項(xiàng)目八軸與軸承的設(shè)計(jì)

1、任務(wù)：任務(wù)：v能根據(jù)客戶給定的條件進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核，能根據(jù)客戶給定的條件進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核，v會(huì)選用滾動(dòng)軸承。會(huì)選用滾動(dòng)軸承。 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸v能力目標(biāo)：能力目標(biāo)：vA2. 能夠運(yùn)用技術(shù)資料（如國家標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)、圖冊(cè)），會(huì)選用標(biāo)能夠運(yùn)用技術(shù)資料（如國家標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)、圖冊(cè)），會(huì)選用標(biāo)準(zhǔn)零件；準(zhǔn)零件；v A3. 能根據(jù)客戶要求，用現(xiàn)代方法能根據(jù)客戶要求，用現(xiàn)代方法-CAD進(jìn)行通用零件、專用機(jī)械零部件進(jìn)行通用零件、專用機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)；的設(shè)計(jì)； vA4. 能夠?qū)υO(shè)計(jì)的通用零件進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算；能夠?qū)υO(shè)計(jì)的通用零件進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算；vA5具備機(jī)械設(shè)備使用、維護(hù)管理和故障分析的能力；具備機(jī)械

2、設(shè)備使用、維護(hù)管理和故障分析的能力；v知識(shí)目標(biāo)：知識(shí)目標(biāo)：vK2. 熟悉常用機(jī)構(gòu)的工作原理、組成、分類、特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合；熟悉常用機(jī)構(gòu)的工作原理、組成、分類、特點(diǎn)及應(yīng)用場(chǎng)合；vK3. 掌握常用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法；掌握常用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法；vK4. 理解有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算的基本理論；理解有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算的基本理論；vK5. 掌握機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)特性、機(jī)械動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)；掌握機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)特性、機(jī)械動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)；vK6. 掌握通用零件的工作原理、特點(diǎn)、組成、分類及應(yīng)用場(chǎng)合；掌握通用零件的工作原理、特點(diǎn)、組成、分類及應(yīng)用場(chǎng)合；v其他素質(zhì)：其他素質(zhì)：vQ1. 領(lǐng)悟并執(zhí)行領(lǐng)悟并執(zhí)行7S管理，使學(xué)生

3、具備職業(yè)素養(yǎng)管理，使學(xué)生具備職業(yè)素養(yǎng)vQ2. 具有主動(dòng)參與、積極進(jìn)取、崇尚科學(xué)、實(shí)事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度和思想意具有主動(dòng)參與、積極進(jìn)取、崇尚科學(xué)、實(shí)事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度和思想意識(shí)識(shí)vQ3. 具有的科學(xué)態(tài)度和辯證思維能力和創(chuàng)新精神具有的科學(xué)態(tài)度和辯證思維能力和創(chuàng)新精神vQ4. 培養(yǎng)良好的職業(yè)道德和正確的設(shè)計(jì)思維方式培養(yǎng)良好的職業(yè)道德和正確的設(shè)計(jì)思維方式vQ5. 培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和解決實(shí)際問題的能力培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和解決實(shí)際問題的能力vQ6. 具有良好的團(tuán)隊(duì)合作精神與競爭意識(shí)具有良好的團(tuán)隊(duì)合作精神與競爭意識(shí)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸二、軸的分類二、軸的分類1 按載荷性質(zhì)分類按載荷性質(zhì)分類2 按形狀分類按形狀分類v軸：軸：支承

4、回轉(zhuǎn)零件的零件支承回轉(zhuǎn)零件的零件一、軸的功用一、軸的功用v1. 支承旋轉(zhuǎn)零件并傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力支承旋轉(zhuǎn)零件并傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力 v2. 保證所有軸上零件有確定的軸向工作位置保證所有軸上零件有確定的軸向工作位置1 按載荷性質(zhì)分類按載荷性質(zhì)分類v心軸：心軸：只承受彎矩，不承受轉(zhuǎn)矩只承受彎矩，不承受轉(zhuǎn)矩v傳動(dòng)軸：傳動(dòng)軸：主要承受轉(zhuǎn)矩主要承受轉(zhuǎn)矩v轉(zhuǎn)軸：轉(zhuǎn)軸：既承受彎矩，又承受轉(zhuǎn)矩既承受彎矩，又承受轉(zhuǎn)矩機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸2 按形狀分類按形狀分類v直軸、曲軸、軟軸直軸、曲軸、軟軸機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸三、軸設(shè)計(jì)解決的問題三、軸設(shè)計(jì)解決的問題v1、結(jié)構(gòu)問題、結(jié)構(gòu)問題 確定軸的形狀和尺寸確定軸的形狀和尺寸v2、強(qiáng)度問題、

5、強(qiáng)度問題 防止軸發(fā)生疲勞斷裂防止軸發(fā)生疲勞斷裂v3、剛度問題、剛度問題 防止軸發(fā)生過大的彈性變形防止軸發(fā)生過大的彈性變形v4、振動(dòng)穩(wěn)定性問題、振動(dòng)穩(wěn)定性問題 防止軸發(fā)生共振防止軸發(fā)生共振機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸1.擬定軸上零件裝配方案擬定軸上零件裝配方案2.估算軸的最小直徑估算軸的最小直徑min3.確定各段直徑及長度確定各段直徑及長度4.確定軸的結(jié)構(gòu)要素確定軸的結(jié)構(gòu)要素軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的強(qiáng)度計(jì)算軸的強(qiáng)度計(jì)算其它計(jì)算其它計(jì)算1.剛度計(jì)算剛度計(jì)算2.振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算( 臨界轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速)1.許用切應(yīng)力法許用切應(yīng)力法(扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度)2.許用彎曲應(yīng)力法許用彎曲應(yīng)力法( 彎扭合成強(qiáng)度彎

6、扭合成強(qiáng)度 )3.安全系數(shù)計(jì)算法：疲勞強(qiáng)度計(jì)算、靜強(qiáng)度計(jì)算安全系數(shù)計(jì)算法：疲勞強(qiáng)度計(jì)算、靜強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸一、軸的結(jié)構(gòu)二、軸的材料一、軸的結(jié)構(gòu)一、軸的結(jié)構(gòu)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸v軸肩軸肩(軸環(huán)軸環(huán))：軸的直徑軸的直徑變化所形成的階梯處變化所形成的階梯處軸頸軸頸 軸頭軸頭 軸身軸身 v軸頭：軸頭：軸和旋轉(zhuǎn)零件的配合部分軸和旋轉(zhuǎn)零件的配合部分v軸頸：軸頸：軸和軸承配合的部分軸和軸承配合的部分v軸身：軸身：連接軸頸與軸頭部分連接軸頸與軸頭部分軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸3. 定位和固定要求：定位和固定要求：v軸與軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置，并牢固地保持這一位軸與軸上零件要有

7、準(zhǔn)確的工作位置，并牢固地保持這一位置置4. 盡量減少應(yīng)力集中盡量減少應(yīng)力集中, 改善軸的受力狀態(tài)改善軸的受力狀態(tài)1. 制造工藝性要求：制造工藝性要求：v軸應(yīng)有良好的制造工藝，便于加工軸應(yīng)有良好的制造工藝，便于加工2. 裝拆要求：裝拆要求：v軸上零件要易于裝拆、調(diào)整軸上零件要易于裝拆、調(diào)整1 制造工藝性要求制造工藝性要求v軸應(yīng)有良好的制造工藝，便于加工軸應(yīng)有良好的制造工藝，便于加工機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸v加工方法不同，軸的結(jié)構(gòu)也可能不同加工方法不同，軸的結(jié)構(gòu)也可能不同v鍵槽應(yīng)位于同一母線上；螺紋退刀槽；砂輪越程槽鍵槽應(yīng)位于同一母線上；螺紋退刀槽；砂輪越程槽光軸光軸 等強(qiáng)度軸等強(qiáng)度軸 階梯軸階梯軸 車削

8、車削 倒角倒角 磨削磨削 砂輪越程槽砂輪越程槽 2 裝拆要求裝拆要求機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸v階梯狀軸階梯狀軸軸端應(yīng)有軸端應(yīng)有45倒角倒角v非定位軸肩非定位軸肩(便于裝配便于裝配)、定位軸肩、定位軸肩(零件零件定位定位)設(shè)計(jì)軸肩時(shí)應(yīng)注意設(shè)計(jì)軸肩時(shí)應(yīng)注意: v軸長應(yīng)略短于輪轂寬度軸長應(yīng)略短于輪轂寬度(保證零件固定保證零件固定)v軸肩圓角輪轂孔圓角軸肩圓角輪轂孔圓角(倒角倒角)v軸上零件要易于裝拆、調(diào)整軸上零件要易于裝拆、調(diào)整v不同的裝拆方案，得到不同結(jié)構(gòu)不同的裝拆方案，得到不同結(jié)構(gòu)v軸的直徑應(yīng)圓整成標(biāo)準(zhǔn)值軸的直徑應(yīng)圓整成標(biāo)準(zhǔn)值3 定位和固定要求定位和固定要求機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸v周向固定周向固定v軸向定位和

9、固定軸向定位和固定v軸與軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置軸與軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置v定位：定位：零件有準(zhǔn)確的工作位置零件有準(zhǔn)確的工作位置v固定：固定：零件在軸上的位置牢固可靠零件在軸上的位置牢固可靠周向定位和固定周向定位和固定機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸常用的周向固定方法：常用的周向固定方法：v鍵、花鍵、緊定螺釘、過盈配合等鍵、花鍵、緊定螺釘、過盈配合等v防止軸上零件與軸發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，以傳遞轉(zhuǎn)矩防止軸上零件與軸發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，以傳遞轉(zhuǎn)矩軸向定位和固定軸向定位和固定機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸常用的軸向定位和固定方法：常用的軸向定位和固定方法：v軸肩、套筒、螺母、軸端擋圈等軸肩、套筒、螺母、軸端擋圈等v軸頭長度軸頭長度 輪

10、轂的軸向長度輪轂的軸向長度v防止軸上零件工作時(shí)發(fā)生軸向躥動(dòng)防止軸上零件工作時(shí)發(fā)生軸向躥動(dòng)4 盡量減少應(yīng)力集中盡量減少應(yīng)力集中, 改善軸的受力狀態(tài)改善軸的受力狀態(tài)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸v改善零件位置及結(jié)構(gòu)改善零件位置及結(jié)構(gòu), 以改善軸的受力狀態(tài)以改善軸的受力狀態(tài)盡量減少應(yīng)力集中：盡量減少應(yīng)力集中：v軸肩處要有過渡圓角軸肩處要有過渡圓角v相鄰軸徑的變化不宜太大相鄰軸徑的變化不宜太大二、軸的材料二、軸的材料機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸2. 球墨鑄鐵球墨鑄鐵:v QT500-5、QT600-2v軸的材料，見表軸的材料，見表14.41. 鋼：鋼：v碳素鋼碳素鋼 ：優(yōu)質(zhì)碳素鋼：優(yōu)質(zhì)碳素鋼:35、 50 、 45 軸鋼軸鋼v

11、 普通碳素鋼普通碳素鋼Q235、Q255、Q275v合金鋼：合金鋼：20Cr、20CrMnTi、40Cr、35SiMn、35CrMo機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸一、軸的強(qiáng)度計(jì)算二、軸的剛度計(jì)算v軸的工作能力主要取決與強(qiáng)度和剛度，高軸的工作能力主要取決與強(qiáng)度和剛度，高速軸還要校核振動(dòng)穩(wěn)定性速軸還要校核振動(dòng)穩(wěn)定性 令其為系數(shù)令其為系數(shù) C1、 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸v扭剪應(yīng)力扭剪應(yīng)力:適用狀況：適用狀況：v(1)軸只傳遞轉(zhuǎn)矩，不承受彎矩（或很小的彎矩）軸只傳遞轉(zhuǎn)矩，不承受彎矩（或很小的彎矩）v(2)彎矩未知，按扭距作初步計(jì)算彎矩未知，按扭距作初步計(jì)算TTWT ndPdT3632 . 01

12、055. 916/ T v設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)公式:mmnPCnPTdTT333 2 . 01055. 9 2 . 06 v系數(shù)系數(shù) C 與軸的材料和承載情況有關(guān)，查表與軸的材料和承載情況有關(guān)，查表14.1注意注意: v若該軸段有一個(gè)鍵槽，若該軸段有一個(gè)鍵槽，d 值增大值增大3%; 有兩個(gè)鍵槽，增大有兩個(gè)鍵槽，增大7%2 按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸步驟：步驟：v繪制受力計(jì)算簡圖繪制受力計(jì)算簡圖v計(jì)算所有力引起的彎矩計(jì)算所有力引起的彎矩v合成彎矩合成彎矩Mv計(jì)算扭矩計(jì)算扭矩v合成當(dāng)量彎矩合成當(dāng)量彎矩Mv強(qiáng)度條件：強(qiáng)度條件：適用狀況：適用狀況：v軸承位置以及作用在軸上的載荷性質(zhì)、

13、大小、方向和作用軸承位置以及作用在軸上的載荷性質(zhì)、大小、方向和作用點(diǎn)已知點(diǎn)已知準(zhǔn)確計(jì)算準(zhǔn)確計(jì)算v彎、扭聯(lián)合作用時(shí)，采用第三強(qiáng)度理論彎、扭聯(lián)合作用時(shí)，采用第三強(qiáng)度理論22VHMMM22)(TMM 1bWM 為扭為扭-彎應(yīng)力性質(zhì)折合系數(shù)彎應(yīng)力性質(zhì)折合系數(shù)彎扭合成設(shè)計(jì)公式彎扭合成設(shè)計(jì)公式機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸v設(shè)計(jì)公式：設(shè)計(jì)公式：31 .01b Md危險(xiǎn)截面的確定：危險(xiǎn)截面的確定：綜合軸上彎扭矩和軸直徑選擇一兩個(gè)截面綜合軸上彎扭矩和軸直徑選擇一兩個(gè)截面二、軸的剛度計(jì)算二、軸的剛度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸2、 扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算v扭轉(zhuǎn)角條件：扭轉(zhuǎn)角條件：1、彎曲剛度計(jì)算、彎曲剛度計(jì)算v撓度條件：撓度條件：

14、v轉(zhuǎn)角條件：轉(zhuǎn)角條件： yy 8-4 8-4 軸的設(shè)計(jì)軸的設(shè)計(jì)v1、類比法、類比法v2、設(shè)計(jì)計(jì)算法、設(shè)計(jì)計(jì)算法v步驟：v（1）根據(jù)軸的工作條件選材，確定許用應(yīng)力。v（2）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑。v（3）設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)，繪制軸的結(jié)構(gòu)草圖。v（4）按彎扭合成進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核。v（5）修改軸的結(jié)構(gòu)后再進(jìn)行校核計(jì)算。v（6）繪制軸的零件圖。一、軸的強(qiáng)度計(jì)算一、軸的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸v軸的計(jì)算流程：軸的計(jì)算流程：機(jī)器的結(jié)構(gòu)機(jī)器的結(jié)構(gòu)軸的長度軸的長度軸上零件的位置軸上零件的位置載荷計(jì)算簡圖載荷計(jì)算簡圖力學(xué)分析力學(xué)分析簡簡 化化強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度計(jì)算軸徑軸徑軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)FT計(jì)算方法：計(jì)算方法：

15、v按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算v按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算結(jié)構(gòu)示例：結(jié)構(gòu)改錯(cuò)結(jié)構(gòu)示例：結(jié)構(gòu)改錯(cuò)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸v 軸承沒定位軸承沒定位v 軸向定位不確定軸向定位不確定v 軸承用錯(cuò)或裝錯(cuò)軸承用錯(cuò)或裝錯(cuò)v 無調(diào)整墊片無調(diào)整墊片v 端蓋端面無凹坑加工量大端蓋端面無凹坑加工量大v 無定位軸肩無定位軸肩v 端蓋無密封端蓋無密封v 鍵槽太長鍵槽太長v無非定位軸肩無非定位軸肩v套筒太高套筒太高機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軸承箱體箱體齒輪齒輪軸軸軸承軸承軸承孔軸承孔v軸承：軸承：支持軸或軸上轉(zhuǎn)動(dòng)零件的部件支持軸或軸上轉(zhuǎn)動(dòng)零件的部件v作用：作用：v支持軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度支持軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度v

16、減少轉(zhuǎn)軸與支持面間的摩擦磨損減少轉(zhuǎn)軸與支持面間的摩擦磨損v分類：分類：v按承載方向分：按承載方向分：向心軸承、推力軸承向心軸承、推力軸承v按摩擦性質(zhì)分：按摩擦性質(zhì)分：滑動(dòng)軸承、滾動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承、滾動(dòng)軸承15-1 滾動(dòng)軸承概述15-2 滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)和類型15-3 滾動(dòng)軸承的代號(hào)15-4 滾動(dòng)軸承的失效形式及選擇計(jì)算15-5 滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軸承v基本要求基本要求: :v熟悉滾動(dòng)軸承的代號(hào)、正確地選擇滾動(dòng)軸承的類型熟悉滾動(dòng)軸承的代號(hào)、正確地選擇滾動(dòng)軸承的類型v掌握滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算掌握滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算v正確進(jìn)行滾動(dòng)軸承組合設(shè)計(jì)正確進(jìn)行滾動(dòng)軸承組合設(shè)計(jì)v難點(diǎn)：難點(diǎn)：向心推力軸承向心

17、推力軸承(指角接觸球軸承與圓錐滾子軸承指角接觸球軸承與圓錐滾子軸承)的的受力分析受力分析v滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，由專業(yè)軸承廠集中生產(chǎn)滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，由專業(yè)軸承廠集中生產(chǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軸承v特點(diǎn)：特點(diǎn)：v摩擦阻力小摩擦阻力小, 功率損耗少功率損耗少, 起動(dòng)靈敏，起動(dòng)靈敏，f0.05, = 0.980.995 v可同時(shí)承受徑向和軸向載荷，簡化了支承結(jié)構(gòu)可同時(shí)承受徑向和軸向載荷，簡化了支承結(jié)構(gòu)v徑向間隙小，還可用預(yù)緊方法消除間隙，因此回轉(zhuǎn)精度高徑向間隙小，還可用預(yù)緊方法消除間隙，因此回轉(zhuǎn)精度高v互換性好，易于維護(hù)，潤滑簡便互換性好，易于維護(hù)，潤滑簡便, 價(jià)格低價(jià)格低v抗沖擊能力差抗沖擊能力差, 高速時(shí)出

18、現(xiàn)噪音高速時(shí)出現(xiàn)噪音v壽命也比不上液體潤滑的滑動(dòng)軸承壽命也比不上液體潤滑的滑動(dòng)軸承v徑向尺寸大徑向尺寸大一、結(jié)構(gòu)二、材料三、分類四、類型及特點(diǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軸承一、結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v組成：組成：內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體、保持架內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體、保持架外圈外圈內(nèi)圈內(nèi)圈滾動(dòng)體滾動(dòng)體保持架保持架二、材料二、材料機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v保持架：保持架：避免滾動(dòng)體直接接觸，減少發(fā)熱和磨損避免滾動(dòng)體直接接觸，減少發(fā)熱和磨損v材料：材料：低碳鋼；銅、鋁、工程塑料低碳鋼；銅、鋁、工程塑料v內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體：內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體：高硬度、高接觸高硬度、高接觸疲勞強(qiáng)度、良好耐磨性和沖擊韌性疲勞強(qiáng)度、良好耐磨性

19、和沖擊韌性v材料：材料：含鉻軸承鋼，硬度含鉻軸承鋼，硬度6065 HRC三、分類三、分類機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承1 按滾動(dòng)體形狀分2 按受載方向分1 按滾動(dòng)體形狀分按滾動(dòng)體形狀分按滾動(dòng)體形狀分：按滾動(dòng)體形狀分：v球軸承、滾子軸承球軸承、滾子軸承機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承又可細(xì)分為：又可細(xì)分為：v球軸承、圓柱滾子軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、球軸承、圓柱滾子軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、球面滾子軸承球面滾子軸承2 按受載方向分按受載方向分v按受載方向和公稱接觸角分：按受載方向和公稱接觸角分：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承滾動(dòng)體與套圈接觸處滾動(dòng)體與套圈接觸處的法線與軸承的徑向的法線與軸承的徑向平面之間的夾角平面之間的夾角

20、v（1）向心軸承）向心軸承v徑向接觸軸承：徑向接觸軸承： =0，主要承受徑向載荷，及小的軸向載荷。，主要承受徑向載荷，及小的軸向載荷。v向心角接觸軸承：向心角接觸軸承： 0 45，同時(shí)承受徑向和軸向載荷。，同時(shí)承受徑向和軸向載荷。v（2）推力軸承）推力軸承v推力角接觸軸承：推力角接觸軸承： 45 90 ，承受軸向載荷，及小的徑向，承受軸向載荷，及小的徑向載荷。載荷。v軸向接觸軸承：軸向接觸軸承： =90，只能承受軸向載荷。，只能承受軸向載荷。按軸承承受載荷分類按軸承承受載荷分類 向心軸承和推力軸承：向心軸承和推力軸承： 向心軸承主要用于承受徑向載荷向心軸承主要用于承受徑向載荷 推力軸承主要用于

21、承受軸向載荷力推力軸承主要用于承受軸向載荷力公稱接觸角公稱接觸角四、類型及特點(diǎn)四、類型及特點(diǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承1 向心軸承(=0)2 調(diào)心軸承(=0)3 向心推力軸承 (090)4 推力軸承(=90)5 選擇原則1 向心軸承向心軸承( =0)深溝球軸承深溝球軸承: 6類類 nlim最高、價(jià)廉最高、價(jià)廉, 優(yōu)先采用優(yōu)先采用v受力類型受力類型: Fr, 不大的不大的Fa(雙向雙向)圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承: N類類承載力較大承載力較大v受力類型受力類型: 很大的很大的Fr, 不能承受軸向力不能承受軸向力Fa機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承滾針軸承滾針軸承: NA類類 內(nèi)外圈可分離內(nèi)外圈可分離, 徑向尺寸小徑向尺

22、寸小v受力類型受力類型: 很大的很大的Fr, 不能承受軸向力不能承受軸向力Fa2 調(diào)心軸承調(diào)心軸承 ( =0)調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承: 1類類調(diào)心性能最好調(diào)心性能最好v受力類型：受力類型：Fr, 不大的不大的Fa(雙向雙向)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承: 2(3)類類調(diào)心性能好、承載力較大調(diào)心性能好、承載力較大v受力類型：受力類型：Fr, 不大的不大的Fa(雙向雙向)3 向心推力軸承向心推力軸承 (0 徑向載荷：徑向載荷：推力推力+向心組合向心組合v滾動(dòng)軸承為標(biāo)準(zhǔn)件：滾動(dòng)軸承為標(biāo)準(zhǔn)件：GB/T 272-1993機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軸承前置代號(hào)前置代號(hào) 基基 本本 代代 號(hào)號(hào) 后置代號(hào)后置代

23、號(hào) 尺寸系列尺寸系列代代 號(hào)號(hào) 分分部部件件代代號(hào)號(hào) 類類型型代代號(hào)號(hào)內(nèi)內(nèi)徑徑代代號(hào)號(hào)直徑直徑系列系列代號(hào)代號(hào) 寬度寬度系列系列代號(hào)代號(hào) 內(nèi)內(nèi)部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)代代號(hào)號(hào) 密密封封與與防防塵塵代代號(hào)號(hào) 公公差差等等級(jí)級(jí)代代號(hào)號(hào) 。 字母字母 2 1 3 4 5 字母字母(+數(shù)字?jǐn)?shù)字) 1 內(nèi)徑尺寸代號(hào)2 尺寸系列代號(hào)3 類型代號(hào)基本代號(hào)基本代號(hào)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v表示軸承的基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸，是軸承代號(hào)表示軸承的基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸，是軸承代號(hào)的基礎(chǔ)的基礎(chǔ)v表明軸承的內(nèi)徑、直徑系列、寬度系列、類型表明軸承的內(nèi)徑、直徑系列、寬度系列、類型1 內(nèi)徑尺寸代號(hào)內(nèi)徑尺寸代號(hào)v右起第右起第1、2位數(shù)字位數(shù)字v內(nèi)

24、徑內(nèi)徑d: （即軸的直徑）（即軸的直徑）v0010mm 0112mmv0215mm 0317mmv0496數(shù)字?jǐn)?shù)字x 5 mm機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v對(duì)于內(nèi)徑對(duì)于內(nèi)徑 (500mm，以及，以及22mm、28mm、32mm的軸承，用公稱內(nèi)徑數(shù)值直接表示，但在與尺寸的軸承，用公稱內(nèi)徑數(shù)值直接表示，但在與尺寸系列代號(hào)之間用系列代號(hào)之間用“/”分開分開2 尺寸系列代號(hào)尺寸系列代號(hào)v直徑系列代號(hào)、寬度系列代號(hào)直徑系列代號(hào)、寬度系列代號(hào)v直徑系列代號(hào)：直徑系列代號(hào)：第三位數(shù)字第三位數(shù)字v指結(jié)構(gòu)相同、內(nèi)徑相同的軸承指結(jié)構(gòu)相同、內(nèi)徑相同的軸承使用不同直徑的滾動(dòng)體，在外使用不同直徑的滾動(dòng)體，在外徑和寬度方面的變化系

25、列徑和寬度方面的變化系列v0,1特輕特輕 2輕輕v 3中中 4重重機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v寬度系列代號(hào)：寬度系列代號(hào)：第四位數(shù)第四位數(shù)字，常與直徑系列代號(hào)同字，常與直徑系列代號(hào)同時(shí)使用時(shí)使用v表示同一內(nèi)徑和外徑的軸表示同一內(nèi)徑和外徑的軸承可以有不同的寬度承可以有不同的寬度v多數(shù)正常系列可不標(biāo)多數(shù)正常系列可不標(biāo) 0,1特輕特輕2輕輕5輕寬輕寬3中中6中寬中寬4重重3 類型代號(hào)類型代號(hào)v第五位第五位(從右到左數(shù)從右到左數(shù))，用數(shù)字或字母表示，用數(shù)字或字母表示v代號(hào)為代號(hào)為0（雙列角接觸球軸承），則省略（雙列角接觸球軸承），則省略機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v具體見具體見p288表表15.4代號(hào)代號(hào)軸承類型軸承類

26、型舊代號(hào)舊代號(hào)3圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承75推力球軸承推力球軸承86深溝球軸承深溝球軸承07角接觸球軸承角接觸球軸承6N圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承2NA滾針軸承滾針軸承4v常用的幾類滾動(dòng)軸承，一般無前置代號(hào)常用的幾類滾動(dòng)軸承，一般無前置代號(hào)前置代號(hào)前置代號(hào)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v用字母表示用字母表示v表示成套軸承分部件表示成套軸承分部件,見教材見教材P289 表表15.7公差等級(jí)公差等級(jí)(精度精度)代號(hào)：代號(hào)：v0 、6x 、6、5、4、2六級(jí)精度，逐漸增高六級(jí)精度，逐漸增高v表示成：表示成：/P0 、/P6x 、/P6、/P5、/P4、/P2內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)：內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)：v如：如：C =15、AC

27、=25、B =40 軸承徑向游隙系列代號(hào)：軸承徑向游隙系列代號(hào)：v/C1、 /C2、/C0、 /C3、/C4、/C5六組游隙，由小到大六組游隙，由小到大v0組組( /C0)）游隙常用，可省略）游隙常用，可省略后置代號(hào)后置代號(hào)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v用字母（用字母（+數(shù)字）表示數(shù)字）表示v表示軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)、密封與防塵、保持架及其材料、軸承表示軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)、密封與防塵、保持架及其材料、軸承材料及公差等級(jí)等材料及公差等級(jí)等v7212C舉例舉例機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v6305v304/32(/P0)v7211C/P5深溝球軸承深溝球軸承直徑系列為直徑系列為3(中中),寬度系列為寬度系列為0(不標(biāo)不標(biāo))內(nèi)徑內(nèi)徑

28、d=25mm0級(jí)精度級(jí)精度(不標(biāo)不標(biāo))角接觸球軸承角接觸球軸承直徑系列為直徑系列為2(輕輕)寬度系列為寬度系列為0(不標(biāo)不標(biāo)) 內(nèi)徑內(nèi)徑d =60mm =15內(nèi)徑內(nèi)徑d=32mm圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承寬度系列為寬度系列為0直徑系列為直徑系列為4(重重)5級(jí)精度級(jí)精度接觸角接觸角15 直徑直徑55mm正常寬度、輕系列正常寬度、輕系列角接觸球軸承角接觸球軸承一、失效形式二、軸承壽命計(jì)算三、軸承靜載荷計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軸承一、失效形式一、失效形式機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承失效形式：失效形式：v疲勞點(diǎn)蝕疲勞點(diǎn)蝕 最主要的失效形式，滾動(dòng)體最主要的失效形式，滾動(dòng)體表面、套圈滾道都可能發(fā)生點(diǎn)蝕表面、套圈滾道都可能發(fā)

29、生點(diǎn)蝕v過大塑性變形過大塑性變形 低速軸承的主要失效形低速軸承的主要失效形式，接觸應(yīng)力過大式，接觸應(yīng)力過大(載荷過大或沖擊載荷載荷過大或沖擊載荷)，元件表面出現(xiàn)較大塑性變形元件表面出現(xiàn)較大塑性變形v磨損、膠合、內(nèi)外圈和保持架破損等磨損、膠合、內(nèi)外圈和保持架破損等使用維護(hù)不當(dāng)而引起的，屬于非正常失效使用維護(hù)不當(dāng)而引起的，屬于非正常失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：v一般轉(zhuǎn)速（一般轉(zhuǎn)速（10r/minnlim）的軸承）的軸承v 進(jìn)行壽命進(jìn)行壽命(額定動(dòng)載荷額定動(dòng)載荷)計(jì)算，防止疲勞點(diǎn)蝕破壞計(jì)算，防止疲勞點(diǎn)蝕破壞v轉(zhuǎn)速極低（轉(zhuǎn)速極低（n1r/min）或僅作緩慢擺動(dòng)的軸承）或僅作緩慢擺動(dòng)的軸承 v 按靜強(qiáng)度按靜

30、強(qiáng)度(額定靜載荷額定靜載荷)計(jì)算，防止塑性變形計(jì)算，防止塑性變形二、軸承壽命計(jì)算二、軸承壽命計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承1 基本概念2 壽命計(jì)算3 當(dāng)量動(dòng)載荷 P 的計(jì)算4 向心角接觸軸承軸向載荷 Fa 的計(jì)算5 推力球軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷v針對(duì)失效形式：疲勞點(diǎn)蝕針對(duì)失效形式：疲勞點(diǎn)蝕1 基本概念基本概念壽命壽命v軸承壽命：軸承壽命：( 106 r 或或 h )v軸承中任一元件出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕前，所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)或總工作小時(shí)數(shù)軸承中任一元件出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕前，所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)或總工作小時(shí)數(shù)v基本額定壽命：基本額定壽命：用用 L10 表示表示v一批相同的軸承，在相同的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中一批相同的軸承，在相同的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)

31、，其中90的軸承不發(fā)生疲勞點(diǎn)的軸承不發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕前所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)或總工作小時(shí)數(shù)蝕前所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)或總工作小時(shí)數(shù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v寓意：寓意：v一批軸承中有一批軸承中有90的壽命將比其基本額定壽命長的壽命將比其基本額定壽命長v一個(gè)軸承在基本額定壽命期內(nèi)正常工作的概率有一個(gè)軸承在基本額定壽命期內(nèi)正常工作的概率有90，失效率為，失效率為10v注意：注意：額定壽命隨運(yùn)轉(zhuǎn)條件而變化額定壽命隨運(yùn)轉(zhuǎn)條件而變化v比如：外載荷增大，額定壽命降低比如：外載荷增大，額定壽命降低v因此，基本額定壽命并不能直接反映軸承的承載能力因此，基本額定壽命并不能直接反映軸承的承載能力9010完好完好基本額定動(dòng)載荷基本額定動(dòng)載荷

32、v定義：定義：v規(guī)定軸承在規(guī)定軸承在 基本額定壽命基本額定壽命L10 為為 106 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 時(shí)，所能承受的最大時(shí)，所能承受的最大載荷，用載荷，用 C 表示表示v即：在即：在C 的作用下，運(yùn)轉(zhuǎn)的作用下，運(yùn)轉(zhuǎn) 106 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 時(shí)，有時(shí)，有10的軸承出現(xiàn)點(diǎn)的軸承出現(xiàn)點(diǎn)蝕，蝕，90的軸承完好的軸承完好機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v對(duì)于具體軸承，對(duì)于具體軸承，C 為定值，按手冊(cè)查取為定值，按手冊(cè)查取v對(duì)向心軸承對(duì)向心軸承(0 45 )，C為純徑向載荷為純徑向載荷Crv對(duì)推力軸承對(duì)推力軸承(45 FS2v軸向合力向右，軸有向右移動(dòng)的趨勢(shì)，但外圈被固定，軸向合力向右，軸有向右移動(dòng)的趨勢(shì)，但外圈被固定，v右軸承被壓緊，會(huì)產(chǎn)

33、生反力右軸承被壓緊，會(huì)產(chǎn)生反力FS2，使軸向力平衡，使得，使軸向力平衡，使得:FRFr1Fr2FS1FS2FA合力合力FS2221SSASFFFF222SSaFFF 右軸承被壓緊右軸承被壓緊, 軸向力軸向力左軸承被放松左軸承被放松, 軸向力軸向力11SaFF ASFF1FRFr1Fr2FS1FS2FA軸承正裝時(shí)：軸承正裝時(shí)：v圓錐滾子軸承的簡圖如下（將內(nèi)圈與軸視為一體）：圓錐滾子軸承的簡圖如下（將內(nèi)圈與軸視為一體）：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v若若 FS1 + FA 軸瓦硬度軸瓦硬度 輕載，低速輕載，低速一、潤滑劑二、潤滑裝置機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軸承一、潤滑劑一、潤滑劑機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v潤滑油：潤滑油：液體

34、，用途最廣泛液體，用途最廣泛v潤滑脂：潤滑脂：半固體，潤滑油稠化劑，一般用于中低速半固體，潤滑油稠化劑，一般用于中低速v固體潤滑劑：固體潤滑劑：主要用作油、脂的添加劑，也可單獨(dú)使用，主要用作油、脂的添加劑，也可單獨(dú)使用，如如C, MoS2, PTFE(聚四氟乙烯聚四氟乙烯)等等v作用：作用：減少摩擦損失、減輕工作表面的磨損、冷卻、吸振等減少摩擦損失、減輕工作表面的磨損、冷卻、吸振等v常用潤滑劑：常用潤滑劑：潤滑油、潤滑脂、固體潤滑劑潤滑油、潤滑脂、固體潤滑劑 潤滑油的性能指標(biāo)及選擇潤滑油的性能指標(biāo)及選擇性能指標(biāo)：性能指標(biāo)：v粘度粘度液體流動(dòng)時(shí)，每薄層相互間的阻抗剪力，它是液體流液體流動(dòng)時(shí)，每薄

35、層相互間的阻抗剪力，它是液體流動(dòng)時(shí)內(nèi)部摩擦阻力的度量動(dòng)時(shí)內(nèi)部摩擦阻力的度量v是最重要的性能指標(biāo)，也是選擇潤滑油的主要依據(jù)是最重要的性能指標(biāo)，也是選擇潤滑油的主要依據(jù)v油性油性也稱潤滑性，表征油中的極性分子對(duì)金屬表面的吸附也稱潤滑性，表征油中的極性分子對(duì)金屬表面的吸附性能。油性好則摩擦系數(shù)小性能。油性好則摩擦系數(shù)小v凝點(diǎn)凝點(diǎn)反映潤滑油的低溫工作性能反映潤滑油的低溫工作性能v閃點(diǎn)閃點(diǎn)反映潤滑油的高溫工作性能反映潤滑油的高溫工作性能機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承潤滑油的選擇原則：潤滑油的選擇原則：v壓力大或在沖擊、變載條件下工作，應(yīng)選粘度高的油壓力大或在沖擊、變載條件下工作，應(yīng)選粘度高的油v速度高時(shí)，應(yīng)選粘度低

36、的油，以減少摩擦損失速度高時(shí)，應(yīng)選粘度低的油，以減少摩擦損失v工作溫度高時(shí)，應(yīng)選粘度高的油，因粘度會(huì)隨溫度升高而下降工作溫度高時(shí)，應(yīng)選粘度高的油，因粘度會(huì)隨溫度升高而下降潤滑脂的性能指標(biāo)及選擇潤滑脂的性能指標(biāo)及選擇性能指標(biāo)：性能指標(biāo)：v針入度針入度(稠度稠度)表征潤滑脂的稀稠度，類似于油的粘度表征潤滑脂的稀稠度，類似于油的粘度v用一特制重用一特制重1.5N錐形針在錐形針在25C恒溫下恒溫下5s內(nèi)刺入潤滑脂內(nèi)內(nèi)刺入潤滑脂內(nèi)的深度。標(biāo)志潤滑脂內(nèi)阻力的大小和受力后流動(dòng)性的強(qiáng)弱的深度。標(biāo)志潤滑脂內(nèi)阻力的大小和受力后流動(dòng)性的強(qiáng)弱v滴點(diǎn)滴點(diǎn)溫度升高時(shí)，潤滑脂第一滴掉下時(shí)的溫度，表征溫度升高時(shí)，潤滑脂第一滴掉下時(shí)的溫度，表征潤滑脂耐高溫的性能潤滑脂耐高溫的性能v耐水性耐水性潤滑脂與水接觸時(shí)，其特性的保持程度潤滑脂與水接觸時(shí)，其特性的保持程