機械設(shè)計基礎(chǔ) 課件 12 軸承

《機械設(shè)計基礎(chǔ)》

課程內(nèi)容第一章機械設(shè)計概論第二章平面機構(gòu)運動簡圖第三章平面連桿機構(gòu)第四章凸輪機構(gòu)第五章其他常用機構(gòu)第六章齒輪機構(gòu)第七章蝸桿傳動第八章輪系第九章帶傳動與鏈傳動第十章聯(lián)接第十一章軸第十二章軸承第十三章聯(lián)軸器離合器制動器第十四章機械創(chuàng)新設(shè)計軸承是支承軸的重要部件，用以保證軸的旋轉(zhuǎn)精度，并減少軸與支承物間的摩擦和磨損?；瑒虞S承結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、便于安裝，且具有工作平穩(wěn)、無噪聲、耐沖擊和承載能力強等優(yōu)點，但潤滑不良會使滑動軸承迅速失效，并且軸向尺寸較大。滾動軸承摩擦阻力小，載荷、轉(zhuǎn)速及工作溫度的適用范圍廣，供應(yīng)充足，潤滑、維修方便，但徑向尺寸較大，有振動和噪聲。12-1軸承概述12-2滑動軸承12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算第一節(jié)軸承概述第二節(jié)滑動軸承滑動軸承在高速、高精度、重載以及結(jié)構(gòu)上要求剖分等場合，因其優(yōu)異的性能而被廣泛使用。如汽輪機、離心壓縮輪機、內(nèi)燃機、大型電機的結(jié)構(gòu)中多采用滑動軸承；在低速而又帶有沖擊載荷的設(shè)備中，如水泥攪拌機、滾筒清砂機、破碎機等也常采用滑動軸承。12-2滑動軸承12-1軸承概述12-2滑動軸承12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算滑動軸承按其承受載荷的方向分為向心滑動軸承（徑向滑動軸承）和止推（推力）滑動軸承。優(yōu)點：承載能力高；油膜有一定的吸振能力，工作平穩(wěn)可靠、噪聲低；徑向尺寸?。痪雀?；流體潤滑時，摩擦、磨損較小。缺點：非流體摩擦滑動軸承摩擦較大，磨損嚴重。12-2滑動軸承12-1軸承概述12-2滑動軸承12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算一、滑動軸承的類型與特點二、向心滑動軸承向心滑動軸承根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征可分為整體式、剖分式、調(diào)心式和調(diào)隙式四種。1.整體式滑動軸承這種軸承結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，但軸的裝拆不方便，磨損后軸承的徑向間隙無法調(diào)整。使用于輕載低速或間歇工作的場合。12-2滑動軸承12-1軸承概述12-2滑動軸承12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算2.剖分式滑動軸承軸承座和軸承蓋接合面作成階梯形，為了定位對中，并且放有少量墊片，以便磨損后調(diào)整軸承的徑向間隙。故裝拆方便，廣泛應(yīng)用。12-2滑動軸承12-1軸承概述12-2滑動軸承12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算3.調(diào)心式滑動軸承軸瓦外表面作成球面形狀，與軸承支座孔的球狀內(nèi)表面相接觸，能自動適應(yīng)軸在彎曲時產(chǎn)生的偏斜，可以減少局部磨損，適用于軸承支座間跨距較大或軸頸較長的場合。12-2滑動軸承12-1軸承概述12-2滑動軸承12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算4.調(diào)隙式滑動軸承通過軸承間隙可調(diào)節(jié)軸承的回轉(zhuǎn)精度。在使用中常采用錐形軸套進行間隙調(diào)整。12-2滑動軸承12-1軸承概述12-2滑動軸承12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算三、推力滑動軸承承受軸向載荷的滑動軸承稱為推力軸承（又稱止推軸承）軸瓦的底部為球面，可以自動進行位置調(diào)整，以保證軸承摩擦表面的良好子接觸。銷釘是用來防止推力軸瓦隨軸轉(zhuǎn)動的。12-2滑動軸承12-1軸承概述12-2滑動軸承12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算推力軸承可分為四種形式：實心式推力滑動軸承、空心式推力滑動軸承、單環(huán)式推力滑動軸承和多環(huán)式推力滑動軸承。12-2滑動軸承12-1軸承概述12-2滑動軸承12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算四、軸瓦結(jié)構(gòu)軸瓦是軸承與軸頸直接接觸的零件，分為整體式、剖分式和分塊式三種。1.整體式軸瓦又稱軸套，用于整體式軸承。從軸端安裝和拆卸，可修復(fù)性差。12-2滑動軸承12-1軸承概述12-2滑動軸承12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算2.剖分式軸瓦有承載區(qū)和非承載區(qū)，一般情況下載荷方向向下，故上瓦為非承載區(qū)，下瓦為承載區(qū)。12-2滑動軸承12-1軸承概述12-2滑動軸承12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算3.分塊式軸瓦主要用于大型滑動軸承，便于運輸和裝配。12-2滑動軸承12-1軸承概述12-2滑動軸承12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算五、滑動軸承的主要失效形式和常用材料滑動軸承的主要失效形式：磨損和膠合、疲勞破壞等，所以對軸承材料的選擇主要考慮軸承的這些失效形式，對軸承材料的要求如下：（1）具有足夠的抗壓強度、抗疲勞能力和抗沖擊能力（2）具有良好的減摩性。材料要有較低的摩擦阻力（3）具有良好的耐磨性?？桂ぶp和磨粒磨損性能較好12-2滑動軸承12-1軸承概述12-2滑動軸承12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算（4）具有良好的跑合性。軸頸與軸瓦表面經(jīng)短期輕載運轉(zhuǎn)后，易于形成相互吻合的表面粗糙度（5）良好的可塑性。具有適應(yīng)因軸的彎曲和其他幾何誤差而使軸與軸承滑動表面初始配合不良的能力（6）具有嵌藏性。軸承材料具有容納金屬碎屑和灰塵的能力（7）良好的工藝性和導(dǎo)熱性，并應(yīng)具有抗腐蝕性能12-2滑動軸承12-1軸承概述12-2滑動軸承12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算第三節(jié)非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算一、向心滑動軸承的校核計算設(shè)計軸承時，已知軸頸直徑d、轉(zhuǎn)速n及軸承徑向載荷Fr。軸承的設(shè)計是根據(jù)這些條件，選擇類型、軸瓦材料，確定軸承寬度B，校核計算。12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算12-1軸承概述12-2滑動軸承12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算1.校核軸承的平均壓強p為防止軸頸與軸瓦間的潤滑油被擠出發(fā)生過度磨損，應(yīng)限制壓強p。p=FR/dL≈FR/dB≤[p]

式中，F(xiàn)R為軸承承受的徑向載荷（N），L≈B，L為軸頸工作長度（mm），B為軸承寬度（mm），d為軸頸直徑（mm），[p]為許用壓強（MPa）。12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算12-1軸承概述12-2滑動軸承12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算2.校核軸承pυ值為了防止軸承因溫升過熱而發(fā)生膠合，應(yīng)限制軸承單位面積上的pυ值。pv=(FR×n)/19100B≤[pv]式中,FR為軸承承受的徑向載荷（N），υ為軸頸的圓周速度（m/s），B為軸頸寬度（mm），n為軸的轉(zhuǎn)速（r/min），B為軸頸寬度（mm），[pυ]為pυ的許用值（MPa·m/s）。12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算12-1軸承概述12-2滑動軸承12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算3.校核軸頸的圓周速度υ當(dāng)壓強p較小時，由于軸產(chǎn)生彎曲或不同心，軸承的局部區(qū)域可能產(chǎn)生相當(dāng)高的壓力，當(dāng)速度υ過高時，局部的pυ值可能超過其許用值，軸承會加速磨損，要求v=πdn/(60×1000)≤[v]式中，[υ]為軸頸的許用圓周速度（m/s）12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算12-1軸承概述12-2滑動軸承12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算二、推力滑動軸承的校核計算推力滑動軸承的計算與徑向軸承的計算相似，當(dāng)軸承的結(jié)構(gòu)形式及基本尺寸確定后，要對其p和pυ值進行驗算。推力軸承受力情況1.校核壓強p

式中，F(xiàn)a為軸向載荷（N），d1、d2為軸頸的內(nèi)、外徑（mm），K為支撐面積減小系數(shù)，有油溝時K=0.8~0.9，無油溝時，K=1，[p]為許用壓強（MPa）12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算12-1軸承概述12-2滑動軸承12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算2.校核pυm值pυ_m≤[pυ]式中，υm為軸頸的平均圓周速度（m/s），υ_m=(πd_mn)/(60×1000)；dm為軸頸的平均直徑（mm），dm=（d1+d2）/2；n為軸的轉(zhuǎn)速（r/min）；[pυ]為pυ的許用值（MPa·（m/s））12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算12-1軸承概述12-2滑動軸承12-3非液體軸承摩擦滑動軸承的設(shè)計計算圖所示為液體動壓滑動軸承，這種軸承的油壓是靠軸頸的運動而產(chǎn)生的，故稱為液體動壓滑動軸承一、液體動壓滑動軸承第四節(jié)液體摩擦滑動軸承簡介12-4液體摩擦滑動軸承簡介12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號一、滾動軸承的構(gòu)造與結(jié)構(gòu)特性如圖所示，保持架使?jié)L動體均勻分布在滾道上，減少滾動體之間的碰撞和磨損。1.滾動軸承的構(gòu)造第五節(jié)滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號12-4液體摩擦滑動軸承簡介12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號二、液體靜壓滑動軸承液體靜壓滑動軸承利用液壓泵向軸承供給具有一定壓力的潤滑油，在油壓作用下，軸頸與軸承孔表面被油液隔開實現(xiàn)液體潤滑。圖所示為液體靜壓滑動軸承，與軸是否轉(zhuǎn)動無關(guān)，故稱為液體靜壓滑動軸承。12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號12-4液體摩擦滑動軸承簡介12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號滾動軸承具有摩擦阻力小、啟動靈敏、效率高、旋轉(zhuǎn)精度高和潤滑簡便。常見的滾動體有球形、短圓柱形、長圓柱形、螺旋形、圓錐形、鼓形、滾針形等多種，如圖所示。12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號12-4液體摩擦滑動軸承簡介12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號滾動軸承的結(jié)構(gòu)特性（1）接觸角滾動體和外圈接觸處的法線n-n與軸承的徑向平面（垂直于軸承軸心線的平面）的夾角α稱為接觸角。α越大，軸承受軸向載荷的能力越大。12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號12-4液體摩擦滑動軸承簡介12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號（2）游隙滾動體和內(nèi)、外圈之間存在一定的間隙，使得內(nèi)、外圈之間可以產(chǎn)生相對位移，其最大位移量稱為游隙。游隙分為軸向游隙ua和徑向游隙ur，如圖所示。游隙的大小將直接影響軸承的壽命、噪聲和溫度，因此應(yīng)按使用要求對軸承的游隙進行選擇與調(diào)整。12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號12-4液體摩擦滑動軸承簡介12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號（3）偏移角軸承內(nèi)、外圈軸線相對傾斜時所夾的銳角，稱為偏移角θ。具有的軸承稱為，如圖所示調(diào)心軸承即可自動適應(yīng)軸承內(nèi)、外圈軸線的角偏移。12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號12-4液體摩擦滑動軸承簡介12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號二、滾動軸承的類型、材料及特點1.滾動軸承的類型a）深溝球軸承

b）調(diào)心球軸承

c）角接觸球軸承

（d）圓柱滾子軸承e）圓錐滾子軸承

f）推力球軸承

g）調(diào)心滾子軸承

h）滾針軸承12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號12-4液體摩擦滑動軸承簡介12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號

按所承受載荷的方向分類滾動軸承按承受載荷的方向分為向心軸承和推力軸承，其所受載荷及接觸角見表。除以上分類外，還可根據(jù)軸承在工作中能否實現(xiàn)調(diào)心分為調(diào)心軸承和非調(diào)心軸承；是否為單、雙列分為單列軸承和雙列軸承。常用滾動軸承的類型及主要性能見表。12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號12-4液體摩擦滑動軸承簡介12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號類型代號結(jié)構(gòu)簡圖及標準號載荷方向主要性能及應(yīng)用調(diào)心球軸承1其外圈的內(nèi)表面是球面，內(nèi)、外圈軸線間允許角偏位為2°~3°，極限轉(zhuǎn)速低于深溝球軸承?？沙惺軓较蜉d荷及較小的雙向軸向載荷。用于軸變形較大及不能精確對中的支承處調(diào)心滾子軸承2軸承外圈的內(nèi)表面是球面，主要承受徑向載荷及一定的雙向軸向載荷，但不能承受純軸向載荷，允許角偏位為0.5°~2°。常用在長軸或受載荷作用后軸有較大的彎曲變形及多支點的軸上圓錐滾子軸承3可同時承受較大的徑向及軸向載荷，承載能力大于“7”類軸承。外圈可分離，裝拆方便，成對使用12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號12-4液體摩擦滑動軸承簡介12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號雙列深溝球軸承4能承受較單列深溝球軸承更大的徑向載荷推力球軸承5只能承受軸向載荷，而且載荷作用線必須與軸線相重合，不允許有角偏差，極限轉(zhuǎn)速低深溝球軸承6可承受徑向載荷及一定的雙向軸向載荷。內(nèi)、外圈軸線間允許角偏位為8'~16'12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號12-4液體摩擦滑動軸承簡介12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號角觸球軸承7

7000C型（α=15°）7000AC型（α=25°）7000B型（α=40°）可同時承受徑向及軸向載荷，也可用來承受純軸向載荷。承受軸向載荷的能力由接觸角α的大小決定，α大，承受軸向載荷的能力高。由于存在接觸角a，承受純徑向載荷時，會產(chǎn)生內(nèi)部軸向力，使內(nèi)、外圈有分離的趨勢，因此這類軸承都成對使用，可以分裝于兩個支點或同裝于一個支點上。12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號12-4液體摩擦滑動軸承簡介12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號推力圓柱軸承8GB/T4663-1994能承受較大的單向軸向載荷，極限轉(zhuǎn)速低圓柱滾子軸承N能承受較大的徑向載荷，不能承受軸向載荷，極限轉(zhuǎn)速也較高，但允許的角偏位很小，約2'~4'。設(shè)計時，要求軸的剛度大，對中性好滾針軸承NA不能承受軸向載荷，不允許有角度偏斜，極限轉(zhuǎn)速較低。結(jié)構(gòu)緊湊，在內(nèi)徑相同的條件下，與其他軸承比較，其外徑最小。適用于徑向尺寸受限制的部件中12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號12-4液體摩擦滑動軸承簡介12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號2.滾動軸承的材料滾動軸承的內(nèi)圈、外圈和滾動體常用材料為GCr15、GCr15-SiMn等軸承鋼，一般熱處理后的硬度為HRC60~65。保持架的常用材料為低碳鋼、銅合金或塑料、聚四氟乙烯等。12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號12-4液體摩擦滑動軸承簡介12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號3.滾動軸承的特點滾動軸承起動力矩小；運轉(zhuǎn)精度高；軸向尺寸??；某些軸能同時承受徑向力和軸向力，使機器結(jié)構(gòu)緊湊；潤滑方便、簡單、易于密封和維護；互換性好。12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號12-4液體摩擦滑動軸承簡介12-5滾動軸承的結(jié)構(gòu)、類型和代號第六節(jié)滾動軸承的代號滾動軸較多，為了生產(chǎn)、設(shè)計和使用方便，國家標準GB/T272-2017規(guī)定了軸承的類型承代號，規(guī)定了滾動軸承的類型、類別、結(jié)構(gòu)特點、精度和技術(shù)要求等。代號通常印在軸承的端面上。12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則1.前置代號前置代號用字母表示，經(jīng)常用于表示軸承分部件（軸承組件），代號及含義見表。12-6滾動軸承代號12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則基本代號由類型代號、尺寸系列代號、內(nèi)徑代號組成，是軸承代號的基礎(chǔ)。（1）類型代號。類型代號用數(shù)字或字母表示，見表。12-6滾動軸承代號12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則（2）尺寸系列代號，當(dāng)寬度系列為“0”時，可省略，但在調(diào)心滾子軸承和圓錐滾子軸承中不可省略。注：表中“—”代表不存在次種組合12-6滾動軸承代號12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則c（3）內(nèi)徑代號。內(nèi)徑代號表示軸承內(nèi)徑尺寸的大小，常用內(nèi)徑代號見表。12-6滾動軸承代號12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則3.后置代號后置代號用字母（或加數(shù)字）表示，后置代號所表示軸承的特性及排列順序。（1）內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號。其反映同一類軸承的不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)，見表12-6滾動軸承代號12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則c（2）密封、防塵與外部形狀變化代號。用字母表示，如K表示圓錐孔軸承，N表示軸承外圈上有止動槽，NR表示軸承外圈上有止動槽并帶止動環(huán)，P表示雙半外圓的調(diào)心滾子軸承等。（3）公差等級代號。滾動軸承公差等級分為普通、6、6x、5、4、2六級，分別用/PN、/P6、/P6x、/P5、/P4、/P2表示，其中，普通級為最低，2級為最高；6x級僅用于圓錐滾子軸承；普通級在軸承代號中可省略不標；/SP、/UP尺寸精度相當(dāng)于5級、4級。公差等級代號及含義見表。12-6滾動軸承代號12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則（4）游隙代號。軸承游隙代號常用的有/C2、/CN、/C3、/C4、/C5五組。常用基本組代號/CN，一般可不予標注。當(dāng)公差等級代號與游隙代號需同時標注時，可進行簡化，取公差等級代號加上游隙組號（去掉游隙代號中的“C”且N組不表示）組合表示。如P/63表示軸承公差等級P6級，徑向游隙3組。特殊的游隙代號還有/CA、/CM、/CN、/C9。（5）配置代號。配置代號常用的有3組，/DB表示背對背安裝，如7210C/DB；/DF表示面對面安裝，如32208/DF；/DT表示成對串聯(lián)安裝，如7210C/DT。12-6滾動軸承代號12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則（6）保持架代號及軸承零件材料代號。保持架材料代號，如：J表示鋼板沖壓，Q表示青銅實體，M表示黃銅實體，N表示工程塑料；其他代號執(zhí)行GB/T272—2017規(guī)定。軸承代號舉例：說明軸承代號6217、30203/P6x、7312C/P5的含義。12-6滾動軸承代號12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則第七節(jié)滾動軸承的組合設(shè)計為了保證軸與軸上旋轉(zhuǎn)零件正常運行，在選用軸承類型和尺寸之外，還應(yīng)考慮軸承組合的結(jié)構(gòu)問題，如滾動軸承的軸向固定，軸承與相關(guān)零件的配合，間隙調(diào)整、裝拆、潤滑等。12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則一、滾動軸承內(nèi)、外圈的固定滾動軸承的內(nèi)圈與軸、外圈與座孔必須軸向固定，以防止軸承在軸向載荷作用下產(chǎn)生軸向移動。其固定方式分別見表。12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則常用的滾動軸承固定方式有以下三種。1.兩端固定支承兩端固定支承是指軸的兩端軸承均用軸肩和軸承蓋做單向固定。這種固定方式簡單，安裝調(diào)整方便，適用于工作溫度變化不大的短軸。12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則2.一端固定一端游動支承一端軸承的固定即限制軸的雙向移動（固定），另一端軸承沿軸向可自由移動（游動支承），一般將軸承受載荷較小的一端做成游動。雙向固定端的軸承可承受雙向軸向載荷，游動端的軸承端面與軸承蓋之間留有較大的間隙，C=3~8mm，以適應(yīng)軸的伸縮量。a）b）c）12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則兩個支承均無軸向約束，又稱兩端游動支承，常用于人字齒輪場合，以防齒輪卡死和人字齒兩側(cè)受力不均勻，如圖所示。12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則1.軸承間隙的調(diào)整軸承間隙的大小將影響軸承的旋轉(zhuǎn)精度、軸承壽命和軸上零件工作的平穩(wěn)性。（1）通過加減軸承端蓋與箱體間墊片的厚度來調(diào)整軸承內(nèi)部的間隙示。（2）利用調(diào)整環(huán)進行調(diào)整，該方法需要在裝配時確定調(diào)整環(huán)的厚度。（3）通過調(diào)整螺釘進行調(diào)整，調(diào)整螺釘作用于壓蓋，壓蓋使軸承外圈移動，調(diào)整后需用螺母鎖緊。（4）利用端蓋與座孔內(nèi)的螺紋聯(lián)接進行調(diào)整。12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則為了保證機器正常工作，軸上零件通過調(diào)整位置以達到工作所要求的準確位置，利用套杯與箱孔端面之間的墊片組2調(diào)整軸的軸向位置。12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則四、滾動軸承的配合與裝拆

1.滾動軸承與軸和座孔的配合滾動軸承分別與軸和座孔之間應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)呐浜?，以保證軸的旋轉(zhuǎn)精度和軸承的周向固定。通常，當(dāng)工作載荷的方向不變時，不動套圈的配合應(yīng)比轉(zhuǎn)動套圈的配合松一些，以便使不動套圈在摩擦力作用下緩慢轉(zhuǎn)動，改變其受載位置，這有利于提高軸承的壽命;游動支承和需經(jīng)常拆卸的軸承，也應(yīng)配合松一些。12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則2.滾動軸承的安裝與拆卸安裝和拆卸滾動軸承的力應(yīng)施加在緊配合的套圈端面，如軸承的內(nèi)圈與軸頸配合較緊，對于小尺寸的軸承，一般可用壓力直接將軸承的內(nèi)圈壓入軸頸，如圖。12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則2.滾動軸承的安裝與拆卸對于尺寸較大的軸承，可先將軸承放在溫度為80~100℃的熱油中加熱，使內(nèi)孔膨脹后取出，用壓力機套裝在軸頸上。同時安裝軸承的內(nèi)、外圈須用專用工具，如圖。12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則拆卸軸承時應(yīng)使用專用工具。如內(nèi)、外圈可分離的軸承，其外圈可用壓力機、套筒或螺釘頂出或使用拉拔器拉出。為了便于拆卸，軸肩高度要低于內(nèi)圈高度，軸承座孔的凸肩要低于外圈高度，或設(shè)置螺紋孔。12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則3.保證軸承支承部分的剛度和同軸度與軸承配合的軸和軸承支座孔應(yīng)具有足夠的剛度，為保證軸承支座孔的剛度，可采用加強筋和增加軸承座孔的厚度。同一根軸上的軸承座孔應(yīng)保證同心，應(yīng)使兩軸承座孔直徑相同，以便加工時能一次定位鏜孔。12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則五、滾動軸承的類型選擇

1.按載荷的大小、方向和性質(zhì)按載荷大小選用。滾子軸承的承載能力大于球軸承，故當(dāng)承載荷較大或有沖擊載荷時，適于選擇滾子軸承；載荷中等及以下時宜選用球軸承。按載荷方向選用滾動軸承。主要承受徑向載荷使用深溝球軸承、圓柱滾子軸承和滾針軸承，受純軸向載荷使用推力軸承，同時承受徑向和軸向載荷使用角接觸軸承或圓錐滾子軸承。當(dāng)軸向載荷比徑向載荷大很多時可以使用推力軸承和深溝球軸承的組合結(jié)構(gòu)。按載荷性質(zhì)選用滾動軸承。承受沖擊載荷使用滾子軸承。因為滾子軸承是線接觸，承載能力大，抗沖擊和振動。12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則2.按轉(zhuǎn)速的高低

3.按使用情況

通常球軸承的極限轉(zhuǎn)速高于滾子軸承。因此，在高轉(zhuǎn)速、運轉(zhuǎn)精度較高時宜使用球軸承。推力軸承的極限轉(zhuǎn)速較低，如推力球軸承和推力圓柱滾子軸承的極限轉(zhuǎn)速均較低。當(dāng)軸跨距較大或剛性較差產(chǎn)生彎曲、兩軸承孔的同軸度較低或軸上有多個支點時，宜選用偏移角較大的調(diào)心軸承，但需兩端成對使用，否則將失去調(diào)心作用。12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則軸承的選擇需考慮經(jīng)濟性，公差等級越高，價格越貴。在公差等級相同是，球軸承的價格要低于滾子軸承。滾動軸承的選擇還需考慮軸承力的裝拆、使用環(huán)境以及是否需要密封等特殊要求。12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則4.按價格與經(jīng)濟性

第八節(jié)滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則一、滾動軸承的失效形式1.疲勞點蝕在工作時，軸承內(nèi)、外圈與滾動體的接觸點不斷發(fā)生變化，其表面接觸應(yīng)力隨著位置的不同作脈動循環(huán)變化。這種周期性變化的應(yīng)力，使軸承部件內(nèi)部產(chǎn)生疲勞裂紋，并逐漸擴展到表面，從而形成疲勞點蝕。軸承的疲勞點蝕將影響其旋轉(zhuǎn)精度，并產(chǎn)生噪聲、沖擊和振動等問題。12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則2.塑性變形當(dāng)滾動軸承轉(zhuǎn)速很低或只作間歇擺動時，一般不會產(chǎn)生疲勞點蝕。但若承受很大的靜載荷或沖擊載荷時，軸承各部件接觸處的局部應(yīng)力可能超過材料的屈服極限，從而產(chǎn)生永久變形。過大的永久變形會使軸承在運轉(zhuǎn)中產(chǎn)生劇烈的振動和噪音，致使?jié)L動軸承不能正常工作。3.其他失效形式此外，由于使用維護和保養(yǎng)不當(dāng)或密封、潤滑不良等因素，也會導(dǎo)致軸承早期磨損、膠合、內(nèi)外圈和保持架破損等非正常失效。12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則二、滾動軸承的設(shè)計準則在選擇滾動軸承類型后，需確定其型號和尺寸，為此計算準則如下：（1）對于一般轉(zhuǎn)速的軸承，如果軸承的制造、保管、安裝、使用等條件均良好，軸承的主要失效形式為疲勞點蝕，應(yīng)按基本額定動載荷進行壽命計算。（2）對于高速軸承，除疲勞點蝕外，其工作表面過熱而導(dǎo)致的軸承失效也是重要的失效形式，因此除進行壽命計算外，還應(yīng)驗算其極限轉(zhuǎn)速。（3）對于低速軸承，可近似認為軸承各元件是在靜應(yīng)力作用下工作的，其主要失效形式為塑性變形，故應(yīng)按額定靜載荷進行強度計算。12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則【高端裝備的關(guān)鍵“關(guān)節(jié)”——軸承】高鐵等高端裝備在運行服役過程中，其中關(guān)鍵構(gòu)件會發(fā)生疲勞現(xiàn)象，產(chǎn)生裂紋、發(fā)生斷裂導(dǎo)致產(chǎn)品失效，是世界工程領(lǐng)域的一大難題。我國科研人員經(jīng)過技術(shù)攻關(guān)，自主研發(fā)了多項抗疲勞制造關(guān)鍵技術(shù)，建立了抗疲勞制造技術(shù)體系，解決了關(guān)鍵構(gòu)件的疲勞失效問題，為我國高端裝備全面自主化奠定更加堅實的基礎(chǔ)。

由北京航空材料研究院實施的航空發(fā)動機關(guān)鍵構(gòu)件主軸承抗疲勞壽命試驗突破5萬小時，標志著我國高端裝備制造技術(shù)取得全新突破。12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則12-6滾動軸承代號12-7滾動軸承的組合設(shè)計12-8滾動軸承的失效形式與設(shè)計準則第九節(jié)滾動軸承的壽命計算與靜強度計算一、基本概念

1.軸承壽命滾動軸承工作時，軸承中任一個元件出現(xiàn)疲勞點蝕前所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)2.基本額定壽命一批在相同條件下運轉(zhuǎn)的同一型號的軸承，其可靠度為90%（即失效率為10%）時的壽命稱為基本額定壽命。3.基本額定動載荷基本額定壽命為106轉(zhuǎn)時軸承所能承受的載荷，稱為額定動載荷，以“C”表示。12-9滾動軸承的壽命計算與靜強度計算12-10混動軸承的潤滑與密封

一、基本概念4.額定靜載荷軸承工作時，受載最大的滾動體和內(nèi)、外圈滾道接觸處的接觸應(yīng)力達到一定值（向心和推力球軸承為4200MPa，滾子軸承為4000MPa）時的靜載荷，稱為額定靜載荷，用“C0”表示，其值可查設(shè)計手冊。5.當(dāng)量動載荷

軸承承受的載荷往往與上述條件不同，因此必須將實際載荷等效為一假想載荷，這個假想載荷稱為當(dāng)量動載荷，以“P”表示（單位：N）。12-9滾動軸承的壽命計算與靜強度計算12-10混動軸承的潤滑與密封二.壽命計算在實際應(yīng)用中，額定壽命常用給定轉(zhuǎn)速下運轉(zhuǎn)的小時數(shù)Lh表示?？紤]到機器振動和沖擊的影響，實用的壽命計算公式為fP為載荷系數(shù)（表12-16），fT為溫度系數(shù)（表12-17），ε為壽命系數(shù)（球軸承ε=3，滾子軸承ε=10/3），n為軸承的工作轉(zhuǎn)速（r/min）。12-9滾動軸承的壽命計算與靜強度計算12-9滾動軸承的壽命計算與靜強度計算12-10混動軸承的潤滑與密封三、當(dāng)量動載荷計算滾動軸承的基本額定動載荷是在向心軸承只受徑向載荷、推力軸承只受軸向載荷的特定條件下定義的，當(dāng)量動載荷P的計算式為P=XFr+YFa對于只承受徑向載荷F的向心軸承P=Fr對于只承受軸向載荷F的推力軸承P=Fa式中，X為徑向載荷系數(shù)，Y為軸向載荷系數(shù)，X和Y的數(shù)值參見機械設(shè)計手冊。12-9滾動軸承的壽命計算與靜強度計算12-9滾動軸承的壽命計算與靜強度計算12-10混動軸承的潤滑與密封四、向心角接觸軸承的載荷計算1.向心角接觸軸承的受力分析由于向心角接觸軸承有接觸角，故軸承在受到徑向載荷作用時，承載區(qū)內(nèi)滾動體的法向反力分解，產(chǎn)生一個軸向分力Fs，如圖。Fs是在徑向載荷作用下產(chǎn)生的軸向力，通常稱為內(nèi)部軸向力，其大小按表所給公式求出，其方向沿軸向由軸承外圈的寬邊指向窄邊。12-9滾動軸承的壽命計算與靜強度計算12-9滾動軸承的壽命計算與靜強度計算12-10混動軸承的潤滑與密封2.向心角接觸軸承的實際軸向載荷向心角接觸軸承在使用時實際所受的軸向載荷Fa，除與外加軸向載荷Fx有關(guān)外，還應(yīng)考慮內(nèi)部軸向力F的影響，如圖所示。12-9滾動軸承的壽命計算與靜強度計算12-9滾動