机械设计基础13章

1、v概述v滑动轴承v滚动轴承本章特点：本章特点：v液体润滑径向滑动轴承的设计准则和设计方法与其它零液体润滑径向滑动轴承的设计准则和设计方法与其它零部件有本质的区别，验算的项目也相随有所差异部件有本质的区别，验算的项目也相随有所差异v滚动轴承是一个多种元件的组合体滚动轴承是一个多种元件的组合体( (部件部件) )的标准件，而的标准件，而且是用试验与统计的方法按且是用试验与统计的方法按9090的可靠度来规定它的基的可靠度来规定它的基本额定动载荷的，因而在计算理论和方法上都与其它零本额定动载荷的，因而在计算理论和方法上都与其它零部件有着较大的区别部件有着较大的区别机械设计基础轴承机械设计基础轴承箱体箱

2、体齿轮齿轮轴轴轴承轴承轴承孔轴承孔v轴承：轴承：支持轴或轴上转动零件的部件支持轴或轴上转动零件的部件v作用：作用：v支持轴及轴上零件，保持轴的旋转精度支持轴及轴上零件，保持轴的旋转精度v减少转轴与支持面间的摩擦磨损减少转轴与支持面间的摩擦磨损v分类：分类：v按承载方向分：按承载方向分：向心轴承、推力轴承向心轴承、推力轴承v按摩擦性质分：按摩擦性质分：滑动轴承、滚动轴承滑动轴承、滚动轴承13-1 滑动轴承概述13-2 滑动轴承的结构13-3 滑动轴承的材料13-4 润滑剂和润滑装置13-5 非全液体摩擦滑动轴承的计算机械设计基础轴承v基本要求基本要求: :v了解滑动轴承的特点、应用场合了解滑动轴

3、承的特点、应用场合v了解滑动轴承的典型结构、轴瓦材料及其选用原则了解滑动轴承的典型结构、轴瓦材料及其选用原则v了解常用润滑剂及润滑装置了解常用润滑剂及润滑装置v掌握不完全液体润滑滑动轴承的设计原理及设计方法掌握不完全液体润滑滑动轴承的设计原理及设计方法v主要特点：主要特点：工作平稳，无噪声；液体润滑时摩擦损失小工作平稳，无噪声；液体润滑时摩擦损失小v应用情况：应用情况：工作转速特高的轴承；要求对轴的支承位置特别精确的轴工作转速特高的轴承；要求对轴的支承位置特别精确的轴承；特重型轴承；大冲击和振动载荷的轴承；剖分式轴承；径向尺寸承；特重型轴承；大冲击和振动载荷的轴承；剖分式轴承；径向尺寸小的轴承

4、；特殊工况下小的轴承；特殊工况下v滑动轴承中的摩擦按润滑油存在方式分：滑动轴承中的摩擦按润滑油存在方式分：干摩擦、边界摩擦、液体摩干摩擦、边界摩擦、液体摩擦、混合摩擦擦、混合摩擦(非液体摩擦非液体摩擦)机械设计基础轴承机械设计基础 轴承v向心滑动轴承向心滑动轴承 推力滑动轴承推力滑动轴承v滑动轴承组成：滑动轴承组成：轴承体、轴瓦及轴承衬、润滑与密封装置轴承体、轴瓦及轴承衬、润滑与密封装置v滑动轴承分类：滑动轴承分类：v向心滑动轴承向心滑动轴承 整体式、剖分式、自动调心式整体式、剖分式、自动调心式v推力滑动轴承推力滑动轴承整体式向心滑动轴承整体式向心滑动轴承机械设计基础 轴承轴承座轴承座整体轴套

5、整体轴套油孔油孔螺纹孔螺纹孔v结构：结构：轴承座、轴套（整体）轴承座、轴套（整体）v 轴承座设有安装润滑油杯的螺纹孔轴承座设有安装润滑油杯的螺纹孔v 轴套上开有油孔，内表面开有油槽轴套上开有油孔，内表面开有油槽v特点：特点：结构简单，成本低结构简单，成本低v 但装拆不便，无法调整但装拆不便，无法调整v应用：应用：低速、轻载或间歇性工作的机器低速、轻载或间歇性工作的机器剖分式向心滑动轴承剖分式向心滑动轴承机械设计基础 轴承轴承座轴承座轴承盖轴承盖双头螺柱双头螺柱油孔油孔油槽油槽剖分式轴瓦剖分式轴瓦v结构：结构：轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦、螺柱轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦、螺柱v特点：特点：剖分面作

6、成阶梯状，且垂直载荷方向剖分面作成阶梯状，且垂直载荷方向v 正剖、斜剖，装拆方便，常在轴瓦表面粘附轴承衬正剖、斜剖，装拆方便，常在轴瓦表面粘附轴承衬v 磨损后可调整间隙，结构复杂磨损后可调整间隙，结构复杂v应用：应用：常用常用自动调心式向心滑动轴承自动调心式向心滑动轴承机械设计基础 轴承v应用：应用：v用于支承挠度较大或多支点的长轴用于支承挠度较大或多支点的长轴v结构：结构：轴瓦瓦背制成凸球面轴瓦瓦背制成凸球面v 其支承面制成凹球面其支承面制成凹球面v特点：特点：轴瓦能摆动，适应轴的变形轴瓦能摆动，适应轴的变形推力滑动轴承推力滑动轴承机械设计基础 轴承v分类：分类：空心式、单环式、多环式空心式

7、、单环式、多环式v轴上的轴向力应采用推力轴承来承受轴上的轴向力应采用推力轴承来承受v止推面：轴端面、轴中段做凸肩或装上止推面：轴端面、轴中段做凸肩或装上推力圆盘推力圆盘机械设计基础 轴承v轴瓦或轴承衬：轴瓦或轴承衬：轴颈应比轴瓦耐磨轴颈应比轴瓦耐磨v对材料性能的要求对材料性能的要求:v良好的减摩性、耐磨性和抗咬粘性良好的减摩性、耐磨性和抗咬粘性v良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性v足够的强度和抗腐蚀能力足够的强度和抗腐蚀能力v良好的导热性、工艺性和经济性等良好的导热性、工艺性和经济性等v常用材料：常用材料：v金属：青铜、轴承合金、粉末冶金、灰铸铁等金属：青铜、轴承

8、合金、粉末冶金、灰铸铁等v非金属：工程塑料、硬木、橡胶、聚四氟乙烯非金属：工程塑料、硬木、橡胶、聚四氟乙烯v轴承盖、轴承座：轴承盖、轴承座：灰铸铁，铸钢灰铸铁，铸钢v轴颈：轴颈：钢钢常用材料性能比较常用材料性能比较机械设计基础 轴承材料材料组成组成性能特点性能特点应用应用轴承合金轴承合金(巴氏合金巴氏合金)Sn,Pb,Sb合金合金耐磨，磨合，导热耐磨，磨合，导热性，油吸附性好性，油吸附性好强度小，价格贵强度小，价格贵重载，中高速重载，中高速青铜青铜Cu+Sn,Pb, Al较硬较硬,强度高强度高,耐磨耐磨磨合性差磨合性差重载，中速重载，中速粉末冶金粉末冶金Fe+石墨石墨Cu+石墨石墨含油轴承含油

9、轴承韧性低韧性低平稳载荷，无平稳载荷，无冲击，中低速冲击，中低速铸铁铸铁HT、KT轴颈硬度轴颈硬度轴瓦硬度轴瓦硬度 轻载，低速轻载，低速一、润滑剂二、润滑装置机械设计基础轴承一、润滑剂一、润滑剂机械设计基础 轴承v润滑油：润滑油：液体，用途最广泛液体，用途最广泛v润滑脂：润滑脂：半固体，润滑油稠化剂，一般用于中低速半固体，润滑油稠化剂，一般用于中低速v固体润滑剂：固体润滑剂：主要用作油、脂的添加剂，也可单独使用，主要用作油、脂的添加剂，也可单独使用，如如C, MoS2, PTFE(聚四氟乙烯聚四氟乙烯)等等v作用：作用：减少摩擦损失、减轻工作表面的磨损、冷却、吸振等减少摩擦损失、减轻工作表面的

10、磨损、冷却、吸振等v常用润滑剂：常用润滑剂：润滑油、润滑脂、固体润滑剂润滑油、润滑脂、固体润滑剂 润滑油的性能指标及选择润滑油的性能指标及选择性能指标：性能指标：v粘度粘度液体流动时，每薄层相互间的阻抗剪力，它是液体流液体流动时，每薄层相互间的阻抗剪力，它是液体流动时内部摩擦阻力的度量动时内部摩擦阻力的度量v是最重要的性能指标，也是选择润滑油的主要依据是最重要的性能指标，也是选择润滑油的主要依据v油性油性也称润滑性，表征油中的极性分子对金属表面的吸附也称润滑性，表征油中的极性分子对金属表面的吸附性能。油性好则摩擦系数小性能。油性好则摩擦系数小v凝点凝点反映润滑油的低温工作性能反映润滑油的低温工

11、作性能v闪点闪点反映润滑油的高温工作性能反映润滑油的高温工作性能机械设计基础 轴承润滑油的选择原则：润滑油的选择原则：v压力大或在冲击、变载条件下工作，应选粘度高的油压力大或在冲击、变载条件下工作，应选粘度高的油v速度高时，应选粘度低的油，以减少摩擦损失速度高时，应选粘度低的油，以减少摩擦损失v工作温度高时，应选粘度高的油，因粘度会随温度升高而下降工作温度高时，应选粘度高的油，因粘度会随温度升高而下降润滑脂的性能指标及选择润滑脂的性能指标及选择性能指标：性能指标：v针入度针入度(稠度稠度)表征润滑脂的稀稠度，类似于油的粘度表征润滑脂的稀稠度，类似于油的粘度v用一特制重用一特制重1.5N锥形针在

12、锥形针在25C恒温下恒温下5s内刺入润滑脂内内刺入润滑脂内的深度。标志润滑脂内阻力的大小和受力后流动性的强弱的深度。标志润滑脂内阻力的大小和受力后流动性的强弱v滴点滴点温度升高时，润滑脂第一滴掉下时的温度，表征温度升高时，润滑脂第一滴掉下时的温度，表征润滑脂耐高温的性能润滑脂耐高温的性能v耐水性耐水性润滑脂与水接触时，其特性的保持程度润滑脂与水接触时，其特性的保持程度机械设计基础 轴承润滑脂的选择原则：润滑脂的选择原则：v压力大、速度低压力大、速度低小针入度，反之选针入度大的小针入度，反之选针入度大的v润滑脂的滴点应高于轴承工作温度润滑脂的滴点应高于轴承工作温度2030，以免流失，以免流失v在

13、有水或潮湿场合，应选防水性的润滑脂在有水或潮湿场合，应选防水性的润滑脂二、润滑装置二、润滑装置机械设计基础 轴承v润滑油润滑装置：润滑油润滑装置：油孔、芯捻或线纱油杯、针阀滴油杯、油孔、芯捻或线纱油杯、针阀滴油杯、油杯、飞溅润滑、压力润滑油杯、飞溅润滑、压力润滑v润滑脂润滑装置：润滑脂润滑装置：旋转油杯、压注油嘴旋转油杯、压注油嘴v油槽结构：油槽结构：润滑油润滑装置润滑油润滑装置v油孔油孔v芯捻或线纱油杯芯捻或线纱油杯v针阀滴油杯针阀滴油杯v油环油环机械设计基础 轴承v飞溅润滑飞溅润滑v压力润滑压力润滑v工作条件：工作条件：边界膜不破坏、粗糙表面内有流体润滑存在边界膜不破坏、粗糙表面内有流体润

14、滑存在失效形式：失效形式：v磨损磨损导致轴承配合间隙加大，影响轴的旋转精度，甚至使导致轴承配合间隙加大，影响轴的旋转精度，甚至使轴承不能正常工作轴承不能正常工作v胶合胶合高速重载且润滑不良时，摩擦加剧，发热多，使轴承高速重载且润滑不良时，摩擦加剧，发热多，使轴承上较软的金属粘焊在轴颈表面而出现胶合上较软的金属粘焊在轴颈表面而出现胶合设计准则：设计准则：v维持边界膜不遭破坏维持边界膜不遭破坏v主要进行压强主要进行压强p、压强与速度乘积、压强与速度乘积 pv 的验算的验算机械设计基础轴承一、向心轴承的计算二、推力轴承的计算三、设计步骤一、向心轴承的计算一、向心轴承的计算机械设计基础 轴承2 压强和

15、速度乘积压强和速度乘积pv的验算的验算v限制温升防止油膜破裂，防止胶合破坏限制温升防止油膜破裂，防止胶合破坏1 压强压强p验算验算v限制压力防止油膜破裂，防止轴瓦过度磨损限制压力防止油膜破裂，防止轴瓦过度磨损bdF许用压强许用压强p查表查表13-1许用许用pv值值查表查表13-1二、推力轴承的计算二、推力轴承的计算机械设计基础 轴承2 压强和速度乘积压强和速度乘积pv的验算的验算v限制温升防止油膜破裂，防止胶合破坏限制温升防止油膜破裂，防止胶合破坏1 压强压强p验算验算v限制压力防止油膜破裂，防止轴瓦过度磨损限制压力防止油膜破裂，防止轴瓦过度磨损许用压强许用压强p查表查表13-4许用许用pv值

16、值查表查表13-4d0Fn平均速度平均速度三、设计步骤三、设计步骤机械设计基础 轴承选择轴瓦材料选择轴瓦材料确定轴承结构形式确定轴承结构形式确定轴承宽度确定轴承宽度b和直径和直径d验算验算p、pv选择轴承的配合选择轴承的配合选择润滑剂与润滑装置选择润滑剂与润滑装置13-6 滚动轴承概述13-7 滚动轴承的结构和类型13-8 滚动轴承的代号13-9 滚动轴承的失效形式及选择计算13-10 滚动轴承的组合设计机械设计基础轴承v基本要求基本要求: :v熟悉滚动轴承的代号、正确地选择熟悉滚动轴承的代号、正确地选择滚动轴承的类型滚动轴承的类型v掌握滚动轴承的寿命计算掌握滚动轴承的寿命计算v正确进行滚动轴

17、承组合设计正确进行滚动轴承组合设计v难点：难点：向心推力轴承向心推力轴承(指角接触球轴承与圆锥滚子轴承指角接触球轴承与圆锥滚子轴承)的的受力分析受力分析机械设计基础轴承 滚动轴承是依靠主要元件间的滚动接触来支承转动零件，滚动轴承是依靠主要元件间的滚动接触来支承转动零件，具有摩擦阻力小、起动容易、效率高等优点，因而在各种具有摩擦阻力小、起动容易、效率高等优点，因而在各种机械中得到广泛的应用。滚动轴承已标准化，机械中得到广泛的应用。滚动轴承已标准化，由专业轴承由专业轴承厂集中生产；厂集中生产； 在一般机械设计中，只需格局具体工作条件正确地选择轴在一般机械设计中，只需格局具体工作条件正确地选择轴承的

18、类型和尺寸，并进行轴承组合设计承的类型和尺寸，并进行轴承组合设计机械设计基础轴承v特点：特点：v摩擦阻力小摩擦阻力小, 功率损耗少功率损耗少, 起动灵敏，起动灵敏，f0.05, h= 0.980.995 v可同时承受径向和轴向载荷，简化了支承结构可同时承受径向和轴向载荷，简化了支承结构v径向间隙小，还可用预紧方法消除间隙，因此回转精度高径向间隙小，还可用预紧方法消除间隙，因此回转精度高v互换性好，易于维护，润滑简便互换性好，易于维护，润滑简便, 价格低价格低v抗冲击能力差抗冲击能力差, 高速时出现噪音高速时出现噪音v寿命也比不上液体润滑的滑动轴承寿命也比不上液体润滑的滑动轴承v径向尺寸大径向尺

19、寸大一、结构及尺寸二、材料三、分类四、类型及特点机械设计基础轴承外圈外圈内圈内圈滚动体滚动体保持架保持架一、结构及尺寸一、结构及尺寸机械设计基础 轴承v组成：组成：内圈、外圈、滚动体（球轴承、滚子轴承）、内圈、外圈、滚动体（球轴承、滚子轴承）、保持架保持架外圈外圈内圈内圈滚动体滚动体保持架保持架一、结构一、结构机械设计基础 轴承v外圈：外圈：装在轴承座孔内，一般不转动；装在轴承座孔内，一般不转动；v内圈：内圈：装在轴径上，随轴转动；装在轴径上，随轴转动；v保持架：保持架：将滚动体均匀的隔开，避免摩擦；将滚动体均匀的隔开，避免摩擦；v滚动体：滚动体：滚动轴承的核心元件。滚动轴承的核心元件。一、结

20、构及尺寸一、结构及尺寸二、材料二、材料机械设计基础 轴承v保持架：保持架：避免滚动体直接接触，减少发热和磨损避免滚动体直接接触，减少发热和磨损v材料：材料：低碳钢；铜、铝、工程塑料低碳钢；铜、铝、工程塑料v内圈、外圈、滚动体：内圈、外圈、滚动体：高硬度、高接触高硬度、高接触疲劳强度、良好耐磨性和冲击韧性疲劳强度、良好耐磨性和冲击韧性v材料：材料：含铬轴承钢，硬度含铬轴承钢，硬度6065 HRC三、分类三、分类机械设计基础 轴承1 按滚动体形状分2 按受载方向分1 按滚动体形状分按滚动体形状分机械设计基础 轴承按滚动体形状分：按滚动体形状分：v球轴承、滚子轴承球轴承、滚子轴承1 按滚动体形状分按

21、滚动体形状分机械设计基础 轴承又可细分为：又可细分为：v球轴承、圆柱滚子轴承、球轴承、圆柱滚子轴承、v滚针轴承、圆锥滚子轴承、球面滚子轴承滚针轴承、圆锥滚子轴承、球面滚子轴承2 按受载方向分按受载方向分v按受载方向和公称接触角分：按受载方向和公称接触角分：机械设计基础 轴承滚动体与套圈接触处滚动体与套圈接触处的法线与轴承的径向的法线与轴承的径向平面之间的夹角平面之间的夹角 ，反，反映轴承承受轴向载荷映轴承承受轴向载荷的能力。的能力。 接触角接触角是滚动轴承的一个是滚动轴承的一个重要参数，滚动轴承的分重要参数，滚动轴承的分类以及受力分析与接触角类以及受力分析与接触角有关。公称接触角越大，有关。公

22、称接触角越大，轴承承受轴向载荷能力也轴承承受轴向载荷能力也越大。越大。 径向平面：垂直于轴线的平面。2 按受载方向分按受载方向分v按受载方向和公称接触角分：按受载方向和公称接触角分：机械设计基础 轴承v向心轴承向心轴承: =0v向心推力轴承：向心推力轴承： 0 90向心角接触轴承向心角接触轴承: 0 45推力角接触轴承推力角接触轴承: 45 90 v推力轴承推力轴承: =90注意：注意：v在径向载荷作用下产生内部轴向力在径向载荷作用下产生内部轴向力Fd，其方向是使内外圈分离，所以，其方向是使内外圈分离，所以要成对使用要成对使用v内部轴向力内部轴向力Fd的大小与的大小与 有关有关2 按受载方向分

23、按受载方向分v按受载方向和公称接触角分：按受载方向和公称接触角分：机械设计基础 轴承四、类型及特点四、类型及特点机械设计基础 轴承1 向心轴承(=0)2 调心轴承(=0)3 向心推力轴承 (090)4 推力轴承(=90)5 选择原则1 向心轴承向心轴承( =0)深沟球轴承深沟球轴承: 6类类 nlim最高、价廉最高、价廉, 优先采用优先采用v受力类型受力类型: Fr, 不大的不大的Fa(双向双向)圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承: N类类承载力较大承载力较大v受力类型受力类型: 很大的很大的Fr, 不能承受轴向力不能承受轴向力Fa机械设计基础 轴承滚针轴承滚针轴承: NA类类 内外圈可分离内外圈可分离

24、, 径向尺寸小径向尺寸小v受力类型受力类型: 很大的很大的Fr, 不能承受轴向力不能承受轴向力Fa2 调心轴承调心轴承 ( =0)调心球轴承调心球轴承: 1类类主要承受径向载荷，也能承主要承受径向载荷，也能承受少量的双向轴向载荷，调心性能最好受少量的双向轴向载荷，调心性能最好v受力类型：受力类型：Fr, 不大的不大的Fa(双向双向)机械设计基础 轴承调心滚子轴承调心滚子轴承: 2(3)类类调心性能好、承载力较大调心性能好、承载力较大v受力类型：受力类型：Fr, 不大的不大的Fa(双向双向)3 向心推力轴承向心推力轴承 (0 90)角接触球轴承角接触球轴承:类，类， 15、25、40v受力类型：

25、受力类型：Fr, 单向单向Fa，成对使用成对使用机械设计基础 轴承圆锥滚子轴承：圆锥滚子轴承：3类类v受力类型：受力类型：能承受较大的径向载荷能承受较大的径向载荷Fr, 和单向轴向载荷和单向轴向载荷Fav内外圈可分离，要求成对使用内外圈可分离，要求成对使用3 向心推力轴承向心推力轴承 (0 90)机械设计基础 轴承3 向心推力轴承向心推力轴承 (0 90)机械设计基础 轴承3 向心推力轴承向心推力轴承 (0 90)机械设计基础 轴承3 向心推力轴承向心推力轴承 (0 径向载荷：径向载荷：推力推力+向心组合向心组合v滚动轴承为标准件：滚动轴承为标准件：GB/T 272-1993机械设计基础轴承v

26、旧标准代号旧标准代号 举例举例前置代号前置代号 基基 本本 代代 号号 后置代号后置代号 尺寸系列尺寸系列代代 号号 分分部部件件代代号号 类类型型代代号号内内径径代代号号直径直径系列系列代号代号 宽度宽度系列系列代号代号 内内部部结结构构代代号号 密密封封与与防防尘尘代代号号 公公差差等等级级代代号号 。 字母字母 2 1 3 4 5 字母字母(+数字数字) 1 内径尺寸代号2 尺寸系列代号3 类型代号基本代号基本代号机械设计基础 轴承v表示轴承的基本类型、结构和尺寸，是轴承代号表示轴承的基本类型、结构和尺寸，是轴承代号的的基础的的基础v表明轴承的内径、直径系列、宽度系列、类型表明轴承的内径

27、、直径系列、宽度系列、类型1 内径尺寸代号内径尺寸代号v右起第右起第1、2位数字位数字v内径内径d: （即轴的直径）（即轴的直径）v0010mm 0112mmv0215mm 0317mmv0496数字数字x 5 mm机械设计基础 轴承v对于内径对于内径 (500mm，以及，以及22mm、28mm、32mm的轴承，用公称内径数值直接表示，但在与尺寸的轴承，用公称内径数值直接表示，但在与尺寸系列代号之间用系列代号之间用“/”分开分开2 尺寸系列代号尺寸系列代号v直径系列代号、宽度系列代号直径系列代号、宽度系列代号v直径系列代号：直径系列代号：第三位数字第三位数字v指结构相同、内径相同的轴承指结构相

28、同、内径相同的轴承使用不同直径的滚动体，在外使用不同直径的滚动体，在外径和宽度方面的变化系列径和宽度方面的变化系列v0,1特轻特轻 2轻轻v 3中中 4重重机械设计基础 轴承v宽度系列代号：宽度系列代号：第四位数第四位数字，常与直径系列代号同字，常与直径系列代号同时使用时使用v表示同一内径和外径的轴表示同一内径和外径的轴承可以有不同的宽度承可以有不同的宽度v多数正常系列可不标多数正常系列可不标 0,1特轻特轻2轻轻5轻宽轻宽3中中6中宽中宽4重重3 类型代号类型代号v第五位第五位(从右到左数从右到左数)，用数字或字母表示，用数字或字母表示v代号为代号为0（双列角接触球轴承），则省略（双列角接触

29、球轴承），则省略机械设计基础 轴承v具体见表具体见表13-6代号代号轴承类型轴承类型旧代号旧代号3圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承75推力球轴承推力球轴承86深沟球轴承深沟球轴承07角接触球轴承角接触球轴承6N圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承2NA滚针轴承滚针轴承4v常用的几类滚动轴承，一般无前置代号常用的几类滚动轴承，一般无前置代号前置代号前置代号机械设计基础 轴承v用字母表示用字母表示v表示成套轴承分部件表示成套轴承分部件公差等级公差等级(精度精度)代号：代号：v0 、6x 、6、5、4、2六级精度，逐渐增高六级精度，逐渐增高v表示成：表示成：/P0 、/P6x 、/P6、/P5、/P4、/P2内部结构代

30、号：内部结构代号：v如：如：C =15、AC =25、B =40 轴承径向游隙系列代号：轴承径向游隙系列代号：v/C1、 /C2、/C0、 /C3、/C4、/C5六组游隙，由小到大六组游隙，由小到大v0组组( /C0)）游隙常用，可省略）游隙常用，可省略后置代号后置代号机械设计基础 轴承v用字母（用字母（+数字）表示数字）表示v表示轴承内部结构、密封与防尘、保持架及其材料、轴承表示轴承内部结构、密封与防尘、保持架及其材料、轴承材料及公差等级等材料及公差等级等v内径尺寸代号内径尺寸代号v外径系列代号外径系列代号v类型代号类型代号v结构特点代号结构特点代号v宽度系列代号宽度系列代号v精度代号精度代

31、号滚动轴承代号滚动轴承代号: :旧标准旧标准机械设计基础 轴承 X XX X X XX了解了解v7212C举例举例机械设计基础 轴承v6305v304/32(/P0)v7211C/P5深沟球轴承深沟球轴承直径系列为直径系列为3(中中),宽度系列为宽度系列为0(不标不标)内径内径d=25mm0级精度级精度(不标不标)角接触球轴承角接触球轴承直径系列为直径系列为2(轻轻)宽度系列为宽度系列为0(不标不标) 内径内径d =60mm =15内径内径d=32mm圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承宽度系列为宽度系列为0直径系列为直径系列为4(重重)5级精度级精度接触角接触角15 直径直径55mm正常宽度、轻系列正常

32、宽度、轻系列角接触球轴承角接触球轴承一、失效形式二、轴承寿命计算三、轴承静载荷计算机械设计基础轴承设计轴承的基本方法：设计轴承的基本方法：v由工作条件定轴承类型由工作条件定轴承类型v结构定轴承直径结构定轴承直径v初选型号初选型号 C、C0v验算寿命：验算寿命： 计算轴承载荷计算轴承载荷查查e、X、Y 计算计算P计算计算Lh分析轴承是否合格分析轴承是否合格一、失效形式一、失效形式机械设计基础 轴承失效形式：失效形式：v疲劳点蚀疲劳点蚀 最主要的失效形式，滚动体最主要的失效形式，滚动体表面、套圈滚道都可能发生点蚀表面、套圈滚道都可能发生点蚀v过大塑性变形过大塑性变形 低速轴承的主要失效形低速轴承的

33、主要失效形式，接触应力过大式，接触应力过大(载荷过大或冲击载荷载荷过大或冲击载荷)，元件表面出现较大塑性变形元件表面出现较大塑性变形v磨损、胶合、内外圈和保持架破损等磨损、胶合、内外圈和保持架破损等使用维护不当而引起的，属于非正常失效使用维护不当而引起的，属于非正常失效设计准则：保证轴承在预定期限内可靠工作。设计准则：保证轴承在预定期限内可靠工作。v一般转速的轴承一般转速的轴承v 进行寿命进行寿命(额定动载荷额定动载荷)计算，防止计算，防止疲劳疲劳点蚀破坏点蚀破坏v转速极低或仅作缓慢摆动的轴承转速极低或仅作缓慢摆动的轴承 v 按静强度按静强度(额定静载荷额定静载荷)计算，防止塑性变形计算，防止

34、塑性变形二、轴承寿命计算二、轴承寿命计算机械设计基础 轴承1 基本概念2 寿命计算3 当量动载荷 P 的计算4 向心角接触轴承轴向载荷 Fa 的计算5 推力球轴承的当量动载荷v针对失效形式：疲劳针对失效形式：疲劳点蚀点蚀1 基本概念基本概念寿命寿命v轴承寿命：轴承寿命：( 106 r 或或 h )v轴承中任一元件出现疲劳点蚀前，所经历的总转数或总工作小时数轴承中任一元件出现疲劳点蚀前，所经历的总转数或总工作小时数v基本额定寿命：基本额定寿命：用用 L10 表示表示v一批相同的轴承，在相同的条件下运转，其中一批相同的轴承，在相同的条件下运转，其中90的轴承不发生疲劳点的轴承不发生疲劳点蚀前所经历

35、的总转数或总工作小时数蚀前所经历的总转数或总工作小时数机械设计基础 轴承v寓意：寓意：v一批轴承中有一批轴承中有90的寿命将比其基本额定寿命长的寿命将比其基本额定寿命长v一个轴承在基本额定寿命期内正常工作的概率有一个轴承在基本额定寿命期内正常工作的概率有90，失效率为，失效率为10v注意：注意：额定寿命随运转条件而变化额定寿命随运转条件而变化v比如：外载荷增大，额定寿命降低比如：外载荷增大，额定寿命降低v因此，基本额定寿命并不能直接反映轴承的承载能力因此，基本额定寿命并不能直接反映轴承的承载能力9010完好完好基本额定基本额定动载荷动载荷v定义：定义：v规定轴承在规定轴承在 基本额定寿命基本额

36、定寿命L10 为为 106 转转 时，所能承受的最大时，所能承受的最大载荷，用载荷，用 C 表示表示v即：在即：在C 的作用下，运转的作用下，运转 106 转转 时，有时，有10的轴承出现点的轴承出现点蚀，蚀，90的轴承完好的轴承完好机械设计基础 轴承v对于具体轴承，对于具体轴承，C 为定值，按手册查取为定值，按手册查取v对向心轴承对向心轴承(0 45 )，C为纯径向载荷为纯径向载荷Crv对推力轴承对推力轴承(45 FS2v轴向合力向右，轴有向右移动的趋势，但外圈被固定，轴向合力向右，轴有向右移动的趋势，但外圈被固定，v左轴承放松，左轴承放松，右轴承被压紧，会产生反力右轴承被压紧，会产生反力F

37、S2，使轴向力，使轴向力平衡，得平衡，得:FRFr1Fr2FS1FS2Fa合力合力FS2右轴承被压紧右轴承被压紧, 轴向力轴向力左轴承被放松左轴承被放松, 轴向力轴向力FRFr1Fr2FS1FS2Fa轴承正装时：轴承正装时：v圆锥滚子轴承的简图如下（将内圈与轴视为一体）：圆锥滚子轴承的简图如下（将内圈与轴视为一体）：机械设计基础 轴承v若若 FS1 + Fa FS2v轴向合力向右，轴有向左移动的趋势，但外圈被固定，轴向合力向右，轴有向左移动的趋势，但外圈被固定，v左轴承被压紧，会产生反力左轴承被压紧，会产生反力FS1，使轴向力平衡，使得，使轴向力平衡，使得:合力合力FS1左轴承被压紧左轴承被压

38、紧, 轴向力轴向力右轴承被放松右轴承被放松, 轴向力轴向力结论：结论：v轴承轴承反反装时装时，可得到与正装同样的结论，可得到与正装同样的结论v结论总结如下：结论总结如下：v根据根据排列方式排列方式判明派生轴向力判明派生轴向力 FS1、FS2 的方向的方向v判明轴向合力判明轴向合力（外载荷和内部轴向力）（外载荷和内部轴向力）指向及轴可能移动的指向及轴可能移动的方向，分析哪端轴承被方向，分析哪端轴承被“压紧压紧”，哪端轴承被，哪端轴承被“放松放松”v“放松放松”端的轴向载荷等于端的轴向载荷等于自身的内部轴向力自身的内部轴向力v“压紧压紧”端的轴向载荷等于端的轴向载荷等于除去自身派生轴向力后除去自身

39、派生轴向力后其它轴向其它轴向力的代数和力的代数和机械设计基础 轴承v对于能承受少量轴向力而对于能承受少量轴向力而=0 的向心轴承的向心轴承(如深沟球轴承如深沟球轴承)：FaFr1Fr2因为：因为： 0 ,FS10 ，FS2 0所以：所以：F合力合力Fa图中：图中：Fa10Fa2Fa5 推力球轴承的当量动载荷推力球轴承的当量动载荷v对推力球轴承，不能承受径向力，只能承受轴向力，则：对推力球轴承，不能承受径向力，只能承受轴向力，则：机械设计基础 轴承6 例题例题机械设计基础 轴承v一工程机械传动装置中的轴，根据工作条件决定采用一对角接触球轴承支承，型号暂定为7208AC。已知轴承载荷Fr1=100

40、0N, Fr2=2060N, FA=800N,转速n=5000r/min，运转中受中等冲击，预期寿命为2000h，问所选轴承型号是否恰当？FA6 例题例题机械设计基础 轴承v一工程机械传动装置中的轴，根据工作条件决定采用一对角接触球轴承支承，型号暂定为7208AC。已知轴承载荷Fr1=1000N, Fr2=2060N, FA=800N,转速n=5000r/min，运转中受中等冲击，预期寿命为2000h，问所选轴承型号是否恰当？FAv思路：v1.v2.v3.v4.NnLPCCCCCCCChe61060=而可查表，合适不合适，的大小？与判断6 例题例题机械设计基础 轴承v一工程机械传动装置中的轴，

41、根据工作条件决定采用一对角接触球轴承支承，型号暂定为7208AC。已知轴承载荷Fr1=1000N, Fr2=2060N, FA=800N,转速n=5000r/min，运转中受中等冲击，预期寿命为2000h，问所选轴承型号是否恰当？FA三、轴承静载荷计算三、轴承静载荷计算机械设计基础 轴承v失效形式：失效形式：过大塑性变形过大塑性变形v对象：对象：低速或受较大冲击载荷作用的轴承低速或受较大冲击载荷作用的轴承v目的：目的：防止轴承元件发生塑性变形防止轴承元件发生塑性变形v基本额定静载荷基本额定静载荷C0 ：限制塑性变形的极限载荷值，由手限制塑性变形的极限载荷值，由手册查取册查取v对向心轴承为对向心

42、轴承为 C0r 径向基本额定静载荷径向基本额定静载荷v对推力轴承为对推力轴承为 C0a 轴向基本额定静载荷轴向基本额定静载荷v径向轴承或角接触轴承的当量静载荷径向轴承或角接触轴承的当量静载荷P0: v实际选用：实际选用：v推力轴承的当量静载荷：推力轴承的当量静载荷：v静强度校核公式：静强度校核公式：v组合设计的内容包括：组合设计的内容包括：v固定、配合与装拆、润滑与密封固定、配合与装拆、润滑与密封v组合设计合理与否将影响轴系的受力、运转精度、组合设计合理与否将影响轴系的受力、运转精度、轴承寿命及机器性能轴承寿命及机器性能机械设计基础轴承一、轴承的固定二、轴承的润滑与密封三、轴承的配合与装拆一、轴承的固定一、轴承的固定机械设计基础 轴承v作用：作用：v实际上是对整个轴系起固定作用，使轴系应有确实际上是对整个轴系起固定作用，使轴系应有确定的位置，承受轴向力，防止轴向窜动；防止温定的位置，承受轴向力，防止轴向窜动；防止温升后卡死；轴承游隙的调整。升后卡死；轴承游隙的调整。v常用三种固定方法：常用三种固定方法：1 两端固定2 一端固定、一端游动3 两端游动1 两端固定两端固定v这是最常见的固定方式这是最常见的固定方式v两端的轴承各限制一个方向的轴向移动两端的轴承各限制一个方向的轴向移动v适合于工作温升不高