项目八--轴与轴承的设计教学资料

1、任务：任务：能根据客户能根据客户(k h)给定的条件进行轴的强度校核，给定的条件进行轴的强度校核，会选用滚动轴承。会选用滚动轴承。 机械设计基础(jch) 轴第一页，共100页。v能力目标：能力目标：vA2. 能够运用技术资料（如国家标准、相关设计手册、图册），会选用标准零能够运用技术资料（如国家标准、相关设计手册、图册），会选用标准零件；件；v A3. 能根据客户要求，用现代方法能根据客户要求，用现代方法-CAD进行通用零件、专用机械零部件的设进行通用零件、专用机械零部件的设计；计； vA4. 能够对设计的通用零件进行强度校核计算；能够对设计的通用零件进行强度校核计算；vA5具备机械设备使用

2、、维护管理和故障分析的能力；具备机械设备使用、维护管理和故障分析的能力；v知识目标：知识目标：vK2. 熟悉常用机构的工作原理、组成、分类、特点及应用场合；熟悉常用机构的工作原理、组成、分类、特点及应用场合；vK3. 掌握常用机构设计的基本方法；掌握常用机构设计的基本方法；vK4. 理解有关机械设计计算的基本理论；理解有关机械设计计算的基本理论；vK5. 掌握机构的结构、运动特性掌握机构的结构、运动特性(txng)、机械动力学的基础知识；、机械动力学的基础知识；vK6. 掌握通用零件的工作原理、特点、组成、分类及应用场合；掌握通用零件的工作原理、特点、组成、分类及应用场合；v其他素质：其他素质

3、：vQ1. 领悟并执行领悟并执行7S管理，使学生具备职业素养管理，使学生具备职业素养vQ2. 具有主动参与、积极进取、崇尚科学、实事求是的学习态度和思想意识具有主动参与、积极进取、崇尚科学、实事求是的学习态度和思想意识vQ3. 具有的科学态度和辩证思维能力和创新精神具有的科学态度和辩证思维能力和创新精神vQ4. 培养良好的职业道德和正确的设计思维方式培养良好的职业道德和正确的设计思维方式vQ5. 培养创新意识和解决实际问题的能力培养创新意识和解决实际问题的能力vQ6. 具有良好的团队合作精神与竞争意识具有良好的团队合作精神与竞争意识第二页，共100页。机械设计基础(jch) 轴二、轴的分类二、

4、轴的分类1 按载荷性质按载荷性质(xngzh)分类分类2 按形状分类按形状分类v轴：轴：支承回转零件的零件支承回转零件的零件一、轴的功用一、轴的功用v1. 支承旋转零件并传递运动和动力支承旋转零件并传递运动和动力 v2. 保证所有轴上零件有确定的轴向工作位置保证所有轴上零件有确定的轴向工作位置第三页，共100页。1 按载荷性质按载荷性质(xngzh)分类分类v心轴：只承受心轴：只承受(chngshu)弯矩，不承受弯矩，不承受(chngshu)转矩转矩v传动轴：主要承受传动轴：主要承受(chngshu)转矩转矩v转轴：既承受转轴：既承受(chngshu)弯矩，又承受弯矩，又承受(chngshu)

5、转矩转矩机械设计基础(jch) 轴第四页，共100页。2 按形状按形状(xngzhun)分类分类v直轴、曲轴直轴、曲轴(qzhu)、软轴、软轴机械设计基础(jch) 轴第五页，共100页。三、轴设计三、轴设计(shj)(shj)解决的问题解决的问题v1、结构问题、结构问题 确定轴的形状和尺寸确定轴的形状和尺寸v2、强度问题、强度问题 防止防止(fngzh)轴发生疲劳断裂轴发生疲劳断裂v3、刚度问题、刚度问题 防止防止(fngzh)轴发生过大的弹性变形轴发生过大的弹性变形v4、振动稳定性问题、振动稳定性问题 防止防止(fngzh)轴发生共振轴发生共振机械设计基础(jch) 轴1.拟定轴上零件装配

6、方案拟定轴上零件装配方案2.估算轴的最小直径估算轴的最小直径min3.确定各段直径及长度确定各段直径及长度4.确定轴的结构要素确定轴的结构要素轴的结构设计轴的结构设计轴的强度计算轴的强度计算其它计算其它计算1.刚度计算刚度计算2.振动稳定性计算振动稳定性计算( 临界转速临界转速)1.许用切应力法许用切应力法(扭转强度扭转强度)2.许用弯曲应力法许用弯曲应力法( 弯扭合成强度弯扭合成强度 )3.安全系数计算法：疲劳强度计算、静强度计算安全系数计算法：疲劳强度计算、静强度计算第六页，共100页。机械设计基础(jch) 轴一、轴的结构(jigu)二、轴的材料第七页，共100页。一、轴的结构一、轴的结

7、构(jigu)(jigu)机械设计基础(jch) 轴v轴肩轴肩(轴环轴环)：轴的直径变：轴的直径变化化(binhu)所形成的阶所形成的阶梯处梯处轴颈轴颈 轴头轴头 轴身轴身 v轴头：轴头：轴和旋转零件的配合部分轴和旋转零件的配合部分v轴颈：轴颈：轴和轴承配合的部分轴和轴承配合的部分v轴身：轴身：连接轴颈与轴头部分连接轴颈与轴头部分第八页，共100页。轴的结构设计的要求轴的结构设计的要求(yoqi)(yoqi)机械设计基础(jch) 轴3. 定位和固定要求：定位和固定要求：轴与轴上零件要有准确的工作位置，并牢固地保持轴与轴上零件要有准确的工作位置，并牢固地保持(boch)这这一位置一位置4. 尽

8、量减少应力集中尽量减少应力集中, 改善轴的受力状态改善轴的受力状态1. 制造工艺性要求：制造工艺性要求：v轴应有良好的制造工艺，便于加工轴应有良好的制造工艺，便于加工2. 装拆要求：装拆要求：v轴上零件要易于装拆、调整轴上零件要易于装拆、调整第九页，共100页。1 制造制造(zhzo)工艺性要求工艺性要求v轴应有良好轴应有良好(lingho)的制造工艺，便于加工的制造工艺，便于加工机械设计基础(jch) 轴v加工方法不同，轴的结构也可能不同加工方法不同，轴的结构也可能不同v键槽应位于同一母线上；螺纹退刀槽；砂轮越程槽键槽应位于同一母线上；螺纹退刀槽；砂轮越程槽光轴光轴 等强度轴等强度轴 阶梯轴

9、阶梯轴 车削车削 倒角倒角 磨削磨削 砂轮越程槽砂轮越程槽 第十页，共100页。2 装拆要求装拆要求(yoqi)机械设计基础(jch) 轴v阶梯状轴阶梯状轴轴端应有轴端应有45倒角倒角v非定位轴肩非定位轴肩(便于装配便于装配)、定位轴肩、定位轴肩(零件定位零件定位)v设计轴肩时应注意设计轴肩时应注意: v轴长应略短于轮毂轴长应略短于轮毂(lng)宽度宽度(保证零件固定保证零件固定)v轴肩圆角轮毂轴肩圆角轮毂(lng)孔圆角孔圆角(倒角倒角)v轴上零件要易于装拆、调整轴上零件要易于装拆、调整v不同的装拆方案，得到不同结构不同的装拆方案，得到不同结构v轴的直径应圆整成标准值轴的直径应圆整成标准值第

10、十一页，共100页。3 定位定位(dngwi)和固定要求和固定要求机械设计基础(jch) 轴v周向固定周向固定(gdng)v轴向定位和固定轴向定位和固定(gdng)v轴与轴上零件要有准确的工作位置轴与轴上零件要有准确的工作位置v定位：定位：零件有准确的工作位置零件有准确的工作位置v固定：固定：零件在轴上的位置牢固可靠零件在轴上的位置牢固可靠第十二页，共100页。周向定位周向定位(dngwi)和固定和固定机械设计基础(jch) 轴常用的周向固定常用的周向固定(gdng)方法：方法：键、花键、紧定螺钉、过盈配合等键、花键、紧定螺钉、过盈配合等v防止轴上零件与轴发生相对转动，以传递转矩防止轴上零件与

11、轴发生相对转动，以传递转矩第十三页，共100页。轴向定位轴向定位(dngwi)和固定和固定机械设计基础(jch) 轴常用的轴向定位和固定方法：常用的轴向定位和固定方法：轴肩、套筒、螺母、轴端挡圈等轴肩、套筒、螺母、轴端挡圈等轴头轴头(zhu tu)长度长度 轮毂的轴向长度轮毂的轴向长度v防止轴上零件工作时发生轴向蹿动防止轴上零件工作时发生轴向蹿动第十四页，共100页。4 尽量减少应力集中尽量减少应力集中(jzhng), 改善轴的受力状态改善轴的受力状态机械设计基础(jch) 轴v改善零件位置及结构改善零件位置及结构(jigu), 以改善轴的受力状态以改善轴的受力状态尽量减少应力集中：尽量减少应

12、力集中：v轴肩处要有过渡圆角轴肩处要有过渡圆角v相邻轴径的变化不宜太大相邻轴径的变化不宜太大第十五页，共100页。二、轴的材料二、轴的材料(cilio)(cilio)机械设计基础(jch) 轴2. 球墨铸铁球墨铸铁(qim-zhti): QT500-5、QT600-2v轴的材料，见表轴的材料，见表14.41. 钢：钢：v碳素钢碳素钢 ：优质碳素钢：优质碳素钢:35、 50 、 45 轴钢轴钢v 普通碳素钢普通碳素钢Q235、Q255、Q275v合金钢：合金钢：20Cr、20CrMnTi、40Cr、35SiMn、35CrMo第十六页，共100页。机械设计基础(jch) 轴一、轴的强度计算(j s

13、un)二、轴的刚度计算(j sun)v轴的工作能力主要取决与强度和刚度，高速轴的工作能力主要取决与强度和刚度，高速轴还要校核振动稳定性轴还要校核振动稳定性第十七页，共100页。 令其为系数令其为系数 C1、 按扭转按扭转(nizhun)强度计算强度计算机械设计基础(jch) 轴v扭剪应力扭剪应力:适用状况：适用状况：(1)轴只传递转矩，不承受弯矩（或很小的弯矩）轴只传递转矩，不承受弯矩（或很小的弯矩）(2)弯矩未知，按扭距作初步弯矩未知，按扭距作初步(chb)计算计算TTWT ndPdT3632 . 01055. 916/ T v设计公式设计公式:mmnPCnPTdTT333 2 . 0105

14、5. 9 2 . 06 v系数系数 C 与轴的材料和承载情况有关，查表与轴的材料和承载情况有关，查表14.1注意注意: v若该轴段有一个键槽，若该轴段有一个键槽，d 值增大值增大3%; 有两个键槽，增大有两个键槽，增大7%第十八页，共100页。2 按弯扭合成强度按弯扭合成强度(qingd)计算计算机械设计基础(jch) 轴步骤：步骤：绘制受力计算简图绘制受力计算简图计算所有力引起的弯矩计算所有力引起的弯矩合成弯矩合成弯矩M计算扭矩计算扭矩合成当量合成当量(dngling)弯矩弯矩M强度条件：强度条件：适用状况：适用状况：v轴承位置以及作用在轴上的载荷性质、大小、方向和作用点已知轴承位置以及作用

15、在轴上的载荷性质、大小、方向和作用点已知准确计算准确计算v弯、扭联合作用时，采用第三强度理论弯、扭联合作用时，采用第三强度理论22VHMMM22)(TMM 1bWM 为扭为扭-弯应力性质折合系数弯应力性质折合系数第十九页，共100页。弯扭合成设计弯扭合成设计(shj)公式公式机械设计基础(jch) 轴v设计设计(shj)公公式：式：31 .01b Md危险截面的确定：危险截面的确定：综合轴上弯扭矩和轴直径选择一两个截面综合轴上弯扭矩和轴直径选择一两个截面第二十页，共100页。二、轴的刚度二、轴的刚度(n d)(n d)计算计算机械设计基础(jch) 轴2、 扭转刚度计算扭转刚度计算(j sun

16、)扭转角条件：扭转角条件：1、弯曲刚度计算、弯曲刚度计算v挠度条件：挠度条件：v转角条件：转角条件： yy 第二十一页，共100页。8-4 8-4 轴的设计轴的设计(shj)(shj)v1、类比法、类比法v2、设计计算法、设计计算法v步骤：步骤：v（1）根据轴的工作条件选材，确定许用应力。）根据轴的工作条件选材，确定许用应力。v（2）按扭转强度估算轴的最小直径。）按扭转强度估算轴的最小直径。v（3）设计轴的结构，绘制轴的结构草图）设计轴的结构，绘制轴的结构草图(cot)。v（4）按弯扭合成进行轴的强度校核。）按弯扭合成进行轴的强度校核。v（5）修改轴的结构后再进行校核计算。）修改轴的结构后再进

17、行校核计算。v（6）绘制轴的零件图。）绘制轴的零件图。第二十二页，共100页。一、轴的强度一、轴的强度(qingd)(qingd)计算计算机械设计基础(jch) 轴v轴的计算轴的计算(j sun)流程：流程：机器的结构机器的结构轴的长度轴的长度轴上零件的位置轴上零件的位置载荷计算简图载荷计算简图力学分析力学分析简简 化化强度计算强度计算轴径轴径轴的结构设计轴的结构设计FT计算方法：计算方法：v按扭转强度计算按扭转强度计算v按弯扭合成强度计算按弯扭合成强度计算第二十三页，共100页。结构示例结构示例(shl)：结构改错：结构改错机械设计基础(jch) 轴v 轴承没定位轴承没定位(dngwi)v

18、轴向定位轴向定位(dngwi)不确定不确定v 轴承用错或装错轴承用错或装错v 无调整垫片无调整垫片v 端盖端面无凹坑加工量大端盖端面无凹坑加工量大v 无定位轴肩无定位轴肩v 端盖无密封端盖无密封v 键槽太长键槽太长v无非定位轴肩无非定位轴肩v套筒太高套筒太高第二十四页，共100页。机械设计基础(jch)轴承箱体箱体齿轮齿轮(chln)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

19、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、滚动轴承第二十五页，共100页。15-1 滚动轴承概述15-2 滚动轴承的结构和类型15-3 滚动轴承的代号15-4 滚动轴承的失效(sh xio)形式及选择计算15-5 滚动轴承的组合设计机械设计基础(jch)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

20、指角接触球轴承与圆锥滚子轴承)的受力分析的受力分析第二十六页，共100页。v滚动轴承是标准件，由专业滚动轴承是标准件，由专业(zhuny)轴承厂集中生产轴承厂集中生产机械设计基础(jch)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, = 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,

21、 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径向尺寸大径向尺寸大第二十七页，共100页。一、结构二、材料三、分类(fn li)四、类型及特点机械设计基础(jch)轴承第二十八页，共100页。一、结构一、结构(jigu)(jigu)机械设计基础(jch) 轴承v组成组成(z chn)：内圈、外圈、滚动体、保持架：内圈、外圈、滚动体、保持架外圈外圈内圈内圈滚动体滚动体保持架保持架第二十九页，共100页。二、材料二、材料(cilio)(cilio)机械设计基础(jch) 轴承v保持架：避免滚动体直接接触保持架：避免滚动体直接接触(jich)，减少发热

22、和磨损，减少发热和磨损v材料：低碳钢；铜、铝、工程塑料材料：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、高接触疲劳高硬度、高接触疲劳强度、良好耐磨性和冲击韧性强度、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第三十页，共100页。三、分类三、分类(fn li)(fn li)机械设计基础(jch) 轴承1 按滚动(gndng)体形状分2 按受载方向分第三十一页，共100页。1 按滚动按滚动(gndng)体形状分体形状分按滚动按滚动(gndng)体形状分：体形状分：球轴承、滚子轴承球轴承、滚子轴承机械设计基础(jch) 轴承又可细

23、分为：又可细分为：v球轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承、球面滚球轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承、球面滚子轴承子轴承第三十二页，共100页。2 按受载方向按受载方向(fngxing)分分v按受载方向按受载方向(fngxing)和公称接触角分：和公称接触角分：机械设计基础(jch) 轴承滚动体与套圈接触处的滚动体与套圈接触处的法线与轴承的径向平面法线与轴承的径向平面之间的夹角之间的夹角 v（1）向心轴承）向心轴承v径向接触轴承：径向接触轴承： =0，主要承受径向载荷，及小的轴向载荷。，主要承受径向载荷，及小的轴向载荷。v向心角接触轴承：向心角接触轴承： 0 45，同时承受径向

24、和轴向载荷。，同时承受径向和轴向载荷。v（2）推力轴承）推力轴承v推力角接触轴承：推力角接触轴承： 45 90 ，承受轴向载荷，及小的径向载荷。，承受轴向载荷，及小的径向载荷。v轴向接触轴承：轴向接触轴承： =90，只能承受轴向载荷。，只能承受轴向载荷。第三十三页，共100页。按轴承按轴承(zhuchng)(zhuchng)承受载荷分类承受载荷分类 向心轴承向心轴承(zhuchng)(zhuchng)和推力轴承和推力轴承(zhuchng)(zhuchng)： 向心轴承向心轴承(zhuchng)(zhuchng)主要用于承受径向载荷主要用于承受径向载荷 推力轴承推力轴承(zhuchng)(zhu

25、chng)主要用于承受轴向载荷力主要用于承受轴向载荷力公称公称(gngchng)(gngchng)接触角接触角第三十四页，共100页。四、类型四、类型(lixng)(lixng)及特点及特点机械设计基础(jch) 轴承1 向心(xin xn)轴承(a=0)2 调心轴承(a=0)3 向心(xin xn)推力轴承 (0a90)4 推力轴承(a=90)5 选择原则第三十五页，共100页。1 向心向心(xin xn)轴承轴承(a=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(ciyng)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

26、轴承: N类类承载力较大承载力较大受力类型受力类型: 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(jch) 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, 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Fa第三十六页，共100页。2 调心轴承调心轴承(zhuchng) (a=0)调心球轴承调心球轴承: 1类类调心性能调心性能(xngnng)最好最好受力类型：受力类型：Fr, 不大的不大的Fa(双向双向)机械设计基础(jch) 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

27、受力类型：受力类型：Fr, 不大的不大的Fa(双向双向)第三十七页，共100页。3 向心向心(xin xn)推力轴承推力轴承 (0a径向载荷：径向载荷：推力推力+向心组合向心组合第四十页，共100页。v滚动轴承滚动轴承(gndngzhuchng)为标准件：为标准件：GB/T 272-1993机械设计基础(jch)轴承前置代号前置代号 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

28、母字母 2 1 3 4 5 字母字母(+数字数字) 第四十一页，共100页。1 内径尺寸代号2 尺寸系列(xli)代号3 类型代号基本基本(jbn)(jbn)代号代号机械设计基础(jch) 轴承v表示轴承的基本类型、结构和尺寸，是轴承代号的表示轴承的基本类型、结构和尺寸，是轴承代号的基础基础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、直径系列、宽度系列、类型第四十二页，共100页。1 内径尺寸内径尺寸(ch cun)代号代号v右起第右起第1、2位数字位数字(shz)v内径内径d: （即轴的直径）（即轴的直径）v0010mm 0112mmv0215mm 0317mmv0496数字数

29、字(shz)x 5 mm机械设计基础(jch) 轴承v对于内径对于内径 (500mm，以及，以及22mm、28mm、32mm的的轴承，用公称内径数值直接表示，但在与尺寸系轴承，用公称内径数值直接表示，但在与尺寸系列代号之间用列代号之间用“/”分开分开第四十三页，共100页。2 尺寸系列尺寸系列(xli)代号代号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：第三位数字直径系列代号：第三位数字v指结构相同、内径相同的轴承指结构相同、内径相同的轴承使用使用(shyng)不同直径的滚动不同直径的滚动体，在外径和宽度方面的变化体，在外径和宽度方面的变化系列系列v0,1特轻特轻 2

30、轻轻v 3中中 4重重机械设计基础(jch) 轴承v宽度系列代号：宽度系列代号：第四位数字，第四位数字，常与直径系列代号同时使用常与直径系列代号同时使用v表示同一内径和外径的轴承表示同一内径和外径的轴承可以有不同的宽度可以有不同的宽度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重重第四十四页，共100页。3 类型类型(lixng)代号代号v第五位第五位(从右到左数从右到左数)，用数字，用数字(shz)或字母表示或字母表示v代号为代号为0（双列角接触球轴承），则省略（双列角接触球轴承），则省略机械设计基础(jch) 轴承v具体见具体见p288表表15.

31、4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4第四十五页，共100页。v常用的几类滚动轴承，一般常用的几类滚动轴承，一般(ybn)无前置代号无前置代号前置前置(qin zh)(qin zh)代号代号机械设计基础(jch) 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,见教材见教材P289 表表15.7第四十六页，共100页。公差等级公差等级(精度精度)代号：代号：0 、6x 、6、5、4、2六级精度，逐渐增高六级精度，逐渐增高(z

32、nggo)表示成：表示成：/P0 、/P6x 、/P6、/P5、/P4、/P2内部结构代号：内部结构代号：如：如：C a=15、AC a=25、Ba=40 轴承径向游隙系列代号：轴承径向游隙系列代号：/C1、 /C2、/C0、 /C3、/C4、/C5六组游隙，由小到大六组游隙，由小到大0组组( /C0)）游隙常用，可省略）游隙常用，可省略后置后置(hu zh)(hu zh)代号代号机械设计基础(jch) 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、轴承材表示轴承内部结构、密封与防尘、保持架及其材料、轴承材料及公差等级等料及公差等级等第四十七页，共

33、100页。v7212C举例举例(j l)(j l)机械设计基础(jch) 轴承v6305v304/32(/P0)v7211C/P5深沟球轴承深沟球轴承直径直径(zhjng)系列为系列为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、轻系列正常宽度、轻系列角接触球轴承角接触球轴承第四

34、十八页，共100页。一、失效形式(xngsh)二、轴承寿命计算三、轴承静载荷计算机械设计基础(jch)轴承第四十九页，共100页。一、失效一、失效(sh xio)(sh xio)形式形式机械设计基础(jch) 轴承失效形式：失效形式：疲劳点蚀疲劳点蚀 最主要的失效形式，滚动最主要的失效形式，滚动体表面、套圈滚道都可能发生点蚀体表面、套圈滚道都可能发生点蚀过大塑性变形过大塑性变形 低速轴承的主要失效低速轴承的主要失效形式，接触应力过大形式，接触应力过大(载荷过大或冲击载荷过大或冲击载荷载荷)，元件表面出现较大塑性变形，元件表面出现较大塑性变形磨损、胶合、内外圈和保持架破损等磨损、胶合、内外圈和保

35、持架破损等使用维护使用维护(wih)不当而引起的，属不当而引起的，属于非正常失效于非正常失效设计准则：设计准则：v一般转速（一般转速（10r/minnlim）的轴承的轴承v 进行寿命进行寿命(额定动载荷额定动载荷)计算，防止疲劳点蚀破坏计算，防止疲劳点蚀破坏v转速极低（转速极低（n1r/min）或仅作缓慢摆动的轴承）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，防止塑性变形第五十页，共100页。二、轴承寿命二、轴承寿命(shumng)(shumng)计算计算机械设计基础(jch) 轴承1 基本概念2 寿命计算3 当量动载荷(zi h) P 的计算4

36、向心角接触轴承轴向载荷(zi h) Fa 的计算5 推力球轴承的当量动载荷(zi h)v针对失效形式：疲劳点蚀针对失效形式：疲劳点蚀第五十一页，共100页。1 基本概念基本概念寿命寿命(shumng)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数v基本额定寿命：用基本额定寿命：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(qzhng)90的轴的轴承不发生疲劳点蚀前所经历的总转数或总工作小时数承不发生疲劳点蚀前所经历的

37、总转数或总工作小时数机械设计基础(jch) 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完好完好第五十二页，共100页。基本额定基本额定( dng)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

38、定寿命基本额定寿命L10 为为 106 转转 时，所能承受的最大载荷时，所能承受的最大载荷(zi h)，用，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的轴承出现点蚀，的轴承出现点蚀，90的轴承完好的轴承完好机械设计基础(jch) 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右轴承被压紧，会产生反力右轴承被压紧，会

39、产生反力FS2，使轴向力平衡，使得，使轴向力平衡，使得: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, 轴向力轴向力第六十页，共100页。FRFr1Fr2FS1FS2FA轴承轴承(zhuchng)正装时：正装时：v圆锥圆锥(yunzhu)滚子轴承的简图如下（将内圈与轴视为一体）：滚子轴承的简图如下（将内圈与轴视为一体）：机械设计基础(jch) 轴承v若若 FS1 + FA 轴瓦硬度轴瓦硬度轻载，低速轻载，低速第九十页，共100页。一、润滑(rnhu)剂二、润滑(rnhu)装置机械设计基础(jch)轴承第九十一页，共100页。一、

40、润滑剂一、润滑剂机械设计基础(jch) 轴承v润滑油：液体，用途最广泛润滑油：液体，用途最广泛v润滑脂：半固体，润滑油稠化剂，一般用于中低速润滑脂：半固体，润滑油稠化剂，一般用于中低速v固体润滑剂：主要固体润滑剂：主要(zhyo)用作油、脂的添加剂，也可单独用作油、脂的添加剂，也可单独使用，如使用，如C, MoS2, PTFE(聚四氟乙烯聚四氟乙烯)等等v作用：减少摩擦损失、减轻工作表面的磨损、冷却、吸振等作用：减少摩擦损失、减轻工作表面的磨损、冷却、吸振等v常用常用(chn yn)润滑剂：润滑油、润滑脂、固体润滑剂润滑剂：润滑油、润滑脂、固体润滑剂 第九十二页，共100页。润滑油的性能指标及

41、选择润滑油的性能指标及选择(xunz)性能指标：性能指标：粘度粘度液体流动时，每薄层相互间的阻抗剪力，它是液体流动时内液体流动时，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部摩擦阻力的度量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油性油性也称润滑性，表征油中的极性分子也称润滑性，表征油中的极性分子(fnz)对金属表面的吸附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作性能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(jch) 轴承润滑油的选择

42、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第九十三页，共100页。润滑脂的性能指标及选择润滑脂的性能指标及选择(xunz)性能指标：性能指标：针入度针入度(稠度稠度(chu d)表征润滑脂的稀稠度表征润滑脂的稀稠度(chu d)，类似，类似于油的粘度于油的粘度用一特制重用一特制重1.5N锥形针在锥形针在25C恒温下恒温下5s内刺入润滑脂内的深度。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标志润滑脂内阻力的大小和受力后流动性的强弱滴点滴点温度升高时，润滑脂第一滴掉下时的温度，表征润滑温度升高时，润滑脂第一滴掉下时的温度，表征润滑脂耐高温的性能脂耐高温的性能耐水性耐水性润滑脂与