機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)13章

1、v概述v滑動軸承v滾動軸承本章特點(diǎn)：本章特點(diǎn)：v液體潤滑徑向滑動軸承的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)方法與其它零液體潤滑徑向滑動軸承的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)方法與其它零部件有本質(zhì)的區(qū)別，驗(yàn)算的項(xiàng)目也相隨有所差異部件有本質(zhì)的區(qū)別，驗(yàn)算的項(xiàng)目也相隨有所差異v滾動軸承是一個多種元件的組合體滾動軸承是一個多種元件的組合體( (部件部件) )的標(biāo)準(zhǔn)件，而的標(biāo)準(zhǔn)件，而且是用試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)的方法按且是用試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)的方法按9090的可靠度來規(guī)定它的基的可靠度來規(guī)定它的基本額定動載荷的，因而在計(jì)算理論和方法上都與其它零本額定動載荷的，因而在計(jì)算理論和方法上都與其它零部件有著較大的區(qū)別部件有著較大的區(qū)別機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軸承機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軸承箱體箱

2、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)動零件的部件支持軸或軸上轉(zhuǎn)動零件的部件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：滑動軸承、滾動軸承滑動軸承、滾動軸承13-1 滑動軸承概述13-2 滑動軸承的結(jié)構(gòu)13-3 滑動軸承的材料13-4 潤滑劑和潤滑裝置13-5 非全液體摩擦滑動軸承的計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軸承v基本要求基本要求: :v了解滑動軸承的特點(diǎn)、應(yīng)用場合了解滑動軸

3、承的特點(diǎn)、應(yīng)用場合v了解滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)、軸瓦材料及其選用原則了解滑動軸承的典型結(jié)構(gòu)、軸瓦材料及其選用原則v了解常用潤滑劑及潤滑裝置了解常用潤滑劑及潤滑裝置v掌握不完全液體潤滑滑動軸承的設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方法掌握不完全液體潤滑滑動軸承的設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方法v主要特點(diǎn)：主要特點(diǎn)：工作平穩(wěn)，無噪聲；液體潤滑時摩擦損失小工作平穩(wěn)，無噪聲；液體潤滑時摩擦損失小v應(yīng)用情況：應(yīng)用情況：工作轉(zhuǎn)速特高的軸承；要求對軸的支承位置特別精確的軸工作轉(zhuǎn)速特高的軸承；要求對軸的支承位置特別精確的軸承；特重型軸承；大沖擊和振動載荷的軸承；剖分式軸承；徑向尺寸承；特重型軸承；大沖擊和振動載荷的軸承；剖分式軸承；徑向尺寸小的軸承

4、；特殊工況下小的軸承；特殊工況下v滑動軸承中的摩擦按潤滑油存在方式分：滑動軸承中的摩擦按潤滑油存在方式分：干摩擦、邊界摩擦、液體摩干摩擦、邊界摩擦、液體摩擦、混合摩擦擦、混合摩擦(非液體摩擦非液體摩擦)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軸承機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v向心滑動軸承向心滑動軸承 推力滑動軸承推力滑動軸承v滑動軸承組成：滑動軸承組成：軸承體、軸瓦及軸承襯、潤滑與密封裝置軸承體、軸瓦及軸承襯、潤滑與密封裝置v滑動軸承分類：滑動軸承分類：v向心滑動軸承向心滑動軸承 整體式、剖分式、自動調(diào)心式整體式、剖分式、自動調(diào)心式v推力滑動軸承推力滑動軸承整體式向心滑動軸承整體式向心滑動軸承機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承軸承座軸承座整體軸套

5、整體軸套油孔油孔螺紋孔螺紋孔v結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：軸承座、軸套（整體）軸承座、軸套（整體）v 軸承座設(shè)有安裝潤滑油杯的螺紋孔軸承座設(shè)有安裝潤滑油杯的螺紋孔v 軸套上開有油孔，內(nèi)表面開有油槽軸套上開有油孔，內(nèi)表面開有油槽v特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，成本低結(jié)構(gòu)簡單，成本低v 但裝拆不便，無法調(diào)整但裝拆不便，無法調(diào)整v應(yīng)用：應(yīng)用：低速、輕載或間歇性工作的機(jī)器低速、輕載或間歇性工作的機(jī)器剖分式向心滑動軸承剖分式向心滑動軸承機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承軸承座軸承座軸承蓋軸承蓋雙頭螺柱雙頭螺柱油孔油孔油槽油槽剖分式軸瓦剖分式軸瓦v結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：軸承座、軸承蓋、剖分式軸瓦、螺柱軸承座、軸承蓋、剖分式軸瓦、螺柱v特點(diǎn)：特點(diǎn)：剖分面作

6、成階梯狀，且垂直載荷方向剖分面作成階梯狀，且垂直載荷方向v 正剖、斜剖，裝拆方便，常在軸瓦表面粘附軸承襯正剖、斜剖，裝拆方便，常在軸瓦表面粘附軸承襯v 磨損后可調(diào)整間隙，結(jié)構(gòu)復(fù)雜磨損后可調(diào)整間隙，結(jié)構(gòu)復(fù)雜v應(yīng)用：應(yīng)用：常用常用自動調(diào)心式向心滑動軸承自動調(diào)心式向心滑動軸承機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v應(yīng)用：應(yīng)用：v用于支承撓度較大或多支點(diǎn)的長軸用于支承撓度較大或多支點(diǎn)的長軸v結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：軸瓦瓦背制成凸球面軸瓦瓦背制成凸球面v 其支承面制成凹球面其支承面制成凹球面v特點(diǎn)：特點(diǎn)：軸瓦能擺動，適應(yīng)軸的變形軸瓦能擺動，適應(yīng)軸的變形推力滑動軸承推力滑動軸承機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v分類：分類：空心式、單環(huán)式、多環(huán)式空心式

7、、單環(huán)式、多環(huán)式v軸上的軸向力應(yīng)采用推力軸承來承受軸上的軸向力應(yīng)采用推力軸承來承受v止推面：軸端面、軸中段做凸肩或裝上止推面：軸端面、軸中段做凸肩或裝上推力圓盤推力圓盤機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v軸瓦或軸承襯：軸瓦或軸承襯：軸頸應(yīng)比軸瓦耐磨軸頸應(yīng)比軸瓦耐磨v對材料性能的要求對材料性能的要求:v良好的減摩性、耐磨性和抗咬粘性良好的減摩性、耐磨性和抗咬粘性v良好的摩擦順應(yīng)性、嵌入性和磨合性良好的摩擦順應(yīng)性、嵌入性和磨合性v足夠的強(qiáng)度和抗腐蝕能力足夠的強(qiáng)度和抗腐蝕能力v良好的導(dǎo)熱性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性等良好的導(dǎo)熱性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性等v常用材料：常用材料：v金屬：青銅、軸承合金、粉末冶金、灰鑄鐵等金屬：青銅、軸承

8、合金、粉末冶金、灰鑄鐵等v非金屬：工程塑料、硬木、橡膠、聚四氟乙烯非金屬：工程塑料、硬木、橡膠、聚四氟乙烯v軸承蓋、軸承座：軸承蓋、軸承座：灰鑄鐵，鑄鋼灰鑄鐵，鑄鋼v軸頸：軸頸：鋼鋼常用材料性能比較常用材料性能比較機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承材料材料組成組成性能特點(diǎn)性能特點(diǎn)應(yīng)用應(yīng)用軸承合金軸承合金(巴氏合金巴氏合金)Sn,Pb,Sb合金合金耐磨，磨合，導(dǎo)熱耐磨，磨合，導(dǎo)熱性，油吸附性好性，油吸附性好強(qiáng)度小，價格貴強(qiáng)度小，價格貴重載，中高速重載，中高速青銅青銅Cu+Sn,Pb, Al較硬較硬,強(qiáng)度高強(qiáng)度高,耐磨耐磨磨合性差磨合性差重載，中速重載，中速粉末冶金粉末冶金Fe+石墨石墨Cu+石墨石墨含油軸承含油

9、軸承韌性低韌性低平穩(wěn)載荷，無平穩(wěn)載荷，無沖擊，中低速沖擊，中低速鑄鐵鑄鐵HT、KT軸頸硬度軸頸硬度軸瓦硬度軸瓦硬度 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，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

10、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粘度粘度液體流動時，每薄層相互間的阻抗剪力，它是液體流液體流動時，每薄層相互間的阻抗剪力，它是液體流動時內(nèi)部摩擦阻力的度量動時內(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金屬表面的吸附也稱潤滑性，表征油中的極性分子對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

11、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，應(yīng)選粘度低的油，以減少摩擦損失速度高時，應(yīng)選粘度低的油，以減少摩擦損失v工作溫度高時，應(yīng)選粘度高的油，因粘度會隨溫度升高而下降工作溫度高時，應(yīng)選粘度高的油，因粘度會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

12、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性的強(qiáng)弱v滴點(diǎn)滴點(diǎn)溫度升高時，潤滑脂第一滴掉下時的溫度，表征溫度升高時，潤滑脂第一滴掉下時的溫度，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，其特性的保持程度潤滑脂與水接觸時，其特性的保持程度機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承潤滑脂的選擇原則：潤滑脂的選擇原則：v壓力大、速度低壓力大、速度低小針入度，反之選針入度大的小針入度，反之選針入度大的v潤滑脂的滴點(diǎn)應(yīng)高于軸承工作溫度潤滑脂的滴點(diǎn)應(yīng)高于軸承工作溫度2030，以免流失，以免流失v在

13、有水或潮濕場合，應(yīng)選防水性的潤滑脂在有水或潮濕場合，應(yīng)選防水性的潤滑脂二、潤滑裝置二、潤滑裝置機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v潤滑油潤滑裝置：潤滑油潤滑裝置：油孔、芯捻或線紗油杯、針閥滴油杯、油孔、芯捻或線紗油杯、針閥滴油杯、油杯、飛濺潤滑、壓力潤滑油杯、飛濺潤滑、壓力潤滑v潤滑脂潤滑裝置：潤滑脂潤滑裝置：旋轉(zhuǎn)油杯、壓注油嘴旋轉(zhuǎn)油杯、壓注油嘴v油槽結(jié)構(gòu)：油槽結(jié)構(gòu)：潤滑油潤滑裝置潤滑油潤滑裝置v油孔油孔v芯捻或線紗油杯芯捻或線紗油杯v針閥滴油杯針閥滴油杯v油環(huán)油環(huán)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v飛濺潤滑飛濺潤滑v壓力潤滑壓力潤滑v工作條件：工作條件：邊界膜不破壞、粗糙表面內(nèi)有流體潤滑存在邊界膜不破壞、粗糙表面內(nèi)有流體潤

14、滑存在失效形式：失效形式：v磨損磨損導(dǎo)致軸承配合間隙加大，影響軸的旋轉(zhuǎn)精度，甚至使導(dǎo)致軸承配合間隙加大，影響軸的旋轉(zhuǎn)精度，甚至使軸承不能正常工作軸承不能正常工作v膠合膠合高速重載且潤滑不良時，摩擦加劇，發(fā)熱多，使軸承高速重載且潤滑不良時，摩擦加劇，發(fā)熱多，使軸承上較軟的金屬粘焊在軸頸表面而出現(xiàn)膠合上較軟的金屬粘焊在軸頸表面而出現(xiàn)膠合設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：v維持邊界膜不遭破壞維持邊界膜不遭破壞v主要進(jìn)行壓強(qiáng)主要進(jìn)行壓強(qiáng)p、壓強(qiáng)與速度乘積、壓強(qiáng)與速度乘積 pv 的驗(yàn)算的驗(yàn)算機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軸承一、向心軸承的計(jì)算二、推力軸承的計(jì)算三、設(shè)計(jì)步驟一、向心軸承的計(jì)算一、向心軸承的計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承2 壓強(qiáng)和

15、速度乘積壓強(qiáng)和速度乘積pv的驗(yàn)算的驗(yàn)算v限制溫升防止油膜破裂，防止膠合破壞限制溫升防止油膜破裂，防止膠合破壞1 壓強(qiáng)壓強(qiáng)p驗(yàn)算驗(yàn)算v限制壓力防止油膜破裂，防止軸瓦過度磨損限制壓力防止油膜破裂，防止軸瓦過度磨損bdF許用壓強(qiáng)許用壓強(qiáng)p查表查表13-1許用許用pv值值查表查表13-1二、推力軸承的計(jì)算二、推力軸承的計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承2 壓強(qiáng)和速度乘積壓強(qiáng)和速度乘積pv的驗(yàn)算的驗(yàn)算v限制溫升防止油膜破裂，防止膠合破壞限制溫升防止油膜破裂，防止膠合破壞1 壓強(qiáng)壓強(qiáng)p驗(yàn)算驗(yàn)算v限制壓力防止油膜破裂，防止軸瓦過度磨損限制壓力防止油膜破裂，防止軸瓦過度磨損許用壓強(qiáng)許用壓強(qiáng)p查表查表13-4許用許用pv值

16、值查表查表13-4d0Fn平均速度平均速度三、設(shè)計(jì)步驟三、設(shè)計(jì)步驟機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承選擇軸瓦材料選擇軸瓦材料確定軸承結(jié)構(gòu)形式確定軸承結(jié)構(gòu)形式確定軸承寬度確定軸承寬度b和直徑和直徑d驗(yàn)算驗(yàn)算p、pv選擇軸承的配合選擇軸承的配合選擇潤滑劑與潤滑裝置選擇潤滑劑與潤滑裝置13-6 滾動軸承概述13-7 滾動軸承的結(jié)構(gòu)和類型13-8 滾動軸承的代號13-9 滾動軸承的失效形式及選擇計(jì)算13-10 滾動軸承的組合設(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熟悉滾動軸承的代號、正確地選擇熟悉滾動軸承的代號、正確地選擇滾動軸承的類型滾動軸承的類型v掌握滾動軸承的壽命計(jì)算掌握滾動軸承的壽命計(jì)算v正確進(jìn)行滾動軸

17、承組合設(shè)計(jì)正確進(jìn)行滾動軸承組合設(shè)計(jì)v難點(diǎn)：難點(diǎn)：向心推力軸承向心推力軸承(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機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軸承 滾動軸承是依靠主要元件間的滾動接觸來支承轉(zhuǎn)動零件，滾動軸承是依靠主要元件間的滾動接觸來支承轉(zhuǎn)動零件，具有摩擦阻力小、起動容易、效率高等優(yōu)點(diǎn)，因而在各種具有摩擦阻力小、起動容易、效率高等優(yōu)點(diǎn)，因而在各種機(jī)械中得到廣泛的應(yīng)用。滾動軸承已標(biāo)準(zhǔn)化，機(jī)械中得到廣泛的應(yīng)用。滾動軸承已標(biāo)準(zhǔn)化，由專業(yè)軸承由專業(yè)軸承廠集中生產(chǎn)；廠集中生產(chǎn)； 在一般機(jī)械設(shè)計(jì)中，只需格局具體工作條件正確地選擇軸在一般機(jī)械設(shè)計(jì)中，只需格局具體工作條件正確地選擇軸承的

18、類型和尺寸，并進(jìn)行軸承組合設(shè)計(jì)承的類型和尺寸，并進(jìn)行軸承組合設(shè)計(jì)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, 起動靈敏，起動靈敏，f0.05, h= 0.980.995 v可同時承受徑向和軸向載荷，簡化了支承結(jié)構(gòu)可同時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, 價格低價格低v抗沖擊能力差抗沖擊能力差, 高速時出現(xiàn)噪音高速時出現(xiàn)噪音v壽命也比不上液體潤滑的滑動軸承壽命也比不上液體潤滑的滑動軸承v徑向尺寸大徑向尺

19、寸大一、結(jié)構(gòu)及尺寸二、材料三、分類四、類型及特點(diǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軸承外圈外圈內(nèi)圈內(nèi)圈滾動體滾動體保持架保持架一、結(jié)構(gòu)及尺寸一、結(jié)構(gòu)及尺寸機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v組成：組成：內(nèi)圈、外圈、滾動體（球軸承、滾子軸承）、內(nèi)圈、外圈、滾動體（球軸承、滾子軸承）、保持架保持架外圈外圈內(nèi)圈內(nèi)圈滾動體滾動體保持架保持架一、結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v外圈：外圈：裝在軸承座孔內(nèi)，一般不轉(zhuǎn)動；裝在軸承座孔內(nèi)，一般不轉(zhuǎn)動；v內(nèi)圈：內(nèi)圈：裝在軸徑上，隨軸轉(zhuǎn)動；裝在軸徑上，隨軸轉(zhuǎn)動；v保持架：保持架：將滾動體均勻的隔開，避免摩擦；將滾動體均勻的隔開，避免摩擦；v滾動體：滾動體：滾動軸承的核心元件。滾動軸承的核心元件。一、結(jié)

20、構(gòu)及尺寸一、結(jié)構(gòu)及尺寸二、材料二、材料機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v保持架：保持架：避免滾動體直接接觸，減少發(fā)熱和磨損避免滾動體直接接觸，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、滾動體：內(nèi)圈、外圈、滾動體：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 按滾動體形狀分2 按受載方向分1 按滾動體形狀分按滾動體形狀分機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承按滾動體形狀分：按滾動體形狀分：v球軸承、滾子軸承球軸承、滾子軸承1 按滾動體形狀分按

21、滾動體形狀分機(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、球軸承、圓柱滾子軸承、v滾針軸承、圓錐滾子軸承、球面滾子軸承滾針軸承、圓錐滾子軸承、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) 軸承滾動體與套圈接觸處滾動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 ，反，反映軸承承受軸向載荷映軸承承受軸向載荷的能力。的能力。 接觸角接觸角是滾動軸承的一個是滾動軸承的一個重要參數(shù)，滾動軸承的分重要參數(shù)，滾動軸承的分類以及受力分析與接觸角類以及受力分析與接觸角有關(guān)。公稱接觸角越大，有關(guān)。公

22、稱接觸角越大，軸承承受軸向載荷能力也軸承承受軸向載荷能力也越大。越大。 徑向平面：垂直于軸線的平面。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v向心軸承向心軸承: =0v向心推力軸承：向心推力軸承： 0 90向心角接觸軸承向心角接觸軸承: 0 45推力角接觸軸承推力角接觸軸承: 45 90 v推力軸承推力軸承: =90注意：注意：v在徑向載荷作用下產(chǎn)生內(nèi)部軸向力在徑向載荷作用下產(chǎn)生內(nèi)部軸向力Fd，其方向是使內(nèi)外圈分離，所以，其方向是使內(nèi)外圈分離，所以要成對使用要成對使用v內(nèi)部軸向力內(nèi)部軸向力Fd的大小與的大小與 有關(guān)有關(guān)2 按受載方向分

23、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、價廉最高、價廉, 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

24、, 徑向尺寸小徑向尺寸小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類類主要承受徑向載荷，也能承主要承受徑向載荷，也能承受少量的雙向軸向載荷，調(diào)心性能最好受少量的雙向軸向載荷，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 90)角接觸球軸承角接觸球軸承:類，類， 15、25、40v受力類型：

25、受力類型：Fr, 單向單向Fa，成對使用成對使用機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承圓錐滾子軸承：圓錐滾子軸承：3類類v受力類型：受力類型：能承受較大的徑向載荷能承受較大的徑向載荷Fr, 和單向軸向載荷和單向軸向載荷Fav內(nèi)外圈可分離，要求成對使用內(nèi)外圈可分離，要求成對使用3 向心推力軸承向心推力軸承 (0 90)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承3 向心推力軸承向心推力軸承 (0 90)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承3 向心推力軸承向心推力軸承 (0 90)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承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滾動軸承為標(biāo)準(zhǔn)件：滾動軸承為標(biāo)準(zhǔn)件：GB/T 272-1993機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軸承v

26、舊標(biāo)準(zhǔn)代號舊標(biāo)準(zhǔn)代號 舉例舉例前置代號前置代號 基基 本本 代代 號號 后置代號后置代號 尺寸系列尺寸系列代代 號號 分分部部件件代代號號 類類型型代代號號內(nèi)內(nèi)徑徑代代號號直徑直徑系列系列代號代號 寬度寬度系列系列代號代號 內(nèi)內(nèi)部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)代代號號 密密封封與與防防塵塵代代號號 公公差差等等級級代代號號 。 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2 尺寸系列代號3 類型代號基本代號基本代號機(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，是軸承代號表示軸承的基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸，是軸承代號的的基礎(chǔ)的的基礎(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

27、、直徑系列、寬度系列、類型1 內(nèi)徑尺寸代號內(nèi)徑尺寸代號v右起第右起第1、2位數(shù)字位數(shù)字v內(nèi)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對于內(nèi)徑對于內(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之間用系列代號之間用“/”分開分開2 尺寸系列代號尺寸系列代號v直徑系列代號、寬度系列代號直徑系列代號、寬度系列代號v直徑系列代號：直徑系列代號：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

28、同、內(nèi)徑相同的軸承使用不同直徑的滾動體，在外使用不同直徑的滾動體，在外徑和寬度方面的變化系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：寬度系列代號：第四位數(shù)第四位數(shù)字，常與直徑系列代號同字，常與直徑系列代號同時使用時使用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 類型代號類型代號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代號為代號為0（雙列角接觸球軸承），則省略（雙列角接觸

29、球軸承），則省略機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v具體見表具體見表13-6代號代號軸承類型軸承類型舊代號舊代號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常用的幾類滾動軸承，一般無前置代號常用的幾類滾動軸承，一般無前置代號前置代號前置代號機(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公差等級公差等級(精度精度)代號：代號：v0 、6x 、6、5、4、2六級精度，逐漸增高六級精度，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

30、號：內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號：v如：如：C =15、AC =25、B =40 軸承徑向游隙系列代號：軸承徑向游隙系列代號：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，可省略后置代號后置代號機(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等材料及公差等級等v內(nèi)徑尺寸代號內(nèi)徑尺寸代號v外徑系列代號外徑系列代號v類型代號類型代號v結(jié)構(gòu)特點(diǎn)代號結(jié)構(gòu)特點(diǎn)代號v寬度系列代號寬度系列代號v精度代號精度代

31、號滾動軸承代號滾動軸承代號: :舊標(biāo)準(zhǔn)舊標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承 X XX X X XX了解了解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d=25mm0級精度級精度(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級精度級精度接觸角接觸角15 直徑直徑55mm正常寬度、輕系列正常

32、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)軸承設(shè)計(jì)軸承的基本方法：設(shè)計(jì)軸承的基本方法：v由工作條件定軸承類型由工作條件定軸承類型v結(jié)構(gòu)定軸承直徑結(jié)構(gòu)定軸承直徑v初選型號初選型號 C、C0v驗(yàn)算壽命：驗(yàn)算壽命： 計(jì)算軸承載荷計(jì)算軸承載荷查查e、X、Y 計(jì)算計(jì)算P計(jì)算計(jì)算Lh分析軸承是否合格分析軸承是否合格一、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，滾動體最主要的失效形式，滾動體表面、套圈滾道都可能發(fā)生點(diǎn)蝕表面、套圈滾道都可能發(fā)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

33、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：保證軸承在預(yù)定期限內(nèi)可靠工作。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：保證軸承在預(yù)定期限內(nèi)可靠工作。v一般轉(zhuǎn)速的軸承一般轉(zhuǎn)速的軸承v 進(jìn)行壽命進(jìn)行壽命(額定動載荷額定動載荷)計(jì)算，防止計(jì)算，防止疲勞疲勞點(diǎn)蝕破壞點(diǎn)蝕破壞v轉(zhuǎn)速極低或僅作緩慢擺動的軸承轉(zhuǎn)速極低或僅作緩慢擺動的軸承 v 按靜強(qiáng)度按靜強(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

34、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)量動載荷v針對失效形式：疲勞針對失效形式：疲勞點(diǎn)蝕點(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)，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

35、的總轉(zhuǎn)數(shù)或總工作小時數(shù)蝕前所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)或總工作小時數(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一個軸承在基本額定壽命期內(nèi)正常工作的概率有一個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完好完好基本額定基本額定動載荷動載荷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

36、定壽命L10 為為 106 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 時，所能承受的最大時，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，有時，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對于具體軸承，對于具體軸承，C 為定值，按手冊查取為定值，按手冊查取v對向心軸承對向心軸承(0 45 )，C為純徑向載荷為純徑向載荷Crv對推力軸承對推力軸承(45 FS2v軸向合力向右，軸有向右移動的趨勢，但外圈被固定，軸向合力向右，軸有向右移動的趨勢，但外圈被固定，v左軸承放松，左軸承放松，右軸承被壓緊，會產(chǎn)生反力右軸承被壓緊，會產(chǎn)生反力F

37、S2，使軸向力，使軸向力平衡，得平衡，得:FRFr1Fr2FS1FS2Fa合力合力FS2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FRFr1Fr2FS1FS2Fa軸承正裝時：軸承正裝時：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 FS2v軸向合力向右，軸有向左移動的趨勢，但外圈被固定，軸向合力向右，軸有向左移動的趨勢，但外圈被固定，v左軸承被壓緊，會產(chǎn)生反力左軸承被壓緊，會產(chǎn)生反力FS1，使軸向力平衡，使得，使軸向力平衡，使得:合力合力FS1左軸承被壓緊左軸承被壓

38、緊, 軸向力軸向力右軸承被放松右軸承被放松, 軸向力軸向力結(jié)論：結(jié)論：v軸承軸承反反裝時裝時，可得到與正裝同樣的結(jié)論，可得到與正裝同樣的結(jié)論v結(jié)論總結(jié)如下：結(jié)論總結(jié)如下：v根據(jù)根據(jù)排列方式排列方式判明派生軸向力判明派生軸向力 FS1、FS2 的方向的方向v判明軸向合力判明軸向合力（外載荷和內(nèi)部軸向力）（外載荷和內(nèi)部軸向力）指向及軸可能移動的指向及軸可能移動的方向，分析哪端軸承被方向，分析哪端軸承被“壓緊壓緊”，哪端軸承被，哪端軸承被“放松放松”v“放松放松”端的軸向載荷等于端的軸向載荷等于自身的內(nèi)部軸向力自身的內(nèi)部軸向力v“壓緊壓緊”端的軸向載荷等于端的軸向載荷等于除去自身派生軸向力后除去自身

39、派生軸向力后其它軸向其它軸向力的代數(shù)和力的代數(shù)和機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v對于能承受少量軸向力而對于能承受少量軸向力而=0 的向心軸承的向心軸承(如深溝球軸承如深溝球軸承)：FaFr1Fr2因?yàn)椋阂驗(yàn)椋?0 ,FS10 ，F(xiàn)S2 0所以：所以：F合力合力Fa圖中：圖中：Fa10Fa2Fa5 推力球軸承的當(dāng)量動載荷推力球軸承的當(dāng)量動載荷v對推力球軸承，不能承受徑向力，只能承受軸向力，則：對推力球軸承，不能承受徑向力，只能承受軸向力，則：機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承6 例題例題機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v一工程機(jī)械傳動裝置中的軸，根據(jù)工作條件決定采用一對角接觸球軸承支承，型號暫定為7208AC。已知軸承載荷Fr1=100

40、0N, Fr2=2060N, FA=800N,轉(zhuǎn)速n=5000r/min，運(yùn)轉(zhuǎn)中受中等沖擊，預(yù)期壽命為2000h，問所選軸承型號是否恰當(dāng)？FA6 例題例題機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v一工程機(jī)械傳動裝置中的軸，根據(jù)工作條件決定采用一對角接觸球軸承支承，型號暫定為7208AC。已知軸承載荷Fr1=1000N, Fr2=2060N, FA=800N,轉(zhuǎn)速n=5000r/min，運(yùn)轉(zhuǎn)中受中等沖擊，預(yù)期壽命為2000h，問所選軸承型號是否恰當(dāng)？FAv思路：v1.v2.v3.v4.NnLPCCCCCCCChe61060=而可查表，合適不合適，的大?。颗c判斷6 例題例題機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v一工程機(jī)械傳動裝置中的軸，

41、根據(jù)工作條件決定采用一對角接觸球軸承支承，型號暫定為7208AC。已知軸承載荷Fr1=1000N, Fr2=2060N, FA=800N,轉(zhuǎn)速n=5000r/min，運(yùn)轉(zhuǎn)中受中等沖擊，預(yù)期壽命為2000h，問所選軸承型號是否恰當(dāng)？FA三、軸承靜載荷計(jì)算三、軸承靜載荷計(jì)算機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v失效形式：失效形式：過大塑性變形過大塑性變形v對象：對象：低速或受較大沖擊載荷作用的軸承低速或受較大沖擊載荷作用的軸承v目的：目的：防止軸承元件發(fā)生塑性變形防止軸承元件發(fā)生塑性變形v基本額定靜載荷基本額定靜載荷C0 ：限制塑性變形的極限載荷值，由手限制塑性變形的極限載荷值，由手冊查取冊查取v對向心軸承為對向心

42、軸承為 C0r 徑向基本額定靜載荷徑向基本額定靜載荷v對推力軸承為對推力軸承為 C0a 軸向基本額定靜載荷軸向基本額定靜載荷v徑向軸承或角接觸軸承的當(dāng)量靜載荷徑向軸承或角接觸軸承的當(dāng)量靜載荷P0: v實(shí)際選用：實(shí)際選用：v推力軸承的當(dāng)量靜載荷：推力軸承的當(dāng)量靜載荷：v靜強(qiáng)度校核公式：靜強(qiáng)度校核公式：v組合設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：組合設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：v固定、配合與裝拆、潤滑與密封固定、配合與裝拆、潤滑與密封v組合設(shè)計(jì)合理與否將影響軸系的受力、運(yùn)轉(zhuǎn)精度、組合設(shè)計(jì)合理與否將影響軸系的受力、運(yùn)轉(zhuǎn)精度、軸承壽命及機(jī)器性能軸承壽命及機(jī)器性能機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軸承一、軸承的固定二、軸承的潤滑與密封三、軸承的配合與裝拆一、軸承的固定一、軸承的固定機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承v作用：作用：v實(shí)際上是對整個軸系起固定作用，使軸系應(yīng)有確實(shí)際上是對整個軸系起固定作用，使軸系應(yīng)有確定的位置，承受軸向力，防止軸向竄動；防止溫定的位置，承受軸向力，防止軸向竄動；防止溫升后卡死；軸承游隙的調(diào)整。升后卡死；軸承游隙的調(diào)整。v常用三種固定方法：常用三種固定方法：1 兩端固定2 一端固定、一端游動3 兩端游動1 兩端固定兩端固定v這是最常見的固定方式這是最常見的固定方式v兩端的軸承各限制一個方向的軸向移動兩端的軸承各限制一個方向的軸向移動v適合于工作溫升不高