机械设计基础 课件 项目11 轴承

项目11轴承机械设计基础目录CONTENTS滚动轴承1滚动轴承的组合设计2滑动轴承31滚动轴承Part图示分别是哪种轴承？请分析其使用的场合？任务引入任务目标：1.了解滚动轴承代号及其含义；2.理解滚动轴承类型及其特点；3.掌握滚动轴承的典型结构。概述轴承的功用是支承轴及轴上回转零件零件，保证轴的回转精度，减少转轴与支承之间的摩擦和磨损，并承受载荷。滚动轴承是标准件。在机械设计中，只需要根据相应的工况条件选择合适的滚动轴承类型和型号即可。滚动轴承安装、维修方便、价格较便宜，因此应用广泛。一、滚动轴承的结构和材料滚动轴承的典型结构：外圈、内圈、滚动体和保持架四部分构成。一、滚动轴承的结构和材料滚动体——铬合金钢外圈——铬合金钢内圈——铬合金钢保持架——较软的铜合金、铝合金或工程塑料等常用的牌号如GCr6，GCr15，GCr15SiMn等。热处理后硬度应不低于61HRC-65HRC，工作表面要求磨削和抛光。二、滚动轴承的类型根据滚子的外形球轴承、圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、滚针轴承和球面滚子轴承。二、滚动轴承的类型2.根据接触角大小向心轴承：0≤α≤45°，轴承主要承受径向载荷；推力轴承：45°<α≤90°，轴承主要承受轴向载荷；向心推力轴承：同时承受径向和轴向载荷的轴承。接触角：滚动体与滚道接触的法线和垂直于轴承轴线的平面之间的夹角α称为轴承的接触角二、滚动轴承的类型典型轴承类型：二、滚动轴承的类型典型轴承类型：二、滚动轴承的类型典型轴承类型：二、滚动轴承的类型典型轴承类型：二、滚动轴承的类型典型轴承类型：二、滚动轴承的类型典型轴承类型：二、滚动轴承的类型典型轴承类型：二、滚动轴承的类型典型轴承类型：三、滚动轴承代号后置代号排列顺序用字母表示，经常用于表示轴承分部件（轴承组件）用字母（或加数字）表示。代号所表示轴承的特性。三、滚动轴承代号1) 类型代号：用阿拉伯数字或大写拉丁字母表示。2) 尺寸系列代号：用数字表示，由轴承的宽（高）度系列代号和直径系列代号组合而成。三、滚动轴承代号3) 内径代号：用数字表示。根据内径的大小不同，进行分段处理。当内径为0.6~10（非整数）时，公称内径用数值直接表示；当内径为1~9（整数）时，公称内径用数值直接表示；当内径分别为10、12、15、17时，分别用00、01、02、03去代表；当内径为20~480（22、28、32除外）时，公称内径除以5的商数来代表。若商数为个位数，则需要在个位数左边加“0”；当内径≥500或为22、28、32时，用公称内径数值表示。四、滚动轴承类型的选择载荷转速调心装拆大小2滚动轴承的组合设计Part试分析图中所示轴承定位、紧固和安装拆卸中的问题和困难，并提出相应的改善方案。任务引入任务目标：1.理解轴承定位、紧固方法；2.理解轴系统支撑形式及安装拆卸方法。一、滚动轴承的配合及周向固定滚动轴承是标准件，国家标准规定，轴承内圈与轴之间的配合采用基孔制，外圈与轴承座孔的配合采用基轴制。各公差等级轴承的内径和外径公差带都采用单向制，上极限偏差为零，下极限偏差为负值。由于普通基准孔的基准公差带在零线以上，因此同样配合，轴承内圈与轴的配合要比普通圆孔与轴的配合要紧的多。若轴承经常需要拆装或者要求与配合的孔或轴有位移的，可选择间隙配合或较松的过渡配合；承受重载荷的轴承，一般选用较紧的过盈配合。二、滚动轴承的轴向紧固定位固定三、轴承系统刚度和同心度与轴承相配合的轴和轴承座或外壳应具有足够的刚度，否则过大的变形会影响滚动体的正常运转而提前损坏。对于支撑同一轴的两个轴承座孔，必须保证两孔之间的同轴度要求，否则会造成轴承内、外圈轴线产生过大的倾斜，引起轴承剧烈磨损。四、轴系统的支撑形式两端固定式左侧轴承外圈利用轴承端盖定位，内圈以轴肩定位，限制轴向左侧移动；右侧轴承内圈以轴肩定位，外圈与端盖相距一非常小的间隙，限制轴向右侧移动。这种两端联合共同限制轴的双向移动方式称为两端固定式。四、轴系统的支撑形式2.一端固定一端游动式左侧轴承内圈以轴肩定位、锁紧螺母固定；外圈以台阶孔挡肩定位、轴承端盖固定；而右侧轴端带动轴承相对于外壳是游动的。四、轴系统的支撑形式3.两端游动式主要适用于高速转动的人字齿轮的主动轴。与之相配的轴承通常为圆柱滚子轴承，而低速的从动轴必须采用两端固定式，以实现两轴的轴向定位。这种支撑形式，通过轴向的微小游动，可以补偿轮齿两侧螺旋角的制造误差。五、滚动轴承的安装和拆卸安装方式一般有两种：加压装入和热胀冷缩装入。当配合有较大的过盈量时，可以采用热胀冷缩法，例如把轴承或者套圈放到80C°~100C°的油箱中均匀加热，然后捞出再安装到轴上。当轴孔配合较松时，对单件小批量的装配，可以采用手动工具加压安装轴承；如果是批量安装，可以使用一定的工装配合压力机进行安装。滚动轴承的拆卸可以使用压力机或手动拉拔工具完成。拆卸过程中防止对轴承和轴的损坏。3滑动轴承Part图示为一液体动压润滑轴承，油槽采用如图方式在轴承盖一侧布置。试分析：1）油槽是否可以在轴承宽度上打通，为什么？2）与该轴承配合的轴，是否可以正反转旋转？为什么？任务引入任务目标：1.了解滑动轴承类型及结构；2.理解静压和动压滑动轴承工作原理；3.理解滑动轴承条件性计算。概述滑动轴承由于结构简单、承载能力高、工作平稳、径向尺寸小等独特优势被广泛应用在高速、重载、结构尺寸小或受冲击载荷的场合中。一.滑动轴承结构与类型整体式径向轴承优点是结构简单、成本低。缺点也很明显：轴套径向磨损后产生的间隙无法调整；安装时必须从轴的端部装入，设计上会限制其使用度。安装大、重型轴会比较麻烦。一般应用于轻载、低速及间歇工作的机械中，如手动起重机。一.滑动轴承结构与类型剖分式径向轴承轴承的剖分面一般与承载方向近似垂直，因此剖分面通常是水平的，有时也可以设置成倾斜的。轴瓦可做成剖分式和整体式两种。为防止轴瓦与轴承座有轴向移动，在轴瓦的端部一般设计有凸缘；使用销钉或紧定螺钉限制轴瓦与轴承座的周向转动。一.滑动轴承结构与类型调心滑动轴承调心滑动轴承的轴瓦外表面与轴承座的内表面做成球面形状相互配合。当轴线发生偏转时，轴瓦随同轴共同旋转，以适应新的位置，从而避免轴颈与轴瓦的局部磨损。该类轴承适用于轴承长径比较大的场合。一.滑动轴承结构与类型止推滑动轴承止推滑动轴承一般由轴承座和止推轴颈组成，主要承受轴向载荷，并支持轴的旋转运动。单环式结构简单，润滑方便，适用于低速轻载场合；多环式结构相对简单，可承受较大的载荷，且能承受双向载荷。二.油膜润滑轴承滑动轴承类型按照润滑（摩擦）状态可分为固体摩擦轴承、不完整油膜润滑轴承和油膜润滑轴承三大类。获得油膜润滑主要有两种方法：1）在两者之间注入可以平衡轴的承载力的液压油，称为液体静压润滑；2）利用轴颈本身回转时形成的油泵效应，从而平衡轴的承载力，称为液体动压润滑。三.滑动轴承材料滑动轴承的材料一般指的是轴瓦和轴承衬的材料。轴承衬是在轴瓦内表面上浇铸一层耐磨性和减磨性更好的材料。由于滑动轴承的主要失效形式为磨损、胶合、疲劳破坏和腐蚀等，因此在选材时，应注意右图几方面的需求。此外还应具有良好的导热性、可加工性等性能。材料选择时，应根据实际工况、经济性等合理选择。减摩性要求强度要求耐腐蚀性要求跑和性要求顺应性要求嵌藏性要求三.滑动轴承材料滑动轴承轴瓦常用材料有金属材料、粉末冶金材料和非金属材料三大类。液体动压、静压轴承和不完整油膜轴承一般采用金属材料制作轴瓦；含油轴承常采用粉末冶金材料做轴瓦；非金属材料常