机械制图课件全

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1、第八章 轴 承,重点学习内容 1.径向滑动轴承的结构 2.非液体摩擦滑动轴承的设计计算 3.常用滚动轴承的类型选择 4.滚动轴承的组合设计,第一节 概述,1）支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度；,2）减少转轴与支承之间的摩擦和磨损,分类：,滚动轴承,滑动轴承,应用实例：汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电机、水泥搅拌机、滚筒清砂机、破碎机等机械常采用滑动轴承。,轴承的功用：,第二节 非液体摩擦滑动轴的结构和材料,一、径向滑动轴承的结构,工作时只承受径向载荷的轴承，称为径向滑动轴承。,1.整体式 它由轴承座和轴瓦组成。结构简单、成本低，间隙无法调整装拆不便。 适用于轻载、间歇工作且不重要的场合

2、,轴承座,轴承,2.剖分式 它主要由轴承座、轴承盖、螺栓、剖分轴瓦等件组成。可以调整间隙。,螺纹孔,轴承座,轴承盖,联接螺栓,剖分轴瓦,薄壁轴瓦,轴瓦非承载区内表面开有进油口和油沟，以利于润滑油均匀分布在整个轴径上。,进油孔,油沟,厚壁轴瓦,整体轴套,卷制轴套,轴承中分面常布置成与载荷垂直或接近垂直。载荷倾斜时结构如图,大型液体滑动轴承常设计成两边供油的形式，既有利于形成动压油膜，又起冷却作用。,油沟形式,宽径比B/d-轴瓦宽度与轴径直径之比。重要参数,液体润滑摩擦的滑动轴承: B/d=0.51,非液体润滑摩擦的滑动轴承: B/d=0.81.5,作用：用来承受轴向载荷,二、 推力滑动轴承,结构

3、特点： 在轴的端面、轴肩或安装圆盘做成止推面。在止推环形面上，分布有若干有楔角的扇形快。其数量一般为612。,-倾角固定，顶部预留平台，,类型,固定式,可倾式,用来承受停车后的载荷。,-倾角随载荷、转速自行 调整，性能好。,巴氏合金,三、轴承材料 滑动轴承的主要失效形式是轴瓦表面的磨损和胶合。所以轴承材料应具有以下性能 1）足够的强度。 2）良好的减磨性、耐磨性和磨合性。 常用的材料有以下几种 1）铸造轴承合金（又称巴氏合金） 2）铸造铜合金 3）铸铁 常用轴承材料的性能和应用见表8-3,第三节 滑动轴承的润滑,轴承润滑的目的：减小摩擦功率损耗、减轻磨损、冷却轴承、吸振和防锈等。,一、润滑剂

4、1.液体润滑剂（润滑油） 应用广泛，高速、轻载选择低粘度润滑油，低速重载选择高粘度润滑油。 2.半液体润滑剂（润滑脂）半固体状态，不易流失。 3.固体润滑剂 不易使用油或旨润滑时使用。 4.气体润滑剂,1.油润滑轴承的润滑装置 1）低速间歇工作的不重要轴承，可定期用油壶注油。 2）对于中、高速和连续运转的重要轴承应连续供油。主要装置有 针阀式油杯、油环润滑、油绳式油杯。,二润滑装置,1). 油杯,针阀式油杯,旋盖式油杯 脂用,压注式油杯,弹簧盖油杯,2). 油环,第四节 非液体摩擦滑动轴承的设计计算,一、径向滑动轴承的设计 1.确定轴承结构及轴瓦材料,根据工作条件和要求确定轴承的结构，再按表8

5、-1选取轴瓦材料。,2.选取轴承的宽径比 一般取宽径比b/d=0.5-1.5。,3.校核轴承的工作能力 （1）验算轴承的平均压强p,为轴承材料的许用平均压强见表8-1.,（2）验算轴的p值,p是轴承材料的许用p值（Mpa.m/s）,见表8-1,二、止推滑动轴承的计算 1.验算轴承的压强,2.验算轴承的值pm,p是轴承材料的许用p值（Mpa.m/s）,见表8-2,第五节 滚动轴承的结构、类型和代号,各零件的作用：,外圈：支撑零件或轴系；,保持架: 将滚动体分开。,内圈：支撑轴；,滚动体：滑动滚动；,硬度和接触疲劳强度 、耐磨性和冲击韧性 用含铬合金钢制造，经热处理后硬度达：6165HRC。工作表

6、面需经磨削或抛光。,保持架：低碳钢，冲压制成高速轴承：有色金属或塑料。,一、滚动轴承的组成：外圈、内圈、滚动体、保持架。,内外圈上有滚道，当内外圈相对旋转时，滚动体将沿着滚道滚动。,装在机座或零件轴孔内；,滚动副的材料要求：,轴承类型,按载荷方向分,按滚动体形状分,向心轴承,推力轴承,圆柱滚子,圆锥滚子,球面滚子,滚针,球轴承,滚子轴承,分类：,1.径向接触轴承,（1）深沟球轴承,主要承受径向载荷，也能承受一定的轴向载荷,（2）圆柱滚子轴承 能承受较大的径向载荷，不能承受轴向载荷,二常用滚动轴承的类型,调心滚子轴承,（4）调心滚子轴承 能承受较大的径向载荷，不能承受 轴向载荷，可自动调心,（3

7、）调心球轴承 能自动调心,2.向心角接触轴承,（2）圆锥滚子轴承,（1）角接触球轴承,3.轴向接触轴承,轴圈,轴座,只能承受轴向载荷,调心滚 子轴承 20000C,低,0.5 2 比10000小,能承受很大的径向载荷和少量轴向载荷。承载能力大，具有调性能。,圆锥滚 子轴承 30000,中,2,能同时承受较大的径向、轴向联合载荷。因线性接触，承载能力大，内外圈可分离，装拆方便，称对使用。,推力球轴承 50000,低,不允许,只能承受轴向载荷，且作用线必需与轴线重合。分为单、双向两种。高速时，因滚动体离心力大，球与保持架摩擦发热严重，寿命较低，可用于轴向载荷大、转速不高之处。,a)单向,推力球轴承

8、 50000,低,不允许,只能承受轴向载荷，且作用线必需与轴线重合。分为单、双向两种。高速时，因滚动体离心力大，球与保持架摩擦发热严重，寿命较低，可用于轴向载荷大、转速不高之处。,深沟球轴承 60000,高,816,能同时承受较大的径向、轴向联合载荷。因线性接触，承载能力大，内外圈可分离，装拆方便，称对使用。,角接触 球轴承 70000C(=15 ) 70000AC(=25 ) 70000B(=40 ),较高,210,能同时承受较大的径向、轴向联合载荷。 大，承载能力越大，有三种规格。称对使用。,1. 承载能力,承受径向载荷为主；,几点说明：由于结构不同，各类轴承的使用性能也不相同，现说明如下

9、。,滚子轴承(1.53)球轴承 在同样的外形尺寸下。,2. 极限转速,当d 20 mm时，两者承载能力接近，宜采用球轴承。,因滚子轴承贵角接触球轴承可以同时承受径向载荷和轴向载荷。,0 45 ,45 90 ,承受轴向载荷为主；,= 0 ,= 90 ,滚动体为滚子，则只能承受径向载荷； 若滚动体为球，可承受一定的轴向载荷。,只能承受轴向载荷。,转速过高 ,温度 ,润滑失效 ,滚动体回火或胶合破坏。,极限转速-滚动轴承在一定载荷与润滑条件下，允许的最高转速。,3. 角偏差,影响轴承正常运转。,角偏差 ,可采用调心轴承。,滚针轴承对轴线倾斜最敏感，应紧可能避免在轴线有倾斜的情况下使用。,轴承由于安装

10、误差或轴的变形等都会引起内外圈中心线发生相对倾斜。其倾斜角称为角偏差。,内径相同，而直径系列代号不同的四种轴承的比较。,尺寸系列代号-左起第二、三位。,三、滚动轴承的代号,内径代号 - 基本代号左起第四、五位。,3. 后置代号 - 用字母（或加数字）表示。,注：公差等级中0级最低，向右依次增高，2级最高。,实例：说明滚动轴承 62203 和 7312AC/P6 的含义,6 2 2 03,7 (0) 3 12 AC / P6,第六节 滚动轴承类型的选择,一、轴承所受载荷的方向、大小和性质,1.无轴向载荷时，宜用深沟球轴承；如直齿轮轴,选择滚动轴承类型主要考虑如下几方面的因素,一、轴承所受载荷的方

11、向、大小和性质,1.无轴向载荷时，宜用深沟球轴承；如直齿轮轴,2.径向与轴向载荷联合作用时，宜用角接触球轴承或圆 锥滚子轴承；如斜齿轮轴,第六节 滚动轴承类型的选择,选择滚动轴承类型主要考虑如下几方面的因素,一、轴承所受载荷的方向、大小和性质,1.无轴向载荷时，宜用深沟球轴承；如直齿轮轴,2.径向与轴向载荷联合作用时，宜用角接触球轴承或圆 锥滚子轴承；如斜齿轮轴,第六节 滚动轴承类型的选择,选择滚动轴承类型主要考虑如下几方面的因素,一、轴承所受载荷的方向、大小和性质,1.无轴向载荷时，宜用深沟球轴承；如直齿轮轴,2.径向与轴向载荷联合作用时，宜用角接触球轴承或圆 锥滚子轴承；如斜齿轮轴,3.纯

12、轴向载荷作用时，必须采用推力轴承。,三、轴承的转速,四、安装空间尺寸的限制,五、经济性,二、轴承 的调心性能,第六节 滚动轴承类型的选择,选择滚动轴承类型主要考虑如下几方面的因素,一、轴承的固定,固定方式,两端固定,一端固定、一端游动。,两端固定支承,第七节 滚动轴承的组合设计,两端固定支承,2. 一端固定、一端游动,固定支承,游动支承,一个支点双向固定以承受轴向力、另一端游动。,适用于温度变化较大的长轴。,选用深沟球轴承时， 外圈与端盖间应留有间隙。,二、 轴承组合的调整,加减垫片的厚度,1. 轴承间隙的调整,螺钉调整,方法：,螺钉调整,2. 轴承的预紧,对于某些可调游隙的轴承，在安装时给与

13、一定的轴向压紧力，使得内外圈产生相对移动而消除游隙，并在套圈和滚动体接触处产生弹性预变形，借此提高轴的旋转精度和刚度。这种方法称为轴承的预紧。,方法,加金属垫片,磨窄套圈,3. 轴承组合位置的调整,对于某些可调游隙的轴承，在安装时给与一定的轴向压紧力，使得内外圈产生相对移动而消除游隙，并在套圈和滚动体接触处产生弹性预变形，借此提高轴的旋转精度和刚度。这种方法称为轴承的预紧。,目的：使轴上的零件具有准确的工作位置。如齿轮、带轮等,例如：圆锥齿轮传动，要求两个节锥顶点相重合。,对于蜗杆传动，要求蜗轮中间平面通过蜗杆的轴线。,才能保证正确啮合。,方法：套杯+调整垫片,轴承组合位置调整的方法：,套杯+

14、调整垫片,四、轴承的拆装,三、 轴承组合的配合,配合类型,内圈孔-轴,一般原则：当外载荷方向不变时，转动套圈应比固定套圈紧。, 基孔制,外圈-轴承座孔, 基轴制, 轴公差：k6、m6,内圈：,设计轴承组合时，应考虑有利于轴承的拆装，以便在拆卸过程中不损坏其他零件。, 孔公差： H7、J7、Js7 游动支点：G7,内圈与轴采用具有过盈的过渡配合,较松的过渡配合 间隙配合,轴肩高度 内圈外经,外圈：,应留拆卸高度，或留螺孔。,一、滚动轴承的润滑,润滑剂,润滑目的-减小摩擦、减轻磨损，吸振、降温、降噪。,五、 滚动轴承的润滑,密封目的-防止灰尘、水分进入轴承，阻止润滑剂流失。,润滑脂,润滑油,固体润

15、滑剂 用于特殊场合,用速度因素dn 值作为选择润滑剂的条件:,- 常用,- 高速、高温,当dn (1.52) 105 mmr/min时，采用脂润滑，否则用油润滑。,脂润滑优点：不容易流失、便于密封和维护，充填一 次，可运转较长时间。,油润滑优点：摩擦阻力小、能散热，可在高速、高温环 境下使用。,dn间接反映了轴颈的圆周速度。,滚动承的密封方式的选择与润滑的种类、工作环境、温度、密封表面的圆周速度有关。,分类,接触式,非接触式,组合式密封,毛毡圈密封,密封圈密封,间隙密封,迷宫式密封,-毛毡迷宫式密封,六、滚动轴承的密封,适用场合： 脂润滑，要求环境清洁，轴颈圆周轴速度v45 m/s，工作温度不

16、超过90,矩形断面的毛毡圈被安装在梯形槽内，它对轴产生一定的压力而起到密封作用。,适用场合： 脂或油润滑，轴颈圆周轴速度v45 m/s，工作温度: -40100,防漏油,防灰尘,密封唇朝外，主要目的是防灰尘、杂质,接触式密封：,适用场合： 脂润滑，要求环境干燥清洁。,靠轴与端盖之间的细小环形间隙密封，间隙愈小愈长，效果愈好，间隙取0.10.3 mm。,间隙封圈,=0.10.3 mm,非接触式密封：,适用场合：脂润滑或油润滑，密封效果可靠。,图b为轴向曲路，因考虑到轴受热后会变长，间隙取 =1.52 mm。,迷宫式封圈,=0.10.2 mm,=1.52 mm,将旋转件与静止件之间的间隙做成迷宫形式，并在间隙中充填润滑油或润滑脂以加强密封效果。分为径向和轴向两种结构。,