機械設計基礎 課件 項目11 軸承

項目11軸承機械設計基礎目錄CONTENTS滾動軸承1滾動軸承的組合設計2滑動軸承31滾動軸承Part圖示分別是哪種軸承？請分析其使用的場合？任務引入任務目標：1.了解滾動軸承代號及其含義；2.理解滾動軸承類型及其特點；3.掌握滾動軸承的典型結構。概述軸承的功用是支承軸及軸上回轉零件零件，保證軸的回轉精度，減少轉軸與支承之間的摩擦和磨損，并承受載荷。滾動軸承是標準件。在機械設計中，只需要根據相應的工況條件選擇合適的滾動軸承類型和型號即可。滾動軸承安裝、維修方便、價格較便宜，因此應用廣泛。一、滾動軸承的結構和材料滾動軸承的典型結構：外圈、內圈、滾動體和保持架四部分構成。一、滾動軸承的結構和材料滾動體——鉻合金鋼外圈——鉻合金鋼內圈——鉻合金鋼保持架——較軟的銅合金、鋁合金或工程塑料等常用的牌號如GCr6，GCr15，GCr15SiMn等。熱處理后硬度應不低于61HRC-65HRC，工作表面要求磨削和拋光。二、滾動軸承的類型根據滾子的外形球軸承、圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承、滾針軸承和球面滾子軸承。二、滾動軸承的類型2.根據接觸角大小向心軸承：0≤α≤45°，軸承主要承受徑向載荷；推力軸承：45°<α≤90°，軸承主要承受軸向載荷；向心推力軸承：同時承受徑向和軸向載荷的軸承。接觸角：滾動體與滾道接觸的法線和垂直于軸承軸線的平面之間的夾角α稱為軸承的接觸角二、滾動軸承的類型典型軸承類型：二、滾動軸承的類型典型軸承類型：二、滾動軸承的類型典型軸承類型：二、滾動軸承的類型典型軸承類型：二、滾動軸承的類型典型軸承類型：二、滾動軸承的類型典型軸承類型：二、滾動軸承的類型典型軸承類型：二、滾動軸承的類型典型軸承類型：三、滾動軸承代號后置代號排列順序用字母表示，經常用于表示軸承分部件（軸承組件）用字母（或加數字）表示。代號所表示軸承的特性。三、滾動軸承代號1) 類型代號：用阿拉伯數字或大寫拉丁字母表示。2) 尺寸系列代號：用數字表示，由軸承的寬（高）度系列代號和直徑系列代號組合而成。三、滾動軸承代號3) 內徑代號：用數字表示。根據內徑的大小不同，進行分段處理。當內徑為0.6~10（非整數）時，公稱內徑用數值直接表示；當內徑為1~9（整數）時，公稱內徑用數值直接表示；當內徑分別為10、12、15、17時，分別用00、01、02、03去代表；當內徑為20~480（22、28、32除外）時，公稱內徑除以5的商數來代表。若商數為個位數，則需要在個位數左邊加“0”；當內徑≥500或為22、28、32時，用公稱內徑數值表示。四、滾動軸承類型的選擇載荷轉速調心裝拆大小2滾動軸承的組合設計Part試分析圖中所示軸承定位、緊固和安裝拆卸中的問題和困難，并提出相應的改善方案。任務引入任務目標：1.理解軸承定位、緊固方法；2.理解軸系統(tǒng)支撐形式及安裝拆卸方法。一、滾動軸承的配合及周向固定滾動軸承是標準件，國家標準規(guī)定，軸承內圈與軸之間的配合采用基孔制，外圈與軸承座孔的配合采用基軸制。各公差等級軸承的內徑和外徑公差帶都采用單向制，上極限偏差為零，下極限偏差為負值。由于普通基準孔的基準公差帶在零線以上，因此同樣配合，軸承內圈與軸的配合要比普通圓孔與軸的配合要緊的多。若軸承經常需要拆裝或者要求與配合的孔或軸有位移的，可選擇間隙配合或較松的過渡配合；承受重載荷的軸承，一般選用較緊的過盈配合。二、滾動軸承的軸向緊固定位固定三、軸承系統(tǒng)剛度和同心度與軸承相配合的軸和軸承座或外殼應具有足夠的剛度，否則過大的變形會影響滾動體的正常運轉而提前損壞。對于支撐同一軸的兩個軸承座孔，必須保證兩孔之間的同軸度要求，否則會造成軸承內、外圈軸線產生過大的傾斜，引起軸承劇烈磨損。四、軸系統(tǒng)的支撐形式兩端固定式左側軸承外圈利用軸承端蓋定位，內圈以軸肩定位，限制軸向左側移動；右側軸承內圈以軸肩定位，外圈與端蓋相距一非常小的間隙，限制軸向右側移動。這種兩端聯合共同限制軸的雙向移動方式稱為兩端固定式。四、軸系統(tǒng)的支撐形式2.一端固定一端游動式左側軸承內圈以軸肩定位、鎖緊螺母固定；外圈以臺階孔擋肩定位、軸承端蓋固定；而右側軸端帶動軸承相對于外殼是游動的。四、軸系統(tǒng)的支撐形式3.兩端游動式主要適用于高速轉動的人字齒輪的主動軸。與之相配的軸承通常為圓柱滾子軸承，而低速的從動軸必須采用兩端固定式，以實現兩軸的軸向定位。這種支撐形式，通過軸向的微小游動，可以補償輪齒兩側螺旋角的制造誤差。五、滾動軸承的安裝和拆卸安裝方式一般有兩種：加壓裝入和熱脹冷縮裝入。當配合有較大的過盈量時，可以采用熱脹冷縮法，例如把軸承或者套圈放到80C°~100C°的油箱中均勻加熱，然后撈出再安裝到軸上。當軸孔配合較松時，對單件小批量的裝配，可以采用手動工具加壓安裝軸承；如果是批量安裝，可以使用一定的工裝配合壓力機進行安裝。滾動軸承的拆卸可以使用壓力機或手動拉拔工具完成。拆卸過程中防止對軸承和軸的損壞。3滑動軸承Part圖示為一液體動壓潤滑軸承，油槽采用如圖方式在軸承蓋一側布置。試分析：1）油槽是否可以在軸承寬度上打通，為什么？2）與該軸承配合的軸，是否可以正反轉旋轉？為什么？任務引入任務目標：1.了解滑動軸承類型及結構；2.理解靜壓和動壓滑動軸承工作原理；3.理解滑動軸承條件性計算。概述滑動軸承由于結構簡單、承載能力高、工作平穩(wěn)、徑向尺寸小等獨特優(yōu)勢被廣泛應用在高速、重載、結構尺寸小或受沖擊載荷的場合中。一.滑動軸承結構與類型整體式徑向軸承優(yōu)點是結構簡單、成本低。缺點也很明顯：軸套徑向磨損后產生的間隙無法調整；安裝時必須從軸的端部裝入，設計上會限制其使用度。安裝大、重型軸會比較麻煩。一般應用于輕載、低速及間歇工作的機械中，如手動起重機。一.滑動軸承結構與類型剖分式徑向軸承軸承的剖分面一般與承載方向近似垂直，因此剖分面通常是水平的，有時也可以設置成傾斜的。軸瓦可做成剖分式和整體式兩種。為防止軸瓦與軸承座有軸向移動，在軸瓦的端部一般設計有凸緣；使用銷釘或緊定螺釘限制軸瓦與軸承座的周向轉動。一.滑動軸承結構與類型調心滑動軸承調心滑動軸承的軸瓦外表面與軸承座的內表面做成球面形狀相互配合。當軸線發(fā)生偏轉時，軸瓦隨同軸共同旋轉，以適應新的位置，從而避免軸頸與軸瓦的局部磨損。該類軸承適用于軸承長徑比較大的場合。一.滑動軸承結構與類型止推滑動軸承止推滑動軸承一般由軸承座和止推軸頸組成，主要承受軸向載荷，并支持軸的旋轉運動。單環(huán)式結構簡單，潤滑方便，適用于低速輕載場合；多環(huán)式結構相對簡單，可承受較大的載荷，且能承受雙向載荷。二.油膜潤滑軸承滑動軸承類型按照潤滑（摩擦）狀態(tài)可分為固體摩擦軸承、不完整油膜潤滑軸承和油膜潤滑軸承三大類。獲得油膜潤滑主要有兩種方法：1）在兩者之間注入可以平衡軸的承載力的液壓油，稱為液體靜壓潤滑；2）利用軸頸本身回轉時形成的油泵效應，從而平衡軸的承載力，稱為液體動壓潤滑。三.滑動軸承材料滑動軸承的材料一般指的是軸瓦和軸承襯的材料。軸承襯是在軸瓦內表面上澆鑄一層耐磨性和減磨性更好的材料。由于滑動軸承的主要失效形式為磨損、膠合、疲勞破壞和腐蝕等，因此在選材時，應注意右圖幾方面的需求。此外還應具有良好的導熱性、可加工性等性能。材料選擇時，應根據實際工況、經濟性等合理選擇。減摩性要求強度要求耐腐蝕性要求跑和性要求順應性要求嵌藏性要求三.滑動軸承材料滑動軸承軸瓦常用材料有金屬材料、粉末冶金材料和非金屬材料三大類。液體動壓、靜壓軸承和不完整油膜軸承一般采用金屬材料制作軸瓦；含油軸承常采用粉末冶金材料做軸瓦；非金屬材料常