当前位置：文档之家 › 第12章 轴承

第12章 轴承

  • 格式：ppt
  • 大小：16.72 MB
  • 文档页数：98

下载文档原格式

  / 98

合集下载

机械设计基础--第十一章(轴 承)

机械设计基础--第十一章(轴 承)
Fundamentals of Machine Design
（第十一章）
第十二章 轴 承
一、基本内容及学习要求 二、学习指导 三、典型实例分析 四、复习题 五、复习题参考答案
回目录
一、基本内容及学习要求
1．基本内容 ⑴ 滑动轴承的结构类型及特点； ⑵ 轴瓦的材料与结构； ⑶ 滑动轴承的润滑； ⑷ 非液体摩擦滑动轴承的计算； ⑸ 滚动轴承的类型及特点，滚动轴承的代号； ⑹ 滚动轴承的类型选择； ⑺ 滚动轴承的失效形式； ⑻ 滚动轴承的疲劳寿命计算和静强度计算。
二、学习指导
4. 轴瓦。 轴瓦是滑动轴承中的关键零件，其工作表面既是承载表面， 又是摩擦表面。因此，轴瓦的材料选取是否适当以及结构是否 合理，对滑动轴承的性能将产生很大的影响。
⑴ 轴瓦和轴承衬的材料
① 对轴承材料的基本要求是：要有足够的强度；良好的减 摩性和耐磨性；良好的塑性、顺应性和嵌入性；良好的导热性 和抗胶合性。
b) 钠基润滑脂：有较好的耐热性（使用温度可达 140oC ），但耐水性较差；
c) 锂基润滑脂：其耐热性和耐水性都较好，使用温 度在－20oC~150oC 。
二、学习指导
润滑脂常用于低速、重载和为避免润滑油流失或不易 加润滑油的场合。
润滑脂的主要性能指标是针入度和滴点。针入度表示 润滑脂的粘稠程度，它是用150g的标准圆锥体放于25oC的 润滑脂中，经5s后沉入的深度（单位为 0.1mm）表示。针 入度愈小，则润滑脂越粘稠。滴点是指润滑脂在滴点计中 受热后滴下第一点油时的温度，滴点标志润滑脂的耐高温 能力。选用时应使润滑脂的滴点高于工作温度20oC以上。
二、学习指导
③ 固体润滑剂。固体润滑剂有石墨、二硫化钼（MoS2）、 聚四氟乙烯等。它通常与润滑油或润滑脂混合使用，也可以单 独涂覆、烧结在摩擦表面形成覆盖膜，或者混入金属或塑料粉 末中烧结成形，制成各种耐磨零件。石墨性能稳定，在 350oC 以上才开始氧化 ，并可在水中工作。聚四氟乙烯摩擦因数低， 只有石墨的一半。二硫化钼吸附性强，摩擦因数低，适用温度 范围广（－60oC~300oC ），但遇水后性能会下降。

机械设计基础-----第12章 轴

机械设计基础-----第12章 轴

转动心轴：轴转动 固定心轴：轴固定
问：火车轮轴属于什么类型？
问：自行车前轮轴属于什么类型？
传动轴：只受转矩，不受弯矩M=0，T≠0
如：汽车下的传动轴。
转轴：既传递转矩（T）、又承受弯矩（M）
如：减速器中的轴。
问：根据承载情况下列各轴分别为哪种类型？ 0 轴： 传动轴 Ⅰ轴： 转轴 Ⅱ轴： 转动心轴
表12-2 常用材料的[τT]值和C值
轴的材料 Q235-A, 20 Q275, 35 1Cr18Ni9Ti 45 40Cr, 35SiMn 38SiMnMo, 3Cr13
[τT](N/mm2 )
15~25
20~35
25~45
35~55
C
160~135
135~118
118~107
107~98
注: 当作用在轴上的弯矩比传递的转矩小或只传递转矩、载荷较 平稳、无轴向载荷或只有较小的轴向载荷、减速器的低速轴、轴 只作单向旋转, [τT]取较大值， C取较小值; 否则[τT]取较小值， C取较大值。
第12章 轴
§12-1 §12-2 §12-3 §12-4 概 述
带传动和链传动都是通过中间挠性件传递运 动和动力的，适用于两轴中心距较大的场合。 与齿轮传动相比，它们具有结构简单，成本 低廉等优点。
轴的结构设计 轴的计算 轴的设计实例
§12-1、概述
一、主要功用
1、支承轴上回转零件（如齿轮）
2、传递运动和动力 二、分类 1、按承载分 心轴：只承受弯曲（M），不传递转矩（T=0）
▲ 碾压、喷丸等强化处理。
通过碾压、喷丸等强化处理时可使轴的表面产生预 压应力，从而提高轴的疲劳能力。
五、轴的结构工艺性 为便于轴上零件的装拆，一般轴都做成从轴端逐渐向 中间增大的阶梯状。在满足使用要求的前提下，轴的结 构越简单，工艺性越好。零件的安装次序 1. 装零件的轴端应有倒角，需要磨削的轴端有 砂轮越程槽，车螺纹的轴端应有退刀槽。

《机械基础》(教程全集)11、12章

《机械基础》(教程全集)11、12章

2.轴上零件的轴向固定 轴上零件的轴向位置必须固定，以承受轴向力或不产生轴向移动。 轴向定位和固定主要有两类方法：一是利用轴本身部分结构，如轴
肩、轴环、锥面、过盈配合等；二是采用附件，如套筒、圆螺母、 弹性挡圈、轴端挡圈、紧定螺钉、楔键和销等，详见表11-2。
3.轴上零件的定位 图11-9定位轴肩的结构尺寸 轴上零件利用轴肩或轴环来定位是最方便而有效的办法，如图11-8
11.3轴的结构设计 轴的结构设计主要是确定轴的结构形状和尺寸。由于影响轴结构的 因素很多，故其结构设计具有较大的灵活性和多样性，但一般来说 需满足如下要求： 1)为节省材料、减轻质量，应尽量采用等强度外形和高刚度的剖面 形状； 2)要便于轴上零件的定位、固定、装配、拆卸和位置调整； 3)轴上安装有标准零件(如轴承、联轴器、密封圈等)时，轴的直径 要符合相应的标准或规范； 4)轴上结构要有利于减小应力集中以提高疲劳强度； 5)应具有良好的加工工艺性。多数情况采用阶梯轴，因为它既接近 于等强度，加工也不复杂，且有利于轴上零件的装拆、定位和固定。
图11-4 曲轴
图11-5 挠性轴
a)结构图b)实物图
直轴按形状又可分为光轴、阶梯轴和空心轴三类。 (1)光轴光轴的各截面直径相同。它加工方便，但零件不易定位(图1 1-6a)。
(2)阶梯轴轴上零件容易定位，便于装拆，一般机械中常用(图11-6 b)。 (3)空心轴图11-7所示为空心轴。它可以减轻质量、增加刚度，还可
图11-2传动轴
图11-3转轴
11.1.2按轴线的几何形状分类 按轴线的几何形状不同，轴可分为直轴、曲轴和挠性轴三类。 曲轴(图11-4)常用于往复式机械(如曲柄压力机、内燃机)中，以 实现运动的转换和动力的传递。挠性轴是由几层紧贴在一起的钢 丝层构成的(图11-5)，它能把旋转运动和转矩灵活地传到任何位 置，但它不能承受弯矩，多用于转矩不大、以传递运动为主的简 单传动装置中。机械中最常用的是直轴，它是本章研究的对象。

机械课后习题答案第12章习题及解答

机械课后习题答案第12章习题及解答

(2) 由表 14.8 查得 fT=0.95，载荷负荷平稳，由表 14.9 查得 fF=1.0，对球轴承取=3, 对
滚子轴承=10/3。将以上有关数据代入下式
Lh
106 60n
fT C fPF
对球轴承
Lh
106 0.95 22800 3 60 1000 5880
833.1
h,
不满足要求,
再选 6408 (Cr=50200, C0r=37800),得
T 9.55106 P 9.55106 2.6 64661.4 N·mm
n
384
Ft 2T1 129322.8 2917.5 N d1 44.326
Fr 1107.5 N
Fa 864.2 N
(2) 计算轴向力
R2V=457.98 R1V=649.5 R1H= R2H =1458.75
由机械零件设计手册得 30307 圆锥滚子轴承的 Cr=71200 N, C0r=50200 N , Y = 1.9, e=0.31 表 14.12 可知圆锥滚子轴承轴承的内部轴向力 SA、SB 为
S1= R1/2Y=584/（2×1.9）=153.6 N S2= R2/2Y=1776/（2×1.9）=467.4 N
h
所选轴承型号为 N410 合适。
12.15一齿轮轴由一对 30206 轴承支承，支点间的跨距为 200 mm，齿轮位于两支点的中央。
已知齿轮模数 mn=2.5 mm，齿数 z1=17，螺旋角=16.5，传递功率 P=2.6 kW，齿轮轴
的转速 n=384r/min。试求轴承的额定寿命。
解： (1) 计算齿轮的作用力
每个轴承的径向载荷 R=5880 N，载荷平稳，工作温度 t=125C，预期寿命 Lh=5000 h，

机械设计基础 第十二章轴

机械设计基础 第十二章轴

3.
球墨铸铁、合金铸铁 (高强度铸铁)
价廉、吸振性好、耐磨性好，对应力集中的敏感性较低，铸造 成形，但性脆，可靠性低，品质难控制。 常用于制造外形复杂的轴，如曲轴、凸轮轴。
轴的常用材料及其主要力学特性见
轴的结构设计
12
设计任务：使轴的各部分具有合理的形状和尺寸。
设计要求： 1.轴应便于制造，轴上零件要易于装拆；(制造安装) 2.轴和轴上零件要有准确的工作位置；(定位) 3.各零件要牢固而可靠地相对固定；(固定) 4.改善应力状况，减小应力集中。
第十二章
轴的设计
1
第一节 第二节 第三节
概述 轴的设计举例 轴的强度、刚度计算
2
本章重点：
① 轴的类型，轴的常用材料； ② 轴的结构； ③ 轴上零件的轴向定位和固定方法； 轴上零件的周向定位和固定方法；
④ 按扭转强度计算轴的直径。
轴的功用：主要用于支承传动零件 (齿轮、带轮等) 并
传递运动和动力。
越程槽和退刀槽
17
（3）为去掉毛刺，利于装配，轴端应制出45°倒角。
45°倒角 45°倒角
( 4)当采用过盈配合联结时，配合轴段的零件装入端，常加工 成半锥角为30°的导向锥面。若还附加键联结，则键槽的长度 应延长到锥面处，便于轮毂上键槽与键对中。
18
（5）如果需从轴的一端装入两个过盈配合的零件，则轴上两配 合轴段的直径不应相等，否则第一个零件压入后，会把第二个零件 配合的表面拉毛，影响配合。
一般情况下，直轴 做成实心轴，需要 减重时做成空心轴
6
轴的功用和类型
分类： 按承受载荷分有： 类 型 按轴的形状分有：
7
转轴---传递扭矩又承受弯矩
传动轴---只传递扭矩 心轴---只承受弯矩 直轴 曲轴 光轴 阶梯轴

第12章 达朗贝尔原理

第12章 达朗贝尔原理
求：此物块脱离球面时的角j。
Rj
12.1 达朗贝尔原理
【例12-2】解 如图建立自然坐标系：
以物块为研究对象受力分析
FIt
FIn
切向惯性力
FIt
m
dv dt
t
R j FN
v
法向惯性力FInm来自v2 Rnn mg
t 列动平衡方程
Ft 0
mgsinj m dv 0
dt
Fn 0
mgcosj FN
第12章 达朗贝尔原理
主讲人:
2020年7月6日
第12章 达朗贝尔原理
12.1 达朗贝尔原理 12.2 刚体惯性力系的简化 12.3 定轴转动刚体的轴承动约束力 12.4 静平衡与动平衡简介
➢ 小结
12.1 达朗贝尔原理
12.1.1 质点的达朗贝尔原理 12.1.2 质点系的达朗贝尔原理
12.1 达朗贝尔原理
v2 m
R
0
12.1 达朗贝尔原理
【例12-2】解
FIt
R j FN
n mg
由于 dv dv ds v dv ds Rdj
dt ds dt ds
FIn mgsinj m dv 0 改写为
dt
v
gsinj v dv
t
Rdj
j
v
两边积分 0 gRsinj dj 0 vdv
v2 2gR1 cos j
FIi＝－miai
➢ 对于平面问题(或者可以简化为平面问题)，刚体的惯性力 为面积力，组成平面力系。
➢ 对于一般问题，刚体的惯性力为体积力，组成空间一般 力系。
12.2 刚体惯性力系的简化
12.2.1 刚体作平移
刚体作平移时，每一瞬时刚体内各质点的加速度相同， 都等于质心的加速度即

机械设计习题集与作业题CH11_12_13

第十三章滚动轴承13-1（1）N316/P6 51316（2）51316 N316/P6（3）6306/P5 51316（4）6306/P5（5）3030613-2 （1）13-9 答：一个30000或70000型轴承只能承受单向轴向力，所以该类型轴承只能成对使用。

正装指轴承的外圈窄边相对，轴承的支撑反力作用点的跨距较小，派生轴向力相对；反装指轴承的外圈宽边相对，轴承支撑反力作用点的跨距较大，派生轴向力相背。

面对面安装即正装，背对背即反装。

13-13 答：常见的失效形式为点蚀、磨损、胶合、断裂等，寿命公式是针对点蚀失效形式建立起来的，L是基本额定动载荷为C的轴承所受当量动载荷为P时的寿命。

作业题13-1答：N307/P4、6207、30207的内径为35mm，51301的内径为12mm。

N307/P4公差等级最高，6207允许的极限转速最高，N307/P4承受径向能力最强，51301不能承受径向载荷。

13-6解：圆锥滚子轴承反装，查手册知30207的基本额定动载荷为54200N ，e=0.37，Y=1.6。

（1）两轴承的径向载荷Fr1和Fr2Fr1=875.65N ，Fr2=1512.62N（2）两轴承的计算轴向力Fa1和Fa2N 2746.1265.8752r1d1=⨯==Y F F N 4736.1262.15122r2d2=⨯==Y F F 因为N F F F 274N 873004473=+d1ae d2=>=+所以1被压紧，2被放松。

73N 8=+ae d2a1F F F = ，N 473d2a2==F F（3）两轴承的当量动载荷因为e F F >==165.875873r1a1 ，e F F <==32.062.1512473r2a2所以X1=0.4，Y1=1.6； X2=1，Y2=0即有N2621)8736.165.8754.0(5.1)(a11r11p 1=⨯+⨯⨯=+=F Y F X f P N 226962.151215.1)(a22r22p 2=⨯⨯=+=F Y F X f P（4）验算轴承的寿命因为P1>P2,所以按轴承1的受力大小验算h h P C n L 150********)262154200(5206010)(60103/10616h >=⨯⨯==ε 故所选轴承满足寿命要求。

滑动轴承教材教案

第12章滑动轴承轴承是机器仪器和器械中的重要支承零件，其主要作用是支承转动（或摆动）的运动部件(转轴，心轴等)，保证轴和轴上传动件的回转精度，减少摩擦和磨损，并承受载荷。

轴承分为滚动轴承和滑动轴承两大类。

仅在滑动摩擦下运转的轴承称为滑动轴承。

滚动轴承的摩擦阻力较小，机械效率较高，润滑和维护方便，并且已经标准化，在机械中应用广泛，但它的径向尺寸、振动和噪声较大。

滑动轴承除了在简单和成本要求低的场合使用外，主要用于滚动轴承难以满足支承要求的场合——高速度、高精度、大冲击、长寿命，例如发电机组、内燃机组、陀螺仪、高速高精度机床和航空航天设备等。

如图12-1所示。

图12-1 广东玉柴发动机组本章知识要点(1)了解滑动轴承的润滑与摩擦状态。

(2)熟悉滑动轴承的主要结构型式、轴瓦及轴承材料。

(3)了解润滑剂和润滑装置。

兴趣实践拆装整体式、剖分式滑动轴承，掌握其结构上的异同和特殊性，注意滑动轴承的运动及润滑情况。

探索思考针对不同的工作情况，怎样选择合适类型的滑动轴承？预习准备请预先复习以前学过的滚动轴承的相关知识，了解滚动轴承与滑动轴承在结构和使用场合的异同点。

12.1认识滑动轴承在工业生产中，虽然滚动轴承被广泛采用，但在许多的情况下必须采用滑动轴承。

这是因为滑动轴承具有滚动轴承所不能代替的特点。

其具体优点有：滑动轴承具有工作平稳、可靠，结构简单、尺寸小、精度高，振动小、噪声比滚动轴承低，可以承受重载等优点，在保证液体润滑而非干摩擦的条件下，可以长期在设计转速下运行，所以滑动轴承在工程机械上得到了广泛的应用。

12.1.1 滑动轴承的分类滑动轴承的分类方法很多，但依据其载荷和结构形式分类的方式较为多用。

按所承受载荷的方向可以分为：承受径向载荷的径向滑动轴承（图12-2），承受轴向载荷的止推轴承（图12-3）和承受径向、轴向联合载荷的径向止推滑动轴承。

图12-2 径向滑动轴承图12-3 止推轴承按滑动轴承是否可以剖分又可以分为整体式（图12-4（a））和剖分式（图12-4（b））。

《机械设计基础》第十二章-滑动轴承解析学习资料


二、青铜
青铜的强度高，承载能力大，耐磨性与导热性都优于轴承合金。可在 较高温度（250℃）下工作。但可塑性差，不易跑合，与之相配的轴颈必 须脆硬。
青铜可单独做成轴瓦。为了节约有色金属，可将青铜浇铸在钢或铸铁 轴瓦内壁上。
用作轴瓦材料的青铜，主要有锡磷青铜、锡锌青铜、铝铁青铜 。
一般用于中速重载、中速中载合低速重载的轴承上 。
轴的转速，r/min
轴瓦材料的许用值，N∙m/(mm2∙s)
pv F dn Fn ≤[ pv]
Bd 60100019100B
二、推力轴承
轴环数
F
p
4
F (d22
d12
)z
≤[
p]
d2
推力环的平均速度
vm
dmn
601000
pvm≤[ pv]
d1 d2
d1
平均直径，（d1＋d2）/2
例12－1 试按非液体摩擦状态设计电动绞车中卷筒两端的滑动轴承。钢绳 拉力W为20kN，卷筒转速为25r/min，结构尺寸如图所示，其中 轴颈直径d＝60mm。
根据上述计算，可知选用铸锡锌铅青铜（ZQSn6-3-3）作为轴瓦材 料是足够的，其[p]＝8N/mm2，[pv]＝10N·m/(mm2·s)。
§12-5 动压润滑的形成原理
B板静止不动，A板以速度v向左运动，板间充满润滑油。 当板上无载荷时两平行板之间液体的速度呈三角形分布，板A、B之间 带进的油量等于带出的油量，因此两板间油量保持不变，即板A不会下沉。 若板A上承受载荷F时，油向两侧挤出，于是板A逐渐下沉，直到与B 板接触。
跑合，常用于高速、重载的轴承。
价格较贵，机械强 度较差，只能作为轴承 衬材料浇铸在钢、铸铁 或青铜轴瓦上。青铜的 导热性良好。

12轴承

教案（首页）119课堂教学安排120121教案（首页）122课堂教学安排123124教案（首页）125课堂教学安排126127128教案（首页）129《机械基础》练习（轴承）一、填空1．用于确定轴与其他零件、起作用的零（部）件称为轴承。

按工作表面摩擦性质不同，轴承可分为和两大类。

2．根据所受载荷的方向不同，滑动轴承有滑动轴承、滑动轴承和滑动轴承三种形式。

3．常用的径向滑动轴承的结构形式有、、和等四种。

4．滑动轴承常用的连续供油润滑方法有、、和。

5．滚动轴承主要由、、和等组成。

6．按照滚动轴承所受载荷不同，滚动轴承可分为、和三大类。

7．滚动轴承代号由代号、代号和代号构成。

其中代号是轴代号的基础，它表示滚动轴承的、和。

基本代号由代号、代号和代号构成。

二、判断1．仅发生滑动摩擦的轴承称为滑动轴承，仅发生滚动摩擦的轴承称为滚动轴承。

（）2．对开式径向滑动轴承磨损后，可以取出一些调整垫片，以使轴颈与轴瓦间保持要求的间隙。

（）3．推力滚动轴承主要承受径向载荷。

（）4．滑动轴承工作时的噪声和振动小于滚动轴承。

（）5．结构尺寸相同时，球轴承与滚子轴承相比，后者的承载能力和耐冲击能力较强。

（）6．只要能满足使用的基本要求，应尽可能选用普通结构、公差等级为A1)级的球轴承。

（）7．在支点跨距大(轴易发生弯曲变形)或难以保证两轴承孔的同轴度时，可在轴的一端采用具有一定调心性能的滚动轴承，以起到调心作用，保证正常工作。

（）三、选择1301．整体式滑动轴承( )。

A．结构简单，制造成本低 B．装拆方便C．磨损后可调整间隙 D．比对开式滑动轴承应用广泛2．在轴瓦内表面开油槽的不正确做法是( )。

A．油槽不开通 B．油槽与油孔相通C．油槽长度取轴瓦轴向宽度的80％ D．油槽开在轴瓦承受载荷的位置3．用于重要、高速、重载机械中的滑动轴承的润滑方法，宜采用( )。

A．滴油润滑 B．油环润滑 C．飞溅润滑 D．压力润滑4．载荷小而平稳，仅受径向载荷，转速高时应选用( )。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。