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1、滑 动 轴 承,工作表面的摩擦状态,液体摩擦滑动轴承,非液体摩擦滑动轴承：,轴颈和轴瓦被润滑 油膜完全隔开； 只有分子间的内摩擦,轴颈和轴瓦间虽有润滑 油，但凸起部分仍直接 接触，摩擦系数较大,非液体滑动轴承的设计,一、失效形式,滚动轴承,滚动轴承的优、缺点,与滑动轴承相比，滚动轴承具有下列优点、缺点：,1、摩擦系数小，启动力矩小，效率高； 2、轴向尺寸（宽度）较小； 3、某些轴承能同时承受径向和轴向载荷，可使机器结构简化、紧凑； 4、径向间隙小，还可用预紧方法消除间隙，因此运转精度高； 5、润滑简单，耗油量少，维护保养方便； 6、它是标准件，易于互换。,抗冲击能力较差，高速时噪声 大，工作寿
2、命不及液体摩擦滑 动轴承，径向尺寸比滑动轴承 大,滚动轴承的代号,用数字或字母表示 0深沟球轴承 1调心球轴承 3圆锥滚子轴承 6角接触球轴承 7圆锥滚子轴承 8推力球轴承,内径尺寸 代号 10 00 12 01 15 02 17 03 20-495 d/5 22、28、32 、500及500以上 /内径,前置代号：用于表示轴承的分部件，字母表示；,后置代号：用于表示轴承的结构、公差及材料的特殊要求，字母或数字表示；如：接触角为150、250和400的角接触轴承，分别用C、AC和B表示内部结构的不同。,又如：轴承的公差等级分别为2级、4级、5级、6级、6x级和0级，共6个级别，依次由高级到低级
3、，其代号分别为：/P2、/P4、/P5、/P6、/P6x和/P0。,滚动轴承的选择,A、类型的选择,二、滚动轴承的调心性能,宜采用调心球轴承或 调心滚子轴承,三、经济性的要求,B、型号的选择,1、一般情况下，直径系列先选轻系列或中系列，待校核后再根据具体情况进行调整。宽度系列先选正常系列。,2、内径根据轴径确定，公差等级若无特殊要求，一般选用0级。,滚动轴承的主要失效形式和设计准则,一、主要失效形式,1、疲劳点蚀,径向载荷通过轴径作用于内圈，接触点处的弹性变形使内圈沿R方向下移，上半圈滚动体不受载，下半圈滚动体承受载荷不等。因此当轴承工作时，内圈、外圈及滚动体均受变应力的作用。,2、塑性变形,
4、过大静载荷或冲击载荷作用下，会使轴承滚道和滚动体接触处的局部应力超过材料的屈服极限，从而出现表面塑性变形。,二、设计准则,3、其它失效形式：磨损、胶合、轴承元件破裂等,中速轴承,高速轴承,低速轴承 或不转动轴承,滚动轴承的寿命计算,轴承寿命：轴承中任一滚动体或内、外圈滚道上出现疲劳点蚀以前所经历的总转数或在一定转速下所经历的工作小时数。,轴承的基本额定寿命：一批相同的轴承，在相同的条件下运转，其中90%的轴承不发生疲劳点蚀前所转过的总转数或在一定的转速下运转的总小时数。,一、滚动轴承寿命计算的基本公式,轴承寿命的疲劳曲线：,P当量动负荷，N； L额定寿命，106； 寿命指数，球轴承=3，滚子轴
5、承=10/3,轴承的基本额定动负荷：在基本额定寿命L=1（106），可靠度为90%时的轴承负荷。用C表示。,C基本额定动负荷，衡量轴承工作能力的主要指标。,基本额定动负荷有两种：,1、径向额定动负荷主要承受径向负荷的向心轴承（深沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承），用Cr表示；,2、轴向额定动负荷主要承受轴向负荷的推力轴承,用Ca表示。,正常工作温度（1200C）时的额定动负荷C值可查有关手册。,当工作温度（1200C）时的额定动负荷C值需用温度系数 ft进行修正。即：Ct=Cft ，ft可查表。,二、滚动轴承的当量动负荷,滚动轴承可同时承受径向和轴向负荷，为了计算寿命时与基本额定动负荷在相
6、同条件下比较，需将实际工作负荷转化为当量动负荷。向心轴承为Pr，推力轴承为Pa。,在当量动负荷作用下，轴承寿命与实际复合负荷下轴承的寿命相同。,当量动负荷的计算公式为：,R为名义径向负荷，A为名义轴向负荷，X、Y为径向、轴向系数。,P=XFr+YFa,对于只能承受径向负荷的向心轴承，如圆柱滚子轴承、滚针轴承：,对于只能承受轴向负荷的推力轴承，如推力轴承：,考虑到在工作中的冲击、振动及转动零件不平稳等所产生的动负荷对轴承寿命的影响，用动负荷系数fp对当量动负荷进行修正：,X、Y和e均由表8-7查得，e轴向负荷影响系数。,Fa/Fre时，表示轴向负荷的影响较大，计算P时必须考虑Fa的影响。,Fa/
7、Fre时，表示轴向负荷的影响不大，计算P时可忽略Fa的影响。,P=Fr,P=Fa,P=fp(XFr+Yfa),P=fpFr,P=fpFa,C0r轴承的径向额定静负荷，由标准手册查取。,三、角接触球轴承及圆锥滚子轴承轴向负荷Fa的计算,由于滚动体负荷方向与轴承径向平面成一接触角，所以要产生派生轴向力S。,对角接触球轴承和圆锥滚子轴承承受径向负荷时：,计算当量动负荷时，必须考虑此派生轴向力。,S的计算公式见表8-9，方向总是沿着内圈和滚动体对外圈脱离的方向。,1、如果,轴承2被压紧，轴承1放松，根据力的平衡关系，作用在轴承2的外圈上的力应是S2 +S2,且有：,S1+FA = S2+S2,S2 =
8、 S1+FA - S2,Fa1 = S1,Fa2= S2+S2 =S1+FA,2、如果,此时，轴有向左移动的趋势，轴承1被压紧，轴承2放松，根据力的平衡关系，在轴承1的外圈上必有一个向右平衡力S1作用，与上述同样分析，可得：,S1+FA+S1 = S2,S1 = S2- FA -S1,Fa1= S1+S1 =S2-FA,Fa2= S2,结论：,1、根据轴承的安装方式（即“面对面”或“背对背”）及轴承类型，确定轴承派生轴向力S1、S2的方向和大小；,2、确定作用于轴上的轴向外载荷的合力FA的方向和大小；,3、判明轴上全部轴向载荷的合力指向，再根据轴承的安装方式找出被“压紧”的轴承及被“放松”的轴
9、承；,4、被“压紧”轴承的轴向载荷等于除本身派生轴向载荷以外的其他所有轴向载荷的代数和；,5、被“放松”轴承的轴向载荷等于轴承自身的派生轴向载荷。,示例,2. 如果图示轴承改为“面对面”排列时，求Fa1，Fa2 又各为 多少？,如上图示轴承为“背对背”排列，求Fa1，Fa2各为多少？,3. 如果图示轴承排列方式不变，将FA的方向改变，则Fa1， Fa2各为多少？,滚动轴承部件的组合设计,一、轴承的轴向固定,1、两端固定式,2、一端固定、一端游动式,二、轴承的轴向定位,1、轴肩,2、轴环,3、套筒,4、弹性卡圈,5、螺母,6、轴承座端盖,三、轴承组合的调整,1、轴承间隙的调整,1）调整垫片,2）
10、调节螺钉,2、轴承的预紧,3、轴承组合位置的调整,四、轴承的配合及装拆,1、滚动轴承的配合,内圈与轴颈的配合采用基孔制，外圈与座孔的配合采用基轴制,2、滚动轴承的装拆,五、轴承的润滑与密封,低速时用脂润滑，高速时用油润滑,蜗杆传动设计,一、特点：,类型及其特点,用于空间交错轴间的传动，通常=90,(1) 传动比大 i = 1080，分度机构中可达到1000；,从运动关系看，蜗杆传动相当于螺母与螺杆传动；从传动看，蜗杆传动与交错轴斜齿轮传动有密切联系。,(2) 结构紧凑，传动平稳，噪声小；,(4) 但 s 摩擦发热大、传动效率低，且制造成本高等。,(3) 有自锁性 （蜗杆导程角当量摩擦角v）,按
11、蜗杆形状分,圆柱蜗杆传动,蜗杆传动的类型：,环面蜗杆传动,锥面蜗杆传动,普通圆柱蜗杆传动,圆弧圆柱蜗杆传动,普通圆柱蜗杆传动,阿基米德蜗杆传动,渐开线蜗杆传动,法向直齿廓蜗杆传动,锥面包络齿廓蜗杆传动,蜗轮加工 滚刀滚制，其几何参数及直径与相配的蜗杆相同,普通圆柱蜗杆传动的主要参数,主要参数( 阿基米德蜗杆), 模数 m 和压力角,中间平面 包含蜗杆轴线并垂直与蜗轮轴线的平面,在中间平面内相当于齿条与齿轮的啮合,正确啮合条件：,mx1 = mt2 = m,x1 = t2 = = 20,蜗杆轴面模数,蜗轮端面模数,标准模数,蜗杆轴面压力角,蜗轮端面压力角, 蜗杆导程角与蜗轮螺旋角2之关系,=1+
12、2=90 时： =90 1 =2，且旋向相同, 蜗杆直径系数 q 及分度圆直径d1,d1 标准系列值(表4-1),限制蜗轮滚刀数量，便于刀具标准化,蜗杆直径系数：q = d1 / m, d1 = m q,q与导程角之关系：,q的大小对传动的影响？, 齿面间相对滑动速度 vs,由此可见，vs v1、v2,所以蜗杆传动摩擦发热多，损失大，效率低。,z1 = 1 4, 蜗杆头数 z1、蜗轮齿数 z2 及传动比 i,i = n1/n2 = z2/z1,= d2 / d1 ?, d2 / d1,但 z1 少，效率低,重载时取 z1 1 要求自锁 z1 = 1,z1 过多,制造困难,z2 = 28 801
13、00,常取 z2 = 32 63,普通圆柱蜗杆传动与斜齿轮传动的区别：,斜齿轮传动,蜗杆传动,蜗杆传动的强度计算,关系：,方向：,二、受力分析,Ft、Fr 同斜齿轮,Fa1用主动轮左右手定则判断，一般蜗杆主动。,大小：,四、蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算,由于齿形的原因，通常蜗轮轮齿的弯曲强度比接触强度大得多，所以只是在受强烈冲击、z280或开式传动中计算弯曲强度才有意义。,m2d1求出后，查表4-1选择合适的 m、d1,蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算,一、效率, = 123,与齿轮传动相同：,啮合效率类似于螺旋副：,230.950.96,由此可知，z1 ,若t 1t P，则采取措施：,在箱壳外表面加铸散热片,以增加散热面积 A,蜗杆轴端装风扇加速空气流通,以增大散热系数 Kt,同时沿气流方向配置散热片,箱体油池内放置蛇形冷却水管,喷油润滑循环冷却,提高效率，减少发热,结束,
