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《机械基础》教案课题第十二章轴承课型理论课课时2授课班级授课时间授课教师教材分析本节课的内容是关于《机械基础》中的第十二章。
要求学生理解机械基础的功用、结构，课标要求是掌握机械基础的作用。
选用的教材是由中国劳动社会保障出版社出版的《机械基础》（第七版），学习内容是机械基础的内容和各项方法。
学情分析知识储备：对机械有着初步的了解。
能力水平：熟悉机械基础的发展史。
学习特点：学习、接受新知识能力较弱，尤其是理论性强的知识，不能充分利用课余时间学习。
学习目标知识目标：理解滚动轴承的基本知识。
能力目标：能够掌握滑动轴承的基本内容。
素质目标：1.认识到机械的重要性。
2.积极参与课堂，能够表达自己的观点和想法。
学习重难点教学重点：1. 滚动轴承的基本知识。
2.滑动轴承的基本内容。
教学方法讲授法、讨论法、演示法、实物教学法课前准备教师准备：教学课件学生准备：课前预习教学媒体多媒体教室、多媒体课件教学过程教学环节教师活动设计学生活动设计设计意图活动一：创设情境生成问题1.情境导入让学生阅读教材导入情景，引导学生思考：轴承基本知识。
2.展示学习目标认识到轴承的重要性。
掌握轴承基本知识的具体内容。
1.阅读导入情景，思考教师提问，结合生活中的实际，认真回答。
2.查看并记住本节任务的学习目标。
1.通过情景问话，引出本课主题。
同时激发学习兴趣。
2.通过课件展示本节任务，让学生明确课堂任务。
活动二：调动思维探究新知一.导入新课:组织教学、吸引学生注意力，使学生进入上课状态。
二.1.新课讲解:借助PPT讲授机械基础基本知识内容，利用课件进行讲授，对比课件中的构造简图，对轴承基本知识有一个初步的了解。
轴承支承转动的轴及轴上零件，以保证轴的旋转精度，减少轴与轴座之间的摩擦和磨损滚动轴承滑动轴承12—1 滚动轴承一、滚动轴承的结构和类型1．滚动轴承的结构学习机械基础基本知识的总体认知(1)听课、思考、结合生活实际，认真回答教师提出的问题。
轴承基本知识第一节：滚动轴承在国民经济中的地位及发展概况一．定义轴承是支撑转轴或其他旋转件的零件、引导旋转运动并承受传递给支架的负荷。
二．分类按摩擦性质不同轴承可分为滚动轴承和滑动轴承两大类。
由于滚动轴承尺寸已国际标准化，具有互换性，不仅使用维修方便，而且便于专业化大批量生产。
三．应用领域汽车、拖拉机、机车车辆、船舶、飞机、雷达、机床、电机以及各种矿山、冶金、石化、农业、轻纺、工程、地质等机械仪器仪表上。
特别值得一提的是我国发射的神州系列载人飞船上，都使用有哈轴生产的轴承，哈轴的副总工程师、研究所所长等都参加了神州系列载人飞船发射成功的庆功、总结、表彰大会。
轴承的性能寿命在某种程度上决定了主机的性能、寿命、各项经济指标及可靠性。
第二节滚动轴承的基本结构滚动轴承是一种通用性很强、标准化程度很高的基础元件，它的基本结构由四大件组成——内圈、外圈、滚动体、保持架组成；推力轴承由轴圈、座圈、滚动体、保持架组成。
四大件的作用分别是：1.内圈（内套）：与轴紧配合、并与轴一起旋转（起支撑作用）。
2.外圈（外套）：通常与轴承座孔或机械部件壳体配合，起支撑作用。
但在某些应用场合、也有外圈旋转，内圈固定，或者内、外圈都旋转的。
3.滚动体借助保持架均匀地排列在内圈和外圈之间；它的大小和数量直接影响轴承的载荷能力和使用性能。
滚动体可分为：球、圆柱滚子、滚针、圆锥滚子、球面滚子等。
4.保持架将轴承中的一组滚动体等距离隔开，引导滚动体在正确的轨道上运动，改善轴承内部载荷分配和润滑性能。
在推力轴承中、与轴紧配合并一起旋转的称为轴圈（或紧圈）、与轴承座孔或机械部件壳体配合起支撑作用的称为座圈（或活圈）。
第三节轴承标准外形尺寸及常用术语一.结构表面名称１.滚道：外圈上供钢球（或滚子）滚动的表面叫外沟（外滚道）。
内圈上供钢球（或滚子）滚动的表面叫内沟（内滚道）内沟、外沟均为工作表面。
２.内径和外径：内圈内孔表面的直径叫内径（ｄ）；外圈外表面的直径叫外径（Ｄ）。
第十六章滚动轴承重要基本概念1．滚动体和内、外圈所受的载荷和应力在滚动轴承正常工作时，滚动体和内外圈滚道均受变载荷和变应力。
其中，滚动体和转动套圈承受周期性非稳定脉动循环的变载荷（变接触应力），固定套圈则承受稳定的脉动循环的变载荷（接触应力）。
2．滚动轴承的失效形式滚动轴承的主要失效形式（又称正常失效形式）是滚动体或内外圈滚道上发生疲劳点蚀。
当轴承转速很低（n ≤10r/min）或只慢慢摆动，且静载荷很大时，其失效形式是滚动体或内外圈滚道表面发生塑性变形。
3．滚动轴承的设计准则对于正常转动工作的轴承，进行针对疲劳点蚀的寿命计算。
对于转速很低（n ≤ 10r/min）或只慢慢摆动的轴承，进行静强度计算。
4．滚动轴承的基本额定寿命基本额定寿命：一批相同的轴承在相同的条件下运转，当其中 10%的轴承发生疲劳点蚀破坏（ 90% 的轴承没有发生点蚀）时，轴承转过的总转数L10（单位为106转），或在一定转速下工作的小时数 L10h（单位为小时）。
5．滚动轴承的基本额定动载荷 C是指轴承寿命 L10恰好为 1（ 106转）时，轴承所能承受的载荷。
表示轴承的承载能力。
对于向心轴承： C 是纯径向载荷；对于推力轴承： C 是纯轴向载荷；在使用中要注意 C 的3条含义： 90%可靠度、基本额定寿命 106转、 C 的方向。
精选例题与解析例 16-1 一根装有两个斜齿轮的轴由一对代号为 7210AC 的滚动轴承支承。
已知两轮上的轴向力分别为F a1= 3000 N，F a2 = 5000 N ，方向如图。
轴承所受径向力 R1= 8000 N，R2 = 12000 N 。
冲击载荷系数 f d = 1，其它参数见附表。
求两轴承的当量动载荷P1、P2。
例11-1 图1S A/R ≤ e A/R>e e 0.68RX Y X Y0.681 0 0.41 0.87解： 1．求内部派生轴向力 S 1、 S 2的大小方向 S 1 = 0.68R 1 = 0.68×8000 = 5440 NS 2 = 0.68R 2 = 0.68×12000 = 8160 N ，方向如图所示。
滚动轴承润滑方法及步骤滚动轴承既有滚动摩擦也有滑动摩擦。
滑动摩擦是由于滚动轴承在表面曲线上的偏差和负载下轴承变形造成的。
随着速度和负荷的增加，滚动轴承的滑动摩擦增大。
为了减少摩擦、磨损、降低温升、噪声，防止轴承和部件生锈，采用合理的润滑方式和正确地选用润滑剂，适宜地控制润滑剂数量对提高轴承寿命非常重要滚动轴承既有滚动摩擦也有滑动摩擦。
滑动摩擦是由于滚动轴承在表面曲线上的偏差和负载下轴承变形造成的。
随着速度和负荷的增加，滚动轴承的滑动摩擦增大。
为了减少摩擦、磨损、降低温升、噪声，防止轴承和部件生锈，采用合理的润滑方式和正确地选用润滑剂，适宜地控制润滑剂数量对提高轴承寿命非常重要润滑的目的滚动轴承的润滑目的是为了减少轴承内部摩擦及磨损，防止烧粘，其润滑效果如下：1）减少摩擦及磨损在构成轴承的套圈、滚动体及保持架的相互接触部分，防止金属接触，减少摩擦、磨损。
2）延长疲劳寿命轴承的滚动体疲劳寿命，在旋转中，滚动接触面润滑良好，则延长。
相反地，油粘度低，润滑油膜厚度不好，则缩短。
3）排除摩擦热、冷却循环给油法等可以用油排出由摩擦产生的热量，或由外部传来的热，起到冷却的作用。
防止轴承过热，防止润滑油自身老化。
4）其它也有防止异物侵入轴承内部，或防止生锈、腐蚀的效果。
2、滚动轴承对润滑剂的要求2.1、对润滑剂的基本要求通常对润滑剂有如下各项基本要求：A、具有足够的润滑作用，即能降低轴承的摩擦并抑制轴承中有害的磨损过程，摩擦阻力要小，抗磨能力要大。
B、防止轴承发生锈蚀，本身也不致引起轴承组成零件(如铜保持架、橡胶密封件等)的腐蚀、变质或变形。
C、能在规定的工作温度上限和下限的范围内，始终保持必要的润滑性能，化学成分稳定，粘度变化不大。
D、在规定工作转速的上限和下限的范围内，都能建立起足够厚的油膜；本身清洁，不含杂质，消泡性良好。
E、在要求的工作期限内或库存期限内，物理性能和化学性能足够稳定，不致产生影响使用的品质降低。
滚动轴承的摩擦系数与润滑一般条件稳定旋转摩擦系数参考值所示滑动轴承一般0.010.020.10.2各类轴承摩擦系数轴承型式摩擦系数.为便于与滑动轴承比较，滚动轴承的摩擦力矩可按轴承内径由下式计算：M=uPd/2(M：摩擦力矩，mN.m；u：摩擦系数，表1；P：轴承负荷，N；d：轴承公称内径，mm)。
摩擦系数u受轴承型式、轴承负荷、转速、润滑方式等的影响较大，一般条件下稳定旋转时的摩擦系数参考值如下所示。
对于滑动轴承，一般u=0.01-0.02，有时也达0.1-0.2。
复合轴承摩擦系数：0.03~0.18轴承型式摩擦系数uxx球轴承0.0010-0.0015角接触球轴承0.0012-0.0020调心球轴承0.0008-0.0012圆柱滚子轴承0.0008-0.0012满装型滚针轴承0.0025-0.0035带保持架滚针轴承0.0020-0.0030圆锥滚子轴承0.0017-0.0025调心滚子轴承0.0020-0.0025推力球轴承0.0010-0.0015推力调心滚子轴承0.0020-0.00254、滚动轴承润滑方式的选择滚动轴承是一种重要的机械元件，一台机械设备的性能能否充分发挥出来要取决于轴承的润滑是否适当，可以说，润滑是保证轴承正常运转的必要条件，它对于提高轴承的承载能力和使用寿命起着重要作用。
不论采用何种润滑形式，润滑在滚动轴承中都能起到如下作用：（1）减少金属间的摩擦，减缓其磨损。
（2）油膜的形成增大接触面积，减小接触应力。
（3）确保滚动轴承能在高频接触应力下，长时间地正常运转，延长疲劳寿命，（4）消除摩擦热，降低轴承工作表面温度，防止烧伤。
（5）起防尘、防锈、防蚀作用。
因此，正确地润滑对滚动轴承的正常运转非常重要。
滚动轴承的润滑设计的内容主要包括：合理的润滑方法的确定，润滑剂的正确选用，润滑剂用量的定量汁算及换油周期的确定。
滚动轴承润滑一般可以根据使用的润滑剂种类分为油润滑、脂润滑和和固体润滑三大类。
轴承的常用的润滑方式轴承的润滑是为了使轴承能够正常地运转，避免滚道与滚动体表面的直接接触，减少轴承内部的摩擦和磨损，延长轴承的使用寿命，增强轴承的性能，同时也能防止因异物侵入轴承内部而导致生锈和腐蚀。
本文介绍轴承常用的11种润滑方法，希望对你的工作和学习有所帮助。
一、手动润滑这是最原始的方法，在轴承的润滑油不足的情况下，用加油器供油。
但是这种方法难以保持油量一定，因疏忽忘记加油的危险较大，通常只用于轻载、低速或间歇运动的场合，最好操作的时候，在加油孔上设置防尘盖或球阀，并用毛毡、棉、毛等作过滤装置。
二、滴点润滑通常用于圆周速度小于4～5m/s的轻载和中载轴承，从容器经孔、针、阀等供给大致为定量的润滑油，最经典的是滴油油杯，滴油量随润滑油粘度、轴承间隙和供油孔位置不同有显著变化。
三、油环润滑靠挂在轴上并能旋转的环将油池的润滑油带到轴承中（仅能用于卧轴的润滑方法），适用于轴径大于50mm的中速和高速轴承，油环最好是无缝的，轴承宽径比小于2时，可只用一个油环，否则需用两个油环。
四、油绳润滑依靠油绳的毛细管和虹吸作用将油杯中的润滑油引到轴承中，主要用于圆周速度小于4～5m/s的轻载和中载轴承，另外油绳在整个过程中能起到过滤的作用。
五、油垫润滑利用油垫的毛细管作用，将油池中的润滑油涂到轴径表面，此方法能使摩擦表面经常保持清洁，但尘埃也会堵塞毛细孔造成供油不足。
油垫润滑的供油量通常只有油润滑的1/20。
六、油浴润滑这种润滑方法是将轴承的一部分浸入润滑油中，常用于竖轴的推力轴承，而不宜用于卧轴的径向轴承。
七、飞溅润滑依靠油箱中旋转件的拍击而飞溅起来的润滑油供给轴承，适用于较高速度的轴承。
八、喷雾润滑将润滑油雾化之后喷在摩擦表面的润滑方法，适用于高速轴承。
九、压力供油润滑靠润滑泵的压力向轴承供油，将从轴承流出的润滑油回收到油池以便循环使用，是供油量最多且最稳定的润滑方法，适用于高速、重载、重要的滑动轴承。
十、循环油润滑用油泵将过滤的油输送到轴承部件中，通过轴承后的润滑油再过滤冷却后使用。
四)喷油润滑
当轴承在低--中载荷高速运转时,滚动体和保持架也以相当高的转速旋转而使轴承周围形成空气涡流。
为确保有足够量的润滑油供给高速运转的轴承,必须从轴承一端用高压喷射的方法将润滑油喷至轴承内并对轴承实施润滑,润滑后油液再由另一端重新流入油箱。
采用此种方法且为了有效地进行润滑轴承,应注意使高压喷嘴的位置位于内圈和保持架中心之间,润滑油的喷射速度应不低于
15m/s且油直接注入轴承。
五)油气润滑
当轴承处于高速、高温和重载荷下工作时,用压缩空气及少量的润滑油混合形成油雾喷射到各运转的轴承中。
采用该方法与其他润滑方式相比可使其运行温度最低,故允许轴承的转速可达最高。
高压气流既可用来冷却轴承,还可有效地防止杂质侵入。
以上几种润滑方式是轴承的油润滑,为了保证对轴承的润滑始终维持在良好状态下,采用油润滑时应定期更换润滑油,更换周期视润滑方式的不同而异。
油浴润滑时只要运行温度不超过50℃,并且没有污染现象发生,一般一年换一次即可。
但随着温度的升高,更换周期相应缩短,如运行温度达100℃时,必须每三个月换一次油。
采用循环油润滑时,应视机油的循环快慢及机油是否经过冷却而定,其换油周期只能通过试验运转对机油定期检查,视油是否有污染和氧化现象而定。
采用此方法润滑时,设备保养和更换润滑剂方便但润滑装置复杂,密封困难,且机油属一次性使用,不存在更换问题。
二、脂润滑
脂润滑不需要特殊的供油系统,具有密封装置简易、维修费用低以及润滑脂成本较低等优点,在低速、中速、中温运转的轴承中使用很普遍。
特别是近年来抗磨添加剂的问世及不断发展,提高了脂的润滑性能,使脂润滑得到了更广泛的应用。
最常用的润滑脂有钙基润滑脂、锂基润滑脂、铝基润滑脂和二硫化钼润滑脂等。
不同的润滑脂在物理机械性能及适应温度等方面存在较大的差异。
应根据不同的工况条件选择适当的润滑脂种类以满足其使用要求。
一般情况下,轴承在出厂时已内装有某种基类润滑脂,如用户对润滑脂的要求有变化,可与具体的生产厂家直接联系进行针对性的生产。
在实际生产中进行润滑脂的选择时,主要应按工作温度、轴承负荷和转速三个方面进行考虑。
一)按工作温度选择
由于润滑脂的粘度与温度关系甚密,一般润滑脂的粘度对球轴承不应低于13mm2/s,对滚子轴承不应低于20mm2/s。
在具体选择润滑脂时,应重点考虑润滑脂的滴点、针入度和低温性能。
一般轴承的工作温度须低于润滑脂滴点10～20℃。
当选用合成润滑脂时,其工作温度应低于滴点温度20～30℃。
具体温度下润滑脂的选择原则有以下三点:
1)工作温度在50～70℃时,多采用双脂或者硅油等合成润滑油稠化的润滑脂。
2)工作温度在70℃以内的低转速主轴中,多采用钠基润滑脂;中速时选用铝基脂;高速时选用锂基润滑脂或特种润滑脂。
3)工作温度在15℃以内时,可选用高粘度矿物油稠化的润滑脂,也可采用硅油稠化的锂基润滑脂。
二)按轴承负荷选择
轴承的负荷越大,润滑脂的粘度亦应越高,即选用针入度小的润滑脂类型,以保证在负荷作用下在接触面间有效地形成润滑油膜。
随着轴承负荷的递减,选用润滑脂的粘度也应随之降低。
三)按轴承工作转速选用
由于轴承的转速越高,套圈、滚动体和保持架运动中引起的摩擦发热也大,故使不同轴承类型的dn值(d为滚动轴承内径,单位mm;n为轴承转速,单位r/min 表示轴承的速度大小)限制在某一特定范围内,对深沟球轴承、调心球轴承和角接触球轴承为160000;圆柱滚子轴承为120000;圆锥滚子轴承为100000;调心滚子轴承为80000;推力球轴承为40000。
由于轴承使用场合的特殊需要,还应按不同润滑脂所具有的其它性能进行选用,如在潮湿或水分较多的工况条件下,钙剂脂因不易溶于水应为首选对象,钠基脂易溶于水则应在干燥和水分少的环境条件下使用。
因此,轴承润滑脂的选择,应该满足由工作的具体生产条件来决定润滑脂类型的原则。
三、固体润滑
如果使用油润滑和脂润滑达不到轴承所要求的润滑条件,或无法满足特定的工作条件时,则可以使用固体润滑剂,或设法提高轴承自身的润滑性能。
在满足使用条件下,将少量固体润滑剂加入润滑脂中,如加入3～5%的1号二硫化钼可减少磨损,提高抗压耐热能力,对于高温、高压、高真空、耐腐蚀、抗辐射,以及极低
温等特殊条件,把固体润滑剂加入工程塑料或粉末冶金材料中,可制成具有自润滑性能的轴承零件,如用粘结剂将固体润滑剂粘结在滚道、保持架和滚动体上,形成润滑薄膜,对减少摩擦和磨损(下转69页)(上接68页)有一定效果。
综上所述,轴承润滑方式的选择应是一个综合性的判断过程,要做出对轴承的合理润滑,必须从机械结构、轴承安装的部位、轴承承受载荷的轻重以及具体生产环境等各种因素进行综合考虑。
当然,随着科学技术的不断发展以及新型材料和制造工艺的推陈出新,利用润滑来防止机械零件的失效定是一个不断发展与改良的课题,也应该是广大科技工作者以及机械行业从业者们共同思考的问题。
