1、第十一章 支承,第一節(jié) 概 述,支承由兩個(gè)基本部分組成：,1運(yùn)動(dòng)件,2承導(dǎo)件,按照摩擦的性質(zhì)，可將支承分為四類,1滑動(dòng)摩擦支承,2滾動(dòng)摩擦支承,3彈性摩擦支承,4流體摩擦支承,此外,還有靜電支承和磁力支承,第二節(jié) 滑動(dòng)摩擦支承,軸頸和軸承表面間為滑動(dòng)摩擦,滑動(dòng)摩擦支承類型:,按摩擦性質(zhì),非液體摩擦支承邊界摩擦和混合摩擦,液體摩擦支承軸頸與軸承表面完全被一層油膜隔開,按支承形狀,圓柱形 ,圓錐形 ,球 形,頂 尖,軸 尖,一、圓柱形支承,應(yīng)用最廣泛，是由圓柱形的軸承和被包容在其中的軸頸所組成，其接觸表面為內(nèi)外圓柱面。,特點(diǎn)：,1）接觸面積較大，承載能力較大，耐磨損,2）由于軸頸與軸承間必定有間隙

2、，放置中精度較差，且磨損后，間隙如增大，精度更低。,3）摩擦力矩較大,4）對(duì)溫度變化較敏感,（一）圓柱形支承的結(jié)構(gòu)和材料,1軸頸結(jié)構(gòu),2支承結(jié)構(gòu),（1）整體式圓柱形支承,特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但磨損的間隙無(wú)法調(diào)整，影響回轉(zhuǎn)精度，適于低速輕載（儀表和小功率傳動(dòng)中）,（2）剖分式圓柱形軸承結(jié)構(gòu),組成：軸承座，軸承蓋，剖分式上下軸瓦，螺栓,特點(diǎn)：承載能力大，結(jié)構(gòu)尺寸大，調(diào)整、修理和裝配比較方便，一般用于支承功率傳動(dòng)的軸。,3軸承材料,1)軸頸同軸淬火 HRC=50-60，耐磨且摩擦系數(shù)小,2)軸承(軸瓦和軸套)材料:應(yīng)與軸頸材料不同以利于減少,軸瓦和軸套常用材料：,2)黃銅和青銅：減摩性和耐磨性好,1)鑄

3、鐵:適合于低速輕載,3)陶瓷合金 (粉末冶金)含油軸承,4)軸承合金(巴氏合金)作軸承襯,5)非金屬材料工程塑料,（二）圓柱面支承的潤(rùn)滑,潤(rùn)滑油：圓柱面支承常用 潤(rùn)滑脂：流動(dòng)性小，不易流失，不便經(jīng)常加油處,（三）圓柱面支承的設(shè)計(jì)和計(jì)算,1摩擦力矩計(jì)算,-控制磨損、摩擦產(chǎn)生的熱量,只受徑向載荷Fr,只受軸向載荷Fa,2圓柱面支承尺寸的計(jì)算,按照抗彎強(qiáng)度計(jì)算,3圓柱形支承的技術(shù)條件,配合種類，精度等級(jí)，表面粗糙度和幾何形狀誤差,考慮材料、轉(zhuǎn)速、載荷大小、精度要求及裝拆等,1)輕載低速，高精度H7/h6，H6/h5，H7/g6，H6/g5 間隙配合（較?。?，需經(jīng)研磨,2)中載，較高精度H7/f7，H

4、8/f8,中載，精度較低時(shí)為:H8/d9,軸頸表面粗糙度,軸承孔或軸承襯表面粗糙度,二、其它型式滑動(dòng)摩擦支承,1頂針支承,1）摩擦半徑較小，故摩擦力矩較小。,2）圓錐面定位、間隙又可調(diào)，置中精度較高。,3）線接觸，允許軸頸軸線有一定程度傾斜,4）潤(rùn)滑油常從接觸面處被擠掉，易磨損，磨損后，精度降低。,適于低速輕載的場(chǎng)合,2軸尖支承,軸頸端面是半徑很小的球面，叫軸尖。軸承底部為約半徑稍大的內(nèi)球面。,特點(diǎn)：,1）置中精度和方向精度均較低,2）點(diǎn)接觸，抗磨損能力不高,3）摩擦力矩?。Σ涟霃叫。?用于測(cè)量力矩很小的測(cè)量?jī)x表中,3球面支承,由帶球形軸頸的運(yùn)動(dòng)件和具有內(nèi)錐面或內(nèi)球面的承導(dǎo)件（軸承）所組成,

5、除能繞自身的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)外，還可在通過(guò)軸線的錐面內(nèi)擺動(dòng),常用于做各種調(diào)節(jié)螺釘?shù)闹С小x器支架、天線等結(jié)構(gòu)，用在不重要的場(chǎng)合。,第三節(jié) 滾動(dòng)摩擦支承,1組成： 外圈，內(nèi)圈，滾動(dòng)體和保持架,通常內(nèi)圈裝在軸頸上隨軸一起旋轉(zhuǎn)，外圈與軸承座孔裝在一起支承作用。,2滾動(dòng)軸承的類型,按滾動(dòng)體的形狀：,1）球軸承（滾珠軸承）,2）滾子軸承（圓柱滾子、圓錐滾子、球面滾子、滾針軸承）,滾子軸承承載能力高，極限轉(zhuǎn)速低,球軸承 承載能力低，極限轉(zhuǎn)速高,表112,按承載情況:,1）向心軸承主要承受徑向載荷,2）向心推力軸承同時(shí)承受徑向和軸向載荷,3）推力軸承主要承受軸向載荷,角接觸球軸承7,圓錐滾子軸承3,最常用幾種 ：,

6、深溝球軸承（向心球軸承）6,前置代號(hào) （字母）,基本代號(hào)（數(shù)字、字母）,后置代號(hào) (字母+數(shù)字),五 四 三 二 一, 軸承分部件代號(hào), 內(nèi)徑代號(hào), 寬度系列代號(hào), 直徑系列代號(hào), 類型代號(hào), 其他代號(hào), 公差等級(jí)代號(hào), 特殊軸承材料代號(hào), 保持架及材料代號(hào), 密封與防塵代號(hào), 內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào), 游隙代號(hào),（二）滾動(dòng)軸承的代號(hào),1、基本代號(hào),（1）軸承類型,1 3 5 6 7N,深溝球軸承,圓錐滾子軸承,角接觸球軸承,調(diào)心球軸承,圓柱滾子軸承,推力球軸承,基本代號(hào)右起五位,（2）尺寸系列,基本代號(hào)右起三、四位,寬度系列右起第四位,0系列（正常寬度）可省略,數(shù)字 0 9,直徑系列右起第三位,數(shù)字

7、0 9,（3）軸承的內(nèi)徑右起一二位數(shù)字,a) d=10, 12, 15, 17mm 時(shí),代號(hào) 00 01 02 03,b) d= 20 480mm 時(shí),d=代號(hào)5(mm),c) d500mm，d=22，28，32mm 時(shí),代號(hào) = 內(nèi)徑尺寸,直徑代號(hào) / 內(nèi)徑代號(hào),2、前置代號(hào)表示軸承的分部件，用字母表示,L可分離軸承的可分離內(nèi)圈或外圈,K軸承的滾動(dòng)體與保持架組件,R不帶可分離內(nèi)圈或外圈的軸承,NU表示內(nèi)圈無(wú)檔邊的圓柱滾子軸承,3、后置代號(hào),軸承的結(jié)構(gòu)、公差、游隙及材料的特殊要求等,（1）內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào),C、AC、B角接觸球軸承的接觸角,（2）密封、防塵與外部形狀變化代號(hào),（3）軸承的公差等級(jí),

8、精度高 低,代號(hào) /P2、/P4、/P5、/P6、/P6X、/P0,公差等級(jí) 2 4 5 6 6X 0,普通級(jí)可省略,例如：RS-骨架式橡膠密封圈.,（4）配置代號(hào)成對(duì)安裝軸承有三種安裝型式,/DB背靠背，/DF面對(duì)面，/DT串連安裝,（3）游隙代號(hào),/C1 /C2 (省略不標(biāo)) /C3 /C4 /C5 小 基本 大,（三）滾動(dòng)軸承的載荷分布，失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則,1滾動(dòng)軸承的載荷分布,承受純Fa認(rèn)為載荷由各滾動(dòng)體均勻承受,承受徑向載荷Fr 上半圈不承受 下半圈受Fr,2、滾動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則,主要失效形式：,1）疲勞點(diǎn)蝕,安裝潤(rùn)滑和維護(hù)良好,2）塑性變形,轉(zhuǎn)速很低或作間歇擺動(dòng),3）磨損

9、,潤(rùn)滑不良、 密封不嚴(yán)、 多塵條件,磨損造成: 軸承游隙加大 運(yùn)動(dòng)精度降低 振動(dòng)和噪音增加,計(jì)算準(zhǔn)則：,一般軸承疲勞壽命計(jì)算（針對(duì)點(diǎn)蝕） 靜強(qiáng)度計(jì)算,低速或擺動(dòng)軸承只進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算,高速軸承進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算、校驗(yàn)極限轉(zhuǎn)速,(四) 滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算,1、基本額定壽命和基本額定動(dòng)載荷,軸承壽命,基本額定壽命L10,同一批軸承在相同工作條件下工作，其中90%的軸承在產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕前所能運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)L10（以106為單位）或一定轉(zhuǎn)速下的工作時(shí)數(shù) Lh,軸承的基本額定壽命L10=1時(shí)， 軸承所能承受的載荷，,基本額定動(dòng)載荷C,由試驗(yàn)得到,2、當(dāng)量動(dòng)載荷P（實(shí)際載荷）,1)對(duì)只能承受徑向載荷Fr的軸承,P

10、 = R,3)同時(shí)受徑向載荷Fr和軸向載荷Fa的軸承,2)對(duì)只能承受軸向載荷Fa的軸承,P = A,P = X Fr +Y Fa,X徑向載荷系數(shù) Y軸向載荷系數(shù),表11-7,引入載荷系數(shù) fp 表11-8,P = fp Fr P = fP Fa P = fP ( XFr + Y Fa ),附加軸向力Fs和實(shí)際軸向力Fa的計(jì)算,角接觸軸承,軸承受Fr時(shí)，載荷區(qū)內(nèi)，各滾動(dòng)體產(chǎn)生附加軸向力FSi,各FSi力的合力FS附加軸向力 大小見表119,附加軸向力Fs的計(jì)算,方向，同開口方向,實(shí)際軸向載荷Fa的確定,（1）當(dāng),軸有向左移動(dòng)的趨勢(shì),軸承1被“壓緊”，軸承2被“放松”,軸承1上的派生軸向力由Fs1

11、增大到FA+Fs2, 阻止軸左移,軸承2上的軸向力，力平衡 本身的派生軸向力,軸承1的實(shí)際軸向載荷為,外部軸向力,（2）當(dāng),軸有右移的趨勢(shì)，軸承2被“壓緊”，軸承1被“放松”,軸承2上的派生軸向力由Fs2增大到 Fs1-FA, 阻止軸右移,軸承2實(shí)際所受的軸向力為,軸承1實(shí)際所受的軸向力，由力的平衡條件 本身派生軸向力,結(jié)論：實(shí)際軸向力Fa的計(jì)算方法,1）分析軸上派生軸向力和外加軸向載荷，判定被“壓緊”和“放松”的軸承,2）“壓緊”端軸承的軸向力等于除本身派生軸向力外，軸上其他所有軸向力代數(shù)和,3）“放松”端軸承的軸向力等于本身的派生軸向力,確定好Fa1和Fa2后，可計(jì)算其當(dāng)量動(dòng)載荷,3、軸承

12、壽命計(jì)算,載荷與壽命的關(guān)系,=3 球軸承 = 10/3 滾子軸承,壽命指數(shù),代入一組數(shù)據(jù)求解,P=C L10=1（106r）,或,當(dāng)工作t120時(shí)，因金屬組織硬度和潤(rùn)滑條件等的變化，軸承的基本額定動(dòng)載荷C有所下降,引入溫度系數(shù) f t 表11-11,當(dāng)P、n已知，預(yù)期壽命為L(zhǎng)h ， 則要求選取的軸承的額定動(dòng)載荷為,選軸承型號(hào)和尺寸,（五）滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度,1、基本額定靜載荷C0,當(dāng)軸承轉(zhuǎn)速很低或作間歇擺動(dòng)時(shí)，軸承的失效形式為塑性變形,2、按靜載選擇軸承的條件,（六）滾動(dòng)軸承的極限轉(zhuǎn)速n lim,情況不同時(shí)，修正極限轉(zhuǎn)速,nlim適用于0級(jí)公差，潤(rùn)滑正常，載荷P0.1C，向心（推力）軸承只受徑（

13、軸）向載荷,（七）滾動(dòng)軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承部件時(shí)，除了要正確選擇軸承的類型和型號(hào)，還要進(jìn)行組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。,1軸承的固定,滾動(dòng)軸承單向固定,（1）兩端固定,（2）一端固定，一端游動(dòng),2軸承的配合,滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制 軸承外圈與外殼配合采用基軸制,配合原則：1）動(dòng)圈緊配合m6,n6, k6, js6,不動(dòng)圈松配合J7，H7，G7,高速重載有沖擊振動(dòng),要求回轉(zhuǎn)精度高,軸承作游動(dòng)支承時(shí),需經(jīng)常拆卸或更換的軸承,2）較緊配合的適用場(chǎng)合,3）較松配合的適用場(chǎng)合,3滾動(dòng)軸承游隙的調(diào)整,軸承游隙過(guò)大，承受載荷的滾動(dòng)體數(shù)量壽命降低；旋轉(zhuǎn)精度振動(dòng)，噪聲,軸承游隙過(guò)小，易磨損，發(fā)熱，壽命,

14、控制，調(diào)節(jié)游隙可用端蓋處墊片的厚度來(lái)調(diào)節(jié),4滾動(dòng)軸承的預(yù)緊,滾動(dòng)軸承裝配時(shí)，使內(nèi)、外圈滾道和滾動(dòng)體表面保持一定的初始彈性變形，無(wú)游隙，提高旋轉(zhuǎn)精度,如：長(zhǎng)短套筒,5滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑,a)油潤(rùn)滑：內(nèi)摩擦小，適用于高速、高溫、易滲漏、需良好的密封裝置,b)脂潤(rùn)滑：不滲漏、不需經(jīng)常添加、密封簡(jiǎn)單、摩擦系數(shù)大、受溫度影響大,c)固體潤(rùn)滑劑:作為潤(rùn)滑劑的添加劑或粘接在滾道上,6滾動(dòng)軸承的密封,目的：防止?jié)櫥瑒┑牧魇Ш屯饨缁覊m、水分的侵入,1）氈圈密封,2）皮碗密封,3）間隙密封,4）迷宮密封,斜齒輪軸系安裝,錐齒輪軸系安裝,本章重點(diǎn),1、按照摩擦性質(zhì)，支承的分類 2、滑動(dòng)摩擦支承常用的材料有哪些種？ 3、

15、滾動(dòng)軸承通常由哪四部分組成？ 4、滾動(dòng)軸承的代號(hào) 5、滾動(dòng)軸承基本額定壽命和基本額定動(dòng)載荷的定義 6、附加動(dòng)載荷、實(shí)際軸向力、當(dāng)量動(dòng)載荷、軸承壽命的計(jì)算 7、滾動(dòng)軸承游隙的調(diào)整，預(yù)緊，潤(rùn)滑與密封,第十一章,結(jié)束,10-7題： 減速器輸出軸軸系改錯(cuò)正確答案,1,2,3,4,5,6,7,8,二、其它類型的滾動(dòng)摩擦支承,可以沒有保持架，內(nèi)座圈和外座圈。,鋼球的滾動(dòng)面直接在與鋼球作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的零件上做出，用標(biāo)準(zhǔn)的鋼球散裝在滾道內(nèi),（一）填入式滾珠支承,無(wú)保持架和內(nèi)圈，較小的徑向外廓尺寸,填入式滾珠支承安裝結(jié)構(gòu)：,外圈為單獨(dú)的零件，利用螺紋和支承板聯(lián)接，軸向位置與間隙容易調(diào)整。,特種填入式滾珠支承，結(jié)構(gòu)緊

16、湊，常用作鏡筒、圓形工作臺(tái)的支承,（二）密珠支承,滾珠有規(guī)律地按多頭螺線的地分布在內(nèi)外圈表面上，數(shù)量較多，每粒滾珠在運(yùn)動(dòng)時(shí)滾道互不重復(fù),內(nèi)、外環(huán)和滾珠的局部誤差對(duì)支承旋轉(zhuǎn)精度的影響較小,回轉(zhuǎn)精度較高，用于光學(xué)分度頭分度機(jī)構(gòu)中,第六節(jié) 精密軸系,精密軸系,以各種支承組合為主體形成的部件，可使零部件精確地繞某軸線轉(zhuǎn)動(dòng)（旋轉(zhuǎn)精度高，載荷小，轉(zhuǎn)速低）,要求：1）旋轉(zhuǎn)精度,置中精度運(yùn)動(dòng)件某一截面中心的偏移量,方向精度運(yùn)動(dòng)件中心線的偏角,2）剛度,3）轉(zhuǎn)動(dòng)的靈便性,幾種常見的精密軸系,一、圓柱形軸系,影響旋轉(zhuǎn)精度：柱形軸和軸套的間隙，幾何形狀誤差，溫度變化,（一）間隙的影響,偏轉(zhuǎn)角（方向精度）有間隙，軸線可能偏轉(zhuǎn),間隙，L工作長(zhǎng)度 ， kS弧秒換算系數(shù) 206265/rad, ，受加工工藝限制不能小，另轉(zhuǎn)動(dòng)不方便,L ,（二）零件圓度的影響,通常圓度和間隙同時(shí)存在的,X方向偏移量,Y方向偏移量,x方向偏轉(zhuǎn)角,y方向偏轉(zhuǎn)角,（三）溫度的影響,溫度變化，間隙變化，偏移量,間隙,t工作時(shí)最高，最低溫度,1，2軸和套線膨脹系數(shù),二、圓錐形軸系,常作豎軸，承受Fa,圓度誤差的