機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第五版 課件 CH11 軸承、CH12聯(lián)軸器、CH13 彈簧

第十一章軸承——機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)第十一章軸承§11-1滑動(dòng)軸承概述§11-2滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)和材料§11-3滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑§11-4

非液體摩擦滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算§11-5滾動(dòng)軸承的構(gòu)造、類(lèi)型及特點(diǎn)§11-6滾動(dòng)軸承的代號(hào)及類(lèi)型選擇§11-7滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算§11-8滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)§11-9滾動(dòng)軸承的維護(hù)和使用§11-10滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承的比較功用：機(jī)器中主要用來(lái)支承軸，用以保證軸的旋轉(zhuǎn)精度，并減少軸與支承物間的摩擦和磨損。有時(shí)，軸承也被用來(lái)支承軸上的旋轉(zhuǎn)零件。根據(jù)工作時(shí)的摩擦性質(zhì)，軸承分為滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承兩大類(lèi)。

重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容1.會(huì)選用滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)和材料。2.重點(diǎn)掌握非液體摩擦滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算。3.會(huì)選擇滾動(dòng)軸承的類(lèi)型，熟練掌握軸承的壽命計(jì)算。4.重點(diǎn)掌握滾動(dòng)軸承組合設(shè)計(jì)方法，并能正確進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.按承受的載荷方向分（1）徑向滑動(dòng)軸承—主要承受徑向載荷FR（2）止推滑動(dòng)軸承—主要承受軸向載荷Fa§11-1滑動(dòng)軸承概述一、滑動(dòng)軸承的分類(lèi)2.按軸頸和軸瓦間的摩擦狀態(tài)分（1）液體摩擦滑動(dòng)軸承工作時(shí)，軸頸和軸承工作表面被一層潤(rùn)滑油膜隔開(kāi)。由于兩零件工作表面沒(méi)有直接接觸，軸承的阻力只是潤(rùn)滑油分子間的內(nèi)摩擦力，所以摩擦系數(shù)?。?.001～0.008），壽命長(zhǎng)，效率高，但是制造精度要求也高，并需在一定條件下才能實(shí)現(xiàn)液體摩擦。（2）非液體摩擦滑動(dòng)軸承工作時(shí)，軸頸和軸承工作表面間雖有潤(rùn)滑油存在，但從微觀上看，工作表面局部凸起部分仍發(fā)生金屬的直接接觸，因此，工作條件要求不高，故在機(jī)械中應(yīng)用仍然較廣泛。液體摩擦實(shí)例一：

1976年，廣洲漁輪廠拆修漁輪上的柴油機(jī)，發(fā)現(xiàn)主軸上的軸承(巴氏合金)在加工時(shí)刮刀留下的刀痕還仍然存在。該柴油機(jī)已使用了l0多年，未更換過(guò)主軸承，這說(shuō)明軸承已形成液體摩擦，否則會(huì)磨損，就看不到刀痕了。

液體摩擦實(shí)例二：

原“東方紅”輪船上的齒輪減速器，在1975年檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)齒面上在滾齒時(shí)滾刀留下的刀痕還存在。該減速器已使用了幾十年，采用噴油潤(rùn)滑，這說(shuō)明齒輪間也形成了液體摩擦，大大降低了磨損。液體摩擦實(shí)例三：

電風(fēng)扇上葉片輪軸與機(jī)架采用的是滑動(dòng)軸承，質(zhì)量好時(shí)無(wú)噪聲。用滾動(dòng)軸承時(shí)噪聲和發(fā)熱都較嚴(yán)重。§11-2滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)形式和材料一、徑向滑動(dòng)軸承1.整體式由軸承座和軸瓦組成。軸承座用螺栓與機(jī)座聯(lián)接，頂部設(shè)有裝油杯的螺紋孔。軸套上開(kāi)有油孔，并在內(nèi)表面開(kāi)油溝以輸送潤(rùn)滑油。這種軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但當(dāng)工作表面磨損后，間隙無(wú)法調(diào)整，軸頸只能從端部裝入。多用于低速、輕載和間歇工作場(chǎng)合，如絞車(chē)、手動(dòng)起重機(jī)等。2.對(duì)開(kāi)（剖分）式由軸承蓋、軸承座、對(duì)開(kāi)軸瓦和雙頭螺柱組成。軸承蓋和軸承座對(duì)開(kāi)面常做成階梯形，以便定位和防止工作時(shí)錯(cuò)動(dòng)。安裝時(shí)上下瓦分面間放有墊片，當(dāng)軸瓦工作面磨損后，可抽去一些墊片，以此來(lái)調(diào)整軸承的間隙。這種結(jié)構(gòu)可調(diào)整間隙，且軸承蓋可打開(kāi)安裝軸，便于裝拆維修，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴。3.自動(dòng)調(diào)心式當(dāng)軸的剛度小，軸頸較長(zhǎng)（寬徑比B/d>1.5），或由于兩軸承不是安裝在同一剛性機(jī)架上，同心度較難保證時(shí)，都會(huì)造成軸瓦端部的局部接觸，使軸瓦局部磨損嚴(yán)重，此時(shí)可采用自動(dòng)調(diào)心式滑動(dòng)軸承。這種軸承將軸瓦外表面做成凸形，與軸承蓋及軸承座上的凹形球面相配合。因此，軸瓦可隨軸的彎曲或傾斜而自動(dòng)調(diào)心，從而保證軸頸與軸瓦的均勻接觸。二、止推滑動(dòng)軸承由軸承座、套筒、徑向軸瓦、止推軸瓦組成。這種軸承主要承受軸向載荷，借助于徑向軸瓦也可承受部分徑向載荷。實(shí)心端面止推軸頸由于工作時(shí)軸心與邊緣磨損不均勻，以致軸心部分壓強(qiáng)極高，所以極少采用?？招亩嗣嬷雇戚S頸和環(huán)狀軸頸工作情況較好。載荷很大時(shí)，可采用多環(huán)軸頸。它還能承受雙向軸向載荷。三、軸承材料1.對(duì)材料的要求軸瓦和軸承襯的材料統(tǒng)稱(chēng)為軸承材料。由于軸瓦是軸承中與軸頸直接接觸的零件，對(duì)其材料的主要要求是：(1)具有足夠的抗壓強(qiáng)度、抗疲勞能力和抗沖擊能力。(2)具有良好的減摩性。材料要有較低的摩擦阻力。(3)具有良好的耐磨性?？拐持p和磨粒磨損性能較好。(4)具有良好的跑合性。軸頸與軸瓦表面經(jīng)短期輕載運(yùn)轉(zhuǎn)后，易于形成相互吻合的表面粗糙度。(5)良好的可塑性。具有適應(yīng)因軸的彎曲和其他幾何誤差而使軸與軸承滑動(dòng)表面初始配合不良的能力。(6)具有嵌藏性。軸承材料具有容納金屬碎屑和灰塵的能力。(7)良好的工藝性和導(dǎo)熱性，并應(yīng)具有抗腐蝕性能。2.材料（1）青銅（2）軸承合金（3）其它材料灰鑄鐵、粉末冶金四、軸瓦結(jié)構(gòu)軸瓦可以由一種材料制成，也可以在高強(qiáng)度材料的軸瓦基體上澆注一層金屬襯，稱(chēng)為軸承襯。常用軸瓦有整體式和對(duì)開(kāi)式兩種結(jié)構(gòu)。整體式軸承采用整體式軸瓦。對(duì)開(kāi)式軸承采用對(duì)開(kāi)軸瓦。如在其內(nèi)表面澆注一層或兩層軸承合金為軸承襯，則稱(chēng)為雙金屬軸瓦或三金屬軸瓦。為了使軸承襯與軸瓦結(jié)合牢固，可在軸瓦基體內(nèi)表面做一些溝槽。為了使?jié)櫥湍芰鞯捷S瓦的整個(gè)工作表面上，軸瓦上要開(kāi)出油溝，一般油孔和油槽應(yīng)開(kāi)在非承載區(qū)，由非承載區(qū)引入以保證承載區(qū)油膜的連續(xù)性，不降低其承載能力。下圖所示為幾種常見(jiàn)的油溝形式?！?1-3滑動(dòng)軸承的潤(rùn)滑潤(rùn)滑對(duì)減少滑動(dòng)軸承的摩擦和磨損以及保證軸承正常工作具有重要意義。因此，在設(shè)計(jì)和使用軸承時(shí)，必須合理地采取措施，對(duì)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑。一、潤(rùn)滑劑1．潤(rùn)滑油2.潤(rùn)滑脂二、潤(rùn)滑方式在選定潤(rùn)滑劑之后，還要選用恰當(dāng)?shù)臐?rùn)滑方式?；瑒?dòng)軸承的潤(rùn)滑方式可按下式求得的k值選?。菏街校簆為軸頸的平均壓強(qiáng)，MPa；v為軸頸的平均圓周速度，m／s。當(dāng)k≤2時(shí)，若采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，則用旋蓋式油杯手工加油，若采用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑，則用壓注油杯或旋套式注油油杯進(jìn)行定期加油；當(dāng)k＞2～16時(shí)，用針閥式注油油杯或油芯式油杯進(jìn)行滴油潤(rùn)滑；當(dāng)k＞16～32時(shí)，用油環(huán)帶油方式，或采用飛濺、壓力循環(huán)等連續(xù)供油方式進(jìn)行潤(rùn)滑；當(dāng)k＞32時(shí)，采用壓力循環(huán)的供油方式進(jìn)行潤(rùn)滑?！?1-4非液體摩擦滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算一、主要失效形式1、磨損 2、膠合非液體摩擦滑動(dòng)軸承的工作表面，在工作時(shí)有局部的金屬接觸，會(huì)產(chǎn)生不同程度的摩擦和磨損，使配合間隙增大，當(dāng)間隙超過(guò)某一允許值時(shí)，機(jī)器正常運(yùn)行受到破壞，噪聲增大，旋轉(zhuǎn)精度變低。當(dāng)軸承在高速、重載且潤(rùn)滑不良時(shí)工作，摩擦加劇，發(fā)熱過(guò)多，可能會(huì)發(fā)生膠合失效。嚴(yán)重時(shí)，甚至軸承與軸頸焊死。二、設(shè)計(jì)計(jì)算條件性計(jì)算。一般已知：軸頸直徑d(mm)、轉(zhuǎn)速n(r/min)和軸承承受的徑向載荷FR（N）設(shè)計(jì)步驟：（1）根據(jù)軸承的工作條件和使用要求，確定軸承及相應(yīng)的軸瓦的結(jié)構(gòu)型式，并選定軸瓦材料。

（2）確定軸承的寬度B。一般由寬徑比B/d及d值確定。

B/d↑承載↑但油不易從兩端流出，散熱性差。一般取B/d=0.8～1.5。1.徑向滑動(dòng)軸承1）磨損—校核平均壓強(qiáng)p限制壓強(qiáng)p是為了保證摩擦表面之間保留一定的潤(rùn)滑劑，（p大，潤(rùn)滑劑易被擠出），避免軸承過(guò)度磨損而縮短壽命。（3）驗(yàn)算軸承的工作能力2)膠合—校核pv值

限制pv值是為了防止軸承過(guò)熱而發(fā)生膠合，因pv值大，軸承單位面積上的摩擦功也大。3)校核v值對(duì)于壓強(qiáng)小的軸承，即使p和pv值驗(yàn)算合格，但由于軸產(chǎn)生彎曲或不同心，軸承的局部區(qū)域，可能產(chǎn)生相當(dāng)高的壓力，當(dāng)速度v過(guò)高時(shí)，局部的pv值可能超過(guò)其許用值，軸承會(huì)加速磨損而使軸承報(bào)廢。[p]、[pv]和[v]值見(jiàn)表11-12.止推滑動(dòng)軸承止推滑動(dòng)軸承的計(jì)算與徑向滑動(dòng)軸承的相同1）磨損—校核壓強(qiáng)p2)膠合—校核pvm值三、實(shí)例分析（見(jiàn)P232）[p]和[pv]值見(jiàn)表11-4優(yōu)點(diǎn)：摩擦阻力小、起動(dòng)容易、效率高、潤(rùn)滑簡(jiǎn)便、更換方便

§14-5滾動(dòng)軸承的構(gòu)造、類(lèi)型及特點(diǎn)一、滾動(dòng)軸承的構(gòu)造組成：外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體、保持架。二、類(lèi)型及特點(diǎn)公稱(chēng)接觸角—滾動(dòng)體與外圈接觸處的法線與徑向平面之間的夾角。越大，軸向承載能力越大按其所能承受的載荷方向可分為：向心軸承—主要承受徑向載荷推力軸承—主要承受軸向載荷按照滾動(dòng)體的形狀，滾動(dòng)軸承可分為球軸承和滾子軸承。而滾子又有圓柱滾子、鼓形滾子、圓錐滾子和滾針等。按其工作時(shí)能否調(diào)心，滾動(dòng)軸承還可分為剛性軸承和調(diào)心軸承。熟練記住下面5類(lèi)軸承的性能和特點(diǎn)圓錐滾子軸承和角接觸球軸承，在成對(duì)使用時(shí)，一定要對(duì)稱(chēng)安裝。軸承安裝實(shí)例：

某校原港機(jī)系設(shè)計(jì)的5噸輪胎吊，在港機(jī)廠制造試車(chē)時(shí)，由于青年工人將一對(duì)圓錐滾子軸承裝成同向，造成幾次試車(chē)都使軸承燒掉。廠方認(rèn)為軸承破壞是設(shè)計(jì)的問(wèn)題，后來(lái)才發(fā)現(xiàn)是軸承安裝不正確所致?！?1-6滾動(dòng)軸承的代號(hào)及類(lèi)型選擇一、滾動(dòng)軸承的代號(hào)滾動(dòng)軸承已標(biāo)準(zhǔn)化，為了便于生產(chǎn)和使用，國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了滾動(dòng)軸承的代號(hào)。其代號(hào)由三部分組成。前置代號(hào)基本代號(hào)后置代號(hào)1.基本代號(hào)1)類(lèi)型代號(hào)前述（右起4或5位）2)內(nèi)徑代號(hào)右起1-2位內(nèi)孔直徑d=代號(hào)數(shù)字×5,適用范圍20～480mm,

但00，01，02，03例外，其他為：/內(nèi)徑3）尺寸系列代號(hào)右起3或3-4位內(nèi)徑d相同，D和B不同的組合2.前、后置代號(hào)軸承在結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、公差、技術(shù)要求有改變時(shí)，在基本代號(hào)左右添加的補(bǔ)充代號(hào)。如公差/P0（省略），/P6等，分別表示0級(jí)和6級(jí)公差例：試說(shuō)明軸承代號(hào)6206、33215E、7312C及52412/P6的含義6206：深溝球軸承，尺寸系列02，為(窄)輕系列，軸承內(nèi)徑d=30mm，公差等級(jí)為0級(jí)33215E：圓錐滾子軸承，尺寸系列32，為特寬輕系列，軸承內(nèi)徑d=75mm，加強(qiáng)型，公差等級(jí)為0級(jí)7312C：角接觸球軸承，尺寸系列03，為(窄)中系列，軸承內(nèi)徑d=60mm，公稱(chēng)接觸角，公差等級(jí)為0級(jí)。52412/P6：雙向推力球軸承，尺寸系列24，為正常高、重系列，軸承內(nèi)徑d=60mm，公差等級(jí)為6級(jí)。

二、滾動(dòng)軸承的類(lèi)型選擇（閱讀）

主要根據(jù)載荷性質(zhì)、大小、轉(zhuǎn)速高低、調(diào)心性能、空間位置的要求選擇。軸承選擇實(shí)例一：

1975年某校教師在哈爾濱船廠進(jìn)行柴油機(jī)的組合機(jī)床加工生產(chǎn)線設(shè)計(jì)。在箱體與缸頭多頭鉆設(shè)計(jì)時(shí)，最頭痛的是挑選軸承，由于鉆桿之間位置緊張，不能采用一般軸承(3類(lèi)、6類(lèi)、7類(lèi))，而只能用NA類(lèi)(滾針軸承)，位置問(wèn)題解決了，但有時(shí)又不能承受大的軸向力，這就要對(duì)整個(gè)箱體與傳動(dòng)部分進(jìn)行全面規(guī)劃。軸承選擇實(shí)例二：

湖北省先進(jìn)小港蘭溪港，工人自己制造土吊車(chē)，由于軸承兩端同心度不高，選用的又不是調(diào)心軸承，造成軸承經(jīng)常破壞，后來(lái)在軸的中間又加了一個(gè)軸承，結(jié)果還是破壞，工人們不知道是什么原因，后經(jīng)武漢理工大學(xué)教師指點(diǎn)，將其換成調(diào)心軸承，問(wèn)題得到了解決。

軸承選擇實(shí)例三：火車(chē)的車(chē)箱很寬而且受載很大，在二車(chē)軸上需要兩個(gè)軸承，由于載荷大，跨距大，因此就采用調(diào)心滾子軸承(2類(lèi))?，F(xiàn)在新設(shè)計(jì)的齒輪箱(中硬齒面或硬齒面)也采用2類(lèi)軸承，這樣就可以使齒輪在相互嚙合過(guò)程中，自動(dòng)調(diào)整接觸線的位置?！?1-7滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算一、失效形式與計(jì)算準(zhǔn)則1.失效形式1）疲勞點(diǎn)蝕（一般轉(zhuǎn)速）（軸承受變載荷）2）塑性變形（低速、不回轉(zhuǎn)、擺動(dòng)）3）磨損、內(nèi)外圈和保持架破損、膠合疲勞點(diǎn)蝕→壽命計(jì)算塑性變形→靜強(qiáng)度計(jì)算2.計(jì)算準(zhǔn)則二、基本額定壽命和基本額定動(dòng)載荷軸承壽命：出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕前所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)或在一定轉(zhuǎn)速下所經(jīng)歷的工作小時(shí)數(shù)。滾動(dòng)軸承的壽命有很大的離散性，以可靠度衡量軸承壽命。可靠度：一組相同軸承能達(dá)到或超過(guò)規(guī)定壽命的百分率，稱(chēng)為軸承的可靠度?；绢~定壽命：是指一批相同的軸承，在相同的使用條件下工作，其可靠度為90%時(shí)能達(dá)到或超過(guò)的壽命?？梢杂每傓D(zhuǎn)數(shù)L10表示，也可以用一定轉(zhuǎn)速下工作的總小時(shí)數(shù)Lh表示。基本額定動(dòng)載荷C：基本額定壽命L10=106轉(zhuǎn)時(shí)，軸承所能承受的載荷。C值可查手冊(cè)。三、當(dāng)量動(dòng)載荷基本額定動(dòng)載荷C是在受純徑向載荷或純軸向載荷下得到的，實(shí)際情況下可能同時(shí)受徑向載荷和軸向載荷，要與基本額定動(dòng)載荷作比較，通過(guò)實(shí)驗(yàn)將實(shí)際工作載荷轉(zhuǎn)化為當(dāng)量動(dòng)載荷P，在當(dāng)量動(dòng)載荷作用下，軸承的壽命與實(shí)際復(fù)合載荷下軸承的壽命相同。X—徑向系數(shù)Y—軸向系數(shù)fP—載荷系數(shù)FR—徑向載荷FA—軸向載荷當(dāng)量動(dòng)載荷四、壽命計(jì)算公式軸承壽命與載荷有關(guān)，有載荷—壽命曲線（P-L曲線）試驗(yàn)表明：ε—壽命指數(shù)，球軸承ε=3，滾子軸承ε=10/3當(dāng)L10=1（106轉(zhuǎn)）

基本額定動(dòng)載荷C例6305，D=62，B=17，C=19.5KN

6205，D=52，B=15，C=14.0KN當(dāng)預(yù)期壽命已給定，則所需軸承應(yīng)具有的基本額定動(dòng)載荷C’為：軸承壽命計(jì)算實(shí)例：

軸承壽命計(jì)算公式：。如自行車(chē)載人(載荷增加一倍)，則其上球軸承壽命僅為單人用的1／8(即一人用可用8年，而載人僅能用一年)。五、角接觸球軸承（7類(lèi)）和圓錐滾子軸承（3類(lèi)）軸向載荷FAi的計(jì)算。特點(diǎn)：在只承受徑向載荷FR時(shí)，由于法向力方向與徑向平面成一接觸角，會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部軸向力FS，計(jì)算軸向載荷FAi時(shí)須將FS考慮進(jìn)去。1.內(nèi)部軸向力FS的大小及方向FS的大?。河蓮椥粤W(xué)推導(dǎo)的公式計(jì)算，見(jiàn)表11-12。FS的方向：總是沿著內(nèi)圈和滾動(dòng)體對(duì)外圈脫離的方向2.軸向載荷FAi的計(jì)算這類(lèi)軸承通常成對(duì)安裝，有兩種安裝方式，外圈窄邊相對(duì)，正安裝（重點(diǎn)）外圈寬邊相對(duì)，反安裝FAS1S2正安裝思路：軸的力平衡條件（軸、內(nèi)圈、滾動(dòng)體一起為分離體）如果軸還受到外部軸向力Fa

，則每個(gè)軸承所受的軸向力FAⅠ、FAⅡ應(yīng)考慮Fa及FS的影響，最后確定。FAS1S2反安裝（1）若Fa+FS1>FS2，軸有向右移動(dòng)趨勢(shì)，軸承Ⅱ“壓緊”，

Ⅰ“放松”。由力平衡方程，有：Fa+FS1=FS2+FS’2=FAⅡ壓緊端；FS1=FAⅠ放松端（2）若Fa+FS1<FS2，軸有向左移動(dòng)趨勢(shì)，軸承Ⅰ“壓緊”，Ⅱ“放松”Fa+FS1+FS’1=FS2；FAⅡ

=FS2

放松端；

FAⅠ=FS2–Fa

壓緊端小結(jié)：（1）判斷全部軸向力（包括FA、FS1、FS2）合力的指向，確定“壓緊端”和“放松端”（2）“放松”端軸承軸向力FAi等于其本身內(nèi)部軸向力。（3）“壓緊”端軸承軸向力FAi等于除本身內(nèi)部軸向力外其它所有軸向力的代數(shù)和。解：下面求P，P=fP(XFR+YFA)軸承I：FR1=2000N FA1=Fa=600N查表：X=0.56Y=1.9 fP=1.2 得：P1=2712N軸承Ⅱ：FR2=1500N FA2=0查表：X=1Y=0fP=1.2P2=1800N∵P1>P2

故僅計(jì)算軸承I例題1求6307軸承的壽命。已知：FR1=2000N，F(xiàn)R2=1500N，F(xiàn)a=600N，Cr=33.2kN，n=500r/minFaⅠⅡ例11-37208AC軸承。n=1450r/min

,Fa=1000N

,FR1=1500N，

FR2=750N，有中等沖擊，要求預(yù)期壽命為6000h。解：例題2FR1=1000N，F(xiàn)R2=2000N，F(xiàn)A=800N，n=1440r/min，初選30207軸承，受中等沖擊，預(yù)期壽命Lh’=50000～60000h，所選軸承合適否？查手冊(cè)C=54.2KN，下面求當(dāng)量動(dòng)載荷P，P=fP(XFR+YFA)

，fP=1.51.由于是3類(lèi)軸承,先求FAiFS1=FR1/2Y=1000/2×1.6=313NFS2=FR2/2Y=2000/2×1.6=625NFS1+FA=313+800=1113NFS1+FA

＞

FS2軸承I放松、軸承Ⅱ壓緊由力的平衡方程FS1+FA=FS2+FS,2FA1=FS1=313NFA2=FS1+FA=1113N2.求當(dāng)量動(dòng)載荷P

軸承IP1=fP(XFR1+YFA1)=1500N

軸承ⅡP2=fP(XFR2+YFA2)=3871NP2>P1

以軸承Ⅱ作為壽命計(jì)算依據(jù)3.求Lh實(shí)際壽命比預(yù)期壽命大，軸承合格。六、滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算對(duì)于在低轉(zhuǎn)速(n＜10r/min)或在緩慢擺動(dòng)條件下工作的滾動(dòng)軸承，由于主要失效形式為塑性變形，這時(shí)滾動(dòng)軸承應(yīng)按靜強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。對(duì)在重載荷或沖擊載荷下轉(zhuǎn)速較高的軸承，除按疲勞壽命計(jì)算外，為安全起見(jiàn)，也要按靜強(qiáng)度對(duì)軸承進(jìn)行驗(yàn)算。

軸承套圈間相對(duì)轉(zhuǎn)速為零，使最大載荷滾動(dòng)體與滾道接觸中心處引起的接觸應(yīng)力達(dá)到一定值(向心和推力球軸承為4200MPa，滾子軸承為4000MPa)時(shí)的靜載荷，稱(chēng)為滾動(dòng)軸承的基本額定靜載荷C。(向心軸承稱(chēng)為徑向基本額定靜載荷C0r，推力軸承稱(chēng)為軸向基本額定靜載荷C0a對(duì)于同時(shí)承受徑向和軸向載荷的軸承，應(yīng)按當(dāng)量靜載荷P0進(jìn)行計(jì)算，向心軸承的當(dāng)量靜載荷P0為下列兩式中的較大值式中：X0，Y0分別為當(dāng)量靜載荷的徑向和軸向系數(shù)對(duì)于的推力軸承當(dāng)量靜載荷為對(duì)于的推力軸承當(dāng)量靜載荷為按靜強(qiáng)度選擇軸承的計(jì)算式為

式中S0稱(chēng)為靜強(qiáng)度安全系數(shù)，其值可查有關(guān)手冊(cè)。§11-8滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)一、軸系的軸向定位1.兩端單向固定（L≤350mm,t≤700）C=0.25～0.4mm2.一端雙向固定，一端游動(dòng)（L＞350mm）固定端軸承可承受雙向軸向載荷，游動(dòng)端可選用深溝球軸承或圓柱滾子軸承。選用深溝球軸承時(shí)，應(yīng)在軸承外圈與端蓋之間留有間隙，允許軸與機(jī)座作相對(duì)移動(dòng)；選用圓柱滾子軸承時(shí)，則軸承外圈應(yīng)作雙向固定，以免外圈同時(shí)移動(dòng)，造成過(guò)大錯(cuò)位。３.兩端游動(dòng)（L＞350mm）人字齒輪主動(dòng)軸，由于輪齒兩側(cè)螺旋角不易做到完全對(duì)稱(chēng)，為了防止輪齒卡死或兩側(cè)受力不均勻，應(yīng)采用軸系能有左右微量軸向游動(dòng)的結(jié)構(gòu)，圖中兩端都選用圓柱滾子軸承，滾動(dòng)體與外圈間可軸向移動(dòng)。與其相嚙合的另一軸系則必須兩端固定，以使該軸系在箱體中有固定位置。二、軸向位置的調(diào)整有時(shí)軸上零件在安裝時(shí)要有準(zhǔn)確的工作位置，如錐齒輪傳動(dòng)要求兩齒輪的錐頂重合于一點(diǎn)，蝸桿傳動(dòng)要求蝸輪中間平面通過(guò)蝸桿的軸線，這些都要求軸的軸向位置應(yīng)能調(diào)整。三、提高軸承系統(tǒng)的剛度和同軸度

軸承不僅要求軸具有一定的剛性，而且也要求軸承座孔具有足夠的剛性，這是因?yàn)檩S或軸承座孔的變形都會(huì)使?jié)L動(dòng)體滾動(dòng)受阻，降低軸承使用壽命。1.軸承座孔壁應(yīng)有足夠的厚度，或采用加強(qiáng)肋2.軸承采用正安裝或反安裝反安裝正安裝正安裝剛度不好3.軸承的預(yù)緊四、配合和裝拆配合內(nèi)圈與軸—基孔制外圈與軸—基軸制2.裝拆壓力機(jī)熱油4.同一軸上的軸承座孔保證同心用手錘安裝軸承軸承的定位軸肩過(guò)高，軸承將無(wú)法拆出，定位軸肩的尺寸要查手冊(cè)—軸承的安裝尺寸§11-9滾動(dòng)軸承的維護(hù)和使用一、滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑1.目的：減少摩擦、磨損，冷卻、吸振、防銹和減小噪聲2.潤(rùn)滑方式：潤(rùn)滑脂、潤(rùn)滑油、固體潤(rùn)滑劑，可參看表11-15按dn值選擇要延長(zhǎng)軸承的使用壽命和保證旋轉(zhuǎn)精度，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)軸承的維護(hù)，采用合理的潤(rùn)滑和密封，并應(yīng)經(jīng)常檢查潤(rùn)滑和密封狀況。二、滾動(dòng)軸承的密封1.目的：阻止灰塵、水分等雜物進(jìn)入，防止?jié)櫥瑒┑牧魇?.密封方法：接觸式、非接觸式、組合式接觸式非接觸式組合式：油環(huán)與油溝組合三、滾動(dòng)軸承的檢驗(yàn)機(jī)器設(shè)備在中修或大修時(shí)應(yīng)將軸承徹底清洗干凈，并逐個(gè)予以檢驗(yàn)。檢驗(yàn)內(nèi)容主要有外觀檢視、空轉(zhuǎn)檢驗(yàn)、游隙測(cè)量三個(gè)方面?！?1-10滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承的比較在設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)，應(yīng)結(jié)合各類(lèi)軸承的基本性能和工作情況，進(jìn)行對(duì)比分析，選用最恰當(dāng)?shù)妮S承。各類(lèi)軸承的性能、特點(diǎn)見(jiàn)表11-16，供選用時(shí)參考。習(xí)題1：

在斜齒圓柱齒輪減速器的輸出軸中安裝有一對(duì)70000AC角接觸球軸承。已知FR1=3500N，F(xiàn)R2=1800N。斜齒圓柱齒輪的軸向力Fa=1000N，試分別按圖中兩種裝配方案，計(jì)算兩軸承的軸向載荷。答：FA1=FS1=2450N（放松端）

FA2=FS1-Fa=1450N（壓緊端）答：FA1=FS1=2450N（放松端）

FA2=FS1+Fa=3450N（壓緊端）習(xí)題2：

蝸輪軸上安裝有一對(duì)30207軸承。軸承上的載荷分別為FR1=5000N，F(xiàn)R2=2800N，軸向載荷Fa=1000N，載荷平穩(wěn)。試計(jì)算兩軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷。（對(duì)于30207軸承，e=0.37,Y=1.6,FS=FR/2Y）答案：FA1=FS2+Fa=1875NFA2=FS2=875NP1=5000NP2=2800N習(xí)題3：如圖所示，分析該斜齒輪軸系中的結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤并改正之。齒輪用油潤(rùn)滑，軸承用脂潤(rùn)滑。習(xí)題4：指出蝸輪軸系中的結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤，說(shuō)明其錯(cuò)誤原因并畫(huà)出正確的結(jié)構(gòu)。蝸輪用油潤(rùn)滑，軸承用脂潤(rùn)滑。習(xí)題5：指出圖中所示軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤，在錯(cuò)誤處編出序號(hào)并一一說(shuō)明理由。①軸端無(wú)倒角；②無(wú)調(diào)整墊片，軸承間隙無(wú)法調(diào)；③鑄造箱體加工面與非加工面未分開(kāi)；④無(wú)砂輪越程槽，軸頸處不便磨削加工；⑤軸肩過(guò)高，軸承不便拆卸；⑥無(wú)鍵連接，齒輪周向無(wú)法固定；⑦軸頭段長(zhǎng)度等于齒輪輪轂的長(zhǎng)度，套筒頂不住齒輪，齒輪固定不可靠；⑧轉(zhuǎn)動(dòng)件(套筒)與靜止件(軸承外圈)接觸，軸系無(wú)法正常轉(zhuǎn)動(dòng)；⑨精加工面過(guò)長(zhǎng)且不便裝拆軸承；⑩軸的外伸段與軸承蓋孔之間無(wú)間隙，轉(zhuǎn)動(dòng)的軸與靜止軸承蓋接觸，軸不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)；（11）軸的外伸段與軸承蓋孔之間無(wú)密封裝置，無(wú)法防漏油及防塵；（12）聯(lián)軸器軸向未定位和固定；（13）無(wú)鍵連接，聯(lián)軸器周向無(wú)法固定；（14）聯(lián)軸器軸向未固定。解答：第九章螺紋聯(lián)接和螺旋傳動(dòng)——機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)高等教育出版社2013年第十二章聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器——機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)高等教育出版社2024年第十二章聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器§12-1聯(lián)軸器§12-2離合器§12-3制動(dòng)器聯(lián)軸器用來(lái)聯(lián)接不同部件之間的兩根軸或軸與其它回轉(zhuǎn)零件，使之一起回轉(zhuǎn)并傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力聯(lián)軸器聯(lián)軸器軸電動(dòng)機(jī)減速器帶式運(yùn)輸機(jī)F

vD帶式運(yùn)輸機(jī)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖第十二章聯(lián)軸器、離合器和制動(dòng)器§12-1聯(lián)軸器

被聯(lián)接兩軸間的各種相對(duì)位移無(wú)補(bǔ)償能力，故對(duì)兩軸對(duì)中性的要求高。當(dāng)兩軸有相對(duì)位移時(shí)，會(huì)在結(jié)構(gòu)內(nèi)引起附加載荷。這類(lèi)聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。聯(lián)軸器的種類(lèi)和特性2一、

聯(lián)軸器的分類(lèi)剛性聯(lián)軸器

撓性聯(lián)軸器

無(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器：利用聯(lián)軸器工作零件間的間隙和結(jié)構(gòu)特性補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移。有彈性元件撓性聯(lián)軸器：聯(lián)軸器中裝有彈性元件，不僅可以補(bǔ)償兩軸間的相對(duì)位移，而且具有緩沖減振的能力。1、凸緣聯(lián)軸器a)型聯(lián)軸器用普通螺栓聯(lián)接，靠接合面間的摩擦力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩；b)型聯(lián)軸器用鉸制孔螺栓聯(lián)接，靠螺栓桿承受擠壓與剪切來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩；用兩圓錐銷(xiāo)（或平鍵）傳遞轉(zhuǎn)矩，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，徑向尺寸小，需自行設(shè)計(jì)。2、套筒式聯(lián)軸器3、十字滑塊聯(lián)軸器浮動(dòng)盤(pán)的凸塊可在套筒的凹槽中滑動(dòng)，可補(bǔ)償一定的徑向位移和少量的角位移。常用在工作平穩(wěn)、有較大位移的低速大轉(zhuǎn)矩的場(chǎng)合。4、彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器彈性套的變形可以補(bǔ)償兩軸線的徑向位移和角位移，并有緩沖和吸振作用。但橡膠易壞，壽命較短。5、彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，兩半聯(lián)軸器可以互換，加工容易，維修方便。耐磨性好，結(jié)構(gòu)緊湊，適合于沖擊不大，經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的中、低速以及較大轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)軸系。1、根據(jù)機(jī)器的工作條件和使用要求選擇合適的類(lèi)型；2、按軸的直徑

d、計(jì)算轉(zhuǎn)矩

Tc

和轉(zhuǎn)速

n選定具體的型號(hào)；注意：應(yīng)按計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc

來(lái)選擇型號(hào)。T—公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩；K—工況系數(shù)；查表12-2二、聯(lián)軸器的選擇一、牙嵌式離合器常用的牙型有：三角形、矩形、梯形和鋸齒形.牙嵌式離合器結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，外廓尺寸小。但接合時(shí)必須使主動(dòng)軸慢速轉(zhuǎn)動(dòng)或停車(chē)，否則牙齒容易損壞?！?2-2離合器二、摩擦式離合器利用接觸表面間的摩擦力來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩.單盤(pán)摩擦離合器多盤(pán)摩擦離合器一、帶式制動(dòng)器

1—制動(dòng)輪2—閘帶3—杠桿帶式制動(dòng)器制動(dòng)輪軸和軸承受力大，帶與輪間壓力不均勻，從而磨損也不均勻，且易斷裂，但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，可以產(chǎn)生較大的制動(dòng)力矩，所以目前也常應(yīng)用。

§12-3制動(dòng)器二、.塊式制動(dòng)器1—電磁線圈2—銜鐵3、4—杠桿系統(tǒng)5—瓦塊6—制動(dòng)輪電磁塊式制動(dòng)器制動(dòng)和開(kāi)啟迅速，尺寸小，重量輕，易于調(diào)整瓦塊間隙，更換瓦塊、電磁鐵也方便，但制動(dòng)時(shí)沖擊大，不宜用制動(dòng)力矩大和需要頻繁制動(dòng)的場(chǎng)合。塊式制動(dòng)器靠瓦塊與制動(dòng)輪間的摩擦力來(lái)制動(dòng)。第十三章彈簧——機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)§13-1彈簧的功用和類(lèi)型§13-2彈簧的制造、材料及許用應(yīng)力§13-3圓柱螺旋壓縮（拉伸）彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算第十三章彈簧一、彈簧的功用§13-1彈簧的功用和類(lèi)型(1)緩沖和減振。如汽車(chē)、火車(chē)車(chē)箱下的減振彈簧，各種緩沖器的緩沖彈簧等；(2)控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。如內(nèi)燃機(jī)中的閥門(mén)彈簧，離合器中的控制彈簧等；(3)儲(chǔ)存及輸出能量。如鐘表彈簧、槍閂彈簧等；(4)測(cè)量力的大小。如彈簧秤，測(cè)力器中的彈簧等。二、彈簧的類(lèi)型§13-2彈簧的制造、材料及許用應(yīng)力常用彈簧材料的機(jī)械性能及用途見(jiàn)表13-1～13-3二、

彈簧的制造

螺旋彈簧的制造工藝過(guò)程包括：卷制、掛鉤的制作或端面圈的精加工、熱處理和工藝性能試驗(yàn)。一.彈簧的材料和許用應(yīng)力

彈簧在工作中常受交變和沖擊載荷，又要求有較大的變形，所以彈簧材料應(yīng)具有高的抗拉強(qiáng)度、彈性極限和疲勞強(qiáng)度。在工藝上要有一定的淬透性、不易脫碳，表面質(zhì)量好。拉伸彈簧的端部制有掛鉤，以便安裝和加載?？烧{(diào)式（LⅦ型）和可轉(zhuǎn)式（LⅧ型）掛鉤受力情況較好，且可轉(zhuǎn)向任何位置以便于安裝。常用的端部結(jié)構(gòu)有四種型式（如圖所示）；半圓鉤環(huán)（LⅠ型）、圓鉤環(huán)（LⅡ型）制造方便，應(yīng)用廣泛，但因掛鉤過(guò)渡處產(chǎn)生很大彎曲應(yīng)力，故只宜用于彈簧絲直徑的彈簧。半圓鉤型圓鉤型可調(diào)式可轉(zhuǎn)式彈簧在彈性范圍內(nèi)工作時(shí)，其變形量隨載荷的變化而改變，表示彈簧工作過(guò)程中所受載荷與變形量之間關(guān)系的曲線，稱(chēng)為彈簧的特性線。

特性線給設(shè)計(jì)彈簧時(shí)的力分析提供了方便，同時(shí)也是彈簧質(zhì)量檢驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)的重要依據(jù)。

在彈性范圍內(nèi)工作的等節(jié)距圓柱螺旋彈簧，其載荷與變形成正比，故特性曲線為一條直線。一、