機(jī)械工藝教案設(shè)計(jì)

天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)Tianjin教案設(shè)計(jì)專業(yè)：機(jī)械制造工藝教育班級(jí)學(xué)號(hào)：機(jī)制1011–39學(xué)生姓名：蔣曦二〇一二年六月天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)本科生教案設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承的類型和選擇Therollingbearingtypesandchoice專業(yè)班級(jí)：機(jī)制1011學(xué)生姓名：蔣曦學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院2012年6月目錄TOC\o"1-4"\u教學(xué)教案 1引入： 21.1滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號(hào) 21.1.1滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu) 21.1.2滾動(dòng)軸承的主要類型及性能 31.1.3滾動(dòng)軸承的代號(hào) 41.1.4滾動(dòng)軸承的類型選擇 6課堂小結(jié)： 8課題：滾動(dòng)軸承課型：理論講授課時(shí)：68學(xué)時(shí)授課地點(diǎn)：天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)教學(xué)目的：使學(xué)生了解滾動(dòng)軸承的分類、結(jié)構(gòu)、類型、代號(hào)掌握滾動(dòng)軸承選擇的方法，能進(jìn)行壽命計(jì)算等教學(xué)要求：要求學(xué)生掌握滾動(dòng)軸承選擇的方法。重點(diǎn)：滾動(dòng)軸承選擇的方法難點(diǎn)：行星輪系結(jié)構(gòu)教具：掛圖、多媒體教學(xué)方法與手段：舉例法、圖表分析、說明結(jié)論、實(shí)例講解法引入：滾動(dòng)軸承是機(jī)器上一種重要的通用部件。它依靠主要元件間的滾動(dòng)接觸來支撐轉(zhuǎn)動(dòng)零件，具有摩擦阻力小、容易起動(dòng)、效率高、軸向尺寸小等優(yōu)點(diǎn)，而且由于大量標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，具有制造成本低的優(yōu)點(diǎn)。因而在各種機(jī)械中得到了廣泛的使用。1.1滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號(hào)1.1.1滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu)滾動(dòng)軸承嚴(yán)格來說是一個(gè)組合標(biāo)準(zhǔn)件，其基本結(jié)構(gòu)如圖所示。它主要有內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架等四個(gè)部分所組成。通常其內(nèi)圈用來與軸頸配合裝配，外圈的外徑用來與軸承座或機(jī)架座孔相配合裝配。有時(shí)也有軸承內(nèi)圈與軸固定不動(dòng)、外圈轉(zhuǎn)動(dòng)的場(chǎng)合。作為轉(zhuǎn)軸支撐的滾動(dòng)軸承，顯然其中的滾動(dòng)體是必不可少的元件；有時(shí)為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本造價(jià)，可根據(jù)需要而省去內(nèi)圈、外圈、甚至保持架等。這時(shí)滾動(dòng)體直接與軸頸和座孔滾動(dòng)接觸。例如自行車上的滾動(dòng)軸承就是這樣的簡(jiǎn)易結(jié)構(gòu)。當(dāng)內(nèi)、外圈相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)體即在內(nèi)外圈的滾道中滾動(dòng)。常見的滾動(dòng)體形狀有：球形、圓柱形、滾針、圓錐、球面滾子、非對(duì)稱球面滾子，如圖1-1所示。圖14－1圖1-1常見滾動(dòng)體形狀圖14－1滾動(dòng)軸承的內(nèi)、外圈和滾動(dòng)體一般采用軸承鉻鋼（如GCr9、Gcr15、GCr15SiMn等）經(jīng)淬火制成，硬度HRC60以上。保持架使?jié)L動(dòng)體均勻分布在圓周上，其作用是：避免相鄰滾動(dòng)體之間的接觸。保持架有沖壓式和實(shí)體式兩種。沖壓式：用低碳鋼沖壓制成。實(shí)體式：用銅合金、鋁合金或工程塑料。具有較好的定心精度，適用于較高速的軸承。1.1.2滾動(dòng)軸承的主要類型及性能滾動(dòng)軸承的分類依據(jù)主要是其所能承受的載荷方向（或公稱接觸角）和滾動(dòng)體的種類。所以滾動(dòng)軸承的一個(gè)重要參數(shù)就是接觸角。接觸角的概念：滾動(dòng)體和套圈接觸處的法線與軸承徑向平面（垂至于軸承軸心線的平面）之間的夾角α稱為公稱接觸角。α越大，則軸承承受軸向載荷的能力就越大。按軸承的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和所能承受的外載荷或公稱接觸角的不同，滾動(dòng)軸承分為：1．向心軸承（也稱徑向軸承）：主要或只能承受徑向載荷的滾動(dòng)軸承，其公稱壓力角為0o～45o。向心軸承按公稱接觸角的不同又可以分為0o的向心軸承，如深溝球軸承、圓柱滾子軸承和滾針軸承等。向心軸承按公稱接觸角的不同又可以分為（1）徑向接觸軸承：公稱接觸角為0o的向心軸承，如深溝球軸承、圓柱滾子軸承和滾針軸承等。其中深溝球軸承除了主要承受徑向載荷外，同時(shí)還可以承受一定的軸向載荷（雙向），在高轉(zhuǎn)速時(shí)甚至可以代替推力軸承來承受純軸向載荷，因此有時(shí)也把它看作向心推力軸承。它的設(shè)計(jì)計(jì)算也與后述的向心推力軸承（角接觸球軸承、圓錐滾子軸承類似）。與尺寸相同的其它軸承相比，深溝球軸承具有摩擦因數(shù)小、極限轉(zhuǎn)速高的優(yōu)點(diǎn)，并且價(jià)格低廉，故獲得了最為廣泛的應(yīng)用。（2）向心角接觸軸承：公稱接觸角在0o～45o的向心軸承，如角接觸球軸承、圓錐滾子軸承、調(diào)心軸承等。兩種調(diào)心軸承在主要承受徑向載荷的同時(shí)，也可以承受不大的軸向載荷。其主要特點(diǎn)在于：允許內(nèi)外圈軸線有較大的偏斜（2o～3o），因而具有自動(dòng)調(diào)心的功能，可以適應(yīng)軸的撓曲和兩軸承孔的同軸度誤差較大的情況。2、推力軸承：主要用于承受軸向載荷的滾動(dòng)軸承，其公稱接觸角為45o～90o。推力軸承按公稱接觸角的不同又分為（1）軸向接觸軸承：公稱接觸角為90o的推力軸承，如推力球軸承等。（2）推力角接觸軸承：公稱接觸角為45o到90o的推力軸承，如推力角接觸軸承等。按照承受單向軸向力和雙向軸向力可以分為單列和雙列推力軸承。3、向心推力軸承：這類軸承包括角接觸球軸承和圓錐滾子軸承，可以同時(shí)承受徑向載荷和較大的軸向載荷。在工程上常用的滾動(dòng)軸承五類：深溝球軸承、圓柱滾子軸承、單列推力球軸承、角接觸球軸承和圓錐滾子軸承。各類軸承的承載性能見教材表格所列。1.1.3滾動(dòng)軸承的代號(hào)（必須掌握）滾動(dòng)軸承的種類很多，而各類軸承又有不同結(jié)構(gòu)、尺寸和公差等級(jí)等，為了表征各類軸承的不同特點(diǎn)，為了便于組織生產(chǎn)、管理、選擇和使用，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了滾動(dòng)軸承代號(hào)的表示方法，由數(shù)字和字母所組成。滾動(dòng)軸承的代號(hào)有三個(gè)部分代號(hào)所組成：前置代號(hào)、基本代號(hào)和后置代號(hào)。見下表：前置代號(hào)基本代號(hào)后置代號(hào)（組）軸承類型尺寸系列軸承內(nèi)徑內(nèi)部結(jié)構(gòu)密封防塵套圈變型保持架（材料）軸承材料公差等級(jí)游隙配置1、基本代號(hào)基本代號(hào)是表示軸承主要特征的基礎(chǔ)部分，也是我們應(yīng)著重掌握的內(nèi)容，包括軸承類型、尺寸系列和內(nèi)徑。類型代號(hào)用阿拉伯?dāng)?shù)字（以下簡(jiǎn)稱數(shù)字）或大些拉丁字母（簡(jiǎn)稱字母）表示，個(gè)別情況下可以省略。尺寸系列是是由軸承的直徑系列代號(hào)和寬（高）度系列代號(hào)組合而成，用兩位數(shù)字表示。寬度系列是指徑向軸承或向心推力軸承的結(jié)構(gòu)、內(nèi)徑和直徑都相同，而寬度為一系列不同尺寸，依8、0、1……6次序遞增（推力軸承的高度依7、9、1、2順序遞增）。當(dāng)寬度系列為0系列時(shí)，對(duì)多數(shù)軸承在代號(hào)種可以不予標(biāo)出（但對(duì)調(diào)心軸承需要標(biāo)出）。用基本代號(hào)右起第四位數(shù)字表示直徑系列表示同一類型、相同內(nèi)徑的軸承在外徑和寬度上的變化系列，用基本代號(hào)右起第三位數(shù)字表示（滾動(dòng)體尺寸隨之增大）。即按7、8、9、0、1、……5順序外徑尺寸增大，如圖1-2所示。圖1-2滾動(dòng)軸承的直徑系列代號(hào)內(nèi)徑代號(hào)是用兩位數(shù)字表示軸承的內(nèi)徑：內(nèi)徑d=10～480mm的軸承內(nèi)徑表示方法見下表（其它有關(guān)尺寸的軸承內(nèi)徑需查閱有關(guān)手冊(cè)和標(biāo)準(zhǔn)）。（內(nèi)徑代號(hào)0001020304～96軸承內(nèi)徑（mm）10121517代號(hào)數(shù)×52、前置代號(hào)、后置代號(hào)前置、后置代號(hào)是軸承在結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、公差、技術(shù)要求等有改變時(shí)，在基本代號(hào)左右添加的補(bǔ)充代號(hào)。前置代號(hào)用字母表示，用以說明成套軸承部件的特點(diǎn),一般軸承無需作此說明，則前置代號(hào)可以省略。后置代號(hào)用字母和字母—數(shù)字的組合來表示，按不同的情況可以緊接在基本代號(hào)之后或者用“－”、“/”符號(hào)隔開，其含義見軸承代號(hào)表格所示。常見的軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)及公差等級(jí)代號(hào)見下表：內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)代號(hào)含義及示例C角接觸球軸承公稱接觸角α＝15o7210C調(diào)心滾子軸承C型23122CAC角接觸球軸承公稱接觸角α＝25o7210ACB角接觸球軸承公稱接觸角α＝45o7210B圓錐滾子軸承接觸角加大32310BE加強(qiáng)型（即內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)，增大軸承承載能力）N207E（2）軸承公差代號(hào)代號(hào)含義和示例新標(biāo)準(zhǔn)GB/T272－93原標(biāo)準(zhǔn)GB272－88/P0G公差等級(jí)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的0級(jí)，代號(hào)中省略不標(biāo)6203/P6E公差等級(jí)符合標(biāo)準(zhǔn)中的6級(jí)6203/P6/P6XEX公差等級(jí)符合標(biāo)準(zhǔn)中的6X級(jí)6203/P6XP5D公差等級(jí)符合標(biāo)準(zhǔn)中的5級(jí)6203/P5P4C公差等級(jí)符合標(biāo)準(zhǔn)中的4級(jí)6203/P4P2B公差等級(jí)符合標(biāo)準(zhǔn)中的2級(jí)6203/P2其精度等級(jí)按上表中的順序依次提高。其它各符號(hào)的含義可以查閱GB/T272－93，此處我們就不作過多介紹了?！纠吭囌f明軸承代號(hào)6206、32315E、7312C及51410/P6的含義?！窘狻?206：（從左至右）6深溝球軸承；2尺寸系列代號(hào)，直徑系列為2，寬度系列為0（省略）；06為軸承內(nèi)徑30mm；公差等級(jí)為0級(jí)。32315E：（從左至右）3為圓錐滾子軸承；23為尺寸系列代號(hào)，直徑系列為3、寬度系列為2；15為軸承內(nèi)徑75mm；E加強(qiáng)型；公差等級(jí)為0級(jí)。7312C：（從左至右）7為角接觸球軸承；3為尺寸系列代號(hào)，直徑系列為3、寬度系列為0（省略）；12為軸承內(nèi)徑60mm；C公稱接觸角α＝15o；公差等級(jí)為0級(jí)。51410/P6：（從左至右）5為雙向推力軸承；14為尺寸系列代號(hào)，直徑系列為4、了寬度系列為1；10為軸承直徑50mm；P6前有“/”，為軸承公差等級(jí)。1.1.4滾動(dòng)軸承的類型選擇滾動(dòng)軸承的類型很多，因此選用軸承首先是選擇類型。而選擇類型必須依據(jù)各類軸承的特性，在教材表格中的最后一列中給出了各類軸承的性能特點(diǎn)，供我們選用時(shí)參考。同時(shí)，我們?cè)谶x用軸承時(shí)還要考慮下面幾個(gè)方面的因素。1.軸承所受的載荷（大小、方向和性質(zhì)）受純徑向載荷時(shí)應(yīng)選用向心軸承（如60000、N0000、NU0000型等）。受純軸向載荷應(yīng)選用推力軸承（如50000型）。對(duì)于同時(shí)承受徑向載荷R和軸向載荷A的軸承，應(yīng)根據(jù)兩者（A/R）的比值來確定：若A相對(duì)于R較小時(shí)，可選用深溝球軸承（60000型）、或接觸角不大的角接觸球軸承（70000C型）及圓錐滾子軸承（30000型）；當(dāng)R相比較大時(shí)，可選用接觸角較大的角接觸球軸承（70000AC型或70000C型）；當(dāng)A比R大很多時(shí)，則應(yīng)考慮采用向心軸承和推力軸承的組合結(jié)構(gòu)，以分別承受徑向載荷和軸向載荷。在同樣外廓尺寸的條件下，滾子軸承比球軸承的承載能力和抗沖擊能力要大。故載荷較大、有振動(dòng)和沖擊時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用滾子軸承。反之，輕載和要求旋轉(zhuǎn)精度較高的場(chǎng)合應(yīng)選擇球軸承。同一軸上兩處支承的徑向載荷相差較大時(shí)，也可以選用不同類型的軸承。2.軸承的轉(zhuǎn)速在一般轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)速的高低對(duì)類型選擇不發(fā)生什么影響，只有當(dāng)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，才會(huì)有比較顯著的影響。在軸承樣本中列入了各種類型、各種尺寸軸承的極限轉(zhuǎn)速nlim值。這個(gè)極限轉(zhuǎn)速是指載荷（C為基本額定動(dòng)載荷，后面我們?cè)僦v），冷卻條件正常，且為0級(jí)公差時(shí)的最大允許轉(zhuǎn)速。但nlim值并不是一個(gè)不可超越的界限。所以，一般必須保證軸承在低于極限轉(zhuǎn)速條件下工作。（1）球軸承比滾子軸承的極限轉(zhuǎn)速高，所以在高速情況下應(yīng)選擇球軸承。（2）當(dāng)軸承內(nèi)徑相同，外徑越小則滾動(dòng)體越小，產(chǎn)生的離心力越小，對(duì)外徑滾道的作用也小。所以，外徑越大極限轉(zhuǎn)速越低。（3）實(shí)體保持架比沖壓保持架允許有較高的轉(zhuǎn)速。（4）推力軸承的極限轉(zhuǎn)速低，所以當(dāng)工作轉(zhuǎn)速較高而軸向載荷較小時(shí)，可以采用角接觸球軸承或深溝球軸承。3.調(diào)心性能的要求對(duì)于因支點(diǎn)跨距大而使軸剛性較差、或因軸承座孔的同軸度低等原因而使軸撓曲時(shí)，為了適應(yīng)軸的變形，應(yīng)選用允許內(nèi)外圈有較大相對(duì)偏斜的調(diào)心軸承，例如10000系列和20000系列的調(diào)心球軸承可以在內(nèi)外圈產(chǎn)生不大的相對(duì)偏斜時(shí)正常工作。在使用調(diào)心軸承的軸上，一般不宜使用其它類型的軸承，以免受其影響而失去了調(diào)心作用。滾子軸承對(duì)軸線的偏斜最敏感，調(diào)心性能差。在軸的剛度和軸承座的支撐剛度較低的情況下，應(yīng)盡可能避免使用。4.拆裝方便等其它因素選擇軸承類型時(shí)，還應(yīng)考慮到軸承裝拆的方便性、安裝空間尺寸的限制以及經(jīng)濟(jì)性問