛應(yīng)用于電動機(jī)和機(jī)器的連接，它可補(bǔ)償0.3mm的徑向位移2～6mm的軸向位移和1°的角位移。3.彈性套柱銷聯(lián)軸器軸上的扭矩是通過鍵、半聯(lián)軸器、彈性套、柱銷等而傳到另一軸上去的。應(yīng)盡量采用圖中所示左半聯(lián)軸器與主動軸裝配，并需進(jìn)行軸的端面固定。圖中左半聯(lián)軸器的下半圖形表示與圓錐形軸端裝配的結(jié)構(gòu)；右半聯(lián)軸器的下半圖形則表示必須注意留出安裝柱銷的空間尺寸B，以及間隙尺寸C。TL型國家標(biāo)準(zhǔn)的公稱扭矩范圍為6.3～16000N·m?；ぴO(shè)備上常用的聯(lián)軸器，已標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，如無特殊需要，不必另行設(shè)計，可直接選用。選擇聯(lián)軸器時，首先要按工作條件及各種聯(lián)軸器的特性，來選適的聯(lián)軸器類型。0505PART聯(lián)軸器的選擇任務(wù)8-4認(rèn)識軸與聯(lián)軸器聯(lián)軸器的選擇電動機(jī)軸與減速器軸彈性套柱銷聯(lián)軸器。化工設(shè)備立式蝸輪器輸出軸與攪拌軸的連接，在攪拌平穩(wěn)、無大振動時常用凸緣聯(lián)軸器，立式減速器在輕載時也可選用夾殼式聯(lián)軸器。機(jī)械密封結(jié)構(gòu)三分式聯(lián)軸器，半過程中可能有變載荷，可選用彈性塊式聯(lián)軸器。有些減速器標(biāo)準(zhǔn)已規(guī)定所附聯(lián)軸器的類型、需要時可在訂貨時注明?；ぴO(shè)備操作與維護(hù)模塊一

認(rèn)識化工設(shè)備力學(xué)基礎(chǔ)任務(wù)8-5認(rèn)識軸承任務(wù)目標(biāo)01能夠了解軸承的基本概念。02能夠進(jìn)行軸承的潤滑和維護(hù)。目錄/CONTENTS2滾動軸承3滑動軸的潤滑4滾動軸承的潤滑5滾動軸承的密封1滑動軸承軸承用來支承軸或軸上回轉(zhuǎn)零件的部件。根據(jù)軸承接觸面間的摩擦性質(zhì)，分為滑動摩擦軸承（簡稱滑動軸承）和滾動摩擦軸承（簡稱滾動軸承）。一種是不完全液體潤滑軸承由于軸承的發(fā)熱和磨損，工作轉(zhuǎn)速適應(yīng)低速。任務(wù)8-5認(rèn)識軸承0101PART滑動軸承1.根據(jù)其摩擦狀態(tài)分類當(dāng)軸頸和軸承的工作表面間完全被一層潤滑油膜隔開時，稱為液體摩擦滑動軸承。由于兩相對滑動表面不直接接觸，幾乎沒有磨損，摩擦阻力小，是一種最好的摩擦狀態(tài)，但必須在一定的工況下（載荷、速度、液體黏度等）才能實現(xiàn)。因此液體摩擦滑動軸承多用于一些比較重要的、高速重載的機(jī)器（如發(fā)電機(jī)、汽輪機(jī)、空氣壓縮機(jī)等）中。①

液體摩擦滑動軸承1.根據(jù)其摩擦狀態(tài)分類若軸承和軸頸的工作面間雖有潤滑油存在，但不能把兩表面完全隔開，金屬表面間有直接接觸的地方，則稱為非液體摩擦滑動軸承。這種軸承磨損較嚴(yán)重，摩擦阻力和功率損耗也較大，但結(jié)構(gòu)簡單，所以大量用于低速和低精度的機(jī)械傳動中。②

非液體摩擦滑動軸承2.根據(jù)所能承受載荷的方向分類

整體式軸承由軸承座和軸套組成，用螺栓與機(jī)座連接。軸承座的材料為鑄鐵，其頂部設(shè)有裝油杯或油管的螺紋孔；軸套常用青銅制造。①

向心滑動軸承：整體式軸承結(jié)構(gòu)簡單制造方便磨損以后，軸頸和孔之間增大了徑向間隙無法調(diào)整軸的裝拆不方便只用于低速、輕載場合1—軸承座；2—軸承蓋；3—剖分軸瓦；4—雙頭螺剖分式徑向滑動軸承2.根據(jù)所能承受載荷的方向分類

①

向心滑動軸承：剖分式軸承圖（a）是一種普通的對開式軸承，它由軸承座、軸承蓋、剖分軸套、軸承蓋螺栓等組成。軸瓦3和軸頸表面直接接觸。為提高其抗磨損性能，常在軸瓦工作內(nèi)表面上貼附一層很薄的軸承襯（簡稱軸襯）。當(dāng)軸瓦工作面磨損較大時，通過修刮工作面和適當(dāng)調(diào)整剖分面間預(yù)置的墊片厚薄，并擰緊螺栓，即可重新獲得軸承所需的徑向間隙。這種軸承克服了整體式軸承的缺點(diǎn)，應(yīng)用較廣。1—軸承座；2—軸承蓋；3—剖分軸瓦；4—雙頭螺剖分式徑向滑動軸承2.根據(jù)所能承受載荷的方向分類

若將軸瓦與軸承座、蓋以球面配合，如圖（b）所示，則為調(diào)心軸承，可起到自動調(diào)心作用。①

向心滑動軸承：剖分式軸承2.根據(jù)所能承受載荷的方向分類

②

推力軸承推力軸承由軸承座和推力軸頸組成，其結(jié)構(gòu)形式有實形、環(huán)形、空心受端面壓力極不均勻，故一般不用。滾動軸承將運(yùn)轉(zhuǎn)的軸與軸座之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，從而減少摩擦損失的一種精密的機(jī)械元件。0202PART任務(wù)8-5認(rèn)識軸承1.滾動軸承的結(jié)構(gòu)滾動軸承屬于標(biāo)準(zhǔn)件，由專門的軸承工廠成批生產(chǎn)。典型的滾動軸承的構(gòu)造如圖所示，它通常由四種元件組成，即內(nèi)圈1、外圈2、滾動體3和保持架4。內(nèi)圈裝配在軸頸上，外圈裝配在軸承座孔或回轉(zhuǎn)零件的孔內(nèi)。通常，內(nèi)圈隨軸一起轉(zhuǎn)動，外圈靜止。1—內(nèi)圈；2—外圈；3—滾動體；4—保持架滾動軸承的構(gòu)造1.滾動軸承的結(jié)構(gòu)滾動體在內(nèi)外圈間滾動，受內(nèi)外圈的滾道的約束，不能作軸向移動。保持架將滾動體均勻分隔，以防其相互磨損。滾動體的形狀有球形、圓錐形、鼓形等（如圖）。由于滾動體和內(nèi)外圈的接觸面積很小，接觸應(yīng)力很大，所以它們都由強(qiáng)度高、耐磨性好鉻錳高碳鋼制造。保持架多用低碳鋼板沖壓而成，以利高速運(yùn)轉(zhuǎn)。滾動體的種類2.滾動軸承的類型及代號①

滾動軸承的類型主要承受徑向負(fù)荷的向心軸承承受軸向負(fù)荷的推力軸承同時承受徑向負(fù)荷和軸向負(fù)荷的向心角接觸軸承2.滾動軸承的類型及代號滾動軸承的類型很多，為了便于生產(chǎn)、設(shè)計和使用，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T273規(guī)定，滾動軸承代號由基本代號、前置代號和后置代號構(gòu)成，其代號的排列順序及含義見表。②

滾動軸承的代號軸承代號前置代號基本代號后置代號（組）

12345678成套軸承分部件

內(nèi)部結(jié)構(gòu)密封與防塵套圈變形保持架及其材料軸承材料公差等級游隙配置其他滑動軸的潤滑軸承潤滑的目的在于降低摩擦功耗，減少磨損，并起冷卻、吸振、防銹作用。0303PART任務(wù)8-5認(rèn)識軸承1.間歇供油潤滑圖（a）所示的壓注油杯，可壓低鋼球用油壺間歇供油潤滑，也可以注入潤滑脂；圖（b）所示為轉(zhuǎn)動旋套開閉油孔間歇供油；圖（c）所示的針閥式注油油杯，可將手柄豎立或臥下，使針閥開、閉油孔以間歇供油。間歇供油一般用于低速、輕載的軸承處。2.連續(xù)供油潤滑圖（a）所示靠芯捻或線紗的毛細(xì)管作用，將油吸起以進(jìn)行連續(xù)潤滑；圖（b）所示的油環(huán)靠軸頸的旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動，將油帶入軸頸進(jìn)行潤滑，考慮離心力不宜過大，軸頸的轉(zhuǎn)速應(yīng)小些；圖（c）所示為將軸承直接浸入油池中，以進(jìn)行油浴潤滑，但軸的轉(zhuǎn)速不宜過高；圖（d）所示為壓力循環(huán)潤滑，可供給軸承充足的油量以進(jìn)行潤滑、冷卻。此種方式最好，但需有一套輸油設(shè)備。3.脂潤滑

潤滑脂只能間歇供應(yīng)。如圖所示的潤滑杯是應(yīng)用最廣的供應(yīng)潤滑脂的裝置。滾動軸承的潤滑考慮到油浴潤滑時的攪拌損耗及溫升，對于水平軸，軸承部分侵入潤滑油中的高度應(yīng)有一定限制，一般將油面控制在軸承最下面滾動體的中心附近。0404PART任務(wù)8-5認(rèn)識軸承滾動軸承的潤滑劑潤滑油潤滑脂1.潤滑油油浴潤滑滴油潤滑噴油潤滑噴霧潤滑供油方式1.潤滑油油浴潤滑將軸承局部浸入潤滑油中，油面不應(yīng)高于最低滾動體的中心。1.潤滑油滴油潤滑在油浴潤滑基礎(chǔ)上，滴油補(bǔ)充潤滑油的消耗，設(shè)置擋板控制油面不超過最低滾動體的中心，為使滴油暢通，常選用黏度較小的潤滑油。1.潤滑油噴油潤滑用油泵將潤滑油增壓后，經(jīng)油管和特別噴嘴向滾動體供油，流經(jīng)軸承的潤滑油經(jīng)過濾冷卻后循環(huán)使用。1.潤滑油噴霧潤滑用壓縮空氣，將潤滑油變成油霧送進(jìn)軸承，這種方式的裝置復(fù)雜，潤滑軸承后的油霧可能散逸到空氣中，污染環(huán)境。2.潤滑脂一般在裝配時加入，并每隔三個月加一次新的潤滑脂，每隔一年對軸承部件徹底清洗一次，并重新充填潤滑脂。密封的目的是將滾動軸承與外部環(huán)境隔離，避免外部灰塵、水分等的侵入而加速軸承的磨損與銹蝕，防止內(nèi)部潤滑劑的漏出而污染設(shè)備和增加潤滑劑的消耗。0505PART滾動軸承的密封任務(wù)8-5認(rèn)識軸承滾動軸承的密封氈圈密封唇形密封圈密封溝槽密封曲路密封氈圈密封、唇形密封圈密封、溝槽密封、曲路密封、擋圈密封及毛氈圈加迷宮的組合密封等，常用的密封方式擋圈密封毛氈圈加迷宮的組合密封滾動軸承的密封①

氈圈密封利用安裝在梯形槽內(nèi)的氈圈與軸之間的壓力來實現(xiàn)密封，用于脂潤滑。滾動軸承的密封②

唇形密封圈密封原理與氈圈密封相似，當(dāng)密封唇朝里時，目的是防止漏油；密封唇朝外主要目的是防止灰塵、雜質(zhì)進(jìn)入。這種密封方式既可用于脂潤滑，也可用于油潤滑。滾動軸承的密封③

縫隙溝槽密封靠軸與蓋間的細(xì)小環(huán)形隙密封，環(huán)形隙內(nèi)充滿了潤滑脂。間隙愈小愈長，效果愈好。用于脂潤滑。滾動軸承的密封④

曲路密封將旋轉(zhuǎn)件與靜止件之間的間隙做成曲路（迷宮）形式，在間隙中充填潤滑油或潤滑脂以加強(qiáng)密封效果。滾動軸承的密封⑤

擋圈密封主要用于內(nèi)密封、脂潤滑。擋圈隨軸轉(zhuǎn)動，可利用離心力甩去油和雜物，避免潤滑脂被油稀釋而流失及雜物進(jìn)入軸承。滾動軸承的密封有時單一的密封方式滿足不了使用要求，這時可將上述密封方式組合起來使用。氈圈加曲路的組合密封用得較多?；ぴO(shè)備操作與維護(hù)模塊一

認(rèn)識化工設(shè)備力學(xué)基礎(chǔ)任務(wù)8-6認(rèn)識螺紋連接任務(wù)目標(biāo)01能夠掌握螺紋連接的定義。02能夠通過螺紋副實現(xiàn)零件連接和固定的方式。03能夠掌握螺紋連接的預(yù)緊與放松。目錄/CONTENTS1螺紋連接的類型與標(biāo)準(zhǔn)2螺紋連接的預(yù)緊與防松一種廣泛使用的可拆卸的固定連接，具有結(jié)構(gòu)簡單、連接可靠、裝拆方便等優(yōu)點(diǎn)。任務(wù)8-6認(rèn)識螺紋連接0101PART螺紋連接的類型與標(biāo)準(zhǔn)1.螺栓連接將螺栓穿過兩個被連接件的孔，然后擰緊螺母，將兩個被連接件連接起來。1.螺栓連接普通螺栓連接鉸制孔用螺栓d連接螺栓桿與孔壁之間留有間隙，螺栓承受拉伸變形。螺栓桿與孔壁之間沒有間隙，常采用基孔制過渡配合，螺栓承受剪切和擠壓變形。1.螺栓連接螺栓連接無需在被連接件上切制螺紋孔，所以結(jié)構(gòu)簡單，適用于被連接件不太厚并能從被連接件兩邊進(jìn)行裝配的場合。2.雙頭螺柱連接將雙頭螺柱的一端旋緊在被連接件之一，另一端則穿過其余被連接件的通孔，然后擰緊螺母，將被連接件連接起來。這種連接適用于被連接件之一太厚，不能采用螺栓連接或希望連接結(jié)構(gòu)較緊湊，且需經(jīng)常裝拆的場合。3.螺釘連接將螺釘穿過一被連接件的通孔，然后旋入另一被連接件的螺紋孔中。這種連接不用螺母，有光整的外露表面。它適用于被連接件之一太厚且不經(jīng)常裝拆的場合。4.緊定螺釘連接將緊定螺釘旋入被連接件之一的螺紋孔中，并以其末端頂住另一被連接件的表面或頂入相應(yīng)的凹坑中，以固定兩個零件的相互位置。這種連接多用于軸與軸上零件的連接，并可傳遞不大的載荷。螺紋連接螺紋連接的有關(guān)尺寸要求如螺紋余留長度、螺紋伸出長度、螺紋孔深度等可查閱相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。螺紋連接螺栓雙頭螺柱螺釘緊定螺釘螺母墊圈防松零件螺紋連接的預(yù)緊與防松足夠且適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力不僅能將被連接件有效夾緊，而且能夠增加螺紋副