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1、軸承設(shè)計(jì)根據(jù)摩擦特性分為:滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承,根據(jù)軸承方向分為:徑向軸承和推力軸承。軸承的功能是支撐軸。在操作過(guò)程中,軸可以是旋轉(zhuǎn)的,也可以是靜止的。1、能承受一定的載荷,具有一定的強(qiáng)度和剛度。2有一個(gè)小的摩擦力矩,這使得旋轉(zhuǎn)部件轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。3、有一定的支撐精度,并保證被支撐零件的旋轉(zhuǎn)精度。1.軸承應(yīng)滿足以下基本要求:2 .軸承分類:1?;瑒?dòng)軸承1概述?;瑒?dòng)軸承的主要特點(diǎn):運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),無(wú)噪音;旋轉(zhuǎn)精度高;液體潤(rùn)滑的摩擦損失??;徑向尺寸很小。2.滑動(dòng)軸承(軸瓦和軸頸之間)的摩擦狀態(tài):1。應(yīng)避免干摩擦狀態(tài)。摩擦面無(wú)潤(rùn)滑劑,功率損失嚴(yán)重,磨損加劇,溫度升高,軸瓦容易損壞。具有較高的承載能力。在邊界摩擦狀

2、態(tài)下,摩擦表面之間有潤(rùn)滑油,在金屬表面形成一層很薄的邊界油膜。但峰部仍在直接接觸。大多數(shù)滑動(dòng)軸承都處于這種摩擦狀態(tài)。3.在液體摩擦狀態(tài)下,兩個(gè)摩擦面被潤(rùn)滑油完全分開(kāi),形成一定厚度的壓力油膜。這種摩擦狀態(tài)是潤(rùn)滑油分子之間的摩擦,摩擦系數(shù)極小。重要軸承采用這種摩擦狀態(tài)。非液體摩擦滑動(dòng)軸承,液體摩擦滑動(dòng)軸承,常用潤(rùn)滑劑:液體潤(rùn)滑油,使用最廣泛;潤(rùn)滑劑及其選擇,潤(rùn)滑脂為半固態(tài),一般用于中低速;固體潤(rùn)滑劑主要用作油和脂肪的添加劑,也可以單獨(dú)使用。1.潤(rùn)滑油的性能和選擇,粘度,表征了流動(dòng)液體內(nèi)摩擦阻力的大小。是最重要的性能指標(biāo)和選擇潤(rùn)滑油的主要依據(jù)。油性,也稱為潤(rùn)滑性,表征了極性分子在金屬表面對(duì)油的吸附性

3、能。油性好,摩擦系數(shù)小。潤(rùn)滑油的選擇原則:凝點(diǎn),反映潤(rùn)滑油的低溫性能。滲透,代表油脂的稀稠度,類似于油的粘度;閃點(diǎn),反映潤(rùn)滑油的高溫性能。高壓或在沖擊和可變載荷條件下工作時(shí),應(yīng)選擇高粘度的油;當(dāng)轉(zhuǎn)速較高時(shí),應(yīng)選擇低粘度的油,以減少摩擦損失;當(dāng)工作溫度較高時(shí),應(yīng)選擇粘度較高的油,因?yàn)檎扯葧?huì)隨著溫度的升高而降低。2.潤(rùn)滑脂的性能、選擇、滴點(diǎn)和耐高溫性能的表征。潤(rùn)滑脂的選擇原則:工作環(huán)境有水蒸氣,所以選擇鈣基潤(rùn)滑脂;工作溫度高,選擇鈉脂;由于水蒸氣和高工作溫度,應(yīng)選擇鋰基潤(rùn)滑脂?;瑒?dòng)軸承的分類,載荷方向,徑向軸承,推力軸承,裝配和拆卸要求,整體軸承(特殊類型:調(diào)心軸承),分離軸承,摩擦狀態(tài),液體摩擦

4、(長(zhǎng)期運(yùn)行,高精度要求),非液體摩擦,主要軸承徑向力和主要軸承軸向力,動(dòng)壓軸承和靜壓軸承,1應(yīng)用:在低速,輕載或間歇工作的機(jī)器。磨損造成的間隙無(wú)法調(diào)整。只能從軸向安裝或拆卸。(2)分體滑動(dòng)軸承特點(diǎn):結(jié)構(gòu)復(fù)雜,磨損間隙可調(diào),安裝方便。用途:用于低速、輕載或間歇工作的機(jī)器。部分軸承(整體軸套),分離軸承(分離軸套),(3)調(diào)心滑動(dòng)軸承,(4)間隙可調(diào)滑動(dòng)軸承,(2)推力滑動(dòng)軸承,由軸承座和推力軸頸組成。常用的軸頸結(jié)構(gòu)形式有:軸瓦材料、減摩材料:材料對(duì)具有低摩擦系數(shù)。耐磨性:材料的耐磨性,通常用磨損率來(lái)表示??挂Ш险澈?膠粘):材料的耐熱性和抗粘附性。摩擦柔量:材料通過(guò)表面層的彈塑性變形來(lái)補(bǔ)償軸承滑

5、動(dòng)表面初始配合不良的能力。嵌入:材料磨合性能:短期輕載運(yùn)行后,軸瓦和軸頸表面形成相互一致的表面形狀和粗糙度的能力(或性能)。常用的軸承材料有金屬材料、粉末冶金材料和非金屬材料。軸承合金(巴氏合金和白合金)是由錫、鉛、銻和銅組成的合金,銅合金分為青銅和黃銅。有普通灰鑄鐵和球墨鑄鐵。由銅、鐵、石墨和其他粉末壓制和燒結(jié)而成。有塑料、硬木、橡膠等。其中使用最多的是塑料。1.失敗形式。1.磨損導(dǎo)致軸承配合間隙增大,影響軸的旋轉(zhuǎn)精度,甚至使軸承不能正常工作。1.當(dāng)軸承的壓力被限制在p:時(shí),并且在高速和重負(fù)載下潤(rùn)滑不良,摩擦增強(qiáng)并且產(chǎn)生熱量,使得軸承上較軟的金屬被焊接到軸頸的表面并且被膠合。(2)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);

6、(4)非液體摩擦滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì);(2)用膠水防止軸瓦過(guò)度磨損。向心滑動(dòng)軸承,平均壓力:2,軸承極限pv值:旨在控制軸承熱值,防止膠合損壞。pv值代表軸承的熱值。pv、熱值、溫升、潤(rùn)滑效果、膠合、k考慮到油槽,支撐面積減小。推力滑動(dòng)軸承、徑向軸承、z推力環(huán)數(shù)、3、極限滑動(dòng)速度v:為防止滑動(dòng)速度過(guò)高造成的磨損,平均直徑dm(d1 d0)/2,推力軸承24MPa*m/s,平均速度,允許線速度,3、設(shè)計(jì)步驟,確定軸承結(jié)構(gòu),確定軸承寬度B和直徑D,檢查p。選擇潤(rùn)滑劑和潤(rùn)滑裝置,選擇軸瓦材料,液體摩擦滑動(dòng)軸承的工作原理,第一,動(dòng)壓油膜形成機(jī)理, 兩個(gè)摩擦面平行,不會(huì)產(chǎn)生壓力油膜,兩個(gè)摩擦面形成楔形間隙,產(chǎn)

7、生壓力油膜,間隙中的潤(rùn)滑油擁擠,第二,形成動(dòng)壓油膜的必要條件,兩個(gè)摩擦面必須形成楔形間隙,潤(rùn)滑油必須從一個(gè)大的口進(jìn)出,有足夠的滑動(dòng)速度,并充滿足夠粘度的潤(rùn)滑油。 3.向心壓力滑動(dòng)軸承的工作過(guò)程,靜態(tài),啟動(dòng),不穩(wěn)定運(yùn)行,穩(wěn)定運(yùn)行,多楔滑動(dòng)軸承,其他滑動(dòng)軸承,靜壓滑動(dòng)軸承,氣體軸承,6。滾動(dòng)軸承的特點(diǎn)和類型,滾動(dòng)因此,本章研究的目的主要解決兩個(gè)問(wèn)題:1。如何選擇滾動(dòng)軸承的類型;2.滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算:低摩擦阻尼(與非液體摩擦滑動(dòng)軸承相比)和靈活的啟動(dòng);它可以同時(shí)承受徑向和軸向載荷,簡(jiǎn)化了支撐結(jié)構(gòu);徑向間隙小,預(yù)緊可以消除間隙,旋轉(zhuǎn)精度高;互換性好,易于維護(hù)。缺點(diǎn):抗沖擊性差;高速時(shí)噪音大,使用壽命

8、短;大徑向尺寸。滾動(dòng)軸承的主要類型如下:1 .根據(jù)軸承方向和名義接觸角,滾動(dòng)體與環(huán)接觸的法線與軸承徑向平面之間的夾角稱為名義接觸角。徑向軸承:045,主要承受徑向載荷;徑向接觸軸承0徑向軸承;向心角接觸軸承045的向心軸承;推力軸承:4590,主要承受軸向載荷;軸向接觸軸承90的推力軸承和推力角接觸軸承45的推力軸承90。2.根據(jù)滾動(dòng)體的類型,可分為滾珠軸承和滾柱軸承。滾動(dòng)軸承代碼:用數(shù)字或字母表示。1調(diào)心球軸承2調(diào)心滾子軸承3圓錐滾子軸承5推力球軸承6深溝球軸承7角接觸球軸承8推力圓柱滾子軸承N圓柱滾子軸承NA滾針滾子軸承由軸承寬度系列和直徑系列代碼(2位數(shù)字)組成。寬度系列:直徑系列:0窄

9、;0非常輕;1正常;1極輕;2寬;2盞燈;3、4特寬;3中等;5,6碼寬。四個(gè)砝碼。,內(nèi)徑尺寸代碼為10 00 12 01 15 02 17 03 20500 d/5 22、28、3 2和500/內(nèi)徑以上,郵政編碼用于表示軸承的結(jié)構(gòu)、公差和特殊材料要求,用字母或數(shù)字表示;例如,對(duì)于接觸角為150、250和400的角接觸球軸承,C、AC和B用來(lái)表示內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同。又如,軸承的公差等級(jí)為2級(jí)、4級(jí)、5級(jí)、6級(jí)(6x)和0級(jí),有五個(gè)等級(jí),從高到低,其代碼為:/P2、/P4、/P5、/P6(/P6x)和/P0。3、滾動(dòng)軸承類型的選擇,(1)根據(jù)載荷的大小和性質(zhì),當(dāng)載荷較大或受到?jīng)_擊時(shí),選擇滾動(dòng)軸承(線

10、接觸);徑向和軸向載荷角接觸球軸承(7)或圓錐滾子軸承(3),當(dāng)軸向載荷小時(shí),可以使用深溝球軸承,當(dāng)載荷小時(shí)或沖擊小時(shí),可以選擇球軸承(點(diǎn)接觸);根據(jù)載荷方向,純徑向載荷選擇深溝球軸承(6)和圓柱滾子軸承(n),純軸向載荷選擇推力軸承(5或8),根據(jù)高轉(zhuǎn)速和低轉(zhuǎn)速選擇球軸承(3)。低速滾柱軸承;(4)根據(jù)旋轉(zhuǎn)精度,根據(jù)精度要求高度選擇滾珠軸承;(5)從調(diào)心性能看,軸剛度差,軸承座孔同軸度差,或多支撐調(diào)心軸承(“1”或“2”);11-5滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算,1。滾動(dòng)軸承的載荷分析,每個(gè)滾動(dòng)體上的力是多少?當(dāng)軸承僅受純軸向力Fa作用時(shí),載荷由所有滾動(dòng)體均分,即Qi、Qj、當(dāng)軸承僅受純徑向力Fr作用時(shí)

11、,接觸點(diǎn)發(fā)生彈性變形,內(nèi)圈下沉、Qmax、最多只能承受半圈滾動(dòng)體載荷。每個(gè)滾子在軸承區(qū)的變形是不同的,而載荷也是不同的。對(duì)于點(diǎn)接觸軸承:對(duì)于線接觸軸承:滾子和環(huán)滾道之間的接觸應(yīng)力是可變應(yīng)力,因此:可視為脈動(dòng)循環(huán)可變應(yīng)力。所有滾動(dòng)體的數(shù)量、在滾動(dòng)體的表面和環(huán)的滾道上可能發(fā)生點(diǎn)蝕。(2)滾動(dòng)軸承的失效形式;(1)疲勞點(diǎn)蝕的主要失效形式,防止點(diǎn)蝕損傷,是計(jì)算滾動(dòng)軸承的主要目的。接觸應(yīng)力太大,導(dǎo)致部件表面產(chǎn)生較大的塑性變形。2.塑性變形低速軸承的主要失效形式是過(guò)載或沖擊載荷。3、磨損、膠合、保持架斷裂等。因使用和維護(hù)不當(dāng)造成的,屬于異常故障。3.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):一般轉(zhuǎn)速軸承、極低轉(zhuǎn)速軸承或僅緩慢擺動(dòng)軸承,進(jìn)

12、行壽命計(jì)算以防止點(diǎn)蝕損壞,并根據(jù)靜態(tài)強(qiáng)度計(jì)算以防止塑性變形;4.滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算公式;(1)基本概念、軸承壽命、軸承中任何元件發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕之前經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)或總工作時(shí)間。基本額定壽命,一批相同的軸承在相同的條件下運(yùn)行,其中90%的軸承在疲勞點(diǎn)蝕發(fā)生前經(jīng)歷了總轉(zhuǎn)數(shù)或總工作時(shí)間。90,10,用L10表示。完好情況下,軸承按基本額定壽命選擇,可靠性為90。注:額定壽命因運(yùn)行條件而異。例如,額定壽命隨著外部負(fù)載的增加而降低。因此,基本額定壽命并不直接反映承載能力?;绢~定動(dòng)載荷,規(guī)定了軸承在基本額定壽命L10為106轉(zhuǎn)時(shí)所能承受的最大載荷,用C表示。也就是說(shuō),在C的作用下,當(dāng)運(yùn)行106轉(zhuǎn)時(shí),10個(gè)軸承出

13、現(xiàn)麻面,90個(gè)軸承完好無(wú)損。額定動(dòng)載荷越大,承載能力越大。對(duì)于特定軸承,C是一個(gè)固定值,根據(jù)手冊(cè)進(jìn)行檢查。(2)壽命計(jì)算,目的是根據(jù)工況和設(shè)計(jì)要求選擇合適的軸承尺寸。負(fù)荷與額定壽命的關(guān)系曲線:其中p為等效動(dòng)負(fù)荷。L10是p作用下的額定壽命.是壽命指數(shù),滾珠軸承3,滾柱軸承10/3。徑向軸承的基本額定動(dòng)載荷稱為徑向基本額定動(dòng)載荷。推力軸承的基本額定動(dòng)載荷稱為軸向基本額定動(dòng)載荷。在實(shí)際計(jì)算中,軸承的額定壽命通常以小時(shí)表示,即軸承的轉(zhuǎn)速,或者,已知軸承的c和p,根據(jù)預(yù)期壽命Lh和p計(jì)算所需的c,當(dāng)工作溫度高于120時(shí),c的值將會(huì)降低,預(yù)期壽命由溫度系數(shù)ft修正,當(dāng)負(fù)載為額定動(dòng)負(fù)載c時(shí),所需的額定動(dòng)負(fù)

14、載。應(yīng)滿足以下要求:(3)等效動(dòng)載P的計(jì)算,計(jì)算壽命和預(yù)期壽命,或:所選軸承的額定動(dòng)載,要求的額定動(dòng)載,對(duì)于徑向軸承,C為徑向載荷;對(duì)于推力軸承,c是軸向載荷。但是軸承可以承受徑向載荷Fr和軸向載荷Fa。為了在相同條件下與C進(jìn)行比較,引入了等效動(dòng)載荷的概念。等效動(dòng)載荷:一種假設(shè)的載荷,其類型與C相同,其對(duì)軸承的影響相當(dāng)于實(shí)際載荷。帶p.計(jì)算公式:x徑向系數(shù),y軸向系數(shù),查閱表8-7,x和y的作用是將Fr和Fa轉(zhuǎn)化為等效動(dòng)載荷。在實(shí)際工作條件下,有必要引入載荷系數(shù)fp來(lái)修正p:并且X和Y取決于Fa/Fr和參數(shù)e。如果:Fa/Fr e,X 0,Y 0,如果:Fa/Fr e,X 1,Y 0,參數(shù)e根

15、據(jù)Fa/C0確定,這反映了軸承承受軸向載荷的能力?;绢~定靜載荷:徑向軸承(如圓柱滾子軸承)、推力軸承(如推力球軸承):或、(4)徑向角接觸軸承軸向載荷Fa的計(jì)算,1。推導(dǎo)出角接觸軸承的軸向力S,軸承徑向載荷Fr計(jì)算見(jiàn)軸應(yīng)力分析,即:反作用點(diǎn),即法線和軸的交點(diǎn)。表8-9給出了角接觸球軸承的近似計(jì)算方法,推導(dǎo)出軸向力:注意S的方向、2、角接觸軸承的排列方法,為了平衡S,角接觸軸承必須成對(duì)使用。通常有兩種安裝形式:面對(duì)面安裝,兩個(gè)軸承外圈的窄邊相互面對(duì),即內(nèi)部軸向力點(diǎn)相反。背對(duì)背安裝,兩個(gè)軸承外圈的寬邊相互面對(duì),也就是說(shuō),導(dǎo)出的軸向力相互遠(yuǎn)離。正常安裝時(shí)跨度短,軸剛度大;反向加載時(shí),跨度大,軸剛度

16、??;為了簡(jiǎn)化計(jì)算,認(rèn)為反作用力作用在軸承寬度的中點(diǎn)。外載荷同時(shí)具有徑向載荷和軸向載荷時(shí)角接觸軸承的軸向載荷?軸向外載荷和導(dǎo)出的軸向力應(yīng)同時(shí)考慮。S2和S2是作用在右軸承上的力,所以:當(dāng)軸承正常安裝時(shí):如果S1法S2,圓錐滾子軸承的示意圖如下(內(nèi)圈和軸作為一個(gè)整體):軸向合力是正確的,軸趨向于向右移動(dòng),但外圈是固定的,所以軸向力是平衡的。因此,當(dāng)右軸承受壓時(shí),將產(chǎn)生反作用力S2,即:Fa1=S1(松弛端)Fa2=S1(壓縮端),如果S1 S2,軸向合力向左,軸趨向向左移動(dòng),S1和S1是左軸承施加的力,所以:軸向力是平衡的:所以:當(dāng)左軸承受壓時(shí),將產(chǎn)生反作用力S1,而右軸承松弛, 也就是說(shuō),如果S

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