第十二章支承零部件(共90張PPT)

第十二章支承零部件第1頁，共90頁。研究內容：2.滾動軸承的類型選擇、尺寸選擇和組合設計重點：軸、軸承支承零部件：起支持作用的零部件軸承軸3.滑動軸承的類型、結構減速器拆裝演示第2頁，共90頁。第一節(jié)軸的分類和材料軸是組成機器的重要零件之一。一、軸的功用軸的主要功用是。（如齒輪）第3頁，共90頁。（3）轉軸——既傳遞轉矩、又承受彎矩。如減速器中的軸。（2）傳動軸——只受轉矩，不受彎矩。如汽車傳動軸。二、軸的分類1.按承受載荷不同，可分為：心軸、傳動軸、轉軸。（1）心軸——只受彎矩，不傳遞轉矩。轉動心軸：固定心軸：軸固定，如自行車前輪軸軸轉動，如火車輪軸自行車前輪軸火車輪軸第4頁，共90頁。問：根據(jù)承載情況下列各軸分別為哪種類型？0軸：Ⅰ軸：Ⅴ軸：Ⅱ軸：Ⅲ軸：Ⅳ軸：傳動軸轉軸轉動心軸轉軸轉軸轉動心軸如何判斷軸是否傳遞扭矩：從原動機向工作機畫傳動路線，若傳動路線沿該軸軸線走過一段距離，則該軸傳遞轉矩。如何判斷軸是否承受彎矩：該軸上除聯(lián)軸器外是否還有其它傳動零件，若有則該軸承受彎矩，否則不承受彎矩。第5頁，共90頁。2.按軸線形狀的不同，可分為：直軸、曲軸、鋼絲軟軸。（1）直軸光軸（2）曲軸階梯軸（3）鋼絲軟軸：軸線可任意彎曲，傳動靈活。動力源被驅動裝置接頭接頭鋼絲軟軸第6頁，共90頁。三、軸的材料1．軸的主要失效形式：疲勞斷裂（工作時所承受的應力一般是交變循環(huán)應力）2．對軸材料的要求（1）具有一定的疲勞強度，對應力集中的敏感性低；（2）具有一定的剛度和韌性；（3）具有足夠的耐磨性；（4）良好的經(jīng)濟性、工藝性。3．軸的常用材料：碳鋼、合金鋼、球墨鑄鐵。（1）碳素鋼：30、35、45、50(正火或調質)，45應用最廣。價廉，對應力集中不敏感，良好的加工性，經(jīng)熱處理后可獲良好的綜合機械性能，常用于受力較小或不重要的場合。（2）中、低碳合金鋼：有更好的機械性能和熱處理工藝性，對應力集中較敏感。常用于高速、重載、耐磨、耐高溫等特殊場合。（3）球墨鑄鐵：價廉、強度高、吸振性好、切削加工性較好。適用于形狀復雜的軸。注意：鋼材種類、熱處理對鋼材彈性模量E影響很小，所以采用合金鋼、熱處理并不能提高軸的剛度軸的常用材料及主要力學性能表第7頁，共90頁。4．軸的毛坯（1）大直徑鋼軸采用鍛造毛坯（2）中小直徑鋼軸采用軋制毛坯。（3）球墨鑄鐵采用鑄造毛坯。第8頁，共90頁。第二節(jié)軸承的分類及應用根據(jù)軸承工作的摩擦性質分滾動軸承軸承的作用滑動軸承存在滑動摩擦，為減少摩擦、磨損，加潤滑劑，具有工作平穩(wěn)、噪音小、耐沖擊能力和承載能力大等優(yōu)點，適用于高速、重載、高精度、結構需剖分、較大沖擊的場合。內有滾動體，運行時軸承內存在著滾動摩擦，摩擦、磨損較滑動軸承小，已標準化、系列化，有專門廠家生產(chǎn)，供應充足，價格便宜，適用于一般速度、載荷的場合，應用十分廣泛。滾動軸承與滑動軸承性能比較

第9頁，共90頁。第三節(jié)滑動軸承的類型、材料和軸瓦結構一、滑動軸承的類型和結構按潤滑狀態(tài)分按所承載方向不同分向心軸承推力軸承非液體摩擦滑動軸承液體摩擦滑動軸承潤滑油膜將摩擦面完全隔開，軸頸和軸瓦表面不發(fā)生直接接觸。軸頸和軸瓦表間潤滑油膜很薄，無法將摩擦面完全隔開，局部金屬接觸，一般滑動軸承常用。只能承受徑向載荷，軸承上的反作用力與軸的中心線垂直。只能承受軸向載荷，軸承上的反作用力與軸的中心線方向一致。第10頁，共90頁。（1）整體式滑動軸承裝拆方便。(演示)結構簡單、成本低，裝拆不便，間隙無法調整。整體式滑動軸承的結構適用于低速、輕載的間歇工作場合，無法用于曲軸。（2）剖分式滑動軸承結構復雜，磨損后可調整間隙，已標準化，有水平和45°斜開兩種。使用時應保證徑向載荷的實際作用線與剖分面的垂直中心線夾角在35°以內。剖分斜滑動軸承剖分式第11頁，共90頁。（3）調心式滑動軸承其軸瓦外表面和軸承座孔均為球面，能自動適應軸或機架的變形，適合軸承寬度B與軸頸直徑d之比大于1.5的場合。第12頁，共90頁。

用于承受軸向載荷。單環(huán)式：利用軸環(huán)的端面止推，結構簡單，潤滑方便，廣泛用于低速輕載場合。按軸頸形狀分為：實心式：結構簡單，但外緣因線速度大而磨損大，中心處線速度小而磨損很小小，致使應力集中于中心處，軸頸與軸瓦間的壓力分布很不均勻?？招氖剑焊纳屏耸芰顩r，且有利于潤滑油由中心凹孔處導入并儲存，應用較廣。

圖示為一立式平面止推滑動軸承。徑向軸瓦止推軸瓦多環(huán)式：特點同單環(huán)型，可承受較單環(huán)更大的載荷，也可承受雙向軸向載荷。

第13頁，共90頁。二、軸瓦結構（1）按構造分為整體式軸瓦和剖分式軸瓦。整體式軸瓦：用于整體式滑動軸承。

剖分式軸瓦：用于剖分式軸承。（2）按材料分為單金屬軸瓦雙金屬軸瓦：以鋼、鑄鐵或青銅做瓦背，在瓦背的內表面上澆注一層減磨材料（如軸承合金等），其厚度一般為0.5～6mm，此層材料稱為軸承襯第14頁，共90頁。（1）燒結、噴涂和軋制：這三種結合形式者是在加熱狀態(tài)下將軸承合金層與低碳鋼瓦背內壁結合在一起。（2）澆注在鑄鐵或青銅瓦背的內壁上，采用離心澆注方式澆注軸承合金。為結合牢固，在瓦背內壁上要加工出溝槽。（3）刷鍍將配制好的鍍液刷鍍在瓦背內壁上，使瓦背內壁上形成很薄的合金層。此法可節(jié)省貴重合金材料。第15頁，共90頁。3.油孔、油溝油孔：供應潤滑油。油溝：輸送和分布潤滑油。開油孔、油溝時應注意：（2）油溝的軸向長度約為軸瓦長度的80%，即不能開通，否則漏油。（1）油孔、油溝應開在非承載區(qū)，以免降低承載能力；第16頁，共90頁。滑動軸承材料——軸瓦和軸承襯材料主要失效：磨損，其次強度不足引起的疲勞破壞等。（1）良好耐磨性、減摩性及磨合性（跑合性）（2）足夠的強度、塑性、嵌藏性、順應性（3）耐腐蝕性（4）導熱性好、線膨脹系數(shù)?。?）工藝性好（6）經(jīng)濟性三、滑動軸承的材料第17頁，共90頁。金屬材料非金屬材料粉末冶金材料用不同的金屬粉末經(jīng)高壓燒結而成的多孔性結構材料。這種軸承的孔隙中能吸貯大量潤滑油，故又稱之為含油軸承。塑料、橡膠、尼龍、硬木、石墨……

軸承合金：主要成分為銅、錫、銻、鉛，以錫或鉛作為基體的軸承合金，又稱之為巴氏合金或白合金。其摩擦系數(shù)小，抗膠合能力強，塑性和跑合性能好。但價格高，且機械強度低，適合作軸承襯的材料。青銅：主要成分為銅與錫、鉛或鋁組成的合金。跑合性差，熔點高，硬度高，機械強度和耐磨性、減摩性較好，價格低廉，應用廣泛。鑄鐵：鑄鐵中的石墨被磨落后可起到輔助潤滑作用，且其耐磨性好，價格便宜，但質脆、跑合性差，可用于低速輕載和無沖擊的場合。常用軸瓦（軸襯）金屬材料及性能表第18頁，共90頁。第四節(jié)滾動軸承的類型、代號及選擇滾動軸承是標準件、專門軸承廠生產(chǎn)，只需選型和組合設計。第19頁，共90頁。一、滾動軸承的結構核心元件，滑動→滾動保持架：外圈：內圈：有時無裝在軸頸上

裝在機座或零件的軸承孔內

多數(shù)情況下，外圈不轉動，內圈與軸一起轉動。滾動體：使?jié)L動體等距離分布，避免滾動體間的摩擦、磨損。點擊圖片演示第20頁，共90頁。二、滾動軸承的材料內外圈、滾動體：含鉻的合金鋼（滾動軸承鋼）制造，如GCr15、GCr15SiMn等。保持架：軟材料，低碳鋼板、有色金屬沖壓后鉚接或焊接。三、滾動軸承的類型和性能公稱接觸角α：外圈滾道與滾動體接觸處的法線和垂直于軸承軸心線間夾角。α↑——承受軸向載荷能力↑第21頁，共90頁。1.按載荷方向、α的不同分為：向心軸承（0°≤α≤45°，主要徑向載荷）向心角接觸軸承徑向接觸軸承（α=0°）推力軸承（45°＜α≤90°，主要軸向載荷）軸向接觸軸承向心推力軸承推力角接觸軸承第22頁，共90頁。：

球軸承：滾子軸承：為點接觸為線接觸。承載能力：球軸承＜滾子軸承耐沖擊：球軸承＜滾子軸承極限轉速：球軸承＞滾子軸承摩擦：球軸承＜滾子軸承第23頁，共90頁。常用滾動軸承的基本類型及特性

類型代號類型名稱簡圖（結構）承載方向性能和特點1調心球軸承承受徑向載荷為主，一般不宜承受純軸向載荷；能自動調心，允許角偏差≤2°～3°；適用于多支點傳動軸、剛性較小的軸以及難以對中的軸2調心滾子軸承性能和特點與調心球軸承基本相同，但承載能力大些；允許角偏差≤1.5°～2.5°；常用于軋鋼機、大功率減速器、吊車車輪等重載情況3圓錐滾子軸承可同時承受徑向和單向軸向載荷；外圈可分離，軸承間隙容易調整。允許角偏差2′；常用于斜齒輪軸、錐齒輪和蝸桿減速器軸等；一般成對使用第24頁，共90頁。類型代號類型名稱簡圖承載方向性能和特點5推力球軸承51000只能承受軸向載荷，51000型用于承受單向軸向載荷，52000型用于承受雙向軸向載荷；不宜在高速下工作；常用于起重機吊鉤、蝸桿軸和立式車床主軸的支承等雙向推力球軸承520006深溝球軸承主要承受徑向載荷，也能承受一定的軸向載荷；極限轉速高，高速時可用來承受不大的純軸向載荷；承受沖擊能力差；價格低廉，應用最廣；允許角偏差≤2′～10′；適用于剛性較大的軸，常用于機床齒輪箱、小功率電動機等7角接觸球軸承α=15°（C）α=25°（AC）α=40°（B）可同時承受徑向和單向軸向載荷；接觸角α越大，承受軸向載荷的能力越大，一般成對使用；高速下能正常工作；允許角偏差≤2′～10′；適用于剛性較大的軸，常用于斜齒輪及蝸桿減速器中軸的支承等N圓柱滾子軸承承受徑向載荷的能力大，能承受較大的沖擊載荷；內、外圈可分離；允許角偏差≤2′～4′；適用于剛性較大、對中性良好的軸，常用于大功率電機、人字齒輪減速器等第25頁，共90頁。GB/T272-93規(guī)定，滾動軸承代號包括：后置代號基本代號是軸承代號的基礎，一般由數(shù)字或字母與數(shù)字組合來表示，最多五位。三、滾動軸承的代號滾動軸承的代號一般印刻在軸承座圈的端面上。前置代號基本代號基本代號類型代號內徑代號尺寸系列代號二一直徑系列代號寬度系列代號

三四五第26頁，共90頁。（1）內徑代號——右起一二位數(shù)字，表示軸承的內徑d尺寸。

a)d=10,12,15,17mm時內徑代號00010203b)d=20～480mm時，代號=d

(mm)/5c)d<10mm，d>500mm，d=22，28，32mm時內徑代號=內徑尺寸(mm)但用“/”與直徑系列代號分開，

第27頁，共90頁。a)直徑系列代號——右起第三位，表示同一內徑但不同外徑的系列。用數(shù)字7、8、9、0、1、2、3、4、5表示。外徑增大

b)寬度系列代號——右起第四位，表示同一內徑但寬（高）度不同的系列。向心軸承：用數(shù)字8、0、1、2、3、4、5、6表示。寬度增大

推力軸承：用數(shù)字7、9、1、2表示

高度T增大寬度系列代號為“0”時通常不標注。但對圓錐滾子軸承(3類)和調心滾子軸承(2類)不能省略“0”。（2）尺寸系列代號為適應不同承載能力的要求，同一內徑的滾動軸承軸承，采用不同滾動體，致使外徑和寬度不同。第28頁，共90頁。（3）軸承類型代號——右起第五位

6—深溝球軸承3—圓錐滾子軸承7—角接觸球軸承1—調心球軸承N—圓柱滾子軸承5—推力球軸承第29頁，共90頁。2.前置代號——表示軸承的分部件，用字母表示。L——可分離軸承的可分離內圈或外圈；K——滾子和保持架組件；KIW——無座圈推力軸承等。3.后置代號——軸承的結構、公差、游隙及材料的特殊要求等。（1）內部結構代號C、AC、B——角接觸球軸承的接觸角分別為15°、25°、40°。（2）軸承的公差等級代號公差分2、4、5、6、6x、0六個級別。以/P2、/P4、/P5、/P6(/P6x)為代號，0級不標注

。高級

低級

（3）游隙代號

游隙分為1、2、0、3、4、5共六組，徑向游隙依次增大代號為/C1、/C2、/C3、/C4、/C5，0組游隙不標注。當公差代號與游隙代號同時表示時，可簡化標注，如/P63表示軸承公差等級為6級，徑向游隙為3組第30頁，共90頁。6212N2208寬度系列代號為0，直徑系列代號為2表示軸承內徑

8

5=40mm

深溝球軸承圓柱滾子軸承表示軸承內徑

12

5=60mm

寬度、直徑系列代號分別為233315/P6表示軸承內徑

15

5=75mm

圓錐滾子軸承寬度、直徑系列代號分別為3公差等級為6級

舉例：第31頁，共90頁。軸的剛性較差，軸承孔不同心——調心軸承小，致使應力集中于中心受力合理——軸結構有利于提高軸的強度和剛度；特點：結構簡單，定位可靠，能承受較大軸向力。（5）軸端應有倒角：c×45°——便于裝配；該軸上除聯(lián)軸器外是否還有其它傳動零件，若有則該軸承受彎矩，否則不承受彎矩。允許角偏差≤2′～10′；熱油＜80~90℃加熱軸承或干一、滾動軸承的軸向固定以鋼、鑄鐵或青銅做瓦背，在瓦背的內表面上澆注一層減磨材料（如軸承合金等），其厚度一般為0.寬度、直徑系列代號分別為2（6）過盈聯(lián)接的軸頭一般應有引導裝配的錐度；（3）磨損：多塵、密封不可靠、潤滑不良（磨粒磨損）；（1） 載荷條件（大小、方向、性質）載荷小而平穩(wěn)時，宜選用球軸承；載荷大有沖擊時，宜選滾子軸承。同時Fa、Fr：角接觸球軸承或圓錐滾子軸承；Fr大、Fa?。荷顪锨蜉S承；Fa大、Fr?。和屏墙佑|軸承；四、滾動軸承的選擇

包括類型選擇、精度選擇和尺寸選擇。

（2） 轉速條件轉速高，選球軸承，轉速低，選滾子軸承。軸的剛性較差，軸承孔不同心——調心軸承

（3）調心性能第32頁，共90頁。（4）安裝、調整性能便于裝拆和間隙調整——內、外圈可分離的軸承；3、7兩類軸承應成對使用，對稱安裝；旋轉精度較高時——較高的公差等級和較小的游隙。（5）經(jīng)濟性優(yōu)先考慮用普通公差等級的深溝球軸承。一般球軸承比滾子軸承便宜；同型號軸承，精度越高，價格越高；第33頁，共90頁。2．尺寸選擇：即確定內徑代號和尺寸系列再驗算中、小設備：直徑系列初選0、1、2寬度系列初選用0、1（1）內徑代號：由軸結構設計確定軸頸直徑d，代號=d/5。（2）尺寸系列選擇3．精度選擇一般機械傳動宜選用普通級（0級）精度。第34頁，共90頁。二、要求準確的相對位置；2.受力合理——軸結構有利于提高軸的強度和剛度；加工、裝配有良好的工藝性、減少應力集中。一、目的確定軸的結構形狀和尺寸：d、l。第五節(jié)軸的結構設計第35頁，共90頁。三、軸的結構及各部分名稱軸上零件拆卸和裝配演示組成軸頸：裝軸承處尺寸=軸承內徑；軸頭：裝輪轂處直徑與輪轂內徑相當；軸身：聯(lián)接軸頸和軸頭部分；軸頸軸頭軸身兩頭小中間大的階梯軸。第36頁，共90頁。四、零件在軸上的固定a）借助軸本身形狀定位：軸肩、圓錐形軸頭；b）借助擋圈、圓螺母、套筒等定位。（１）軸肩軸肩：軸上截面突變的部位。非定位軸肩：便于裝拆、起過渡作用，h=(1~2)mm。定位軸肩：起軸向定位作用。第37頁，共90頁。特點：結構簡單，定位可靠，可承受較大的軸向力。①軸肩高度h＞軸上零件倒角尺寸c（圓角半徑R）＞軸圓角半徑r。②h=（0.07~0.1）dmm③安裝標準件的軸肩高度應符合標準件的標準。

定位軸肩高度：

定位軸肩寬度：第38頁，共90頁。（３）圓螺母特點：定位可靠，可承受較大的軸向力，裝拆方便。但切制螺紋使軸的疲勞強度下降。（2）套筒特點：結構簡單，定位可靠，能承受較大軸向力。能同時固定兩個零件的軸向位置，但兩零件相距不宜太遠，不宜高速。止動墊片第39頁，共90頁。（4）軸端擋圈特點：固定可靠，能承受較大的軸向力，用于軸端。當用軸肩、軸環(huán)、套筒、圓螺母、軸端擋圈進行零件的軸向定位時，為保證軸向定位可靠，要求L軸<L轂（５）圓錐面（+擋圈、螺母）

特點：能消除軸與輪轂間的徑向間隙，能承受沖擊載荷。常用于高速軸端且對中性要求高或需經(jīng)常拆卸的場合。第40頁，共90頁。（６）彈性擋圈固定特點：結構簡單緊湊，只能承受很小的軸向力，切槽需要一定的精度。常用于固定滾動軸承等的軸向定位。（７）緊定螺釘固定特點：承受軸向力很小，亦可起周向固定作用。適用于軸向力小，轉速低的場合第41頁，共90頁。鍵、花鍵、銷、過盈配合、彈性環(huán)聯(lián)接、成形聯(lián)接等。第42頁，共90頁。五、軸的加工和裝配工藝性（1）軸徑相近處的圓角、倒角、鍵槽等尺寸應一致；

（2）固定不同零件的各鍵槽應布置在同一母線上，以減少裝夾次數(shù)；（3）需切制螺紋的軸段：螺紋退刀槽；（4）需磨削的軸段：砂輪越程槽；第43頁，共90頁。（5）軸端應有倒角：c×45°——便于裝配；（6）過盈聯(lián)接的軸頭一般應有引導裝配的錐度；（7）零件裝配時應盡量不接觸其它零件的配合表面；（8）軸肩高度應考慮零件拆卸方便。第44頁，共90頁。六、提高軸承載能力的措施（減少應力集中）（1）相鄰軸段直徑不宜相差太大；（2）過渡圓角半徑不能太小，或用凹切圓角或中間環(huán)；（3）盡量避免在軸上開橫孔、凹槽等，合理選擇鍵槽(盤銑)；第45頁，共90頁。（提高表面質量）（1）降低表面粗糙度；（2）對軸表面進行強化處理，如對表面輾壓、噴丸處理等。（4）過盈配合軸段可采用一些特殊結構a)過盈配合應力集中b)輪轂上開卸載槽c)軸上開卸載槽d)增大軸徑第46頁，共90頁。（2）合理布置軸上零件位置（輸入輪在中間），減小軸受轉矩。（1）改進軸上零件結構，減小軸彎矩；合理第47頁，共90頁。七、軸各段的直徑和長度由載荷→dmin→由結構設計要求確定各段的d，同時考慮：由軸上零件相對位置及零件寬度決定，同時考慮：（1）留有裝拆空間（如聯(lián)軸器聯(lián)接螺栓的裝拆應有足夠的空間）；（2）裝有螺母等緊固件的軸段長度應保證緊固件有一定的軸向調整余地；（3）傳動件、箱體、軸承、聯(lián)軸器等零件間要有適當距離(查手冊)；（4）軸段長比輪轂寬小2~3mm——可靠定位。（1）軸頸直徑必須符合相配軸承的內徑；（2）安裝聯(lián)軸器、離合器等零件的軸頭直徑應與相應孔徑范圍相適應；（3）與齒輪等零件相配合的其它軸頭直徑，應采用標準直徑，見表；（4）軸上需車制螺紋的部分，其直徑必須符合外螺紋大徑的標準系列。第48頁，共90頁。一、按扭轉強度計算強度條件：式中：WT——抗扭截面系數(shù)，mm3[τT]——許用切應力C——與材料有關的系數(shù)對于圓截面的實心軸，其抗扭強度條件為：第六節(jié)軸的強度計算第49頁，共90頁。軸頸：裝軸承處尺寸=軸承內徑；試求該軸承的當量載荷P。包括類型選擇、精度選擇和尺寸選擇。預緊可以↑軸承剛度、↑旋轉精度、↑軸承壽命。（3）磨損：多塵、密封不可靠、潤滑不良（磨粒磨損）；因FS2與FA同向，故FA+FS2=4800+941=5741N＞FS1b）借助擋圈、圓螺母、套筒等定位。疲勞曲線的數(shù)學表達式（方程）為：LPε=常數(shù)（2）固定不同零件的各鍵槽應布置在同一母線上，以減少裝夾次數(shù)；為結合牢固，在瓦背內壁上要加工出溝槽。（4）軸上需車制螺紋的部分，其直徑必須符合外螺紋大徑的標準系列。寬度系列代號為0，直徑系列代號為2結構復雜，磨損后可調整間隙，（５）圓錐面（+擋圈、螺母）圖示為一立式平面止推滑動軸承。公式應用：(1）傳動軸精確計算；(2）轉軸的初估軸徑dmin（∵支點、力作用點未知）；(a)對于轉軸：算出dmin→結構設計→彎矩圖→彎扭合成強度計算；(b)有鍵槽處：↑d，單鍵——↑3%；雙鍵——↑7%。第50頁，共90頁。二、彎扭合成強度計算（轉軸）

轉軸同時承受扭矩和彎矩，必須按二者組合強度進行計算。通常把軸當作置于鉸鏈支座上的梁，作用于軸上零件的力作為集中力，其作用點取為零件輪轂寬度的中點上。具體的計算步驟如下：（1）畫出軸的空間力系圖；（分解為水平面分力和垂直面分力）（2）計算水平面和垂直面上的彎矩并作出彎矩圖；（3）計算合成彎矩M，，并作出彎矩圖；（4）計算轉矩MT并作出轉矩圖；第51頁，共90頁。當量彎矩，繪圖α——根據(jù)轉矩性質不同而引入的應力校正系數(shù)。彎矩M一般為對稱循環(huán)變化,轉矩性質不同須折合:1）單向旋轉、載荷穩(wěn)定（運動時間長，以檢修周期停開）：2）單向旋轉、載荷不穩(wěn)定（常停車）：3）連續(xù)正反轉、轉矩視為對稱循環(huán)變化:T（5）計算當量彎矩M，繪出當量彎矩圖。第52頁，共90頁。（6）根據(jù)當量彎矩圖找出危險截面，進行軸的強度校核。若軸上開鍵槽：d適當增大。單鍵：增大（3~5）%，雙鍵：增大（7~10）%花鍵：計算出的d為內徑。[σb]-1

__對稱循環(huán)許用彎曲應力，查表

第53頁，共90頁。三、轉軸設計的一般步驟為：

1）選材;

2）按扭轉強度估算軸的最小直徑;

3）設計軸的結構，繪出軸的結構草圖;4）按彎扭合成進行軸的強度校核。

確定軸上零件的位置和固定方法；確定各軸段直徑、長度。一般選2—3個危險截面進行校核。若危險截面強度不夠，則必須重新修改軸的結構。第54頁，共90頁。（2）塑性變形：n＜10r/min的低速滾動軸承，靜載荷、沖擊作用下，出現(xiàn)不均勻的塑性變形、凹坑。（3）磨損：多塵、密封不可靠、潤滑不良（磨粒磨損）；高速運轉（膠合磨損）。

（1）疲勞點蝕：n≥10r/min的回轉軸承上，各元件受脈動接觸應力。第八節(jié)滾動軸承的計算一、失效形式及計算準則點蝕磨損第55頁，共90頁。（1）一般條件下的回轉滾動軸承（n≥10r/min）：接觸疲勞壽命計算（重點、難點）（2）擺動、轉速很低的軸承(）：靜強度計算（3）高速軸承：壽命計算和驗算極限轉速第56頁，共90頁。1.軸承壽命：單個軸承中任一元件出現(xiàn)疲勞點蝕前運轉的總轉數(shù)或一定轉速下的工作小時數(shù)。同型號軸承：離散性大、壽命相差數(shù)十倍。一批軸承：服從一定的概率分布規(guī)律。最低壽命：過于保守∴采用基本額定壽命。最長壽命：不安全計算時，若按二、動載荷計算2.基本額定壽命：一批相同軸承在同樣工作條件下運轉，其中

10%的軸承發(fā)生疲勞點蝕前運轉的總轉數(shù)，用L10（簡寫為L）表示，單位為106r?；虍斀o定轉速n時，可用Lh表示（小時數(shù)）?？煽慷萊=90%：期望能達到或超過某一規(guī)定壽命的百分率。

第57頁，共90頁。

當軸承基本額定壽命為10６轉即L=1時，軸承能承受的最大載荷，用C表示。3.基本額定動載荷：

基本額定壽命與承受的載荷有關，作用在軸承上的載荷越大，其壽命越短。

如圖所示為試驗得出的某軸承的載荷P與壽命L的關系曲線，也稱為P-L疲勞曲線。疲勞曲線的數(shù)學表達式（方程）為：LPε=常數(shù)式中：ε為軸承壽命指數(shù)滾子軸承ε=10/3對于球軸承ε=3C由試驗得出，查手冊。即：在C作用下，軸承工作106r而不點蝕失效的R=90%。Cr：徑向基本額定動載荷對向心軸承（6、N）：Cr—純徑向載荷對角接觸軸承（3、7）：Cr—純徑向載荷Ca：軸向基本額定動載荷，C5類：Ca—純軸向載荷第58頁，共90頁。實際工作時，軸承可能同時受Fa、Fr將Fr、Fa轉化為與基本額定動載荷C性質相同的載荷——當量動載荷PX—徑向動載系數(shù)，F(xiàn)r對壽命影響效應的大小；Y—軸向動載系數(shù)，F(xiàn)a對壽命影響效應的大小；—將Fr、Fa折合為Cr或Ca為了與基本額定動載荷C在相同條件下比較轉化式中：徑向載荷系數(shù)X和軸向載荷系數(shù)

Y可查表Fr—實際徑向載荷（N）Fa—實際軸向載荷（N）第59頁，共90頁?！纠恳阎硿p速器軸上的軸承型號為6312，承受的徑向載荷Fr=2000N，軸向載荷為880N。試求該軸承的當量載荷P。解：查機械設計手冊（簡稱“手冊”）得：該軸承的基本額定靜載荷C0r=51.8kN，則查表，得：X=0.56Y查表，插值求得e

則NN第60頁，共90頁。壽命公式：軸承疲勞曲線的數(shù)學表達式（方程）為：

LPε=常數(shù)當L=1（10６r）時，P=C，故LPε=1×Cε=常數(shù)

考慮溫度對基本額定動載荷Ｃ的影響，引入溫度修正系數(shù)fT；考慮載荷性質對軸承壽命的影響，引入載荷系數(shù)fP，則L（fPP）ε=1×（fTC）ε（106r）

或式中fT——溫度系數(shù)，查表；fP——載荷系數(shù)，查表；P——當量動載荷；C——基本額定動載荷第61頁，共90頁。當已知軸承轉速n、當量動載荷P和預期壽命Lh′時，則待選軸承所需額定動載荷C′為：軸承預期壽命Lh′參考值

第62頁，共90頁。

角接觸軸承承受純徑向載荷時，外圈對滾動體產(chǎn)生法向反力Fn。由于“公稱接觸角α”存在，法向反力Fn徑向分力Fr′軸向分力Fs：與Fr相平衡：由徑向載荷在軸承內部產(chǎn)生的軸向派生力。e——判斷系數(shù)；Y——軸向動載系數(shù)。

Fs方向：由軸承外圈的寬邊指向窄邊。Fs的大小：3類：７類：=Fs=FsFsFs簡化畫法（1）軸向派生力第63頁，共90頁?！逨s存在∴30000型、70000型軸承成對使用，使FsⅠ與FsⅡ方向相反，使軸受力合理。FsFsFsFs正安裝(面對面)反安裝(背靠背)（2）角接觸軸承的安裝方式適合于傳動零件在兩軸承之間的場合，

一般機器中多采用正安裝適合于傳動零件處于外伸端的場合第64頁，共90頁。徑向外載荷FR在軸承1、2上產(chǎn)生徑向載荷Fr1Fr2（3）軸向力計算圖示為一對正安軸承，軸上作用有徑向外載荷FR和軸向外載荷FA。由前知：軸承上的徑向載荷Fr1、Fr2軸向派生力Fs1、Fs2產(chǎn)生第65頁，共90頁。右端軸承“壓緊”左端軸承“放松”（a）若合力→右：軸有右移趨勢Fs1Fs2FA為阻止軸右移，右端蓋將施加一平衡軸向力W頂住軸承2，使其保持平衡．由平衡條件ΣＦ＝０得：Ｗ由此，緊端軸承2同時軸向承受派生力Fs2、平衡軸向力W，故其軸向力為即除本身Fs２外，其它軸向力的代數(shù)和松端軸承1的內、外圈被放松，不承受外部軸向載荷，其上的軸向力僅為自身的內部派生力FS1，即第66頁，共90頁。左端“壓緊”右端“放松”正安裝：合力指向端為“壓緊端”（b）合力→左：軸有左移趨勢Fs1Fs2FA阻止軸左移：ＷＷ第67頁，共90頁。反安裝：合力指向端為“放松端”1）根據(jù)軸承安裝方式和FA、

Fs1、Fs2合力指向，判定“壓緊端”和“放松端”。2）放松端：Fa等于本身Fs。3）壓緊端：Fa等于除本身Fs外，其它軸向力的代數(shù)和。反安裝時：總結：第68頁，共90頁?！纠?】圖示為一斜齒輪軸，軸上裝有一對型號為30310軸承。已知FA=4800N，F(xiàn)r1=6000N，F(xiàn)r2=3200N。試求：(1)作用于軸承上的總軸向力Fa1、Fa2；（2）求當量動載荷P1、P2；（3）若要求預期壽命Lh′=12000h，轉速n=1000r/min，載荷平穩(wěn)，試校核該軸承。Fa1、Fa2(1)求內部派生力FS1、FS2查表，可知30310軸承的內部軸向派生力計算公式為查機械設計手冊得：Y=1.7，e

N方向指向右N方向指向左（2）判斷“松端”、“緊端”因FS2與FA同向，故FA+FS2=4800+941=5741N＞FS1故軸承1為“緊端”，軸承2為“松端”。第69頁，共90頁。（3）計算作用于軸承上的總軸向力緊端Fa1=FA+FS2=5741N松端Fa2=FS2=941N查手冊得30310軸承的基本額定動載荷Cr=130kN。查表：常溫下工作的溫度系數(shù)fT=1．載荷系數(shù)fp=1.1。則該軸承所需基本額定動載荷C′結論：合適。P1、P2

＞e，查機械設計手冊得X1=0.4Y1=1.7因＜e，故X2=1Y2=0則P1=X1Fr1+Y1Fa1=0.4×6000+1.7×5741=12160N

P2=X2Fr2+Y2Fa2=1×3200+0×941=3200NN＜Cr第70頁，共90頁。角接觸滾動軸承壽命計算小結：1.求支反力（力平衡、力矩平衡）Fr1、Fr2；附加軸向力Fs1、Fs2安裝方式及合力的指向判定“壓緊”、“放松”端，求出Fa1、Fa2；？：是—X、Y查表，否—X=1、Y=0？：是—X、Y查表，否—X=1、Y=0，取5.校核式：球軸承：ε=3滾子軸承：ε=10/3設計選擇式：第71頁，共90頁。深溝球軸承：無Fs，∴FA由壓緊端承受，即：Fa壓緊=FA，F(xiàn)a放松=0FAFR第72頁，共90頁。軸系結構：軸和軸上零件組成的結構。減速器軸的結構拆裝。第九節(jié)軸系結構設計軸系結構設計要求：固定可靠、運轉靈活、保證精度、調整方便。軸系結構內容：正確合理考慮軸承安裝、固定、調整、密封、潤滑、軸系剛度、精度問題。第73頁，共90頁。一、滾動軸承的軸向固定１.內圈固定：軸肩、彈性擋圈、軸端壓板、圓螺母與止動墊圈等。２.外圈固定：利用端蓋固定、彈性擋圈、套筒等軸肩與彈性擋圈軸肩與軸端壓板軸肩與圓螺母軸承端蓋作單向固定

軸承端蓋和彈性擋圈作雙向固定機座孔內凸臺和軸承端蓋作雙向固定第74頁，共90頁。二、軸系的支承結構形式在軸向載荷、附加軸向力作用下，滾動軸承軸系有“左移”、“右移”趨勢，防止軸向竄動，三種固定結構：1.兩端單向固定（雙支點單向固定）每個軸承內、外圈沿軸向只有一個方向受約束。組合后，限制軸雙向移動，承受雙向軸向力。深溝球軸承，可在軸承蓋與軸承外圈端面間留出0.2～0.4mm熱補償間隙，以防止軸因受熱伸長，使軸承游隙減小甚至造成卡死。間隙量可用調整軸承蓋與機座端面間的墊片厚度來控制。第75頁，共90頁。調整墊片向心角接觸軸承，補償間隙留在軸承內部，軸承蓋與軸承外圈端面間的間隙在圖中則不應畫出。兩端單向固定用于t℃不高Δ不大的軸。第76頁，共90頁。2.一端雙向固定、一端游動（單支點雙向固定）：固定端：承受雙向軸向力

游動端：補償，防止卡死ΔN類：滾子與外圈間游動，內、外圈都作雙向固定。6類：外圈與座間游動，應在軸承外圈