《機(jī)械基礎(chǔ)》課件 學(xué)習(xí)情境二 軸承

學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)及工作原理；掌握滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、類型代號(hào)、選擇方法及組合設(shè)計(jì)方法。學(xué)習(xí)情境三軸承導(dǎo)入

如圖所示，這兩種類型的軸承各有什么特點(diǎn)？分別應(yīng)用在什么樣的場(chǎng)合？一、軸承的用途和分類（一）

軸承用途

支承軸及軸上零件,并保證旋轉(zhuǎn)精度減少軸與支承間的摩擦與磨損。（二）

軸承的分類

1、

按摩擦性質(zhì)

滾動(dòng)軸承滑動(dòng)軸承2、按受載類型

徑向軸承——徑向力

止推軸承——軸向力3、按潤(rùn)滑狀態(tài)不完全液體滑動(dòng)軸承液體滑動(dòng)軸承動(dòng)壓軸承靜壓軸承

向心推力軸承—徑向力、軸向力二、滑動(dòng)軸承（一）滑動(dòng)軸承的分類徑向滑動(dòng)軸承止推滑動(dòng)軸承（二）滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)

1.整體式徑向滑動(dòng)軸承

軸套軸承座整體式滑動(dòng)軸承軸承蓋上軸瓦下軸瓦軸承座螺栓組件對(duì)開式徑向滑動(dòng)軸承2.剖分式徑向滑動(dòng)軸承（a）（b）調(diào)心滑動(dòng)軸承外圈球面軸瓦襯套3.調(diào)心式向心滑動(dòng)軸承三、滾動(dòng)軸承（一）滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)（a）（b）外圈內(nèi)圈滾動(dòng)體保持架（c）球軸承滾子軸承滾針軸承（二）滾動(dòng)軸承的類型和代號(hào)類型代號(hào)軸承名稱簡(jiǎn)圖承載方向結(jié)構(gòu)基本特性1調(diào)心球軸承

主要承受徑向載荷，同時(shí)可承受少量雙向軸向載荷。外圈內(nèi)滾道為球面，能自動(dòng)調(diào)心，允許角偏差<20～30。適用于彎曲剛度小的軸2調(diào)心滾子軸承

主要承受徑向載荷，同時(shí)能承受少量雙向軸向載荷，其承載能力比調(diào)心球軸承大；具有自動(dòng)調(diào)心性能，允許角偏差<10～2.50。適用于重載和沖擊載荷的場(chǎng)合3圓錐滾子軸承

可以承受較大的徑向載荷和軸向載荷，承載能力大于角接觸球軸承。外圈可分離，裝拆分別，成對(duì)使用，允許角偏差<20～30。適用于重載和要求調(diào)心性能好的場(chǎng)合常用滾動(dòng)軸承的主要類型、結(jié)構(gòu)及基本特征4雙列深溝球軸承

主要承受徑向載荷，也能承受一定的雙向軸向載荷。它比深溝球軸承的承載能力大5推力球軸承

只能承受軸向載荷，套圈可分離，適用于軸向載荷大而轉(zhuǎn)速不高的場(chǎng)合6深溝球軸承

主要承受徑向載荷，也可同時(shí)承受少量雙向軸向載荷。摩擦阻力小，極限轉(zhuǎn)速高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，應(yīng)用最廣泛7角接觸球軸承

能同時(shí)承受徑向載荷與單向軸向載荷。公稱接觸角a有150、250、40o三種，接觸角越大，承受軸向載荷的能力越大。適用于轉(zhuǎn)速較高場(chǎng)合8推力圓柱滾子軸承

能承受很大的單向軸向載荷，承載能力比推力球軸承大得多，不允許有角偏差N圓柱滾子軸承雙列或多列用字母NN表示

外圈無擋邊，只能承受純徑向載荷。與球軸承相比，承受載荷的能力較大，尤其是承受沖擊載荷，但極限轉(zhuǎn)速較低滾動(dòng)軸承代號(hào)前置代號(hào)基本代號(hào)后置代號(hào)五四三二一12345678成套軸承分部件代號(hào)軸承類型代號(hào)尺寸系列代號(hào)內(nèi)徑代號(hào)內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)密封、防塵與外部形狀變化代號(hào)保持架及其材料代號(hào)軸承材料代號(hào)公差等級(jí)代號(hào)游隙代號(hào)配置代號(hào)其他代號(hào)寬（度）系列代號(hào)0,1,2,3窄直徑系列代號(hào)0,2,3,4特輕1.軸承的基本代號(hào)滾動(dòng)軸承的類型代號(hào)軸承類型代號(hào)軸承類型代號(hào)雙列角接觸球軸承0深溝球軸承6調(diào)心球軸承1角接觸球軸承7調(diào)心滾子軸承和推力調(diào)心滾子軸承2推力圓柱滾子軸承8圓錐滾子軸承3圓柱滾子軸承N雙列深溝球軸承4外球面球軸承U推力球軸承5四點(diǎn)接觸球軸承QJ（1）軸承類型代號(hào)（2）內(nèi)徑代號(hào)滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑代號(hào)內(nèi)徑代號(hào)（二位數(shù)）0001020304～96軸承內(nèi)徑（mm）10121517代號(hào)×5500及22、28、32mm特殊值---直接用公稱內(nèi)徑表示，加/與尺寸系列代號(hào)隔開（3）尺寸系列代號(hào)軸承的直徑系列直徑系列表示相同內(nèi)徑的軸承，由于滾動(dòng)體大小不同，引起軸承在外徑和寬度上的變化，用基本代號(hào)右起的第三位數(shù)字表示。滾動(dòng)體尺寸隨之增大，即按7、8、9、0、1、……5順序，外徑尺寸增大。寬（高）度系列對(duì)于向心軸承是結(jié)構(gòu)、內(nèi)徑和外徑都相同，而寬度為一系列不同尺寸，高度依8、0、1……6次序遞增；對(duì)于推力軸承是結(jié)構(gòu)、內(nèi)徑和外徑都相同，而高度為一系列不同尺寸，高度依7、9、1、2順序遞增。當(dāng)寬度系列為0系列時(shí)，對(duì)多數(shù)軸承在代號(hào)中可以不予標(biāo)出（但對(duì)調(diào)心軸承需要標(biāo)出）。2.前置和后置代號(hào)（1）前置代號(hào)表示成套軸承的分部件，用字母表示。（2）后置代號(hào)表示軸承結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、公差、技術(shù)要求等改變時(shí)，添加代號(hào)。軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)：如C、AC、B分別表示內(nèi)部接觸角α=15o、25o、40o；軸承公差等級(jí)：其精度順序?yàn)?P0、/P6、/P6X、/P5、/P4、/P2，其中/P2為高精度，/P0為普通級(jí)，不標(biāo)出；軸承游隙：/C1、/C2、/C0、/C3、/C4、/C5，依次遞增，/C0為常用的基本組，不標(biāo)出。（三）滾動(dòng)軸承的選擇1.滾動(dòng)軸承類型的選擇①載荷大小和方向：滾子軸承承載能力強(qiáng)②極限轉(zhuǎn)速：球軸承高③軸承的調(diào)心性能④經(jīng)濟(jì)性：精度適中，球軸承較滾子軸承便宜⑤安裝和拆卸：圓錐滾子軸承內(nèi)、外圈可分離。四、滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)（一）軸承套圈的軸向固定（a）（b）（c）軸承內(nèi)圈的軸向固定（a）（b）（c）軸承外圈的軸向固定（二）軸和軸承組合的軸向固定1．兩端單向固定2．一端雙向固定，一端游動(dòng)兩端游動(dòng)兩端固定3．兩端游動(dòng)（三）軸承組合的調(diào)整（四）滾動(dòng)軸承的配合和裝拆1、滾動(dòng)軸承的配合內(nèi)圈與軸---基孔制，有過盈的配合， 軸公差可選：n6,m6,k5,k6。外圈與座孔---基軸制，較松配合， 孔公差可選：J7,H7,G7。2、安裝與拆卸安裝----壓力機(jī)壓套，熱裝、冷裝拆卸---壓力機(jī)、拆卸工具五、滾動(dòng)軸承的校核計(jì)算（一）滾動(dòng)軸承失效形式最常見的失效形式是滾動(dòng)體或外圈滾道上的疲勞點(diǎn)蝕破壞。通常將點(diǎn)蝕作為滾動(dòng)軸承校核計(jì)算的依據(jù)。此外軸承還可能發(fā)生其他的失效形式，如磨損、塑性變形（靜載荷和沖擊載荷下）等，這些一般可以通過合理使用與維護(hù)來避免。（二）滾動(dòng)軸承疲勞壽命的校核計(jì)算

1.基本額定壽命和基本額定動(dòng)載荷壽命：是指軸承點(diǎn)蝕前，軸承的轉(zhuǎn)數(shù)或相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)。

滾動(dòng)軸承的承載能力的計(jì)算主要是指軸承的壽命計(jì)算。是指同一批軸承（結(jié)構(gòu)、尺寸、材料及加工工藝完全相同），在相同條件進(jìn)行壽命實(shí)驗(yàn)，其中90%的軸承都能達(dá)到壽命值稱為軸承的基本額定壽命。基本額定壽命指90%的軸承在發(fā)生點(diǎn)蝕破壞前所能運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)?；绢~定動(dòng)載荷是通過實(shí)驗(yàn)得出來的。其實(shí)驗(yàn)載荷條件為：對(duì)于向心軸承和向心推力軸承是指內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)、外圈靜止時(shí)的純徑向向心軸承的載荷，稱為徑向基本動(dòng)載荷，用Cr表示；對(duì)于純軸向的推力軸承的載荷，稱為軸向基本動(dòng)載荷，用Cɑ表示。2.滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P

P=fp（XFr+YFa）

式中，fp——載荷修正系數(shù)，其值見表6.13；

Fr——軸承所受的徑向載荷（N）；

Fa——軸承所受的軸向載荷（N）；

X——徑向載荷系數(shù)3.滾動(dòng)軸承疲勞壽命計(jì)算式中

Lh——滾動(dòng)軸承的基本額定壽命，h；C——滾動(dòng)軸承的基本額定動(dòng)載荷，N；P——滾動(dòng)軸承的當(dāng)量額定動(dòng)載荷，P=fp(XFr+YFa），N——滾動(dòng)軸承的工作轉(zhuǎn)速，r/min；ε——計(jì)算指數(shù)，對(duì)于球軸承，ε=3；對(duì)于滾子軸承,ε=10/3；ft——溫度修正系數(shù)，其值見表6.15基本額定動(dòng)載荷Cc的計(jì)算公式：------校核公式------設(shè)計(jì)公式由于向心推力會(huì)產(chǎn)生附加的內(nèi)部的軸向力，如表6.16所示，所以要成對(duì)使用。1、假設(shè)Fs2+Fae＞Fs1，則軸有左移的趨勢(shì)。（1）軸承1處：壓力為Fs2+Fae-Fs1，軸承1被壓緊，即：Fa1=（Fs2+Fae-Fs1）+Fs1=Fs2+Fae（2）軸承2處：軸承2被放松，即:Fa2=Fs22、假設(shè)Fs2+Fae＜Fs1，則軸有右移的趨勢(shì)。（1）軸承2處：壓力為Fs1-（Fs2+Fae）軸承2被壓緊，即：Fa2=[Fs1-（Fs2+Fae）+Fs2=Fs1-Fae（2）軸承1處：軸承1被放松，即:Fa1=Fs11、根據(jù)左右兩方向的軸向合力的大小，判明在合力指向下軸的移動(dòng)趨勢(shì)，找的“壓緊”端、“放松”端；結(jié)論：2、壓緊端軸承的軸向力為除去本身內(nèi)部軸力后其余各軸向力的代數(shù)和，放松端軸承的軸向力僅為其本身的內(nèi)部軸向力。例題1

一傳動(dòng)裝置的軸打算選用兩個(gè)深溝球軸承。已知：軸徑直徑d=35mm，軸的轉(zhuǎn)速n=480r/min，軸承上的徑向力分別為Fr1=1840.97N，F(xiàn)r2=1540N,無軸向力，載荷平穩(wěn),要求預(yù)期壽命L'h=40000h。試選此軸承型號(hào)。解：（1）兩軸承受力Fr1＞Fr2，故選Fr1=1840.97N做設(shè)計(jì)計(jì)算。（2）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P由表6.10查得載荷修正系數(shù)fp=1.1；由表6.11查得當(dāng)Fa=0時(shí)，X=1,Y=0。P=fp（XFr+YFa）=1.1×1840.97=2025.067（N)（3）計(jì)算軸承所需的基本額定動(dòng)載荷Cc設(shè)該傳動(dòng)裝置在常溫下工作，故溫度系數(shù)ft=1.0（4）選擇軸承型號(hào)按d=35mm，Cc≤C的條件，從表8.9選用6207軸承，其基本額定動(dòng)載荷C=25.5KN,極限轉(zhuǎn)速n脂=8500r/min，n油=11000r/min，均超過n=480r/min，合用。例題2

一傳動(dòng)裝置采用代號(hào)為6009的一對(duì)深溝球軸承。已知：軸的轉(zhuǎn)速n=137.93r/min，軸承上的徑向力分別為Fr1=Fr2=1076.84N,載荷平穩(wěn),無軸向力，要求預(yù)期壽命