《机械设计基础 少学时 第5版 教学课件 ppt 作者 李秀珍 第8章轴承》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械设计基础 少学时 第5版 教学课件 ppt 作者 李秀珍 第8章轴承（123页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第八章 轴承,1、径向滑动轴承的结构,2、非液体摩擦径向滑动轴承的设计计算,3、滚动轴承的结构和类型,5、滚动轴承的组合设计,6、滚动轴承的选择计算,本讲重点学习内容：,轴承主要用于支承轴及轴上的零件，减轻转动副的摩擦和磨损，保证轴的旋转精度。在各种机械中得到广泛使用。,4、常用滚动轴承类型的选择,本讲重点,第八章 轴承,第一节 概述,第二节 非液体摩擦滑动轴承的结构和材料,第三节 滑动轴承的润滑,第四节 非液体摩擦滑动轴承的设计计算,第五节 液体摩擦滑动轴承简介,第六节 滚动轴承的结构和类型,第七节 滚动轴承类型的代号及选择,第八节 滚动轴承的组合设计,第九节 滚动轴承的失效形式和选择计算,
2、本讲小结,一、轴承的分类、结构和材料（熟悉）,三、非液体摩擦滑动轴承的设计计算（熟练掌握）,二、滑动轴承的润滑（润滑剂与润滑装置）（熟练掌握）,四、液体摩擦滑动轴承的工作原理（了解）,第一节 概述,返回本章,根据工作时的摩擦性质，可把轴承分为,滚动摩擦轴承(简称滚动轴承）,滑动摩擦轴承(简称滑动轴承),滚动轴承,滚动轴承的摩擦阻力较小，起动灵活，机械效率较高，对轴承的维护要求较低。但是，其径向尺寸较大，振动、噪声较大，承受冲击载荷的能力较差，高速、重载下寿命较低。在中、低转速以及精度要求较高的场合广泛应用。,返回本节,滑动轴承,在滑动轴承中，根据工作表面的摩擦状态，轴承分为,液体摩擦滑动轴承,
3、非液体摩擦滑动轴承,返回本节,液体摩擦滑动轴承,液体摩擦滑动轴承的两工作表面不直接接触，摩擦阻力来自润滑油的内部摩擦。因润滑油的摩擦因数很小，所以避免了两表面的磨损。但是，要形成液体摩擦，滑动轴承必须满足一定的工作条件，且要有较高的制造精度。液体摩擦滑动轴承多用于高速、精度要求较高或低速重载的工作场合。,返回,非液体摩擦滑动轴承,非液体摩擦滑动轴承因工作表面局部有接触，摩擦因数较大，故摩擦表面容易磨损，但该轴承的结构简单，制造精度要求较低，常在一般转速、载荷不大和精度要求不高的场合使用。,返回,第二节 非液体摩擦滑动轴承的结构和材料,一、径向滑动轴承的结构,二、止推滑动轴承的结构,三、滑动轴承
4、的材料,工作时只承受径向载荷的滑动轴承，称为径向滑动轴承，这类轴承的结构形式有整体式、剖分式和调心式三种。,由径向滑动轴承的结构知，轴瓦是轴承与轴颈直接接触的零件，有整体式与剖分式，如图所示，分别用于整体式轴承与剖分式轴承。,工作时承受轴向载荷的滑动轴承称为止推滑动轴承，其结构如图。,返回本章,轴承材料是指与轴颈直接接触的轴瓦或轴承衬的材料。由滑动轴承的失效形式可知，轴承材料应具有的性能。,常用的轴承材料,整体式,整体式滑动轴承由轴承座1和轴瓦2组成。这种轴承的结构简单，成本低廉；但是摩擦表面磨损后，轴颈与轴瓦之间的间隙无法调整，而且装拆时轴承或轴必须作轴向移动，使装拆不便。因此，整体式轴承只
5、用于轻载、间歇工作且不重要的场合。,返回本节,剖分式,剖分式滑动轴承是滑动轴承中较为常见形式。它主要由轴承座1、轴承盖2、螺栓3、剖分式轴瓦4等零件组成。套管5是为防止轴瓦转动而设置的。在轴承盖与轴承座的剖分面上常做出定位止口，还装有少量的垫片，以调整轴颈与轴瓦之间由于磨损而产生的间隙。,返回本节,调心式,调心式滑动轴承利用轴瓦与轴承座间的球面配合使轴瓦可在一定角度范围内摆动，以适应轴受力后产生的弯曲变形，从而避免轴与轴承两端的局部接触和局部磨损。但球面不易加工，故只用于轴承的宽径比b/d1.51.75的轴承。,返回本节,轴瓦,对于重要的轴承，在轴瓦内表面还浇铸一层减摩性能好的衬里，称为轴承衬
6、。轴承衬的厚度从0. 56mm不等，可视轴承尺寸大小而选定。为了保证轴承衬与轴瓦结合牢固，在轴瓦的内表面应制出沟槽。,返回本节,为了便于给轴承加注润滑油，在轴瓦上做出油孔与油沟，使摩擦表面得到润滑。剖分式轴瓦常用的油沟形式如图所示。,油孔与油沟,注：油孔与油沟的位置应设置在不承受载荷的区域内。为了使润滑油能均匀分布在整个轴颈上，油沟应有足够的长度，通常可取为轴瓦长度的80。,返回,止推滑动轴承的结构,返回本节,止推滑动轴承主要由轴承座、衬套、径向轴瓦、止推轴瓦等组成。轴的端面与止推轴瓦是轴承的主要工作部分，轴瓦的底部与轴承座为球面接触，可以自动调整位置，以保证轴承摩擦表面的良好接触。销钉是用来
7、防止止推轴瓦随轴转动的。工作时润滑油从下部注入，从上部油管导出。,轴与轴瓦的接触部分称为轴颈，止推滑动轴承轴颈的常见形式如图所示。,止推滑动轴承轴颈的常见形式,载荷较小时可采用空心端面止推轴颈(图a)和环形止推轴颈(图b)，载荷较大时采用多环止推轴颈(图c)。,返回,滑动轴承的失效形式,5、腐蚀、生锈,1、磨损和胶合,轴瓦与轴颈之间的摩擦，会使轴瓦表面产生磨损和胶合,2、疲劳破坏,当有冲击载荷和变载荷时，会使滑动轴承产生的疲劳破坏,3、静强度破坏(塑性变形）,过高局部压力会使滑动轴承产生的静强度破坏(塑性变形),4、划伤,当润滑油中混入硬的微粒、铁屑或其他污物时，会划伤轴瓦表面,腐蚀性物质或润
8、滑油变质会使轴瓦腐蚀、生锈等,返回本节,滑动轴承应具有的性能,返回本节,由于轴上的载荷是通过轴承传到机座上去的，所以轴承材料应具有足够的强度才能保证轴承有较大的承载能力。,1、足够的强度(抗压强度、抗冲击强度、疲劳强度和抗胶合能力),好的减摩性是指轴承材料具有较小的摩擦因数；好的耐磨性是指轴承材料抗磨损的能力强；磨合性是指新制造的轴承在机器试运转时易于磨合，使轴颈与轴承实际接触面积加大的性能。,2、良好的减摩性、耐磨性和磨合性。,此外，轴承材料还应具有好的导热性、耐腐蚀性、工艺性以及价格低廉等特点。但是，任何一种材料不可能同时具备上述性能，因而设计时应根据具体工作条件，按主要性能来选择轴承材料
9、。,滑动轴承的材料,返回本节,除了上述几种材料外，还可采用非金属材料，如塑料、尼龙、橡胶以及粉末冶金等作为轴瓦材料。,1、铸造轴承合金(又称巴氏合金),2、铸造铜合金,3、铸铁,铸造轴承合金(又称巴氏合金),它分为锡锑轴承合金和铅锑轴承合金两类。这两类合金分别以锡、铅作为基体，加入适量的锑铜、锑锡制成。其基体较软，使材料获得塑性，硬的锑铜、锑锡晶粒起抗磨作用。因此，这两类材料减摩性、磨合性好，抗胶合能力强，适用于高速和重载轴承。但合金的机械强度较低，价格较贵，故只用做轴承衬。,返回,铸造铜合金,铸造铜合金是常用的轴瓦材料。这种材料的强度高，减摩性、耐磨性和导热性都较好，可在较高的温度(可达25
10、0)下工作。但该材料的硬度较高，故要求轴颈也须有较高的硬度。,返回,铸铁,铸铁的性能不及铸造轴承合金和铸造铜合金，但价格低廉，适用于低速、轻载且无冲击的不重要的轴承。,返回,第三节 滑动轴承的润滑,返回本章,轴承润滑的目的是减小摩擦功率损耗、减轻磨损、冷却轴承、吸振和防锈等。为了保证轴承的正常工作和延长轴承寿命，必须正确地选择润滑剂和润滑装置。,一、润滑剂,二、润滑装置,滑动轴承常用的润滑剂有润滑油和润滑脂，其性能及应用见附表B1和附表B2。此外，在不宜使用油和脂的特殊场合，如低速、高温(通常不超过400)等工作条件时，可选用固体润滑剂，如石墨、二硫化钼等，也可将固体润滑剂与润滑油、润滑脂混合
11、使用。,1、油润滑轴承的润滑装置,2、脂润滑轴承的润滑装置,润滑油,润滑油是最常用的润滑剂, 有动、 植物油, 矿物油和合成油, 其中以矿物油应用最广。 粘度是润滑油最主要的性能指标。 粘度是润滑油抵抗变形的能力, 表征液体流动的内摩擦性能, 粘度大的液体内摩擦阻力大, 承载后油不易被挤出, 有利于油膜形成。 通常粘度随温度升高而减低。除粘度之外, 润滑油的性能指标还有凝点、 闪点等。 选用润滑油时, 通常以粘度为主要指标，高速、轻载时应选用粘度低的润滑油，低速、重载时应选用粘度高的润滑油。,返回本节,润滑脂,润滑脂是由润滑油添加各种稠化剂(如钙、 钠、 铝、 锂等金属皂)和稳定剂而成的膏状润
12、滑剂。 其特点是稠度大不易流失, 密封简单, 不需经常添加, 但摩擦损耗大, 故高速不宜用。按所用金属皂的不同, 润滑脂主要有:,锂基润滑脂: 性能良好, 既耐水又耐热, 在-20150范围内广泛应用,钙基润滑脂: 有较好的耐水性, 但不耐热(使用温度不超过60),钠基润滑脂: 耐热性较好(使用温度可达115145), 但抗水性差,铝基润滑脂: 具有良好的抗水性,返回本节,油润滑轴承的润滑装置,返回本节,1）对于低速或间歇工作的不重要轴承，可定期用油壶向轴承油孔注油。为防止杂物进入轴承，通常在油孔上加装压配式压注油杯或旋套式油杯。,2）对于中速、高速和连续运转的重要轴承应连续供油，常用的润滑装
13、置有：,油绳式油杯,针阀式油杯,油环,非液体摩擦滑动轴承可根据不同的工作条件选择润滑装置。,压配式压注油杯和旋套式油杯,返回,针阀式油杯,当手柄直立时，针阀杆被提起，油杯底部的油孔被打开，润滑油通过油孔自动流入轴承。当手柄改变成水平位置时，针阀杆在弹簧作用下下压堵住油孔，供油停止。加油量的多少，可以通过旋转调节螺母以改变针阀杆的提升量来加以控制。,返回,油环,油环润滑，在上轴瓦开槽处有一个套在轴颈上的油环，油环下部浸在油池中。轴颈旋转时，依靠摩擦力带动油环旋转，把油带到轴颈上，使轴承得到润滑。这种装置只能用于轴水平布置且连续工作、轴颈转速在1002000r/min范围内的轴承。,返回,油绳式油
14、杯,油绳式油杯，把用毛线或棉线拧成的芯捻浸在油池内，利用毛细管作用，将油不断地滴入轴承。这种油杯不能调节供油量，且轴承工作或不工作，它都在供油。,返回,脂润滑轴承的润滑装置,返回本节,脂润滑轴承通常是间歇供油，常用的润滑装置有：,2）旋盖式油杯：转动杯盖即可将杯体中的润滑脂挤入轴承。,1）压配式压注油杯：可用油枪将润滑脂注入油杯润滑轴承,第四节 非液体摩擦滑动轴承的设计计算,返回本章,非液体摩擦滑动轴承的设计计算是在确定了其结构尺寸之后进行校核性计算。,设计的已知条件：轴颈直径、转速、载荷情况和工作要求。,一、径向滑动轴承的设计,二、止推滑动轴承的计算,1、验算轴承的压强p,2、验算轴承的pv
15、m,径向滑动轴承的设计,根据工作条件和要求，确定轴承的结构，并按表8-1选取轴瓦材料。,1、确定轴承结构及轴瓦材料,一般情况下取轴承的宽径比b/d=0.51.5，在选定b/d后可由轴径d计算轴承宽度。,2、选取轴承的宽径比,3、校核轴承的工作能力,轴承工作能力计算主要包括:,4、确定轴承与轴颈之间的间隙,返回本节,例8-1,表8-1 常用轴承材料的性能及应用,返回,验算轴承的平均压强p,返回,为了防止轴承产生过度磨损，应限制轴承的平均压强，即：,式中 F是轴承承受的径向载荷； bd是轴承受压面在垂直于载荷F方向的投影面积，其中b为轴承宽度，d为轴颈直径； p是轴承材料的许用平均压强，见表8-1
16、。,表8-1 常用轴承材料的性能及应用,返回,验算轴承的pv值,返回,为了防止轴承工作时产生过高的热量而导致摩擦面的胶合破坏，应限制轴承单位面积的摩擦功率pv，其中摩擦因数可近似认为是常数，故pv越大，摩擦功率越大，温升越高。因此，可通过限制pv值限制单位面积上的摩擦功率，即,式中 F是轴承承受的径向载荷； v是轴颈的圆周速度(m/s) n是轴的转速(r/min) pv是轴承材料的许用pv值(MPam/s)，见表8-1,表8-1 常用轴承材料的性能及应用,返回,确定轴承与轴颈之间的间隙,轴承与轴颈之间的间隙是通过选择适当的轴、孔配合实现的。因此，需根据工作条件和使用要求先确定轴承与轴颈间的平均间隙，并根据此间隙选择适当的配合。轴承与轴颈之间的平均间隙可参考下述经验公式计算。,注：上述平均间隙计算公式适用于轴承材料为铸造轴承合金的轴承。轴承材料为铸造铜合金时，应将上述计算值乘以1.5作为平均间隙值。,连续或往复运动的通用机械,粗糙的或作间歇运动的机械,返回,式中，是轴承与轴颈之间的平均间隙(mm)；d是轴颈直径(mm)。,轴承与轴颈的配合
