精密机械学电子教案

1精密机械学基础课程电子教案精密机械学基础多 系列CAI课件授课教师：：：哈工大电气工程及自动化学院自动化测试与控制系2.对支承质量的基本要求：运动精度高，无倾斜和偏移；摩擦力矩小；有一定的承载能力和较高的耐磨性；低成本；对温度变化不敏感；1.支承组成第8章轴系零、部件运动件(轴颈)承导件(轴承)2用来支承轴的部件叫轴承。轴承分为滚动轴承和滑动轴承。滚动轴承是标准件，由专业轴承厂集中生产。故学习本章的目的主要解决三个问题：如何选择滚动轴承的类型；滚动轴承的 计算；滚动轴承组合设计（固定、安装、拆卸、润滑、密封）；8.3

滚动轴承3一.滚动轴承的构造:8.3

滚动轴承4特点：摩擦力矩小，承载能力高；使用

长，运动精度高；对温度不敏感；有互换性，维修方便；外形尺寸大，安装结构复杂、成本较高；滚动轴承的应用这类轴承适用于内燃机和压缩机。由于其特殊的设计，可以应用于此种高转速、高温、不利于润滑且又具有特殊载荷和运动状态的支承。其中，KZK曲柄销支承用的滚针和保持架组件，采用M型保持架，可因应客户特殊要求，在保持架表面进行镀银、镀铜处理。6滚动轴承的应用7滚动轴承的应用薄壁零件8滚动轴承的应用铁路车辆的行车速度不断提高，就要求配套的轴承也要达到行车安全的技术指标，图中为铁路机车轮对准高速轴承NV2232WB/YB2（内圈无挡边圆柱滚子轴承），速度为160-180km/h，100万公里9。滚动轴承的应用图中为6317绝缘轴承，用于防静电的技术领域。10二.滚动轴承的类型游隙：指轴承的内、外圈与滚动体之间的间隙量，即将内圈或外圈之一固定，将另一个套圈上下（径向）、左右（轴向）方向移动时，从某一极限位置移至另一极限位置的移动量；11二.滚动轴承的类型公称接触角滚动体与套圈接触处的法线与轴承径向平面之间的夹角；12特点：主要承受径向载荷，也可承受一定的轴向载荷，当轴承的径向游隙加大时，具有角接触轴承的性能；允许内圈（轴）对外圈（外壳）相对倾斜8

～15；小功率电机、

器、滑轮等特点：可同时承受径向载荷和单向的轴向载荷，也可承受纯轴向载荷。接触角α越大，承受轴向载荷的能力越大，极限转速较高，一般应成对使用。蜗杆

器、离心机、电钻、穿孔机特点：在内径相同的条件下，与其他类型轴承相比，其外径最小，内圈或外圈可分离，也可单独用滚动体。径向载荷承载能力较大；径向尺寸受限地方，如万向联轴器、活塞销、连杆销等特点：能自动 ；主要承受径向载荷，同时承受较小的轴向载荷；内圈（轴）对外圈（外壳）相对倾斜不大于3度下工作；重负荷情况，如轧钢机、大功率

器、破碎机、吊车走轮等17特点：可同时承受以径向载荷为主的径向与轴向载荷，不宜承受纯轴向载荷；当成对使用时，可承受纯径向载荷，可调整径向、轴向游隙；应用广：

器、车轮轴、轧钢机、起重机、机床主轴等特点：只承受径向载荷，内圈、外圈沿轴向可分离；适用于刚性很大，对中良好的轴，如大功率电机、机床主轴、人字齿轮

器19铁路机车轮对准高速轴承202122特点：只能承受一个方向的轴向载荷，可限制轴（外壳）一个方向的轴向位移；内圈外圈特点：只能承受两个方向的轴向载荷，可限制轴（外壳）两个方向的轴向位移；不适用于高速，应用如起重机吊钩、蜗杆轴、锥齿轮轴、机床主轴等2425滚动轴承类型的选择：载荷大小：载荷大－－选用线接触的滚子轴承；载荷小－－选用点接触的球轴承；受载荷的方向：承受纯径向载荷－－选用径向接触向心轴承；承受纯轴向载荷－－选用轴向接触推力轴承；同时承受径向载荷和不大的轴向载荷：－－选用向心角接触轴承，或深沟球轴承；同时承受径向载荷和较大的轴向载荷：－－选用圆锥滚子轴承；同时承受轴向载荷比径向载荷大得多：－－选用向心轴承和推力轴承的组合；高速－－选用球轴承；低速－－选用推力球轴承或滚子轴承；支承刚度较高－－选用向心角接触球轴承；支点跨度大、轴变形大或多支点轴－－选用

轴承；27三.滚动轴承代号的组成前置代号基本代号后置代号件代号三二一内部结构代号代

代密

保

特号

号

号封

持

殊

公和

架

轴

差防

及

承

等尘

其

材

级结

材

料

代构

料

代

号游隙代号多轴承配置代号其他代号型代号尺寸系列代号宽轴承分部

类

度号系

直径

内径列

系列

系列代

代号

代号(1)

滚动轴承尺寸系列代号宽度系列代号（向心轴承）（“0”在代号中省略）（指内外径相同的轴承有几个不同的宽度）80123，4，5，6特窄窄正常宽特宽28直径系列代号：（指内径相同的轴承有几个不同的外径）78，90，12345超特轻超轻特轻轻中重特重2930(2)

滚动轴承公称内径代号内径代号示例轴承公称内径20

d

480(22,28,32除外)d/5（若商为个位数，左边加“0”）232

08（d=40mm）滚子特宽轻正常超轻（

2. mm）

特宽特轻31四.滚动轴承的额定 计算1)

疲劳点蚀滚动体和内圈（或外圈）不断地转动，滚动体与滚道接触表面受变应力作用。当应力循环次数达到某一数值时，在滚动体或滚道的工作面上就产生麻点和凹坑；32额定

的计算公式:（1）滚动轴承当量动载荷P的计算P=fd（XFr+YFa）3)

额定动载荷Cr同一批轴承，其额定为一百万转时所承受的载荷滚动轴承的额定动载荷，是在向心轴承仅承受径向载荷，推力轴承仅承受轴向载荷的条件下根据实验确定的，如果轴承上实际承受的载荷与上述条件不同，则必须将实际载荷换算为当量动载荷；4)

当量动载荷P2)

额定一组同一型号的轴承在相同条件下运转，其中90％的轴承不出现疲劳点蚀所转过的总转数，或在一定转速下所经历的时间；

C

r

60n

P

106L10h

33Fa1Fa2Fr2Fr112Fs的方向:（2）滚动轴承的轴向载荷的计算外圈外圈的宽边指向窄边轴承类型角接触球轴承圆锥滚子轴承70000C（=15°）70000AC（=25°）70000B（=40°）30000FSe

Fr0.68

Fr1.14

FrFr/(2Y)滚动轴承的 轴向力FS的大小：FsFsa

rY是F

/F

>e时的轴向系数FrFr35压紧端放松端FS２F

S２＝

FS1

+

FA

-

FS2Fa2

=F

S２+FS2=

FS1+FAFa1

=FS1压紧端轴向力:放松端轴向力:（FS1+FA）>

FS２Fs1Fs2Fr1Fr2（正装）FA(1).

根据轴上的外加轴向力和两轴承上的附加轴向力判断轴的移动趋势,然后结合轴承的安装方式来分析哪一端轴承被压紧,哪一端轴承被放松;(2).

放松端总轴向力=附加轴向力压紧端总轴向力=放松端附加轴向力+外加轴向力压紧端放松端（FS1+FA）>

FS２（反装）Fs1Fs2Fr1Fr2FA（3）按额定静载荷选择轴承C0r

S0P0C0r

:

额定静载荷S0

:

安全系数P0

:

当量静载荷滚动轴承设计的基本步骤:初选滚动轴承型号；计算当量动载荷P

；（3）校核L10h；P0

x0

Fr

y0

Fa37（滚动轴承例题10-3）:锥齿轮轴由一对相同的单列圆锥滚子轴承支承，两个支承承受的径向力分别为

Fr1=6000N，Fr2=2000N，锥齿轮的轴向负荷Fa=500N，轴的转速n=960r/min，轴的直径d=40mm，工作中有中等冲击，

fd＝1.5

，要求轴承基本额定

不低于10000h，试选择轴承型号。38滚动轴承附加习题1：8-11：图示为圆锥齿轮轴，由圆锥滚子轴承组合支承，经简化后，作用在齿轮的轴向力Fa=1000N，径向力Fr

=1000N，方向如图所示，a=80

mm，b=120

mm，轴颈d

=40

mm，转速n=1450r/min，常温下工作，有轻微冲击，fd＝1.2

，预期L‘h=20000h，试选轴承型号。1239（滚动轴承习题10-9）:某通风机用的斜齿轮器中，有一轴颈

d=60

mm，转速n=1280r/min，已知两支承上的径向载荷Fr1＝6000

N，Fr2＝5000

N，轴向载荷Fa＝1700N，并指向轴承1，。负荷有轻微振动，fd＝1.2

，求轴承预期L‘10h=6000h，试选轴承的类型和型号。404142（滚动轴承附加习题3）：某 器主动轴用两个角接触球轴承7208

AC

(=25°)支承（Cr=35200N）， 。已知轴的转速n=1450r/min，轴上斜齿轮作用于轴上的轴向力Fa=1000N，两轴承的径向支反力分别为Fr1=1500

N

，Fr2=750

N。工作时有中度冲击，

fd＝1.5

，轴承工作温度正常。要求轴承预期为6000h。试判断该对轴承是否合适。Fr1Fr2Fa1432轴承类型eFa/Fr>eFa/FreXYXY角接触球轴承（单列）=25°(AC)0.680.410.8710=40°(B)1.140.350.5710角接触轴承的X、Y值（单列）:44五.滚动轴承的组合设计1.

单个轴承的轴向固定(1)轴承内圈的轴向固定(2)轴承外圈的轴向固定452.

轴承组合的轴向固定游隙：指轴承的内、外圈与滚动体之间的间隙量(1).双支点单向固定(<350mm)深沟球轴承热补偿间隙c46轴承在工作时，不允许有轴向和径向移动，限制轴向移动有3种方法热补偿间隙c47特点：正装调整轴承间隙方便；48特点：支承刚性大、能补偿温度使轴伸长变形的影响，防止轴承卡死；49(2).单支点双向固定(>350mm

)游动端（圆柱滚子轴承）内圈可分离50游动端（深沟球轴承）51固定端（深沟球轴承）游动端（深沟球轴承）固定端（深沟球轴承）游动端（圆柱滚子轴承）内圈可分离52特点：防止齿轮卡死，或人字齿两侧受力不均；另一轴必须轴向固定(3).两端游动54(4).轴承组合的调整垫片调整螺钉螺母压盖55冷压法装轴承3.

滚动轴承的安装、润滑和密封(1)轴承的安装（冷压法和热套法）压套热套法:把轴承放入油池中加热至80-100度后套装在轴上(2)轴承的拆卸螺旋拆卸器压力机563.

滚动轴承的安装、润滑和密封(3)轴承的润滑润滑目的:减小摩擦与减轻磨损。若形成油膜，还有吸收振动，降低工作温度和噪声作用。润滑剂的分类：

气体、液体（润滑油）、半固体（润滑脂）、固体（固体润滑剂）。滚动轴承常用润滑脂润滑润滑油：附近有润滑油源时；固体润滑剂：在高温、高压、极低温、真空、强辐射、不允许污染及无法给油场合；573.

滚动轴承的安装、润滑和密封(4)轴承的密封密封目的:防止灰尘、水分等进入轴承，并润滑剂流失.59（滚动轴承习题8-14）:

一轴上装有一对6312型深沟球轴承支承，轴承所受的负荷Fr1＝5500

N，Fa1＝3000N，Fr2＝6500N，Fa2＝0N，其转速

n=1250r/min，运转时有轻微振动，

fd＝1.2

，要求轴承预期

L‘10h5000h，试分析该轴承是否可用？课后作业：8-14，8-15，8-16，8-17，大作业2的计算部分60（滚动轴承习题8-15）:

，试计算30205型号的圆锥滚子轴承Ι与Π所受的当量动负荷。已知：30205型号轴承的e＝0.37，

Fs＝

Fr

/(2Y)

，

Y＝1.6，工作平稳，

fd＝1.0。61（滚动轴承习题8-16）:

某设备中一转轴，两端用30207型轴承。轴工作转速n=1450r/min，轴所受的轴向载荷Fa＝3000

N，轴所受的径向载荷Fr1＝3000

N，Fr2＝6000

N，设计

L10h=1500h，负荷系数fd＝1.5。试校核该轴承是否满足要求？62（滚动轴承习题8-17）:

根据工作条件，某机械传动装置中轴的两端各采用一个深沟球轴承，轴径d=55mm，转速n=2500

r/min，每个轴承承受径向载荷Fr

=2000

N，常温下工作，载荷平稳，fd＝1

，预期

Lh=8

000

h，试选择轴承型号。63滚动轴承习题(8-13):--请改错轴承组合的轴向固定为双支点单向固定．（轴习题8-6):请改错(找出8处错误)65滚动轴承附加习题1－课堂练习:已知某 器轴的两个轴承中受载较大的轴承所受的径向载荷Fr=2500N，轴向载荷Fa=1100N，轴的转速n=1000r/min，轴的直径d=55mm，载荷平稳，

fd＝1

，要求轴承

15000h，试计算选择轴承型号（选用深沟球轴承）。66滚动轴承习题4:8-12：一深沟球轴承6311型号，承受径向力Fr=4

kN，载荷平稳，转速n=1060

r/min，室温下工作，试求该轴承的额定

。678.4

弹性摩擦支承弹性支承的特点：摩擦力矩极小；结构简单，不需润滑和

；没有间隙，无回差； 长；可在各种条件下工作（高温、高压等）；转角不大；一.簧支承等长度、等宽度和等厚度，并交叉成的一对片簧组成，小角度范围内工作(15º以内)1、应用举例根据工作要求度,定材料,求L,b