機(jī)械設(shè)計(jì)課件

第一章支承零部件的設(shè)計(jì)

傳動零件必須借助其他零部件的支持才能傳遞運(yùn)動與動力。這種起支持作用的零部件稱為支承零部件。支承零部件主要有軸和軸承。第一節(jié)軸的功用、結(jié)構(gòu)和材料一、軸的功用與分類軸是組成機(jī)器的重要零件之一。各種做回轉(zhuǎn)（或擺動）的零件（如齒輪、帶輪）都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動和動力的傳遞。因此

軸的主要功用是支撐回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動和動力。軸有不同的分類方法，也有不同類型的軸。常用的分類方法有兩類。

1）根據(jù)受載情況分類；

2）根據(jù)軸線形狀的分類。1）根據(jù)受載情況分類1)轉(zhuǎn)軸-既傳遞轉(zhuǎn)矩又承受彎矩2)心軸-承受彎矩。不傳遞轉(zhuǎn)矩3)傳動軸-以傳遞轉(zhuǎn)矩為主，不承受彎矩或承受很小的彎矩

轉(zhuǎn)軸-既傳遞轉(zhuǎn)矩（T）又承受彎矩（M）的軸例如齒輪減速器的輸出軸軸頸軸頭軸身心軸-承受彎矩（M），不傳遞轉(zhuǎn)矩（T）的軸例如自行車的前輪軸

傳動軸-以傳遞轉(zhuǎn)矩（T）為主不承受彎矩（M）或承受很小的彎矩的軸。例如汽車的傳動軸2）根據(jù)軸線形狀分類光軸階梯軸直軸根據(jù)需要可制成空心軸2）曲軸

3）撓性鋼絲軸1）直軸曲軸二、軸的材料

由于軸工作時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力多為變應(yīng)力，所以軸的失效多為疲勞損壞，因此軸的材料應(yīng)具有足夠的疲勞強(qiáng)度、較小的應(yīng)力集中敏感性和良好的加工性能等。

軸的主要材料是碳鋼和合金鋼碳鋼：價(jià)格低廉，對應(yīng)力集中的敏感性較低，可以利用熱處理提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度。常用的有35、40、45、50鋼，其中以45鋼使用最廣。對于受力較小的或不太重要的軸，可以使用Q235、Q275等普通碳素鋼合金鋼：對于要求強(qiáng)度較高、尺寸較小或有其它特殊要求的軸，可以采用合金鋼材料。耐磨性要求較高的可以采用20Cr、20CrMnTi等低碳合金鋼；

要求較高的軸可以使用40Cr（或用35SiMn、40MnB代替）、40CrNi(或用38SiMnMo代替)等進(jìn)行熱處理。

合金鋼具有較高的力學(xué)性能，熱處理變形小，價(jià)格貴，對應(yīng)力集中比較敏感。用于要求重量輕及有特殊要求的軸。

對于形狀復(fù)雜的軸，如曲軸、凸輪軸等，也采用球墨鑄鐵或高強(qiáng)度鑄造材料來進(jìn)行鑄造加工。

球墨鑄鐵

易于得到所需形狀，而且具有較好的吸振性能和好的耐磨性，對應(yīng)力集中的敏感性也較低。

同時(shí)應(yīng)該知道，在一般工作溫度下，各種碳鋼和合金鋼的彈性模量相差不大。

故在選擇鋼的種類和熱處理方法時(shí)，所依據(jù)的主要是強(qiáng)度和耐磨性，而不是軸的彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度等。軸的常用材料見教材p250材料牌號熱處理類型毛坯直徑/mm硬度/HBS抗拉強(qiáng)度

屈服點(diǎn)應(yīng)用說明Q275~Q235

149~610275~235用于不很重要的軸

35

正火

調(diào)質(zhì)

≤100>100~300≤100>100~300149~187143~187156~207520500560540270260300280用與一般軸

45

正火

調(diào)質(zhì)≤100>100~300≤200170~217162~217217~255600580650300290360用于強(qiáng)度高、韌性中等的較重要的軸軸的常用金屬材料及力學(xué)性能

40Cr

調(diào)質(zhì)25≤100>100~300≤207241~2861000750700800550500用于強(qiáng)度要求高、有強(qiáng)烈磨損而無很大沖擊的重要軸35SiMn

調(diào)質(zhì)

25≤100>100~300≤229229~286217~269900800750750520450可代替40Cr，可用于中、小型軸

42SiMn

調(diào)質(zhì)25≤100>100~200>200~300≤220229~286217~269217~255900800750700750520470450與35SiMn相同，但專供表面淬火之用40MnB調(diào)質(zhì)

25≤200≤207241~2861000750800500可替代40Cr，用于小型軸35CrMo

調(diào)質(zhì)25≤100>100~300≤229207~2691000750700350550500用于重載的軸38CrMnMo

調(diào)質(zhì)≤100>100~300229~285217~269750700600550可代替35CrMo三、軸的結(jié)構(gòu)軸頸軸環(huán)軸頭圖12-11所示為圓柱齒輪減速器低速軸的結(jié)構(gòu)圖。綜上所述。軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足于以下幾點(diǎn)：1）軸上零件的準(zhǔn)確定位與固定；

2）軸上零件便于裝拆和調(diào)整；

3）良好的加工工藝性；

4）盡量減少應(yīng)力集中。

從制造工藝性出發(fā)。軸的兩端常設(shè)有中心孔以保證加工時(shí)各軸段的同軸度和尺寸精度。需切制螺紋和磨削的軸段，還應(yīng)留有螺紋退刀槽和砂輪越程槽。第二節(jié)、軸的強(qiáng)度計(jì)算１、按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算直徑當(dāng)主要考慮扭矩作用時(shí)，由力學(xué)知識可知，其強(qiáng)度條件為：

][1055.96tt￡′×==nPWT0.2dn3其中：

——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力（MPa）；T——

軸所傳遞的扭矩（Nmm）；Wn——軸的抗扭截面模量（mm3）；注釋

P——軸所傳遞的功率（kW）；n——軸的轉(zhuǎn)速(r/min)；d——軸的直徑（mm）；——軸材料的許用應(yīng)力（MPa）故軸的直徑為：（mm）

336][2.01055.9nPＡnPd=′3t常見材料的［］和Ａ值見下表常見材料的［］和Ａ值見下表軸的材料Ｑ２３５，２０３５４５40Cr，35CiMn,42SiMn,38SiMnMo,20CrMnTi[]/MPa12~2020~3030~4040~52

A160~135135~118118~107107~98２、按彎扭合成進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算對于一般轉(zhuǎn)軸，為對稱變化的彎曲應(yīng)力，而的應(yīng)力特性則隨著T的特性而定。軸強(qiáng)度的基本公式為：

bsedMdTM1.01.0)(3322￡?+=asb][s－1

為當(dāng)量彎矩，其量綱為N.mm；d的量鋼為mm；的量綱為MPa。為當(dāng)量應(yīng)力；M為合成彎矩；T為軸傳遞的轉(zhuǎn)矩。由此得設(shè)計(jì)公式為：

3][1.0beMd-１3s

如果截面上有鍵槽，則應(yīng)該按照求得的直徑增加適當(dāng)?shù)臄?shù)值，如下表：

軸的直徑d/mm<3030～100>100有一個鍵槽時(shí)的增大值（％）753有相隔180o鍵槽時(shí)的增大值（％）15107軸的許用彎曲應(yīng)力材料MPa碳素鋼４００１３０７０４０５００６００１７０２００７５９５４５５５７００２３０１１０６５合金鋼８００９００２７０３００１３０１４０７５８０１０００３３０１５０９０鑄鋼４００５００１００１２０５０７０３０４０bsab][s+1ab][s0b][s－1第三節(jié)軸系的維護(hù)

一、軸系的維護(hù)工作主要有：1）恰當(dāng)方式的裝配與拆卸；2）機(jī)器的定期維修和調(diào)整；3）潤滑條件的維持。二、軸和軸承的修理

普通精度、誤差較小的滑動軸承，可采用刮研法修理；大尺寸的軸瓦可采用熱噴涂（青銅）修復(fù)；精度要求較高的軸，磨損量小時(shí)可采用電鍍法修理；尺寸較大的軸頸和軸頭可采用熱噴涂（或噴焊）進(jìn)行修復(fù)。

尺寸較大的軸頭，可采用過盈配合加配軸套；（為可靠傳遞轉(zhuǎn)矩，在配合處可對稱增設(shè)若干卸載銷。）

花鍵、鍵槽損傷，可采用氣焊或堆焊修復(fù)，再銑。P。S第二章滑動軸承

軸承是支撐軸的部件，按其工作時(shí)的摩擦性質(zhì)可以分為滑動摩擦軸承（簡稱滑動軸承）和滾動摩擦軸承（簡稱滾動軸承）兩大類。雖然滾動軸承有一系列優(yōu)點(diǎn)，在一般機(jī)械中獲得廣泛的應(yīng)用，但是在高速、高精度、重載、結(jié)構(gòu)上要求剖分等場合下，滑動軸承則獲得廣泛使用。第一節(jié)、滑動軸承的分類和結(jié)構(gòu)

常用滑動軸承的結(jié)構(gòu)形式及其尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)形式。下面是兩種結(jié)構(gòu)形式的滑動軸承。按受載方向分徑向軸承止推軸承1、徑向滑動軸承常用的徑向滑動軸承，我國已經(jīng)制定了標(biāo)準(zhǔn)，通常情況下可以根據(jù)工作條件進(jìn)行選用。徑向滑動軸承可以分為整體式和剖分式（對開式）兩大類。（1）整體式徑向滑動軸承

整體式滑動軸承（JB/T2560-91），如圖所示為整體式滑動軸承。

它由軸承座和軸承套組成。軸承套壓裝在軸承座孔中，一般配合為H8/s7。軸承座用螺栓與機(jī)座聯(lián)接，頂部設(shè)有安裝注油油杯的螺紋孔。軸套上開有油孔，并在其內(nèi)表面開油溝以輸送潤滑油。

這種軸承結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，但當(dāng)滑動表面磨損后無法修整，而且裝拆軸的時(shí)候只能作軸向移動所以，整體式滑動軸承多用于低速、輕載和間歇工作的場合，例如手動機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械中，等。（2）剖分式滑動軸承剖分式滑動軸承是由軸承蓋、軸承座、剖分軸瓦和螺栓組成。對開式二（四）螺栓正滑動軸承（JB/T2561-91或JB/T2562-91）如圖所示

軸承座水平剖分為軸承座和軸承蓋兩部分，并用二（或四）個螺栓聯(lián)接。為了防止軸承蓋和軸承座橫向錯動和便于裝配時(shí)對中，軸承蓋和軸承座的剖分面做成階梯狀。

這種軸承所受的徑向載荷方向一般不超過剖分面垂線左右35o的范圍，否則應(yīng)該使用斜剖分面軸承。

對開式四螺栓斜滑動軸承（JB/T2563-91），如圖所示為對開式斜滑動軸承軸承剖分面與水平面成45o角，軸承載荷的方向應(yīng)位于垂直剖分面的軸承中心線左右35o的范圍內(nèi)，其特點(diǎn)與對開式正滑動軸承相同。2、止推滑動軸承推力滑動軸承用于承受軸向載荷。如圖13－13所示為一簡單的推力軸承結(jié)構(gòu)。它由軸承座、套筒、徑向軸瓦、止推軸瓦所組成。

為了便于對中，止推軸瓦底部制成球面形式，并用銷釘來防止它隨軸頸轉(zhuǎn)動，潤滑油從底部進(jìn)入，上部流出。最簡結(jié)構(gòu)如圖14－11所示。

二、軸瓦和軸承襯

整體式軸承中與軸頸配合的零件稱為軸套。如圖。１）結(jié)構(gòu)為使軸瓦既有一定的強(qiáng)度，又有良好的減磨性，常在軸瓦內(nèi)表面澆鑄一層減磨性好的材料，如軸承合金稱為軸承襯。

對開式軸承的軸瓦由上下兩半組成

軸承襯應(yīng)可靠的貼合在軸瓦表面上，為此可以采用如圖所示的結(jié)合形式（圖中涂黑層表示軸承襯）

為了將潤滑油引入軸承，并布滿于工作表面，常在其上開有供油孔和油槽；供油孔和油槽應(yīng)開在軸瓦的非承載區(qū)，否則會降低油膜的承載能力

軸向油槽也不應(yīng)在軸瓦全長上開通，以免潤滑油自油槽端部大量泄漏。常見的油槽形式如圖第2節(jié)軸承材料滑動軸承的失效形式通常由以下幾種形式：（1）磨粒磨損（2）刮傷（3）膠合（也稱為燒瓦）（4）疲勞剝落（5）腐蝕2）軸承材料軸瓦與軸承襯的材料通稱為軸承材料。軸承材料性能應(yīng)著重滿足以下主要要求：1）摩擦系數(shù)小2）導(dǎo)熱性好、熱脹系數(shù)小3）耐磨、耐蝕、抗膠合能力強(qiáng)4）足夠的機(jī)械強(qiáng)度和一定的可塑性5）對潤滑油的親合性

應(yīng)該指出的是：軸承的材料直接影響到軸承的性能，應(yīng)根據(jù)使用要求、生產(chǎn)批量和經(jīng)濟(jì)性要求合理選擇P。S常用的軸承材料有：1）軸承合金（通稱巴氏合金或白合金）

軸承合金是錫、鉛、銻、銅的合金，它以錫或鉛作為基體。錫銻軸承合金的摩擦系數(shù)小，抗膠合性能良好，對油的吸附性好，耐腐蝕，易磨合，常用于高速重載。缺點(diǎn)是：價(jià)格貴、機(jī)械強(qiáng)度較差。鉛銻軸承合金的各方面性能與錫銻軸承合金相近，但材料較脆，不宜承受較大的沖擊載荷，一般用于中速、中載的場合。2）鑄造青銅

青銅的熔點(diǎn)高、硬度高，其承載能力、耐磨性與導(dǎo)熱性均高于軸承合金。但可塑性差，不易磨合，與之配合的軸頸必須淬硬。常用的鑄造青銅主要有鑄造錫青銅和鑄造鋁青銅。分別用于重載、中速中載和低速重載的場合。3）粉末合金

又稱金屬陶瓷。具有多孔組織，使用前將軸承浸入潤滑油，讓潤滑油充分滲入微孔組織。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，軸瓦溫度升高，由于油的熱膨脹及軸頸旋轉(zhuǎn)時(shí)的抽吸作用使油自動進(jìn)入滑動表面潤滑軸承。一次浸油后可用較長時(shí)間，常用于不便加油的場合。4）非金屬材料

主要是塑料。具有摩擦系數(shù)小、耐腐蝕、抗沖擊、抗膠合等特點(diǎn)。但導(dǎo)熱性差，容易變形，重載時(shí)必須充分潤滑。大型滑動軸承可選用酚醛塑料；中小型軸承可選用聚酰胺塑料。此外，碳-石墨、橡膠和木材等也可用作軸承材料第三節(jié)、滑動軸承的計(jì)算

在低速、輕載或不重要的工作場合多數(shù)采用邊界和混合摩擦滑動軸承。這類軸承主要失效形式為磨損和膠合。摩擦表面形成并維持穩(wěn)定的邊界油膜是防止失效的關(guān)鍵。1、徑向滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算（1）軸承壓強(qiáng)p的驗(yàn)算徑向軸承的受力如圖（1）軸承壓強(qiáng)p的驗(yàn)算

限制壓強(qiáng)p可以保證潤滑油不以為壓力過大而被擠出，使軸瓦不致產(chǎn)生過度的磨損。即式中：FR為軸承徑向力（N）；B為軸瓦寬度（mm）；d

為軸頸的直徑（mm）；[p]為許用壓強(qiáng)（Mpa）（2）軸承特性值[壓強(qiáng)速度值]pv的驗(yàn)算

摩擦系數(shù)ｆ與pv值的乘積表示單位面積上的摩擦功率損失。Pv值高，容易導(dǎo)致軸承溫度升高引起邊界油膜破裂。

pv值的驗(yàn)算式為：式中：n為軸的轉(zhuǎn)速，單位r/min；[pv]為pv的許用值（3）相對滑動速度v的驗(yàn)算

對于壓強(qiáng)p小的軸承，即使p和pv值驗(yàn)算合格，由于滑動速度過高，也會產(chǎn)生加速磨損而使軸承報(bào)廢。因此，還要作速度的驗(yàn)算，其條件式為：

[v]為許用速度值，單位m/s2、止推滑動軸承設(shè)計(jì)計(jì)算（1）軸承壓強(qiáng)p的驗(yàn)算壓強(qiáng)計(jì)算式為其壓強(qiáng)P的計(jì)算與徑向軸承的差別僅是受載方向和面積的計(jì)算上的不同。式中：

FA為軸向載荷，單位N；d1、d2為軸環(huán)的內(nèi)外徑，單位mm，一般取d1＝（0.4～0.6）d2；[p]為p的許用值，單位MPaK為考慮油槽使支撐面積減小的系數(shù)，一般取K=0.90～0.95（2）軸承特性值pvm值的驗(yàn)算

式中：vm為軸環(huán)的平均速度，單位m/sdm＝為軸環(huán)平均直徑，單位mm；pv為許用值，單位MPam/s][pvpvm=第三章滾動軸承教學(xué)目標(biāo)1．了解滾動軸承的分類，結(jié)構(gòu)、類型、代號；2．掌握滾動軸承選擇的方法，能進(jìn)行壽命計(jì)算等；第一節(jié)、滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)2143滾動軸承一般由內(nèi)圈1、外圈2、滾動體3和保持架4組成滾動軸承的配合滾動軸承的特點(diǎn)通常其內(nèi)圈用來與軸頸配合裝配，外圈的外徑用來與軸承座或機(jī)架座孔相配合裝配。有時(shí)也有軸承內(nèi)圈與軸固定不動、外圈轉(zhuǎn)動的場合。滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)

依靠主要元件間的滾動接觸來支撐轉(zhuǎn)動零件

優(yōu)點(diǎn)：摩擦阻力小、起動靈敏、效率高、潤滑簡便、互換性好等。缺點(diǎn)：抗沖擊能力較差，高速時(shí)易出現(xiàn)噪聲，工作壽命不及液體摩擦滑動軸承。滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)滾動軸承的基本類型按受載方向分推力軸承向心軸承徑向載荷軸向載荷

滾動體是滾動軸承構(gòu)成中不可省略的關(guān)鍵零件。按滾動體形狀分滾子軸承球軸承常見的滾動體形狀如圖非對稱球面滾子球面滾子圓錐滾針圓柱形球形

滾動軸承的分類依據(jù)主要是其所能承受的載荷方向（或公稱接觸角）和滾動體的種類。

接觸角的概念：滾動體和套圈接觸處的法線與軸承徑向平面（垂直于軸承軸心線的平面）之間的夾角α稱為公稱接觸角。α越大，則軸承承受軸向載荷的能力就越大。1、向心軸承：

主要或只能承受徑向載荷的滾動軸承，其公稱接觸角為0o～45o。向心軸承按公稱接觸角的不同又可以分為0o的向心軸承，如深溝球軸承、圓柱滾子軸承和滾針軸承等。向心軸承按公稱接觸角的不同又可以分為:深溝球軸承調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承實(shí)體調(diào)心滾子軸承實(shí)體（1）徑向接觸軸承：公稱接觸角為0o的向心軸承，如深溝球軸承、圓柱滾子軸承和滾針軸承等。

深溝球軸承具有摩擦因數(shù)小、極限轉(zhuǎn)速高的優(yōu)點(diǎn)，并且價(jià)格低廉（2）向心角接觸軸承：

公稱接觸角在0o～45o的向心軸承，如角接觸球軸承、圓錐滾子軸承、調(diào)心軸承等。

兩種調(diào)心軸承在主要承受徑向載荷的同時(shí)，也可以承受不大的軸向載荷。其主要特點(diǎn)在于：允許內(nèi)外圈軸線有較大的偏斜（2o～3o），因而具有自動調(diào)心的功能，可以適應(yīng)軸的撓曲和兩軸承孔的同軸度誤差較大的情況。

2、推力軸承：（1）軸向接觸軸承：公稱接觸角為90o的推力軸承，如推力球軸承等。（2）推力角接觸軸承：單列和雙列推力軸承。公稱接觸角為45o到90o的推力軸承，如推力角接觸軸承等。

按照承受單向軸向力和雙向軸向力可以分為推力球軸承實(shí)體推力圓柱滾子軸承單向推力球軸承3、向心推力軸承：這類軸承包括角接觸球軸承和圓錐滾子軸承，可以同時(shí)承受徑向載荷和較大的軸向載荷。

在工程上常用的滾動軸承五類：深溝球軸承、圓柱滾子軸承、單列推力球軸承、角接觸球軸承和圓錐滾子軸承。深溝球軸承實(shí)體圓錐滾子軸承實(shí)體

各類軸承的承載性能見教材表格14-4所列。圓錐滾子軸承角接觸球軸承

滾動軸承內(nèi)、外套圈與滾動體之間存在一定的間隙，因此，內(nèi)、外套圈可以有相對的位移。最大的位移量為軸承游隙。

游隙的存在是邊界潤滑油膜形成的必要條件，影響軸承的載荷分布、振動、噪聲和壽命。第二節(jié)、滾動軸承的代號

滾動軸承的種類很多，而各類軸承又有不同結(jié)構(gòu)、尺寸和公差等級等，為了表征各類軸承的不同特點(diǎn)，便于組織生產(chǎn)、管理、選擇和使用，國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了滾動軸承代號的表示方法，由數(shù)字和字母所組成。

滾動軸承的代號有三個部分代號所組成：前置代號、基本代號和后置代號。前置代號基本代號后置代號（組）軸承類型尺寸系列軸承內(nèi)徑內(nèi)部結(jié)構(gòu)密封防塵套圈變型保持架(材料)軸承材料公差等級游隙配置其它1、基本代號

基本代號是表示軸承主要特征的基礎(chǔ)部分，也是我們應(yīng)著重掌握的內(nèi)容，包括軸承類型、尺寸系列和內(nèi)徑。類型代號用阿拉伯?dāng)?shù)字（以下簡稱數(shù)字）或大寫拉丁字母（簡稱字母）表示，個別情況下可以省略。（表１４－４）

尺寸系列是是由軸承的直徑系列代號和寬（高）度系列代號組合而成，用兩位數(shù)字表示寬度系列是指徑向軸承或向心推力軸承的結(jié)構(gòu)、內(nèi)徑和直徑都相同，而寬度為一系列不同尺寸，依8、0、1……6次序遞增（推力軸承的高度依7、9、1、2順序遞增）。

當(dāng)寬度系列為0系列時(shí)，多數(shù)軸承在代號中可以不予標(biāo)出（但對調(diào)心軸承需要標(biāo)出）。

直徑系列表示同一類型、相同內(nèi)徑的軸承在外徑和寬度上的變化系列用基本代號右起第三位數(shù)字表示（滾動體尺寸隨之增大）。即按7、8、9、0、1、……5順序外徑尺寸增大，如圖所示。內(nèi)徑代號是用兩位數(shù)字表示軸承的內(nèi)徑：內(nèi)徑d=10～480mm的軸承內(nèi)徑表示方法見下表（用基本代號右起第一、二兩位數(shù)字表示）

內(nèi)徑代號0001020304～96軸承內(nèi)徑（mm）10121517代號數(shù)×52、前置代號、后置代號

前置代號用字母表示，用以說明成套軸承部件的特點(diǎn),一般軸承無需作此說明，則前置代號可以省略。例如LN207：表示（0）2尺寸系列的單列圓柱滾子軸承的可分離外圈。

后置代號用字母和字母—數(shù)字的組合來表示，其含義見軸承代號表格所示。

（1）內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號代號含義及示例C角接觸球軸承公稱接觸角α＝15o7210C調(diào)心滾子軸承C型23122CAC角接觸球軸承公稱接觸角α＝25o7210ACB角接觸球軸承公稱接觸角α＝45o7210B圓錐滾子軸承接觸角加大32310BE加強(qiáng)型（即內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)，增大軸承承載能力）N207E（2）軸承公差代號代號含義和示例新標(biāo)準(zhǔn)GB/T272－93原標(biāo)準(zhǔn)GB272－88/P0G公差等級符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的0級，代號中省略不標(biāo)6203/P6E公差等級符合標(biāo)準(zhǔn)中的6級6203/P6/P6XEX公差等級符合標(biāo)準(zhǔn)中的6X級6203/P6XP5D公差等級符合標(biāo)準(zhǔn)中的5級6203/P5P4C公差等級符合標(biāo)準(zhǔn)中的4級6203/P4P2B公差等級符合標(biāo)準(zhǔn)中的2級6203/P2其精度等級按上表中的順序依次提高?！纠空f明62303、72211AC、LN308/P6x及59220的含義?！窘狻?2303為深溝球軸承，尺寸系列23（寬度系列2，直徑系列3）內(nèi)徑17mm，精度P0級。72211AC為角接觸球軸承，尺寸系列22（寬度系列2，直徑系列2），內(nèi)徑55mm，接觸角α=25°，精度P0級。LN308/P6x為單列圓柱滾子軸承，可分離外圈，尺寸系列（0）3（寬度系列0，直徑系列3），內(nèi)徑40mm，精度P6x級。59220為推力球軸承，尺寸系列92（高度系列9，直徑系列2）內(nèi)徑100mm，精度P0級。第三節(jié)、滾動軸承的選擇滾動軸承的選擇包括類型選擇、精度選擇和尺寸選擇。選擇類型必須依據(jù)各類軸承的特性。包括軸承的工作載荷、轉(zhuǎn)速、軸的剛度及其他要求。1、類型選擇旋轉(zhuǎn)精度要求較高轉(zhuǎn)速較高工作載荷小球軸承載荷較大或有沖擊載荷滾子軸承轉(zhuǎn)速較低深溝球軸承同時(shí)承受軸向和徑向載荷以軸向載荷為主向心角接觸軸承同時(shí)承受軸向和徑向載荷雙向載荷都較大時(shí)推力軸承和向心軸承組合的支承結(jié)構(gòu)軸向載荷比徑向載荷大軸向變形小調(diào)心軸承跨距較大多支點(diǎn)軸便于安裝、拆卸和調(diào)整軸承游隙選用圓錐滾子軸承

從經(jīng)濟(jì)性角度考慮，球軸承比滾子軸承價(jià)廉；有特殊結(jié)構(gòu)的軸承比普通的軸承貴。2、精度選擇

同型號的軸承，精度越高，價(jià)格也越高。一般機(jī)械傳動宜選用普通級（P0）精度3、尺寸選擇

根據(jù)軸頸直徑，初步選擇適當(dāng)?shù)妮S承型號，然后根據(jù)第6節(jié)介紹的方法進(jìn)行軸承壽命計(jì)算或靜強(qiáng)度計(jì)算。第四節(jié)、滾動軸承的動載荷計(jì)算和靜強(qiáng)度計(jì)算1、疲勞點(diǎn)蝕：在安裝、潤滑、維護(hù)良好的條件下，滾動軸承的正常失效形式是滾動體或內(nèi)、外圈滾道上受變應(yīng)力作用發(fā)生點(diǎn)蝕破壞滾動軸承應(yīng)按額定動載荷進(jìn)行壽命計(jì)算一、失效形式及計(jì)算準(zhǔn)則2、塑性變形過大的靜載荷或沖擊載荷會使套圈滾道與滾動體接觸處產(chǎn)生較大的局部應(yīng)力，發(fā)生塑性變形．因此，低速重載的滾動軸承應(yīng)進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算．３、其它形式的破壞在特殊情況下也會發(fā)生其它形式的破壞，例如：潤滑不良造成的磨損甚至膠合、壓凹、燒傷、斷裂等等。因此，除了進(jìn)行壽命計(jì)算外，還要校核極限轉(zhuǎn)速。

軸承的壽命就是：滾動軸承在點(diǎn)蝕破壞前所經(jīng)歷的轉(zhuǎn)數(shù)（以106r為單位）或小時(shí)數(shù)。１.軸承壽命２.軸承壽命計(jì)算基本定額的壽命與承受的載荷有關(guān)。二、滾動軸承的壽命計(jì)算L(x106r)CP(KN)1５１００ＰзＬ＝常數(shù)（疲勞曲線）載荷Ｐ與壽命Ｌ的關(guān)系曲線標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了基本額定壽命：一組在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的近于相同的軸承，按有10%的軸承發(fā)生點(diǎn)蝕破壞，而其余90%的軸承未發(fā)生點(diǎn)蝕破壞前的轉(zhuǎn)數(shù)L10（以106r為單位）或工作小時(shí)數(shù)Lh。以軸承的基本額定壽命為計(jì)算依據(jù)時(shí)，軸承的失效概率為10％，而可靠度為90％。

基本額定動載荷：是指軸承的基本額定壽命恰好為106r時(shí)，軸承所能承受的載荷值。用Ｃ表示。

對于向心及向心推力軸承指的是徑向力（徑向載荷）。對于推力軸承指的是軸向力。L(x106r)CP(KN)1５１００ＰзＬ＝常數(shù)（106r）

（小時(shí)）對于球軸承ε=3；對于滾子軸承ε=10/3。

壽命計(jì)算基本額定動載荷Ｃ是在一定條件下確定的。若作用的實(shí)際載荷不一樣，必須將實(shí)際載荷折算成與條件匹配的載荷，在此載荷的作用下，軸承的壽命與實(shí)際載荷作用下的壽命相同，這種假想載荷稱為當(dāng)量動載荷。

３、當(dāng)量動載荷Ｐ的計(jì)算

Ｐ＝Ｋｐ（ＸＦｒ+ＹＦａ）其中：X—徑向系數(shù)；Y—軸向系數(shù)其選擇按和兩種情況由教材表中p265查取。

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軸承轉(zhuǎn)速很低、基本不轉(zhuǎn)或擺動，主要失效形式為塑性變形時(shí),必須進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算。另外轉(zhuǎn)速較高但承受重載或沖擊載荷的軸承也需要進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算。三、滾動軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算1）基本額定靜載荷C002）當(dāng)量靜載荷P

軸承承受最大載荷滾動體與滾道接觸中心處的接觸應(yīng)力等于某一定值時(shí)的假想靜載荷。

在承受最大載荷滾動體與滾道接觸中心處，引起與實(shí)際載荷條件下相當(dāng)?shù)慕佑|應(yīng)力時(shí)的假想靜載荷。P=XF+YF0ra003）靜強(qiáng)度計(jì)算公式：C≥SP000

工作條件S０旋轉(zhuǎn)精度和平穩(wěn)性要求高或受強(qiáng)烈沖擊載荷1.2~2.5一般情況0.8~1.2旋轉(zhuǎn)精度低，允許摩擦力較大，沒有沖擊振動0.5~0.8靜強(qiáng)度安全系數(shù)

合理的軸系結(jié)構(gòu)必須滿足下列基本要求：1）軸和軸承在預(yù)期壽命內(nèi)不失效；2）軸上零件在軸上準(zhǔn)確定位與固定，以及軸系在箱體上的可靠固定；3）軸系結(jié)構(gòu)有良好的工藝性；4）好的經(jīng)濟(jì)性。第四章軸系的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸頸軸環(huán)軸頭

軸上零件的軸向定位方法取決于零件所承受的軸向載荷大小。常用的軸向定位方法有以下幾種。1）軸肩與軸環(huán)定位2）套筒定位3）圓螺母定位4）彈性擋圈定位5）緊定螺釘固定一、軸向零件的軸向定位和固定1）軸肩與軸環(huán)定位

優(yōu)點(diǎn)：方便可靠、不需要附加零件，能承受的軸向力大；缺點(diǎn)：會使軸徑增大，階梯處形成應(yīng)力集中，階梯過多將不利于加工。用途：這種方法廣泛用于各種軸上零件的定位。注意要點(diǎn)：為了保證零件與定位面靠緊，軸上過渡圓角半徑應(yīng)小于零件圓角半徑或倒角，一般定位高度取為（0.07～0.1）d，軸環(huán)寬度b=1.4h

。2）套筒定位

簡化軸的結(jié)構(gòu)，減小應(yīng)力集中，結(jié)構(gòu)簡單、定位可靠。多用于軸上零件間距離較小的場合。3）圓螺母定位固定可靠，可以承受較大的軸向力，能實(shí)現(xiàn)軸上零件的間隙調(diào)整。4）彈性擋圈定位

結(jié)構(gòu)緊湊、簡單、裝拆方便，但受力較小，且軸上切槽會引起應(yīng)力集中，常用于軸承的定位5）緊定螺釘固定

緊定螺釘多用于光軸上零件的固定，并兼有周向固定的作用。適用于軸向力小，轉(zhuǎn)速低的場合二、軸上零件的周向定位

運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，為了傳遞轉(zhuǎn)矩或避免與軸發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，零件在軸上必須周向固定。

軸上零件的周向定位方法主要有鍵聯(lián)接（平鍵、半圓鍵、楔鍵等）、花鍵聯(lián)接、彈性環(huán)聯(lián)接、過盈配合聯(lián)接、銷聯(lián)接、成型聯(lián)接等等。a)平鍵制造簡單、裝拆方便。用于傳遞轉(zhuǎn)矩較大，對中性要求一般的場合b)花鍵承載能力高，定心好、導(dǎo)向性好。適用于傳遞轉(zhuǎn)矩較大，要求導(dǎo)向性良好的場合。c)過盈配合結(jié)構(gòu)簡單、定心好、承載能力高。常與平鍵聯(lián)合使用，以承受大的交變、振動和沖擊載荷。

d)銷聯(lián)接

用于固定不太重要、受力不大，但同時(shí)需要周向或軸向固定的零件。

機(jī)器中的軸的位置是靠軸承來定位的。當(dāng)軸工作時(shí)，既要防止軸向竄動，又要保證軸承工作受熱膨脹時(shí)的影響（不致受熱膨脹而卡死），軸承必須有適當(dāng)?shù)妮S向固定措施。

常用的軸向固定措施有兩種:三、軸系的軸向固定1）雙支撐單向固定（兩端固定式）

這種方法是利用軸肩和端蓋的擋肩單向固定內(nèi)、外圈，每一個支撐只能限制單方向移動，兩個支撐共同防止軸的雙向移動。

這種安裝主要用在兩個對成布置的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承的情況，同時(shí)考慮溫度升高后軸的伸長，為使軸的伸長不致引起附加應(yīng)力，在軸承蓋與外圈端面之間留出熱補(bǔ)償間隙c＝0.2～0.4mm（如圖b）。

游隙的大小是靠端蓋和外殼之間的調(diào)整墊片增減來實(shí)現(xiàn)的。這種支撐方式結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝，適用于工作溫度不高變化的短軸。2）單支撐雙向固定式（一端固定、一端游動）

對于工作溫度較高的長軸，受熱后伸長量比較大，應(yīng)該采