第十四章滚动轴承3

27《机械设计基础》教案PAGEPAGE1镇江市高等专科学校教案授课班级：机制、机电、模具、机设、机器人专业授课教师：于明教学内容第14章轴承§14.5滚动轴承的组合设计§14.6滑动轴承（自学）授课时间4学时教学目的要求了解轴系轴向位置的调整、轴承游隙的调整、轴承的预紧、轴承的装拆等。掌握轴系的支承结构型式、轴承的轴向固定；内容重点滚动轴承的组合结构分析、轴承的拆装内容难点轴承的轴向固定主要教学方法课堂讲授，实物教学，多媒体课件教学教学注意事项多提问多启发，理论联系实际使用教具及设备滚动轴承模型、实物；多媒体设备过程及时间教学内容及学生活动教学方法开始部分（5分钟）复习回顾前一次课内容：滚动轴承的主要类型、特点和应用滚动轴承的代号含义3、滚动轴承的类型选择依据课堂讲授基本部分（170分钟）单个轴承的轴向固定方式一对轴承的轴向固定方式：轴承的支承结构形式轴承部件的调整轴承的轴向固定：轴承的配合支承部位的刚度和同轴度轴承的装拆轴承的密封盒润滑课堂讲授，实物教学，多媒体课件教学结束部分（5分钟）本讲内容小结及作业布置滚动轴承如何进行轴向固定？如何进行轴承轴向位置调整、配合与装拆等？提问和讲评作业P28913（1）课后小结结合本次课程设计使学生掌握滚动轴承轴向固定方式（支承结构形式）[教学内容]：第14章轴承§14.5滚动轴承的组合设计正确选用轴承类型和型号之后，为了保证轴与轴上旋转零件正常运行，还应解决轴承组合的结构问题，其中包括，轴承组合的轴向固定，轴承与相关零件的配合，间隙调整、装拆、润滑等一系列问题。轴系上的轴向固定正常的滚动轴承支承应使轴能正常传递载荷而不发生轴向窜动及轴受热膨胀后卡死等现象。常用的滚动轴承支承结构型式有三种：1.两端单向固定轴的两个轴承分别限制一个方向的轴向移动，这种固定方式称为两端单向固定。考虑到轴受热伸长，对于深沟球轴承可在轴承盖与外圈端面之间，留出热补偿间隙c＝0．2～0．3mm。间隙量的大小可用一组垫片来调整。这种支承结构简单，安装调整方便，它适用于工作温度变化不大的短轴。2、一端双向固定，一端游动一端支承的轴承，内、外圈双向固定，另一端支承的轴承可以轴向游动。双向固定端的轴承可承受双向轴向载荷，游动端的轴承端面与轴承盖之间留有较大的间隙。以适应轴的伸缩量，这种支承结构适用于轴的温度变化大和跨距较大的场合。3、两端游动两端游动支承结构的轴承，分别不对轴作精确的轴向定位。两轴承的内、外圈双向固定，以保证轴能作双向游动。两端采用圆柱滚子轴承支承，适用于人字齿轮主动轴。轴承内圈常用的四种轴向固定方法：利用轴肩作单向固定，它能承受大的博向的轴向力；利用轴肩和轴用弹性挡圈作双向固定，挡因能承受的轴向力不大；例用轴肩和轴端挡板作双向固定，挡板能承受中等的轴向力；利用轴肩和圆螺母、止动垫；D圈作双向固定，能受大的轴向力。二、轴向位置的调整为了保证机器正常工作，轴上某些零件通过调整位置以达到工作所要求的准确位置。例如蜗杆传动中要求能调整蜗轮轴的轴向位置，来保证正确啮合。在圆锥齿轮传动中要求两齿轮的节锥顶重合于一点，要求两齿轮都能进行轴向调整。其调整是利用轴承盖与套杯之间的垫片组，调整轴承的轴向游隙。利用套杯与箱孔端面之间的垫片组，调整轴的轴向位置。三、提高轴承系统的刚度和同轴度与轴承配合的轴和轴承支座孔应具有足够的刚度，为保证轴承支座孔的刚度，可采用加强筋和增加轴承座孔的厚度如图教材图11-32。同一根轴上的轴承座孔应保证同心，应使两轴承座孔直径相同，以便加工时能一次定位镗孔。如两轴承外径不同时，外径小的轴承可在座孔处安装衬套如图教材图11-35，使轴承座孔直径相同，以便一次镗出。如果不保证支承系统的刚度和同轴度，会使轴线有较大的偏移，影响轴承的旋转精度，从而降低轴承使用寿命。还要减小轴承支点相对于箱体孔壁的悬臂长度。对于角接触轴承要进行预紧，可增加刚度方法如图教材11-34。四、配合与装拆滚动轴承与轴和座孔的配合滚动轴承的套圈与轴和座孔之间应选择适当的配合，以保证轴的旋转精度和轴承的周向固定。滚动轴承是标准零件，因此，轴承内圈与轴颈的配合采用基孔制，轴承外圈与座孔的配合采用基轴制。为了防止轴颈与内圈在旋转时有相对运动，轴承内圈与轴颈一般选用m5、m6、n6、p6、r6、js5等较紧的配合。轴承外圈与座孔一般选用J7、K7、M7、H7等较松的配合。配合选择取决于载荷大小、方向和性质；轴承类型、尺寸和精度；轴承游隙以及其他因素。具体选用可参考机械手册。2.滚动轴承的按装与拆卸轴承的内圈与轴颈配合较紧，对于小尺寸的轴承，一般可用压力直接将轴承的内圈压入轴颈。对于尺寸较大的轴承，可先将轴承放在温度为80~100℃的热油中加热，使内孔胀大，然后用压力机装在轴颈上。拆卸轴承时应使用专用工具。为便于拆卸，设计时轴肩高度不能大于内圈高度。五、滚动轴承的维护和使用要延长轴承的使用寿命和保持旋转精度，在使用中应及时对轴承进行维护，采用合理的润滑和密封，并经常检查润滑和密封状况。滚动轴承的润滑滚动轴承的润滑主要是为了降低摩擦阻力和减轻磨损，还有缓冲吸振、冷却、防锈和密封等作用。当轴承转速较低时，可采用润滑脂润滑，其优点是便于维护和密封，不易流失，能承受较大载荷。缺点是摩擦较大，散热效果差。润滑脂的填充量一般不超过轴承内空隙的1/2～1/3，以免润滑脂太多导致摩擦发热，影响轴承正常工作。通常用于转速不高及不便于加油的场合。当轴承的转速过高时，采用润滑油润滑。一般轴承承受载荷较大、温度较高、转速较低时，使用粘度较大的润滑油；相反使用粘度较小的润滑油。润滑方式有油浴或飞溅润滑。而油浴润滑时，油面高度不应超过最下方滚动体的中心。其他润滑方式请参考滑动轴承的润滑课程。二、滚动轴承的密封滚动轴承密封的目的：防止灰尘、水份和杂质等进入轴承，同时也阻止润滑剂的流失。良好的密封可保证机器正常工作，降低噪音，延长有关零件的寿。密封方式分接触式密封和非接触式密封。1.接触式密封由于密封件直接与轴接触，工作时摩擦、磨损严重，只实用于低速场合。接触式密封主要有：①毡圈密封

在轴承盖上开梯形槽，将毛毡按标准制成环形或带形，放置在梯形槽中于轴密合接触，如图11-38所示。毡圈密封主要用于脂润滑的场合，结构简单，但摩擦系数较大，只用于滑动速度小于4～5m/s，且工作温度不高于90℃的地方。②唇形密封圈密封

在轴承盖中，放置一个用耐油橡胶制的唇形密封圈，靠弯折了的橡胶的弹性力和附加的环形螺旋弹簧的扣紧作用而紧套在轴上，以便起密封作用。唇形密封圈的密封唇的方向要朝向密封的部位。即如果主要是为了封油，密封唇应对着轴承（朝内）；如果主要是为了防止外物浸入，则密封唇应背对轴承（朝外，图11-39）；如果两方面要求都需要，最好使用密封唇反向放置的两个唇形密封圈。唇形密封圈密封可用于接触面滑动速度小于10m/s（当轴颈是精车的）或小于15m/s（当轴颈是磨光的）的场合。2．非接触式密封使用非接触式密封可以避免接触面间的滑动摩擦。常用的非接触式密封有以下几种：①油沟密封

在轴和轴承盖的通孔的孔壁间留一个极窄的隙缝（图11-40），半径间隙通常为0.1～0.3mm。这对使用脂润滑的轴承已有一定的密封效果。如果窄轴承盖上车出环槽（图11-40），在槽内填上润滑脂，可以提高密封效果。隙缝密封适用与干燥清洁的环境中。②迷宫式密封

迷宫式密封是将旋转件和固定件之间的间隙做成曲路（迷宫）形式，并在间隙中充填润滑油或润滑脂以加强密封效果。分径向和轴向两种：径向曲路如图11-41b所示，径向间隙不大于0.1～0.2mm；轴向曲路如图11-41a所示，因考虑到轴受热后会伸长，间隙应取大些，为1.5～2mm。迷宫式密封在环境比较脏和比较潮湿时也是相当可靠的。三、滚动轴承的检验检验的主要内容有以下三个方面：外观检验检验是否有点蚀出现，磨损是否严重，保持架是否松动。空转检验手拿内圈旋转外圈，轴承转动是否灵活，有无噪声阻滞现象。游隙测量游隙一般不超过0.1～0.15mm.径向游隙不能过大。根据检查结果和使用要求决定轴承是否能继续使用。本章小结（1）滚动轴承是标准件，在类型和尺寸方面已制定了国家标准，并有专业厂家生产。因此，作为设计者的任务是：熟悉滚动轴承的有关国家标准，选择轴承的型号，进行轴承装置的结构设计。（2）在熟悉常用滚动轴承的类型、代号、基本性能和结构特点的基础上，根据轴承所受载荷大小、方向、性质、工作转速高低、轴颈的偏转情况等要求，来选择滚动轴承的类型。通过寿命计算，确定轴承尺寸。另外，轴承装置的结构设计不可忽视，由于轴承装置设计不合理而导致设计失败的情况时有发生，所以，应根据不同类型的轴承、功用、工况、载荷特性等，设计出合理的轴承装置结构形式和结构尺寸。（3）GB272/T－1993规定了滚动轴承代号的表示方法，通过学习，应掌握轴承代号中的基本代号，了解前置代号和后置代号。（4）滚动轴承主要承受的是脉动接触应力，主要的失效形式是疲劳点蚀破坏。（5）在滚动轴承寿命计算中，基本额定寿命和基本额定动载荷是两个重要定义；对于同时受径向力和轴向力的轴承，载荷由当量动载荷公式进行计算。当轴承寿命要求不等于基本额定寿命