項(xiàng)目八軸與軸承的設(shè)計(jì)

1、任務(wù)：任務(wù)： v能根據(jù)客戶給定的條件進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核，能根據(jù)客戶給定的條件進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核， v會選用滾動軸承。會選用滾動軸承。 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸 v能力目標(biāo)：能力目標(biāo)： vA2. 能夠運(yùn)用技術(shù)資料（如國家標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)設(shè)計(jì)手冊、圖冊），會選用標(biāo)能夠運(yùn)用技術(shù)資料（如國家標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)設(shè)計(jì)手冊、圖冊），會選用標(biāo) 準(zhǔn)零件；準(zhǔn)零件； v A3. 能根據(jù)客戶要求，用現(xiàn)代方法能根據(jù)客戶要求，用現(xiàn)代方法-CAD進(jìn)行通用零件、專用機(jī)械零部件進(jìn)行通用零件、專用機(jī)械零部件 的設(shè)計(jì)；的設(shè)計(jì)； vA4. 能夠?qū)υO(shè)計(jì)的通用零件進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算；能夠?qū)υO(shè)計(jì)的通用零件進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算； vA5具備機(jī)械設(shè)備使用、維護(hù)管理和故障分析

2、的能力；具備機(jī)械設(shè)備使用、維護(hù)管理和故障分析的能力； v知識目標(biāo)：知識目標(biāo)： vK2. 熟悉常用機(jī)構(gòu)的工作原理、組成、分類、特點(diǎn)及應(yīng)用場合；熟悉常用機(jī)構(gòu)的工作原理、組成、分類、特點(diǎn)及應(yīng)用場合； vK3. 掌握常用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法；掌握常用機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本方法； vK4. 理解有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算的基本理論；理解有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算的基本理論； vK5. 掌握機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動特性、機(jī)械動力學(xué)的基礎(chǔ)知識；掌握機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)動特性、機(jī)械動力學(xué)的基礎(chǔ)知識； vK6. 掌握通用零件的工作原理、特點(diǎn)、組成、分類及應(yīng)用場合；掌握通用零件的工作原理、特點(diǎn)、組成、分類及應(yīng)用場合； v其他素質(zhì)：其他素質(zhì)： vQ1. 領(lǐng)悟

3、并執(zhí)行領(lǐng)悟并執(zhí)行7S管理，使學(xué)生具備職業(yè)素養(yǎng)管理，使學(xué)生具備職業(yè)素養(yǎng) vQ2. 具有主動參與、積極進(jìn)取、崇尚科學(xué)、實(shí)事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度和思想意具有主動參與、積極進(jìn)取、崇尚科學(xué)、實(shí)事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度和思想意 識識 vQ3. 具有的科學(xué)態(tài)度和辯證思維能力和創(chuàng)新精神具有的科學(xué)態(tài)度和辯證思維能力和創(chuàng)新精神 vQ4. 培養(yǎng)良好的職業(yè)道德和正確的設(shè)計(jì)思維方式培養(yǎng)良好的職業(yè)道德和正確的設(shè)計(jì)思維方式 vQ5. 培養(yǎng)創(chuàng)新意識和解決實(shí)際問題的能力培養(yǎng)創(chuàng)新意識和解決實(shí)際問題的能力 vQ6. 具有良好的團(tuán)隊(duì)合作精神與競爭意識具有良好的團(tuán)隊(duì)合作精神與競爭意識 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸 二、軸的分類二、軸的分類 1 按載荷性質(zhì)分類按

4、載荷性質(zhì)分類 2 按形狀分類按形狀分類 v軸：軸：支承回轉(zhuǎn)零件的零件支承回轉(zhuǎn)零件的零件 一、軸的功用一、軸的功用 v1. 支承旋轉(zhuǎn)零件并傳遞運(yùn)動和動力支承旋轉(zhuǎn)零件并傳遞運(yùn)動和動力 v2. 保證所有軸上零件有確定的軸向工作位置保證所有軸上零件有確定的軸向工作位置 1 按載荷性質(zhì)分類按載荷性質(zhì)分類 v心軸：心軸：只承受彎矩，不承受轉(zhuǎn)矩只承受彎矩，不承受轉(zhuǎn)矩 v傳動軸：傳動軸：主要承受轉(zhuǎn)矩主要承受轉(zhuǎn)矩 v轉(zhuǎn)軸：轉(zhuǎn)軸：既承受彎矩，又承受轉(zhuǎn)矩既承受彎矩，又承受轉(zhuǎn)矩 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸 2 按形狀分類按形狀分類 v直軸、曲軸、軟軸直軸、曲軸、軟軸 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸 三、軸設(shè)計(jì)解決的問題三、軸設(shè)計(jì)解決的問題

5、v1、結(jié)構(gòu)問題、結(jié)構(gòu)問題 確定軸的形狀和尺寸確定軸的形狀和尺寸 v2、強(qiáng)度問題、強(qiáng)度問題 防止軸發(fā)生疲勞斷裂防止軸發(fā)生疲勞斷裂 v3、剛度問題、剛度問題 防止軸發(fā)生過大的彈性變形防止軸發(fā)生過大的彈性變形 v4、振動穩(wěn)定性問題、振動穩(wěn)定性問題 防止軸發(fā)生共振防止軸發(fā)生共振 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸 1.擬定軸上零件裝配方案擬定軸上零件裝配方案 2.估算軸的最小直徑估算軸的最小直徑min 3.確定各段直徑及長度確定各段直徑及長度 4.確定軸的結(jié)構(gòu)要素確定軸的結(jié)構(gòu)要素 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的強(qiáng)度計(jì)算軸的強(qiáng)度計(jì)算 其它計(jì)算其它計(jì)算 1.剛度計(jì)算剛度計(jì)算 2.振動穩(wěn)定性計(jì)算振動穩(wěn)定性計(jì)算( 臨界轉(zhuǎn)速臨界

6、轉(zhuǎn)速) 1.許用切應(yīng)力法許用切應(yīng)力法(扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度) 2.許用彎曲應(yīng)力法許用彎曲應(yīng)力法( 彎扭合成強(qiáng)度彎扭合成強(qiáng)度 ) 3.安全系數(shù)計(jì)算法：疲勞強(qiáng)度計(jì)算、靜強(qiáng)度計(jì)算安全系數(shù)計(jì)算法：疲勞強(qiáng)度計(jì)算、靜強(qiáng)度計(jì)算 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸 一、軸的結(jié)構(gòu) 二、軸的材料 一、軸的結(jié)構(gòu)一、軸的結(jié)構(gòu) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸 v軸肩軸肩(軸環(huán)軸環(huán))：軸的直徑軸的直徑 變化所形成的階梯處變化所形成的階梯處 軸頸軸頸 軸頭軸頭 軸身軸身 v軸頭：軸頭：軸和旋轉(zhuǎn)零件的配合部分軸和旋轉(zhuǎn)零件的配合部分 v軸頸：軸頸：軸和軸承配合的部分軸和軸承配合的部分 v軸身軸身：連接軸頸與軸頭部分連接軸頸與軸頭部分 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求軸的結(jié)構(gòu)設(shè)

7、計(jì)的要求 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸 3. 定位和固定要求：定位和固定要求： v軸與軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置，并牢固地保持這一位軸與軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置，并牢固地保持這一位 置置 4. 盡量減少應(yīng)力集中盡量減少應(yīng)力集中, 改善軸的受力狀態(tài)改善軸的受力狀態(tài) 1. 制造工藝性要求：制造工藝性要求： v軸應(yīng)有良好的制造工藝，便于加工軸應(yīng)有良好的制造工藝，便于加工 2. 裝拆要求：裝拆要求： v軸上零件要易于裝拆、調(diào)整軸上零件要易于裝拆、調(diào)整 1 制造工藝性要求制造工藝性要求 v軸應(yīng)有良好的制造工藝，便于加工軸應(yīng)有良好的制造工藝，便于加工 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸 v加工方法不同，軸的結(jié)構(gòu)也可能不同加工方法不同

8、，軸的結(jié)構(gòu)也可能不同 v鍵槽應(yīng)位于同一母線上；螺紋退刀槽；砂輪越程槽鍵槽應(yīng)位于同一母線上；螺紋退刀槽；砂輪越程槽 光軸光軸 等強(qiáng)度軸等強(qiáng)度軸 階梯軸階梯軸 車削車削 倒角倒角 磨削磨削 砂輪越程槽砂輪越程槽 2 裝拆要求裝拆要求 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸 v階梯狀軸階梯狀軸軸端應(yīng)有軸端應(yīng)有45倒角倒角 v非定位軸肩非定位軸肩(便于裝配便于裝配)、定位軸肩、定位軸肩(零件零件 定位定位) 設(shè)計(jì)軸肩時(shí)應(yīng)注意設(shè)計(jì)軸肩時(shí)應(yīng)注意: v軸長應(yīng)略短于輪轂寬度軸長應(yīng)略短于輪轂寬度(保證零件固定保證零件固定) v軸肩圓角輪轂孔圓角軸肩圓角輪轂孔圓角(倒角倒角) v軸上零件要易于裝拆、調(diào)整軸上零件要易于裝拆、調(diào)整 v不同

9、的裝拆方案，得到不同結(jié)構(gòu)不同的裝拆方案，得到不同結(jié)構(gòu) v軸的直徑應(yīng)圓整成標(biāo)準(zhǔn)值軸的直徑應(yīng)圓整成標(biāo)準(zhǔn)值 3 定位和固定要求定位和固定要求 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸 v周向固定周向固定 v軸向定位和固定軸向定位和固定 v軸與軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置軸與軸上零件要有準(zhǔn)確的工作位置 v定位：定位：零件有準(zhǔn)確的工作位置零件有準(zhǔn)確的工作位置 v固定：固定：零件在軸上的位置牢固可靠零件在軸上的位置牢固可靠 周向定位和固定周向定位和固定 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸 常用的周向固定方法：常用的周向固定方法： v鍵、花鍵、緊定螺釘、過盈配合等鍵、花鍵、緊定螺釘、過盈配合等 v防止軸上零件與軸發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，以傳遞轉(zhuǎn)矩防止軸上零件與

10、軸發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，以傳遞轉(zhuǎn)矩 軸向定位和固定軸向定位和固定 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸 常用的軸向定位和固定方法：常用的軸向定位和固定方法： v軸肩、套筒、螺母、軸端擋圈等軸肩、套筒、螺母、軸端擋圈等 v軸頭長度軸頭長度 輪轂的軸向長度輪轂的軸向長度 v防止軸上零件工作時(shí)發(fā)生軸向躥動防止軸上零件工作時(shí)發(fā)生軸向躥動 4 盡量減少應(yīng)力集中盡量減少應(yīng)力集中, 改善軸的受力狀態(tài)改善軸的受力狀態(tài) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸 v改善零件位置及結(jié)構(gòu)改善零件位置及結(jié)構(gòu), 以改善軸的受力狀態(tài)以改善軸的受力狀態(tài) 盡量減少應(yīng)力集中：盡量減少應(yīng)力集中： v軸肩處要有過渡圓角軸肩處要有過渡圓角 v相鄰軸徑的變化不宜太大相鄰軸徑的變化不宜太大

11、 二、軸的材料二、軸的材料 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸 2. 球墨鑄鐵球墨鑄鐵: v QT500-5、QT600-2 v軸的材料，見表軸的材料，見表14.4 1. 鋼：鋼： v碳素鋼碳素鋼 ：優(yōu)質(zhì)碳素鋼：優(yōu)質(zhì)碳素鋼:35、 50 、 45 軸鋼軸鋼 v 普通碳素鋼普通碳素鋼Q235、Q255、Q275 v合金鋼：合金鋼：20Cr、20CrMnTi、40Cr、35SiMn、35CrMo 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸 一、軸的強(qiáng)度計(jì)算 二、軸的剛度計(jì)算 v軸的工作能力主要取決與強(qiáng)度和剛度，高軸的工作能力主要取決與強(qiáng)度和剛度，高 速軸還要校核振動穩(wěn)定性速軸還要校核振動穩(wěn)定性 令其為系數(shù)令其為系數(shù) C 1、 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算

12、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸 v扭剪應(yīng)力扭剪應(yīng)力: 適用狀況：適用狀況： v(1)軸只傳遞轉(zhuǎn)矩，不承受彎矩（或很小的彎矩）軸只傳遞轉(zhuǎn)矩，不承受彎矩（或很小的彎矩） v(2)彎矩未知，按扭距作初步計(jì)算彎矩未知，按扭距作初步計(jì)算 T T W T nd P d T 3 6 3 2 . 0 1055. 9 16/ T v設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)公式:mm n P C n PT d TT 3 33 2 . 0 1055. 9 2 . 0 6 v系數(shù)系數(shù) C 與軸的材料和承載情況有關(guān)，查表與軸的材料和承載情況有關(guān)，查表14.1 注意注意: v若該軸段有一個(gè)鍵槽，若該軸段有一個(gè)鍵槽，d 值增大值增大3%; 有兩個(gè)鍵

13、槽，增大有兩個(gè)鍵槽，增大7% 2 按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸 步驟：步驟： v繪制受力計(jì)算簡圖繪制受力計(jì)算簡圖 v計(jì)算所有力引起的彎矩計(jì)算所有力引起的彎矩 v合成彎矩合成彎矩M v計(jì)算扭矩計(jì)算扭矩 v合成當(dāng)量彎矩合成當(dāng)量彎矩M v強(qiáng)度條件：強(qiáng)度條件： 適用狀況：適用狀況： v軸承位置以及作用在軸上的載荷性質(zhì)、大小、方向和作用軸承位置以及作用在軸上的載荷性質(zhì)、大小、方向和作用 點(diǎn)已知點(diǎn)已知準(zhǔn)確計(jì)算準(zhǔn)確計(jì)算 v彎、扭聯(lián)合作用時(shí)，采用第三強(qiáng)度理論彎、扭聯(lián)合作用時(shí)，采用第三強(qiáng)度理論 2 2 VH MMM 22 )(TMM 1b W M 為扭為扭-彎應(yīng)力性質(zhì)折合系數(shù)彎應(yīng)力性質(zhì)

14、折合系數(shù) 彎扭合成彎扭合成設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)公式 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸 v設(shè)計(jì)公式：設(shè)計(jì)公式： 3 1 .0 1b M d 危險(xiǎn)截面的確定：危險(xiǎn)截面的確定： 綜合軸上彎扭矩和軸直徑選擇一兩個(gè)截面綜合軸上彎扭矩和軸直徑選擇一兩個(gè)截面 二、軸的剛度計(jì)算二、軸的剛度計(jì)算 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸 2、 扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算扭轉(zhuǎn)剛度計(jì)算 v扭轉(zhuǎn)角條件：扭轉(zhuǎn)角條件： 1、彎曲剛度計(jì)算、彎曲剛度計(jì)算 v撓度條件：撓度條件： v轉(zhuǎn)角條件：轉(zhuǎn)角條件： yy 8-4 8-4 軸的設(shè)計(jì)軸的設(shè)計(jì) v1、類比法、類比法 v2、設(shè)計(jì)計(jì)算法、設(shè)計(jì)計(jì)算法 v步驟： v（1）根據(jù)軸的工作條件選材，確定許用應(yīng)力。 v（2）按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸的最小直徑。

15、v（3）設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)，繪制軸的結(jié)構(gòu)草圖。 v（4）按彎扭合成進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核。 v（5）修改軸的結(jié)構(gòu)后再進(jìn)行校核計(jì)算。 v（6）繪制軸的零件圖。 一、軸的強(qiáng)度計(jì)算一、軸的強(qiáng)度計(jì)算 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸 v軸的計(jì)算流程：軸的計(jì)算流程： 機(jī)器的結(jié)構(gòu)機(jī)器的結(jié)構(gòu) 軸的長度軸的長度 軸上零件的位置軸上零件的位置 載荷計(jì)算簡圖載荷計(jì)算簡圖 力學(xué)分析力學(xué)分析 簡簡 化化 強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度計(jì)算 軸徑軸徑 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) F T 計(jì)算方法：計(jì)算方法： v按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算 v按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算 結(jié)構(gòu)示例：結(jié)構(gòu)改錯(cuò)結(jié)構(gòu)示例：結(jié)構(gòu)改錯(cuò) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸 v 軸承沒定位軸承沒定位 v 軸

16、向定位不確定軸向定位不確定 v 軸承用錯(cuò)或裝錯(cuò)軸承用錯(cuò)或裝錯(cuò) v 無調(diào)整墊片無調(diào)整墊片 v 端蓋端面無凹坑加工量大端蓋端面無凹坑加工量大 v 無定位軸肩無定位軸肩 v 端蓋無密封端蓋無密封 v 鍵槽太長鍵槽太長 v無非定位軸肩無非定位軸肩 v套筒太高套筒太高 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軸承 箱體箱體 齒輪齒輪 軸軸 軸承軸承 軸承孔軸承孔 v軸承：軸承：支持軸或軸上轉(zhuǎn)動零件的部件支持軸或軸上轉(zhuǎn)動零件的部件 v作用作用： v支持支持軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度 v減少減少轉(zhuǎn)軸與支持面間的轉(zhuǎn)軸與支持面間的摩擦磨損摩擦磨損 v分類：分類： v按承載方向分：按承載方向分：向心軸承、推

17、力軸承向心軸承、推力軸承 v按摩擦性質(zhì)分：按摩擦性質(zhì)分：滑動軸承、滾動軸承滑動軸承、滾動軸承 15-1 滾動軸承概述 15-2 滾動軸承的結(jié)構(gòu)和類型 15-3 滾動軸承的代號 15-4 滾動軸承的失效形式及選擇計(jì)算 15-5 滾動軸承的組合設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軸承 v基本要求基本要求: : v熟悉滾動軸承的代號、正確地選擇熟悉滾動軸承的代號、正確地選擇滾動軸承的類型滾動軸承的類型 v掌握滾動軸承的壽命計(jì)算掌握滾動軸承的壽命計(jì)算 v正確進(jìn)行滾動軸承組合設(shè)計(jì)正確進(jìn)行滾動軸承組合設(shè)計(jì) v難點(diǎn)：難點(diǎn)：向心推力軸承向心推力軸承(指角接觸球軸承與圓錐滾子軸承指角接觸球軸承與圓錐滾子軸承)的的 受力分析受力分

18、析 v滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，由專業(yè)軸承廠集中生產(chǎn)滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，由專業(yè)軸承廠集中生產(chǎn) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軸承 v特點(diǎn)：特點(diǎn)： v摩擦阻力小摩擦阻力小, 功率損耗少功率損耗少, 起動靈敏，起動靈敏，f0.05, = 0.98 0.995 v可同時(shí)承受徑向和軸向載荷，簡化了支承結(jié)構(gòu)可同時(shí)承受徑向和軸向載荷，簡化了支承結(jié)構(gòu) v徑向間隙小，還可用預(yù)緊方法消除間隙，因此回轉(zhuǎn)精度高徑向間隙小，還可用預(yù)緊方法消除間隙，因此回轉(zhuǎn)精度高 v互換性好，易于維護(hù)，潤滑簡便互換性好，易于維護(hù)，潤滑簡便, 價(jià)格低價(jià)格低 v抗沖擊能力差抗沖擊能力差, 高速時(shí)出現(xiàn)噪音高速時(shí)出現(xiàn)噪音 v壽命也比不上液體潤滑的滑動軸承壽命也比不上液體

19、潤滑的滑動軸承 v徑向尺寸大徑向尺寸大 一、結(jié)構(gòu) 二、材料 三、分類 四、類型及特點(diǎn) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軸承 一、結(jié)構(gòu)一、結(jié)構(gòu) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承 v組成：組成：內(nèi)圈、外圈、滾動體、保持架內(nèi)圈、外圈、滾動體、保持架 外圈外圈 內(nèi)圈內(nèi)圈 滾動體滾動體 保持架保持架 二、材料二、材料 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承 v保持架：保持架：避免滾動體直接接觸，減少發(fā)熱和磨損避免滾動體直接接觸，減少發(fā)熱和磨損 v材料：材料：低碳鋼；銅、鋁、工程塑料低碳鋼；銅、鋁、工程塑料 v內(nèi)圈、外圈、滾動體：內(nèi)圈、外圈、滾動體：高硬度、高接觸高硬度、高接觸 疲勞強(qiáng)度、良好耐磨性和沖擊韌性疲勞強(qiáng)度、良好耐磨性和沖擊韌性 v材料：材料：含鉻

20、軸承鋼，硬度含鉻軸承鋼，硬度6065 HRC 三、分類三、分類 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承 1 按滾動體形狀分 2 按受載方向分 1 按滾動體形狀分按滾動體形狀分 按滾動體形狀分：按滾動體形狀分： v球軸承、滾子軸承球軸承、滾子軸承 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承 又可細(xì)分為：又可細(xì)分為： v球軸承、圓柱滾子軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、球軸承、圓柱滾子軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、 球面滾子軸承球面滾子軸承 2 按受載方向分按受載方向分 v按受載方向和公稱接觸角分：按受載方向和公稱接觸角分： 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承 滾動體與套圈接觸處滾動體與套圈接觸處 的法線與軸承的徑向的法線與軸承的徑向 平面之間的夾角平面之間的

21、夾角 v（1）向心軸承）向心軸承 v徑向接觸軸承：徑向接觸軸承： =0，主要承受徑向載荷，及小的軸向載荷。，主要承受徑向載荷，及小的軸向載荷。 v向心角接觸軸承：向心角接觸軸承： 0 45，同時(shí)承受徑向和軸向載荷。，同時(shí)承受徑向和軸向載荷。 v（2）推力軸承）推力軸承 v推力角接觸軸承：推力角接觸軸承： 45 90 ，承受軸向載荷，及小的徑向，承受軸向載荷，及小的徑向 載荷。載荷。 v軸向接觸軸承：軸向接觸軸承： =90，只能承受軸向載荷。，只能承受軸向載荷。 按軸承承受載荷分類按軸承承受載荷分類 向心軸承和推力軸承：向心軸承和推力軸承： 向心軸承主要用于承受徑向載荷向心軸承主要用于承受徑向載

22、荷 推力軸承主要用于承受軸向載荷力推力軸承主要用于承受軸向載荷力 公稱接觸角公稱接觸角 四、類型及特點(diǎn)四、類型及特點(diǎn) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承 1 向心軸承(=0) 2 調(diào)心軸承(=0) 3 向心推力軸承 (090) 4 推力軸承(=90) 5 選擇原則 1 向心軸承向心軸承( =0) 深溝球軸承深溝球軸承: 6類類 nlim最高、價(jià)廉最高、價(jià)廉, 優(yōu)先采用優(yōu)先采用 v受力類型受力類型: Fr, 不大的不大的Fa(雙向雙向) 圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承: N類類承載力較大承載力較大 v受力類型受力類型: 很大的很大的Fr, 不能承受軸向力不能承受軸向力Fa 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承 滾針軸承滾針軸承: NA

23、類類 內(nèi)外圈可分離內(nèi)外圈可分離, 徑向尺寸小徑向尺寸小 v受力類型受力類型: 很大的很大的Fr, 不能承受軸向力不能承受軸向力Fa 2 調(diào)心軸承調(diào)心軸承 ( =0) 調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承: 1類類調(diào)心性能最好調(diào)心性能最好 v受力類型：受力類型：Fr, 不大的不大的Fa(雙向雙向) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承 調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承: 2(3)類類調(diào)心性能好、承載力較大調(diào)心性能好、承載力較大 v受力類型：受力類型：Fr, 不大的不大的Fa(雙向雙向) 3 向心推力軸承向心推力軸承 (0 徑向載荷：徑向載荷：推力推力+向心組合向心組合 v滾動軸承為標(biāo)準(zhǔn)件：滾動軸承為標(biāo)準(zhǔn)件：GB/T 272-1993 機(jī)

24、械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軸承 前置代號前置代號 基基 本本 代代 號號 后置代號后置代號 尺寸系列尺寸系列 代代 號號 分分 部部 件件 代代 號號 類類 型型 代代 號號 內(nèi)內(nèi) 徑徑 代代 號號 直徑直徑 系列系列 代號代號 寬度寬度 系列系列 代號代號 內(nèi)內(nèi) 部部 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 代代 號號 密密 封封 與與 防防 塵塵 代代 號號 公公 差差 等等 級級 代代 號號 。 。 字母字母 2 1 3 4 5 字母字母(+數(shù)字?jǐn)?shù)字) 1 內(nèi)徑尺寸代號 2 尺寸系列代號 3 類型代號 基本代號基本代號 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承 v表示軸承的基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸，是軸承代號表示軸承的基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸，是軸承代號 的基

25、礎(chǔ)的基礎(chǔ) v表明軸承的內(nèi)徑、直徑系列、寬度系列、類型表明軸承的內(nèi)徑、直徑系列、寬度系列、類型 1 內(nèi)徑內(nèi)徑尺寸代號尺寸代號 v右起第右起第1、2位數(shù)字位數(shù)字 v內(nèi)徑內(nèi)徑d: （即軸的直徑）（即軸的直徑） v0010mm 0112mm v0215mm 0317mm v0496數(shù)字?jǐn)?shù)字x 5 mm 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承 v對于內(nèi)徑對于內(nèi)徑 (500mm，以及，以及22mm、28mm、32mm 的軸承，用公稱內(nèi)徑數(shù)值直接表示，但在與尺寸的軸承，用公稱內(nèi)徑數(shù)值直接表示，但在與尺寸 系列代號之間用系列代號之間用“/”分開分開 2 尺寸尺寸系列代號系列代號 v直徑系列代號、寬度系列代號直徑系列代號、寬度系列

26、代號 v直徑系列代號：直徑系列代號：第三位數(shù)字第三位數(shù)字 v指結(jié)構(gòu)相同、內(nèi)徑相同的軸承指結(jié)構(gòu)相同、內(nèi)徑相同的軸承 使用不同直徑的滾動體，在外使用不同直徑的滾動體，在外 徑和寬度方面的變化系列徑和寬度方面的變化系列 v0,1特輕特輕 2輕輕 v 3中中 4重重 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承 v寬度系列代號：寬度系列代號：第四位數(shù)第四位數(shù) 字，常與直徑系列代號同字，常與直徑系列代號同 時(shí)使用時(shí)使用 v表示同一內(nèi)徑和外徑的軸表示同一內(nèi)徑和外徑的軸 承可以有不同的寬度承可以有不同的寬度 v多數(shù)正常系列可不標(biāo)多數(shù)正常系列可不標(biāo) 0,1 特輕特輕 2 輕輕 5 輕寬輕寬 3 中中 6 中寬中寬 4 重重 3 類型代

27、號類型代號 v第五位第五位(從右到左數(shù)從右到左數(shù))，用數(shù)字或字母表示，用數(shù)字或字母表示 v代號為代號為0（雙列角接觸球軸承），則省略（雙列角接觸球軸承），則省略 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承 v具體見具體見p288表表15.4 代號代號軸承類型軸承類型舊代號舊代號 3圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承7 5推力球軸承推力球軸承8 6深溝球軸承深溝球軸承0 7角接觸球軸承角接觸球軸承6 N圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承2 NA滾針軸承滾針軸承4 v常用的幾類滾動軸承，一般無前置代號常用的幾類滾動軸承，一般無前置代號 前置代號前置代號 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承 v用字母表示用字母表示 v表示成套軸承分部件表示成套軸承分部件,見教

28、材見教材P289 表表15.7 公差等級公差等級(精度精度)代號：代號： v0 、6x 、6、5、4、2六級精度，逐漸增高六級精度，逐漸增高 v表示成：表示成：/P0 、/P6x 、/P6、/P5、/P4、/P2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號：內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號： v如：如：C =15、AC =25、B =40 軸承徑向游隙系列代號：軸承徑向游隙系列代號： v/C1、 /C2、/C0、 /C3、/C4、/C5六組游隙，由小到大六組游隙，由小到大 v0組組( /C0)）游隙常用，可省略）游隙常用，可省略 后置代號后置代號 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承 v用字母（用字母（+數(shù)字）表示數(shù)字）表示 v表示軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)、密封與防塵、保

29、持架及其材料、軸承表示軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)、密封與防塵、保持架及其材料、軸承 材料及公差等級等材料及公差等級等 v7212C 舉例舉例 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承 v6305 v304/32 (/P0) v7211C/P5 深溝球軸承深溝球軸承 直徑系列為直徑系列為3(中中), 寬度系列為寬度系列為0(不標(biāo)不標(biāo)) 內(nèi)徑內(nèi)徑d=25mm 0級精度級精度(不標(biāo)不標(biāo)) 角接觸球軸承角接觸球軸承 直徑系列為直徑系列為2(輕輕) 寬度系列為寬度系列為0(不標(biāo)不標(biāo)) 內(nèi)徑內(nèi)徑d =60mm =15 內(nèi)徑內(nèi)徑d=32mm 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 寬度系列為寬度系列為0 直徑系列為直徑系列為4(重重) 5級精度級精度 接觸

30、角接觸角15 直徑直徑55mm 正常寬度、輕系列正常寬度、輕系列 角接觸球軸承角接觸球軸承 一、失效形式 二、軸承壽命計(jì)算 三、軸承靜載荷計(jì)算 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軸承 一、失效形式一、失效形式 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承 失效形式：失效形式： v疲勞點(diǎn)蝕疲勞點(diǎn)蝕 最主要的失效形式，滾動體最主要的失效形式，滾動體 表面、套圈滾道都可能發(fā)生點(diǎn)蝕表面、套圈滾道都可能發(fā)生點(diǎn)蝕 v過大塑性變形過大塑性變形 低速軸承的主要失效形低速軸承的主要失效形 式，接觸應(yīng)力過大式，接觸應(yīng)力過大(載荷過大或沖擊載荷載荷過大或沖擊載荷)， 元件表面出現(xiàn)較大塑性變形元件表面出現(xiàn)較大塑性變形 v磨損、膠合、內(nèi)外圈和保持架破損等磨損、膠合、

31、內(nèi)外圈和保持架破損等 使用維護(hù)不當(dāng)而引起的，屬于非正常失效使用維護(hù)不當(dāng)而引起的，屬于非正常失效 設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：設(shè)計(jì)準(zhǔn)則： v一般轉(zhuǎn)速一般轉(zhuǎn)速（10r/minnlim）的軸承的軸承 v 進(jìn)行壽命進(jìn)行壽命(額定動載荷額定動載荷)計(jì)算，防止計(jì)算，防止疲勞疲勞點(diǎn)蝕破壞點(diǎn)蝕破壞 v轉(zhuǎn)速極低（轉(zhuǎn)速極低（n1r/min）或僅作緩慢擺動的軸承）或僅作緩慢擺動的軸承 v 按靜強(qiáng)度按靜強(qiáng)度(額定靜載荷額定靜載荷)計(jì)算，防止塑性變形計(jì)算，防止塑性變形 二、軸承壽命計(jì)算二、軸承壽命計(jì)算 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承 1 基本概念 2 壽命計(jì)算 3 當(dāng)量動載荷 P 的計(jì)算 4 向心角接觸軸承軸向載荷 Fa 的計(jì)算 5 推力球軸承的當(dāng)

32、量動載荷 v針對失效形式：疲勞針對失效形式：疲勞點(diǎn)蝕點(diǎn)蝕 1 基本概念基本概念壽命壽命 v軸承壽命：軸承壽命：( 106 r 或或 h ) v軸承中任一元件出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕前，所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)或總工作小時(shí)數(shù)軸承中任一元件出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕前，所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)或總工作小時(shí)數(shù) v基本額定壽命：基本額定壽命：用用 L10 表示表示 v一批相同的軸承，在相同的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中一批相同的軸承，在相同的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中90的軸承不發(fā)生疲勞點(diǎn)的軸承不發(fā)生疲勞點(diǎn) 蝕前所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)或總工作小時(shí)數(shù)蝕前所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)或總工作小時(shí)數(shù) 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承 v寓意：寓意： v一批軸承中有一批軸承中有90的壽命將比其基本額定壽命長的壽

33、命將比其基本額定壽命長 v一個(gè)軸承在基本額定壽命期內(nèi)正常工作的概率有一個(gè)軸承在基本額定壽命期內(nèi)正常工作的概率有90，失效率為，失效率為10 v注意：注意：額定壽命隨運(yùn)轉(zhuǎn)條件而變化額定壽命隨運(yùn)轉(zhuǎn)條件而變化 v比如：外載荷增大，額定壽命降低比如：外載荷增大，額定壽命降低 v因此，基本額定壽命并不能直接反映軸承的承載能力因此，基本額定壽命并不能直接反映軸承的承載能力 90 10 完好完好 基本額定基本額定動載荷動載荷 v定義：定義： v規(guī)定軸承在規(guī)定軸承在 基本額定壽命基本額定壽命L10 為為 106 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 時(shí)，所能承受的最大時(shí)，所能承受的最大 載荷，用載荷，用 C 表示表示 v即：在即：在C 的作

34、用下，運(yùn)轉(zhuǎn)的作用下，運(yùn)轉(zhuǎn) 106 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 時(shí)，有時(shí)，有10的軸承出現(xiàn)點(diǎn)的軸承出現(xiàn)點(diǎn) 蝕，蝕，90的軸承完好的軸承完好 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承 v對于具體軸承，對于具體軸承，C 為定值，按手冊查取為定值，按手冊查取 v對向心軸承對向心軸承(0 45 )，C為純徑向載荷為純徑向載荷Cr v對推力軸承對推力軸承(45 FS2 v軸向合力向右，軸有向右移動的趨勢，但外圈被固定，軸向合力向右，軸有向右移動的趨勢，但外圈被固定， v右軸承被壓緊，會產(chǎn)生反力右軸承被壓緊，會產(chǎn)生反力FS2，使軸向力平衡，使得，使軸向力平衡，使得: FR Fr1 Fr2 FS1 FS2 FA 合力合力 FS2 右軸承被壓緊右軸承被壓

35、緊, 軸向力軸向力 左軸承被放松左軸承被放松, 軸向力軸向力 FR Fr1 Fr2 FS1 FS2 FA 軸承正裝時(shí)軸承正裝時(shí)： v圓錐滾子軸承的簡圖如下（將內(nèi)圈與軸視為一體）：圓錐滾子軸承的簡圖如下（將內(nèi)圈與軸視為一體）： 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承 v若若 FS1 + FA 軸瓦硬度軸瓦硬度 輕載，低速輕載，低速 一、潤滑劑 二、潤滑裝置 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)軸承 一、潤滑劑一、潤滑劑 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承 v潤滑油：潤滑油：液體，用途最廣泛液體，用途最廣泛 v潤滑脂：潤滑脂：半固體，潤滑油稠化劑，一般用于中低速半固體，潤滑油稠化劑，一般用于中低速 v固體潤滑劑：固體潤滑劑：主要用作油、脂的添加劑，也可單獨(dú)

36、使用，主要用作油、脂的添加劑，也可單獨(dú)使用， 如如C, MoS2, PTFE(聚四氟乙烯聚四氟乙烯)等等 v作用：作用：減少摩擦損失、減輕工作表面的磨損、冷卻、吸振等減少摩擦損失、減輕工作表面的磨損、冷卻、吸振等 v常用潤滑劑：常用潤滑劑：潤滑油、潤滑脂、固體潤滑劑潤滑油、潤滑脂、固體潤滑劑 潤滑油的性能潤滑油的性能指標(biāo)及選擇指標(biāo)及選擇 性能指標(biāo)：性能指標(biāo)： v粘度粘度液體流動時(shí)，每薄層相互間的阻抗剪力，它是液體流液體流動時(shí)，每薄層相互間的阻抗剪力，它是液體流 動時(shí)內(nèi)部摩擦阻力的度量動時(shí)內(nèi)部摩擦阻力的度量 v是最重要的性能指標(biāo)，也是選擇潤滑油的主要依據(jù)是最重要的性能指標(biāo)，也是選擇潤滑油的主要依

37、據(jù) v油性油性也稱潤滑性，表征油中的極性分子對金屬表面的吸附也稱潤滑性，表征油中的極性分子對金屬表面的吸附 性能。油性好則摩擦系數(shù)小性能。油性好則摩擦系數(shù)小 v凝點(diǎn)凝點(diǎn)反映潤滑油的低溫工作性能反映潤滑油的低溫工作性能 v閃點(diǎn)閃點(diǎn)反映潤滑油的高溫工作性能反映潤滑油的高溫工作性能 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 軸承 潤滑油的選擇原則：潤滑油的選擇原則： v壓力大或在沖擊、變載條件下工作，應(yīng)選粘度高的油壓力大或在沖擊、變載條件下工作，應(yīng)選粘度高的油 v速度高時(shí)，應(yīng)選粘度低的油，以減少摩擦損失速度高時(shí)，應(yīng)選粘度低的油，以減少摩擦損失 v工作溫度高時(shí)，應(yīng)選粘度高的油，因粘度會隨溫度升高而下降工作溫度高時(shí)，應(yīng)選粘度高的油，因粘度會隨溫度升高而下降 潤滑潤滑脂的性能指標(biāo)及選擇脂的性能指標(biāo)及選擇 性能指標(biāo)：性能指標(biāo)： v針入度針入度(稠度稠度)表征潤滑脂的稀稠度，類似于油的粘度表征潤滑脂的稀稠度，類似于油的粘度 v用一特制重用一特制重1.5N錐形針在錐形針在25C恒溫下恒溫下5s內(nèi)刺入潤滑脂內(nèi)內(nèi)刺入潤滑脂內(nèi) 的深度。標(biāo)志潤滑脂內(nèi)阻力的大小和受力后流動性的強(qiáng)弱的深度。標(biāo)志潤滑脂內(nèi)阻力的大小和受力后流動性的強(qiáng)弱 v滴點(diǎn)滴點(diǎn)溫度升高時(shí)，潤滑脂第一滴掉下時(shí)的溫度，表征溫度升高時(shí)，潤滑脂第一滴掉下時(shí)的溫度，表征 潤滑脂耐高溫的性能潤