第三篇機械傳動課件

第三篇機械傳動課件1滾動軸承與滑動軸承的對照表滾動軸承與滑動軸承的對照表2第三篇機械傳動課件3第十八章滾動軸承演示第十八章滾動軸承演示4§—概述一、滾動軸承的構(gòu)造外圈、內(nèi)圈、滾動體、保持架§—概述一、滾動軸承的構(gòu)造外圈、內(nèi)圈、5滾動體的形狀二、滾動軸承的材料、內(nèi)圈、外圈和滾動體強度高，耐磨性好的鉻錳高碳剛，如，、保持架較軟的材料，如低碳鋼、銅合金、鋁合金、工程塑料等滾動體的形狀二、滾動軸承的材料、內(nèi)圈、外圈和滾動體、保持架6三、滾動軸承的特點、優(yōu)點：).摩擦小，效率高,啟動力矩小).徑向游隙小，運轉(zhuǎn)精度高).寬度小，結(jié)構(gòu)緊湊).大多可受軸向和徑向載荷，結(jié)構(gòu)簡單).消耗的潤滑劑少，便于密封，易于維護).不需要有色金屬).標(biāo)準(zhǔn)件，成本低、缺點：).承受沖擊載荷能力差).高速重載時壽命較低).振動噪音較大).徑向尺寸大滾動軸承與滑動軸承的對照表三、滾動軸承的特點、優(yōu)點：).摩擦小，效率高,啟動力矩小、7§—滾動軸承的類型與選擇一、滾動軸承的主要類型與特點接觸角：滾動軸承中套圈與滾動體接觸處的法線和垂直于軸心線的平面間的夾角稱為公稱接觸角向心軸承徑向力向心角接觸軸承推力角接觸軸承推力軸承徑向力（主要）軸向力徑向力軸向力（主要）軸向力§—滾動軸承的類型與選擇一、滾動軸承的主要類型與特點8滾子軸承——承載能力高，極限轉(zhuǎn)速低按滾動體形狀：球軸承——承載能力低，極限轉(zhuǎn)速高常用滾動軸承的類型表—滾子軸承——承載能力高，極限轉(zhuǎn)速9二、常用的標(biāo)準(zhǔn)滾動軸承深溝球軸承圓柱滾子軸承角接觸球軸承調(diào)心球軸承滾針軸承圓錐滾子軸承推力球軸承推力滾子軸承二、常用的標(biāo)準(zhǔn)滾動軸承深圓角調(diào)滾圓推推10主要承受徑向載荷，也可以同時承受不大的軸向載荷。當(dāng)量摩擦系數(shù)最小。在高轉(zhuǎn)速時，可用來承受純軸向載荷。工作中允許內(nèi)、外圈軸線偏斜量'～'，與其它類型的軸承相比，應(yīng)用最普遍，價格也最低。主要承受徑向載荷，也可以同時承受不大的軸向載荷。當(dāng)量摩擦系數(shù)11內(nèi)圈（或外圈）可以分離，故不能承受軸向載荷。滾子由內(nèi)圈（或外圈）的擋邊軸向定位，工作時允許內(nèi)、外圈有少量的軸向錯動。圓柱滾子軸承有較大的徑向承載能力，但內(nèi)外圈軸線的允許偏斜量很?。?～'），因此，此類軸承不宜承受偏載。內(nèi)圈（或外圈）可以分離，故不能承受軸向載荷。滾子由內(nèi)圈（12可以同時承受徑向載荷及軸向載荷，也可以單獨承受軸向載荷。能在較高轉(zhuǎn)速下正常工作。由于一個軸承只能承受單向的軸向力，因此,一般成對使用。承受軸向載荷的能力由接觸角α決定。接觸角大的，承受軸向載荷的能力也高，常用角接觸軸承的接觸角有：°、°和°?？梢酝瑫r承受徑向載荷及軸向載荷，也可以單獨承受軸向載荷。能在13可以同時承受徑向載荷及軸向載荷。外圈可分離，安裝時可調(diào)整軸承的游隙。一般成對使用。對于接觸角為o～o的圓錐滾子軸承(型),以承受徑向載荷為主;對于大接觸角(o～o)的圓錐滾子軸承（型）,以承受軸向載荷為主。可以同時承受徑向載荷及軸向載荷。外圈可分離，安裝時可調(diào)整軸承14外圈滾道表面是以軸承中點為中心，故能自動調(diào)心，允許內(nèi)圈（軸）對外圈（外殼）軸線有小量偏斜(＜°～°)。有少量軸向限位能力，但一般不宜承受純軸向載荷。外圈滾道表面是以軸承中點為中心，故能自動調(diào)心，允許內(nèi)圈（軸）15在同樣內(nèi)徑的條件下，與其它類型軸承相比，滾針軸承外徑最小。內(nèi)圈（或外圈）可以分離，故不能承受軸向載荷，工作時允許內(nèi)、外圈有少量的軸向錯動。有較大的徑向承載能力。在同樣內(nèi)徑的條件下，與其它類型軸承相比，滾針軸承外徑最小16只能承受軸向載荷。為了防止鋼球與滾道之間的滑動，工作時必須加一定的軸向載荷。高速時離心力大，鋼球與保持架摩擦，發(fā)熱嚴(yán)重，壽命降低，故極限轉(zhuǎn)速很低。工作時必須保持軸線與軸承座底面垂直，載荷必須與軸線重合，以保證鋼球載荷的均勻分配。該類軸承可分為單列推力球軸承和雙列推力球軸承。單列推力球軸承只能承受單方向的推力，而雙列推力球軸承可以承受雙向推力。只能承受軸向載荷。為了防止鋼球與滾道之間的滑動，工作時必須17

推力圓柱滾子軸承可以用于承受單向的軸向載荷，它比推力球軸承的軸向承載能力大得多。并且剛性大，占用軸向空間小。推力圓柱滾子軸承適用于轉(zhuǎn)速低的場合。推力圓柱滾子軸承與推力調(diào)心滾子軸承、推力圓錐滾子軸承和推力滾針軸承常統(tǒng)稱為推力滾子軸承。

18三、滾動軸承類型的選擇工作載荷、轉(zhuǎn)速、支承剛性、安裝精度）高，載荷小，旋轉(zhuǎn)精度高→球軸承低，載荷大，或沖擊載荷→滾子軸承、考慮軸承的轉(zhuǎn)速

一般來講，球軸承比滾子軸承能適應(yīng)更高的轉(zhuǎn)速，輕系列的軸承比重系列的軸承能適應(yīng)更高的轉(zhuǎn)速；此外，各類推力軸承的極限轉(zhuǎn)速很低，不易用于高轉(zhuǎn)速的情況。）要求<——極限轉(zhuǎn)速、、——較高——較低三、滾動軸承類型的選擇工作載荷、轉(zhuǎn)速、支承剛性、安裝精度19——角接觸球軸承類（較高時））同時受和均較大時——圓錐滾子軸承類（較低時）較大，較小時較大，較小時——深溝球軸承——深溝球軸承推力球軸承推力角接觸軸承）主要受→向心軸承主要受，不高時→推力軸承、考慮軸承的承受載荷情況、考慮對軸承尺寸的限制當(dāng)對軸承的徑向尺寸嚴(yán)格限制時，可選用滾針軸承；——角接觸球軸承類（較高時））同時受和均較大時——圓錐滾子軸20、便于裝拆和間隙調(diào)整——內(nèi)、外圈不分離的軸承、、兩類軸承應(yīng)成對使用，對稱安裝、旋轉(zhuǎn)精度較高時——較高的公差等級和較小的游隙、優(yōu)先考慮用普通公差等級的深溝球軸承、軸的剛性較差，軸承孔不同心——調(diào)心軸承、便于裝拆和間隙調(diào)整——內(nèi)、外圈不分離的軸承、、兩類軸承應(yīng)21前置代號（字母）基本代號（數(shù)字、字母）后置代號(字母數(shù)字)五四三二一∣軸承分部件代號∣內(nèi)徑代號∣寬度系列代號∣直徑系列代號∣類型代號∣其他代號∣公差等級代號∣特殊軸承材料代號∣保持架及材料代號∣密封與防塵代號∣內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號∣游隙代號§—滾動軸承的代號一、滾動軸承的代號前置代號基本代號（數(shù)字、字母）后置代號五四三22、基本代號（）軸承類型—深溝球軸承—圓錐滾子軸承—角接觸球軸承—調(diào)心球軸承—圓柱滾子軸承—推力球軸承基本代號右起五位（）尺寸系列基本代號右起三、四位寬度系列——右起第四位系列（正常寬度）可省略有時系列也可省略數(shù)字尺寸系列、基本代號（）軸承類型—深溝球軸承—圓錐滾子軸承—角接觸23直徑系列——右起第三位數(shù)字（）軸承的內(nèi)徑——右起一二位數(shù)字),,,時代號)時代號×())<，≥，，，時代號內(nèi)徑尺寸直徑代號內(nèi)徑代號、前置代號——表示軸承的分部件，用字母表示尺寸系列直徑系列——右起第三位數(shù)字（）軸承的內(nèi)徑——右起一24、前置代號——表示軸承的分部件，用字母表示、、、、：可分離軸承的可分離內(nèi)圈或外圈，：不帶可分離內(nèi)圈或外圈的軸承，：滾子和保持架組件，、：分別為推力圓柱滾子軸承的軸圈、座圈

、前置代號——表示軸承的分部件，用字母表示、、、、：可25、后置代號——軸承的結(jié)構(gòu)、公差、游隙及材料的特殊要求等（）內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號、、——代表角接觸球軸承的接觸角（）密封、防塵與外部形狀變化代號（）軸承的公差等級精度高————————————→低代號、、、、、公差等級—普通級可省略、后置代號——軸承的結(jié)構(gòu)、公差、游隙及材料的特殊要求等（）內(nèi)26（）軸承的徑向游隙（）保持架代號注：滾動軸承代號比較復(fù)雜，上述代號僅為最常用的、最有規(guī)律的部分。具體應(yīng)用時,若遇到看不懂的代號時,應(yīng)查閱。（）軸承的徑向游隙（）保持架代號注：滾動軸承代號比較復(fù)雜27深溝球軸承中系列內(nèi)徑,公差等級為“”級,游隙組為“”組;圓柱滾子軸承特輕系列內(nèi)徑,公差等級為級,游隙組為“”組;角接觸球軸承輕系列內(nèi)徑,公差等級為級,游隙組為“”組,公稱接觸角α°;圓錐滾子軸承輕系列內(nèi)徑正常寬度(不可省略),公差等級為級,游隙組為“”組;

深溝球軸承輕系列,內(nèi)徑,公差等級為“”級,游隙組為“”組;滾動軸承代號舉例說明：深溝球軸承中系列內(nèi)徑,公差等級為“”級,游隙組為“”組;28§—滾動軸承的受力分析、失效形式及計算準(zhǔn)則一、滾動軸承的載荷分布、受軸向載荷各滾動體平均分擔(dān)、受徑向載荷上半圈滾動體不受力下半圈滾動體受力≈——點接觸≈——線接觸§—滾動軸承的受力分析、失效形式及計算準(zhǔn)則一、滾動軸承的29、角接觸軸承同時受和（）角接觸軸承的派生軸向力≈α方向——有使內(nèi)、外圈分離的趨勢?！嘁蓪κ褂?、對稱安裝、角接觸軸承同時受和（）角接觸軸承的派生軸向力≈30三、軸承工作時軸承元件上載荷與應(yīng)力的變化滾動體——不穩(wěn)定脈動循環(huán)變應(yīng)力固定套圈——穩(wěn)定的脈動循環(huán)變應(yīng)力三、軸承工作時軸承元件上載荷與應(yīng)力的變化滾動體——不穩(wěn)定脈31四、滾動軸承的失效形式和計算準(zhǔn)則１.主要失效形式：）疲勞點蝕＿＿安裝潤滑和維護良好滾動軸承的正常失效形式是滾動體或內(nèi)外滾道上的點蝕破壞。這是在安裝、潤滑、維護良好的條件下，由于大量重復(fù)地承受變化應(yīng)力所致。除了點蝕以外，軸承還可能發(fā)生其它多種的失效形式。例如，潤滑油不足時軸承燒傷；潤滑油不清潔而使?jié)L動體和滾道過度磨損；裝配不當(dāng)而使軸承卡死、脹破內(nèi)圈、擠碎內(nèi)外圈和保持架等四、滾動軸承的失效形式和計算準(zhǔn)則１.主要失效形式：）疲32）塑性變形＿＿轉(zhuǎn)速很低或作間歇擺動）塑性變形＿＿轉(zhuǎn)速很低或作間歇擺動33）磨損與膠合潤滑不良、密封不嚴(yán)、多塵條件）磨損與膠合潤滑不良、34２.計算準(zhǔn)則：１）.一般軸承——疲勞壽命計算（針對點蝕）；靜強度計算２）.低速或擺動軸承——只進行靜強度計算３）.高速軸承——進行疲勞壽命計算、校驗極限轉(zhuǎn)速。３.基本性能參數(shù)１）.基本額定動負(fù)荷Ｃ（Ｃｒ，Ｃａ）２）.基本額定靜負(fù)荷Ｃ（Ｃ０ｒ，Ｃ０ａ）２）.極限轉(zhuǎn)速（Ｎ０）２.計算準(zhǔn)則：１）.一般軸承——疲勞壽命計算（針對點蝕）35§—滾動軸承的壽命計算滾動軸承的壽命滾動軸承的壽命是指軸承的滾動體或套圈首次出現(xiàn)點蝕之前，軸承的轉(zhuǎn)數(shù)或相應(yīng)的運轉(zhuǎn)小時數(shù)。與一般結(jié)構(gòu)的疲勞壽命一樣，滾動軸承的疲勞壽命的離散性也是相當(dāng)大§—滾動軸承的壽命計算滾動軸承的壽命滾36一、基本額定壽命和基本額定動負(fù)荷、基本額定壽命——同一批軸承在相同工作條件下工作，其中的軸承在產(chǎn)生疲勞點蝕前所能運轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)（以為單位）或一定轉(zhuǎn)速下的工作時數(shù)、基本額定動載荷依實驗與理論分析相結(jié)合而得使軸承的基本額定壽命恰好為萬（）轉(zhuǎn)時，軸承所能承受的載荷值，用字母表示。滾動軸承的基本額定動載荷是在一定的運轉(zhuǎn)條件下確定的，如載荷條件為：向心軸承僅受純徑向載荷，推力軸承僅受純軸向載荷一、基本額定壽命和基本額定動負(fù)荷、基本額定壽命——同一批37二、滾動軸承的當(dāng)量動載荷（實際載荷）．對只能承受徑向載荷的軸承（、軸承）

．同時受徑向載荷和軸向載荷的軸承．對只能承受軸向載荷的軸承（和）

軸承在許多應(yīng)用場合常常同時承受徑向載荷和軸向載荷。因此，在進行滾動軸承的壽命計算時，應(yīng)該把滾動軸承實際承受的載荷轉(zhuǎn)換為與確定基本額定動載荷的載荷條件相一致。按這一原則轉(zhuǎn)換的載荷稱為滾動軸承的當(dāng)量動載荷——徑向載荷系數(shù)——軸向載荷系數(shù)表二、滾動軸承的當(dāng)量動載荷（實際載荷）．對只能承受徑向載荷的38引入載荷系數(shù)——表

()考慮在實際應(yīng)用中會出現(xiàn)附加載荷，如沖擊力、不平衡力的作用、慣性力以及軸撓曲或軸承座變形產(chǎn)生的附加力等原因引入載荷系數(shù)——表考慮在實際應(yīng)用中會出現(xiàn)附加39三、滾動軸承的壽命計算公式載荷與壽命的關(guān)系球軸承滾子軸承——壽命指數(shù)代入一組數(shù)據(jù)求解（）或三、滾動軸承的壽命計算公式載荷與壽命的關(guān)系球軸承—40當(dāng)工作>℃時，因金屬組織硬度和潤滑條件等的變化，軸承的基本額定動載荷有所下降∴引入溫度系數(shù)軸承工作溫度／℃≤溫度系數(shù)當(dāng)、已知，預(yù)期壽命為`，則要求選取的軸承的額定動載荷為——選軸承型號和尺寸當(dāng)工作>℃時，因金屬組織硬度和潤滑條件等的變化，軸承的基本額41例:一農(nóng)用水泵，決定選用深溝球軸承，軸頸直徑，轉(zhuǎn)速，已知軸承承受的徑向載荷,外部軸向載荷，預(yù)期壽命為，載荷系數(shù).試選擇軸承的型號。例:一農(nóng)用水泵，決定選用深溝球軸承，軸頸直徑，轉(zhuǎn)速，已知軸42四、角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的軸向載荷的計算）派生軸向力大小方向)正裝（面對面）適合于傳動零件位于兩支承之間)反裝（背靠背）適合于傳動零件處于外伸端四、角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的軸向載荷的計算）派生軸向力43開始開始44開始當(dāng)軸承受徑向載荷時,軸承各產(chǎn)生徑向反力開始當(dāng)軸承受徑向載荷時,軸承各產(chǎn)生徑向反力45開始當(dāng)軸承受徑向載荷時,軸承各產(chǎn)生徑向反力同時產(chǎn)生派生軸向力開始當(dāng)軸承受徑向載荷時,軸承各產(chǎn)生徑向反力同時產(chǎn)生派生軸向46開始當(dāng)軸承受徑向載荷時,軸承各產(chǎn)生徑向反力同時產(chǎn)生派生軸向力一般≠,若<,軸向力在平均分配后達(dá)到平衡.則:開始當(dāng)軸承受徑向載荷時,軸承各產(chǎn)生徑向反力同時產(chǎn)生派生軸向47開始當(dāng)軸承受徑向載荷時,軸承各產(chǎn)生徑向反力同時產(chǎn)生派生軸向力一般≠,若<,軸向力在平均分配后達(dá)到平衡.則:軸上又受到軸向力時,以軸為平衡體左上圖＞＜開始當(dāng)軸承受徑向載荷時,軸承各產(chǎn)生徑向反力同時產(chǎn)生派生軸向48開始當(dāng)軸承受徑向載荷時,軸承各產(chǎn)生徑向反力同時產(chǎn)生派生軸向力一般≠,若<,軸向力在平均分配后達(dá)到平衡.則:軸上又受到軸向力時,以軸為平衡體左下圖＞＜開始當(dāng)軸承受徑向載荷時,軸承各產(chǎn)生徑向反力同時產(chǎn)生派生軸向49結(jié)論：——實際軸向力的計算方法）分析軸上派生軸向力和外加軸向載荷，判定被“壓緊”和“放松”的軸承。）“壓緊”端軸承的軸向力等于除本身派生軸向力外，軸上其他所有軸向力代數(shù)和。）“放松”端軸承的軸向力等于本身的派生軸向力例:某減速器軸上裝有一對軸承，已查出，判斷系數(shù)，，，軸的轉(zhuǎn)速，受力如圖，已求出兩軸承的徑向支反力，，齒輪的軸向力，載荷系數(shù)，試求軸承壽命為多少小時？結(jié)論：——實際軸向力的計算方法）分析軸上派生軸向力和外加軸向50例.圓錐滾子軸承，受力情況如圖，求其當(dāng)量動載荷各為多少?例.圓錐滾子軸承，受力情況如圖，求其當(dāng)量動載荷各為多少?51五、不穩(wěn)定載荷和轉(zhuǎn)速下的軸承壽命計算載荷和轉(zhuǎn)速變化時，根據(jù)疲勞累積假說求平均當(dāng)量轉(zhuǎn)速和平均當(dāng)量動載荷→求軸承壽命為當(dāng)量動載荷,為相應(yīng)的轉(zhuǎn)速,為每種工況下運轉(zhuǎn)時間占總運轉(zhuǎn)時間的百分比五、不穩(wěn)定載荷和轉(zhuǎn)速下的軸承壽命計算載荷和轉(zhuǎn)速變化時，根據(jù)疲52六、修正額定壽命α運轉(zhuǎn)條件壽命修正系數(shù)α特殊軸承性能壽命修正系數(shù)α為計算不同可靠度時軸承的壽命，引入的壽命修正系數(shù)六、修正額定壽命α運轉(zhuǎn)條件壽命修正系數(shù)α特殊軸承性能壽命修53§—滾動軸承的靜載荷與極限轉(zhuǎn)速一、滾動軸承的靜載荷、基本額定靜載荷:指軸承最大載荷滾動體與滾道接觸中心引起以下接觸應(yīng)力時所相當(dāng)?shù)募傧霃较蜉d荷或中心軸向載荷當(dāng)軸承轉(zhuǎn)速很低或作間歇擺動時，軸承的失效形式為塑性變形２、當(dāng)量靜載荷Ｐ０:）．α＝００的向心軸承００{（００），}）．α＝９００的推力軸承２）．α≠００的向心軸承）．α≠００的推力軸承

、按靜載選擇軸承的條件§—滾動軸承的靜載荷與極限轉(zhuǎn)速一、滾動軸承的靜載荷、54二、滾動軸承的極限轉(zhuǎn)速

軸承實際許用轉(zhuǎn)速為：滾動軸承的極限轉(zhuǎn)速：指軸承在一定工作條件下，達(dá)到所能承受最高熱平衡溫度時的轉(zhuǎn)速：載荷系數(shù)：載荷分布系數(shù)二、滾動軸承的極限轉(zhuǎn)速軸承實際許用轉(zhuǎn)速為：55§—滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計一、滾動軸承支承的結(jié)構(gòu)型式、兩端固定支承§—滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計一、滾動軸承支承的結(jié)構(gòu)型式56、類軸承在大端軸向固定、類軸承在大端軸向固定57、一端雙向固定，一端游動、一端雙向固定，一端游動58、兩端游動——人字齒輪高速主動軸低速齒輪軸必須兩端固定、兩端游動——人字齒輪高速主動軸低速齒輪軸必須兩端固定59二、滾動軸承的軸向固定內(nèi)圈與軸：）開口圓錐緊定套圓螺母和止動墊圈）軸肩）軸用彈性擋圈）軸端檔圈緊固螺釘）圓螺母止動墊圈二、滾動軸承的軸向固定內(nèi)圈與軸：）開口圓錐）軸肩）軸用彈性60外圈與座孔：）孔用彈性擋圈）軸承外圈止動槽內(nèi)嵌入止動環(huán)固定）軸承端蓋）軸承座孔凸肩）螺紋環(huán)外圈與座孔：）孔用彈性擋圈）軸承外圈止動槽）軸承端蓋）軸承座61）軸承套環(huán)）軸承套環(huán)62三、支承的剛度和座孔的同心度提高支承剛度的措施：）增加軸承座孔的壁厚）減小軸承支點相對于箱體孔壁的懸臂）采用加強筋加強支承部位的剛性三、支承的剛度和座孔的同心度提高支承剛度的措施：）增加軸承63保證軸上兩個支承的座孔的同心度的方法）整體機座，兩軸承座孔一次鏜出）如軸上兩軸承外徑不同——采用套杯結(jié)構(gòu)保證軸上兩個支承的座孔的同心度的方法）整體機座，兩軸承座孔一64四、滾動軸承游隙和軸系軸向位置的調(diào)整通過帶螺紋的零件或端蓋下的墊片來調(diào)節(jié)軸承的調(diào)整：）軸承游隙的調(diào)整四、滾動軸