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1、第十一章 支 承,第十一章 支 承,第一节 概述 第二节 滑动摩擦支承 第三节 滚动摩擦支承 第四节 弹性摩擦支承 第五节 流体摩擦支承,参考文献,张策主编，机械原理与机械设计（下册），机械工业出版社，2004 濮良贵主编，机械设计，高等教育出版社，2006 其他机械设计的相关书籍,第一节 概述,组成：运动件、承导件,运动件,承导件,第一节 概述,分类 （按运动件和承导件之间的摩擦性质） 滑动摩擦支承 滚动摩擦支承 弹性摩擦支承 流体摩擦支承,第二节 滑动摩擦支承,一、圆柱面支承,轴瓦,轴,轴颈,轴承座,第二节 滑动摩擦支承,圆柱面支承的应用场合 要求很高的旋转精度； 承受重载、振动和冲击；
2、尽可能小的尺寸和可拆卸； 低速、轻载和不重要的轴承。,第二节 滑动摩擦支承,圆柱面支承的结构 轴颈的结构 整体式圆柱面支承的结构 剖分式圆柱面支承的结构 滑动轴承、轴瓦,第二节 滑动摩擦支承,轴套和轴瓦的材料（减摩材料） 铸铁 铜合金 轴承合金 陶瓷合金 非金属材料,第二节 滑动摩擦支承,圆柱面支承的润滑 润滑剂的作用 减小摩擦和磨损，提高抗腐蚀能力， 缓冲振动和冲击，散热，密封。,第二节 滑动摩擦支承,润滑剂的种类 润滑油（使用最多） 润滑、冷却。 润滑脂 承载能力高，流动性小，不易流失，但摩擦功耗大。 应用于滑动速度低、压强较高、不便常加油的场合。,第二节 滑动摩擦支承,圆柱面支承的设计和
3、计算 摩擦力矩的计算 支承承受径向载荷 计算 支承承受轴向载荷 计算 同时承受轴向和径向载荷总摩擦力矩等于两种载荷所产生的摩擦力矩之和,第二节 滑动摩擦支承,圆柱面支承的设计和计算 圆柱面支承尺寸的确定 强度计算方法 根据摩擦力矩计算方法,第二节 滑动摩擦支承,圆柱面支承的设计和计算 圆柱面支承的技术条件 加工精度等级、配合种类、表面粗糙度、表面几何形状等。 根据支承的旋转精度要求、受力情况和转速高低等因素，参考有关手册和类似产品选定。,第二节 滑动摩擦支承,二、其它型式滑动摩擦支承 顶针支承 轴尖支承 球支承,第三节 滚动摩擦支承,第三节 滚动摩擦支承,一、滚动轴承 组成： 外圈 内圈 滚动
4、体 保持架,第三节 滚动摩擦支承,第三节 滚动摩擦支承,分类（根据所受载荷方向）,第三节 滚动摩擦支承,常用滚动轴承 1 调心球轴承 2 调心滚子轴承 3 圆锥滚子轴承 4 双列深沟球轴承 5 推力球轴承 6 深沟球轴承 7 角接触轴承 8 推力圆柱滚子轴承 N 圆柱滚子轴承 NA 滚针轴承,第三节 滚动摩擦支承,滚动轴承类型的选择 载荷的方向和大小首要考虑因素 轴承的转速低于极限转速 轴承的刚性 轴承的安装和拆卸 轴承的调心性能 调心 轴承的摩擦力矩 经济性,第三节 滚动摩擦支承,滚动轴承的代号（GB/T272-93）,第三节 滚动摩擦支承,滚动轴承的代号基本代号 类型代号 尺寸系列代号 内
5、径代号 表11-4 表11-5 表11-6 ,直径系列,宽度系列（向心轴承）高度系列（推力轴承）,滚动轴承尺寸系列代号示意图,第三节 滚动摩擦支承,滚动轴承的代号前置代号,滚动轴承的代号前置代号,无外圈或无内圈的圆柱滚子轴承RN型和RNU型,滚动轴承的代号后置代号1,滚动轴承的代号后置代号2,K,N,RZ,滚动轴承的代号后置代号3,凡轴承的保持架采用表1-10规定的结构和材料时，不编制保持架材料改变的后置代号。,a.保持架材料 F钢，球墨铸铁或粉墨冶金实体保持架，用附加数字表示不同的材料。 F1碳钢 F2石墨钢 F3球墨铸铁 F4粉末冶金 Q青铜实体保持架，用附加数字表示不同的材料。 Q1铝铁
6、锰青铜 Q2硅铁锌青铜 Q3硅镍青铜 Q4铝青铜 M黄铜实体保持架 L轻合金实体保持架，用附加数字表示不同的材料。 L1-LY11CZ L2-LY12CZ T酚醛层压布管实体保持架 TH玻璃纤维增强酚醛树脂保持架（筐型）。 TN工程塑料模注保持架，用附加数字表示不同的材料。 TN1尼龙 TN2聚砜 TN3聚酰亚胺 TN4聚酰酸酯 TN5聚甲醛 J钢板冲压保持架，材料有变化时附加数字区别。 Y铜板冲压保持架，材料有变化时附加数字区别； SZ保持架由弹簧丝或弹簧制造。 b.保持架结构型式及表面处理 H自锁兜也保持架 W焊接保持架 R铆接保持架（用于大型轴承） E磷化处理保持架 D碳氮共渗保持架 D
7、1渗碳保持架 D2渗氮保持架 C有镀层的保持架(C1镀银） A外圈引导 B内圈引导 P由内圈或外圈引导的拉孔或冲孔的窗形保持架 S引导而有润滑槽 注：本条的代号只能与“a“结合使用 例：MPS-有拉孔或冲孔（窗孔保持架）的黄铜实体保持架,外圈或内圈引导,引导面有润滑油槽。 JA钢板冲压保持架，外圈引导。 FE经磷化处理的钢制实体保持架。 C，V满装滚动体（无保持架） 例：6208 V满装球深沟球轴承。,滚动轴承的代号后置代号4,滚动轴承的代号后置代号5,最高,滚动轴承的代号后置代号6,大,滚动轴承的代号后置代号7,滚动轴承的代号后置代号7,滚动轴承的代号 后置代号8,第三节 滚动摩擦支承,例：
8、说明轴承代号6024的含义 6 0 24,公差等级为0级 内径尺寸d245120mm 尺寸系列(1)0（宽度系列1，直径系列0） 深沟球轴承,第三节 滚动摩擦支承,例：说明轴承代号7210AC/P5的含义 7 2 10 AC /P5,公差等级为5级 公称接触角25 内径尺寸d10550mm 尺寸系列(0)2（宽度系列0，直径系列2） 角接触球轴承,第三节 滚动摩擦支承,例：说明轴承代号NU2208/P6的含义 NU 22 08 /P6,公差等级为6级 内径尺寸d08540mm 尺寸系列22（宽度系列2，直径系列2） 内圈无挡边圆柱滚子轴承,第三节 滚动摩擦支承,例：说明轴承代号62/22/P4
9、的含义 6 2 /22 /P4,公差等级为4级 内径尺寸d22mm 尺寸系列(0)2（宽度系列0，直径系列2） 深沟球轴承,第三节 滚动摩擦支承,滚动轴承的载荷分布 受载最大的滚动体的载荷 （点接触轴承）,刘泽九、贺士荃著，滚动轴承的额定载荷与寿命（北京：机械工业出版社，1982） 万长森编著滚动轴承的分析方法（北京：机械工业出版社，1987）,第三节 滚动摩擦支承,滚动轴承的失效形式 疲劳点蚀脉动循环应力 塑性变形 磨损,第三节 滚动摩擦支承,滚动轴承的计算准则 正常工作条件下的回转滚动轴承，主要是疲劳点蚀破坏，应进行接触疲劳寿命计算，当载荷变化较大或有较大冲击载荷时，还应作静强度计算； 对
10、于摆动或转速较低的轴承，主要防止塑性变形，只需作静强度计算； 高速轴承为防止发生粘着磨损、烧伤，除进行寿命计算外，还需核验极限转速。,第三节 滚动摩擦支承,滚动轴承的寿命计算 轴承的寿命 基本额定寿命轴承的寿命指标 L10(r)、 L10h(h) 基本额定动载荷C (Cr 、Ca )-106r 当量动载荷 计算 附加轴向载荷 轴承寿命计算 计算公式,第三节 滚动摩擦支承,滚动轴承的静强度计算 基本额定静载荷C0（C0r 、C0a） 当量静载荷 取两式中大值 静强度条件,第三节 滚动摩擦支承,滚动轴承的极限转速 正常条件设计手册查取 条件改变修正 n=f1f2nlim （图11-17、11-18
11、查取系数） 采取改进措施提高极限转速,第三节 滚动摩擦支承,滚动轴承的组合结构设计 解决：轴系支点的轴向固定；滚动轴承组合结构的调整；轴承与相关零件的配合；提高轴系的支承刚度。 轴承的轴向固定 轴承的配合 轴承游隙调整 轴承预紧,第三节 滚动摩擦支承,滚动轴承的润滑 润滑目的降低摩擦阻力，减轻磨损，降低接触应力，吸振降噪，防锈散热。 脂润滑相应结构简单，易维护保养，不易渗漏，具密封作用；内摩擦力大。 油润滑摩擦阻力小，散热好，具清洗作用；易渗漏，密封装置复杂，需供油设备。 固体润滑剂（常用二硫化钼）润滑脂的添加剂、粘贴形成固体润滑膜、自润滑轴承等。,第三节 滚动摩擦支承,滚动轴承的密封 目的：
12、防尘、防水、防止润滑剂的流失 常用密封结构型式： 接触式密封 常见型式 密封件与轴接触，二者间有摩擦和磨损，低速使用。 非接触式密封 常见型式 利用间隙进行密封，转动件与固定件不接触，允许轴高速。,例：某单级齿轮减速器输入轴由一对深沟球轴承支承。已知齿轮上各力为：切向力Ft3000N，径向力Fr1200N，轴向力Fa650N，如图所示。齿轮分度圆直径d40mm。设齿轮中点至两支点距离 l50mm，轴与电机直接相连， n960r/min，载荷平稳，常温工作，轴颈直径为30mm。要求轴承寿命不低于9000h，试选择轴承型号。 例111,第三节 滚动摩擦支承,第三节 滚动摩擦支承,例：某安装有斜齿轮
13、的转轴由一对代号为7210AC的轴承支承。已知两轴承所受径向载荷分别为Fr12600N，Fr2600N，安装方式如图所示，齿轮上的轴向载荷Fa1200N，载荷平稳。求两轴承的当量动载荷。,第三节 滚动摩擦支承,二、其它类型的滚动摩擦支承 填入式滚珠支承 结构形式 密珠支承 结构形式,第四节 弹性摩擦支承,特点：只有弹性摩擦，摩擦力矩极小。 形式：悬簧式 十字形片簧式 张丝式 吊丝式,第五节 流体摩擦支承,流体摩擦支承运动件和承导件间有流体膜 流体摩擦 分类一（按流体膜形成方法） 动压支承 静压支承 分类二（按支承中流体的不同） 液体摩擦支承 气体摩擦支承,END,轴颈的结构,整体式圆柱面支承的
14、结构,整体式圆柱面支承的结构,最简单的型式： 直接在仪器壳体和支承板上加工轴承孔。,整体式圆柱面支承的结构,嵌套式轴承 轴套外表面滚花（防止轴套转动）并直接压入仪器壳体。 凸台可以承受轴向载荷。 缺点：中心不易对正，外壳材料较硬或壁太薄时不适用。,整体式圆柱面支承的结构,外壳较薄、负荷不大、轴套利用弯边法固定在外壳上。 可承受两个方向的轴向负荷。,整体式圆柱面支承的结构,外壳较厚、受力较大、利用双面弯边把轴套固定在外壳上。 弯边后端面需要进行加工。,整体式圆柱面支承的结构,非金属材料外壳结构，为防止弯边时损坏外壳表面，在弯边外另加金属垫板。 不能承受大载荷。,整体式圆柱面支承的结构,轴承较大并
15、用螺钉把轴套固定在仪器外壳上。 e将轴套直接固定在金属外壳上。 f利用金属夹板把轴套固定在非金属外壳上。,整体式圆柱面支承的结构,特点 制造简单，但磨损后无法调整间隙，影响轴的旋转精度和正常工作。 应用 间歇工作、低速和轻载场合。,整体式圆柱面支承的结构,剖分式圆柱面支承的结构,特点：结构复杂，刚度下降（同整体式相比）； 可以调整轴承的径向间隙。,轴承盖,轴承座,螺栓,轴瓦,滑动轴承、轴瓦,轴瓦结构,油孔和油沟,轴瓦与轴承衬的结合型式,铸铁,普通灰铸铁、球墨铸铁 （塑性差、跑合性差） 低速、轻载、不重要的场合,铜合金,青铜（常用） 锡青铜和铅青铜减摩性和耐磨性佳，有足够强度，跑合性差（重载、中速） 铝青铜强度和硬度较高，抗胶合能力差（重载、低速） 黄铜 价格低，低速使用。,轴承合金（巴氏合金）,锡(Sn)、铅(Pb)、锑(Sb)和铜(Cu)的合金。 特点 耐磨性和减摩性良好， 但强度低、成本高。 减摩层轴承衬 应用 中、高速，重载。,锡基合金配件,陶瓷合金（粉末合金）,组成 铁基、铜基粉末冶金减摩材
