軸及軸承.ppt - PowerPoint 演示文稿.ppt

1、機械設計基礎(chǔ),制作人：陳 紅,機械設計基礎(chǔ)主要內(nèi)容,金 屬 材 料 螺 紋 聯(lián) 接 機構(gòu)的自由度 平面連桿機構(gòu) 凸 輪 機 構(gòu) 間歇運動機構(gòu) 齒輪傳動 齒輪系 帶傳動 鏈傳動 軸/軸承/聯(lián)軸器與離合器,Unit 11 軸及軸轂聯(lián)接,軸的分類 軸的結(jié)構(gòu)設計 軸的設計計算 思考題,一、軸的分類,1）轉(zhuǎn)軸同時承受轉(zhuǎn)矩和彎矩的軸（大多數(shù)軸受載情況）,2）傳動軸主要承受扭矩的軸,1、按軸的受載情況分類,按軸的受載情況分類,3）心軸只承受彎矩，不承受扭矩的軸,滑輪軸,2、按軸線形狀分類,二、軸結(jié)構(gòu)設計（強度與結(jié)構(gòu)合理性）,1、便于軸上零件裝配,二、軸結(jié)構(gòu)設計（強度與結(jié)構(gòu)合理性）,2、保證軸上零件的準確定位

2、和可靠固定,1）軸向定位和固定：軸肩或軸環(huán)；套筒和圓螺母； 彈性擋圈和緊定螺釘；軸端 ；擋圈和圓錐面。,2）周向定位和固定,平鍵、花鍵聯(lián)接；銷聯(lián)接；緊定螺釘；成型面和過盈配合,3）鍵聯(lián)接,a)普通平鍵、導向平鍵、滑鍵,b)半圓鍵,鍵聯(lián)接,c)楔鍵,d)切向鍵,e)花鍵,3、具有良好的制造和安裝工藝性,1）留退刀槽和砂輪越程槽,2）鍵槽盡量安排在同一直線上,3）圓角半徑和倒角大小盡量一致,4）軸端和軸段端都有導角,4、減少應力集中，改善受力情況,1）相鄰軸段圓角過渡,2）開卸荷槽（圖c),3）降低軸表面粗糙度,4）改變軸上零件布置，改善受力情況,5）減輕負荷,三、軸的設計計算,1、設計計算公式,

3、1）按鈕轉(zhuǎn)強度計算傳動軸,傳動軸上開有鍵槽時，軸徑增大4-7%,2）按彎扭合成強度計算,第三強度理論：,3）軸的剛度計算,彎曲剛度用繞度y或偏轉(zhuǎn)角度量, 扭轉(zhuǎn)剛度用扭轉(zhuǎn)角度量。,2、軸的常用材料,軸常用材料為碳素鋼和合金鋼: Q235、20、35、45、40Cr、35SiMn等,3、軸的設計步驟,1）選擇軸的材料,3）軸的結(jié)構(gòu)設計，相鄰兩段軸直徑之差可取為5-10mm,4）軸的強度校核： 對軸上傳動零件進行受力分析； 畫出軸的彎矩圖和扭矩圖； 判斷危險截面。,思考題十一/1,零件在軸上進行周向固定時，可采用 、 、 、 和 等方法。 鍵聯(lián)接主要類型有： 、 、 、 、和 。 花鍵聯(lián)接分 、 和

4、 三種類型。 花鍵定心方式有： 、 和 三種方式。 設計軸必須滿足的基本要求： 、 、 、 。 轉(zhuǎn)軸設計成階梯形狀，是考慮了 （A，容易加工，B，外形美觀，C，足夠的強度和剛度，D，軸上零件的定位與固定，E，便于軸上零件的裝拆）等要求。,思考題十一/2,軸上零件的軸向固定，常采用 （A，鍵聯(lián)接，B，銷聯(lián)接，C，軸肩，D，套筒，E，圓螺母，F(xiàn)，彈性擋圈）。其中可以承受較大軸向力的是 ，能乘受較小軸向力的是 ，還可以兼做周向定位的是 。 軸和軸上零件的周向固定大多采取 、 和 等聯(lián)接形式。 軸的結(jié)構(gòu)設計就是確定軸的 ，軸端車有倒角是考慮 ，軸徑變化處應有圓角過渡是為了 。 提高軸表面質(zhì)量主要是為了

5、 （A，美觀、好看，B，提高剛度，C，提高強度，D，減小應力集中）。 用于定位軸上零件的軸肩高度應按 確定；用于定位滾動軸承的軸肩高度應按 來查取。,Unit 12 軸承,滾動軸承的構(gòu)造 滾動軸承代號 滾動軸承的類型特點與選用 滾動軸承的組合設計 滾動軸承的維護與使用 滾動軸承的壽命計算 思考題,滑 動 軸 承 類 型 滑動軸承結(jié)構(gòu)和材料 滑 動 軸 承 的 潤 滑 不完全液體潤滑軸承設計,一、滾動軸承的構(gòu)造,1-外圈、2-內(nèi)圈（高強度、耐磨含鉻合金鋼）， 3-滾動體， 4-保持架（軟鋼、銅合金或塑料）,滾動體類型,球形 滾子圓柱、鼓形、圓錐、滾針,公稱接觸角滾動體與外圈接觸處的法線與垂直于軸

6、承軸線的徑向平面間的夾角。,二、滾動軸承代號,7208 AC,6308/P63,（1）類號（1-2調(diào)心）,1調(diào)心球軸承 =00,2調(diào)心滾子軸承 =00,類號（3，7角接觸）,3圓錐滾子軸承00 450,7-角接觸球軸承00 450,類號（5，8推力）,5推力球軸承450 900,8推力滾子軸承450 900,類號（6球，N圓柱滾子,NA滾針),6-深溝球軸承 00,N-圓柱滾子軸承 00,NA-滾針軸承 00,（2）尺寸（寬度與直徑）系列代號,（3）內(nèi)徑代號,10-20mm內(nèi)徑有10、12、15、17四個尺寸，代號00、01、02、03,20-480mm內(nèi)徑 代號=內(nèi)徑/5,500及22、28

7、、32 mm特殊值直接用公稱內(nèi)徑表示，加/與尺寸系列代號隔開,（4）前置、后置代號,公差等級6個由高到低：/P2、 /P4 、 /P5、 /P6x、 /P6 、/P0不標。,游隙軸承內(nèi)圈相對外圈沿徑向或軸向可移動最大距 離。6個組別： /C0不標、 /C1 、 /C2、 /C3 、 /C4、 /C5,內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號描述大?。篈C、B、C、E(空半個 漢字標出）,三、滾動軸承的類型特點與選用,（1）主要承受徑向載荷（6、N、NA、1、2）， 0徑向軸承,（2）主要承受軸向載荷（5、8）， 450 900推力軸承,1、類型特點,（3）承受徑向載荷同時承受軸向載荷（3、7），00 450角接觸軸承,2

8、、滾動軸承的選用,（1）極限轉(zhuǎn)速：球軸承高,（2）載荷大小和方向：滾子軸承承載能力強,（3）調(diào)心,（4）經(jīng)濟性：精度適中，球軸承較滾子軸承便宜,（5）安裝：圓錐滾子軸承內(nèi)、外圈可分離。,四、滾動軸承的組合設計,1、軸系的軸向定位,（1）兩端單向固定,（2）一端雙向固定,（3）兩端游動,2、軸向位置的調(diào)整,3、提高軸承系統(tǒng)的剛度和同軸度,（2）角接觸軸承安裝方式不同，組合剛度不同,（1）軸承座孔有足夠的厚度采用加強筋,（3）加墊片預緊-提高軸承系統(tǒng)的剛度,（4）同一根軸的軸承座孔，盡可能保持同心 小外經(jīng)軸承加套筒,五、滾動軸承的維護與使用,1、滾動軸承的配合,內(nèi)圈與軸基孔制，有過盈的配合， 軸公

9、差可選：n6,m6,k5,k6。,外圈與座孔基軸制，較松配合， 孔公差可選：J7,H7,G7。,2、安裝與拆卸,安裝壓力機壓套，熱裝、冷裝 拆卸壓力機、拆卸工具,3、滾動軸承的潤滑,目的減少磨損、冷卻、吸振、防銹和減少噪音,4-5m/s時采用潤滑脂潤滑（黃油）,高速潤滑油潤滑，浸油或飛濺潤滑； 更高速可用噴油或油霧潤滑。,（a）油池浸油潤滑 b)飛濺潤滑 c)噴油潤滑,4、滾動軸承的密封,目的防止灰塵、水分進入軸承，防止?jié)櫥瑒┝魇?（1）接觸式密封毛氈（ 4-5m/s ）、密封圈7m/s,（2）非接觸式密封油溝密封（5-6m/s，填充潤滑脂、間隙0.1-0.3mm)；,（2）非接觸式密封,(a

10、) (b) (c),迷宮密封（高速，間隙0.2-0.5mm)；,5、滾動軸承的檢驗,（1）外觀檢驗內(nèi)、外圈、滾動體有無斑點、剝落、凹坑,（2）空轉(zhuǎn)檢驗轉(zhuǎn)動靈活性,（3）游隙測量徑向游隙0.1-0.5mm（千分表）。,*六、滾動軸承的壽命計算,七、滑動軸承類型,按軸承受力方向分：徑向滑動軸承和止推滑動軸承。 按潤滑介質(zhì)類型分：液體、氣體、固體和半固體（脂）等滑動軸承?；蛲耆黧w潤滑與不完全流體潤滑軸承。 完全滑動軸承摩擦小、機械效率高，制造、安裝精度高，用于高速、高精度、重載場合。 不完全滑動軸承摩擦系數(shù)大、磨損快、效率低，結(jié)構(gòu)簡單、精度低、安裝維護方便，用于低速、有振動沖擊場合。,八、滑動軸承

11、的結(jié)構(gòu)和材料,1、徑向滑動軸承結(jié)構(gòu),2、止推滑動軸承的結(jié)構(gòu),3、滑動軸承材料-銅合金等金屬粉末壓制成型、燒 結(jié)含油軸承；塑料、橡膠等軸瓦。,4、滑動軸承的軸瓦結(jié)構(gòu),九、滑動軸承的潤滑,(a)壓配式壓注油杯 (b)旋套式注油油杯 (c)黃油杯,1、潤滑劑潤滑油、潤滑脂（ 1-2m/s ）、固態(tài)潤滑劑（石墨、MOS2、氣體等，適用于高溫高壓、防止污染等場合）,2、潤滑方式定期加油,2、潤滑方式滴油潤滑,(a)針閥式注油油杯 (b)油芯式油杯 (c)油環(huán)潤滑,*十、不完全液體潤滑軸承設計計算,1、徑向軸承設計,2、止推軸承設計,思考題十二/1,滾動軸承通常由 、 、 和 組成。 滾動軸承可分為：主要

12、承受徑向負荷的 ，只能承受軸向負荷的 和能同時承受徑向負荷與軸向負荷的 。 滾動軸承失效形式主要有三種： 、 和 。 滾動軸承壽命是指軸承中 元件出現(xiàn)疲勞點蝕前所經(jīng)歷的 ，或一定轉(zhuǎn)速下的總工作 。 滾動軸承壽命的可靠度是一組相同軸承能夠達到或超過規(guī)定壽命的 。 一批相同的軸承，在相同運轉(zhuǎn)條件下，其中 的軸承不發(fā)生疲勞點蝕前的 稱為軸承的基本額定壽命。,思考題十二/2,基本額定壽命為數(shù)106轉(zhuǎn)時，軸承能承受的最大載荷為 。 軸承的調(diào)整包括軸承間隙調(diào)整，以獲得一定 ；及軸的軸向位置調(diào)整，以保證傳動零件(如錐齒輪，蝸輪)有準確 。 軸承預緊是為消除 ，并使軸承內(nèi)、外圈和滾動體產(chǎn)生 ，以提高之承剛度、

13、軸承旋轉(zhuǎn)精度、減小振動和噪音。 軸系的軸向定位，既要防止軸的 ，又要保證軸承的滾動體不因 而卡死。 滾動軸承的潤滑在低速(v5m/s)時，采用 潤滑。,思考題十二/3,滾動軸承是標準件，配合應以其作為基準件，因此軸承外圈與軸承座孔采用基軸制 配合，軸承內(nèi)圈與軸頸配合采用基孔制 配合。 滾動軸承的密封是為阻止灰塵、水分進入軸承，防止?jié)櫥瑒┝魇В幻芊馔ǔ７譃?密封，用于速度不高場合，和 密封，用于速度較高場合；采用混合密封可有效地提高密封效果。 滑動軸承按摩擦狀態(tài)分為 摩擦滑動軸承和 摩擦滑動軸承。前者在軸頸與軸瓦間有足夠的 ；后者在軸頸與軸瓦的工作表面之間雖有潤滑油存在，但不能將兩表面 。 軸承

14、的功用是支持做旋轉(zhuǎn)運動的軸，并保持軸的 精度和減少軸與之承面的 。,思考題十二/4,為了便于軸承的裝拆與調(diào)整，對于角接觸球軸承，一般多采用 （A，正排列，B，反排列），這種排列方式是軸承外圈 （A，窄邊，B，寬邊）相對，其結(jié)構(gòu)也較為簡單。 根據(jù)軸與軸承接觸部分的 性質(zhì)，可以把軸承分為滑動軸承和滾動軸承兩大類?；瑒虞S承根據(jù)軸頸與軸瓦相對滑動表面間的 狀態(tài)，可分為液體摩擦滑動軸承和非液體摩擦滑動軸承。 滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)是由 、 、 、 四個部分組成，其中不可缺少的元件是 。 220軸承的內(nèi)徑為 （A，220mm，B，20mm，C，100mm，D，110mm）。,思考題十二/5,202軸承的內(nèi)徑為

15、 （A，202mm，B，2mm，C，101mm，D，10mm）。 根據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和能承受的外載荷方式不同，滾動軸承可分為 軸承、 軸承、 軸承和 軸承四大類。按滾動體的形狀不同，又可分為 軸承和 軸承兩大類。 目前我國的滾動軸承的精度等級分為 、 、 、 、 五個等級，其中 級最高， 級最低。 級精度應用最廣，其代號可以不標出。 軸承代號中,右起第三位數(shù)字表示軸承的直徑系列，對于不同直徑系列的軸承,它們的 (A，外經(jīng)相同，內(nèi)經(jīng)和寬度不同;B，內(nèi)經(jīng)相同,外經(jīng)和寬度不同;C，寬度相同，內(nèi)經(jīng)和外經(jīng)不同)。,思考題十二/6,軸承代號為3135表示的是 級精度， 系列，內(nèi)經(jīng)為 mm的 軸承。 指出滾動軸承

16、壽命計算公式L=（C/P）中：L： ，單位 ；C ，單位；P ，單位 ； 。 在軸承同時承受徑向載荷和軸向載荷作用時，其當量動載荷是指 （A，軸承所受徑向與軸向載荷的代數(shù)和，B，與軸承所受載荷等效的假想載荷）。 簡支梁支承角接觸軸承要成對使用，正向安裝是考慮到 。 a)軸承內(nèi)部軸向力平衡， b)防止軸發(fā)生軸向移動 c) 提高軸系剛度 ， d) a)和c)。,思考題十二/7,懸臂梁支承角接觸軸承要成對使用，反向安裝是考慮到 。 a)軸承內(nèi)部軸向力平衡， b)防止軸發(fā)生軸向移動 c) 提高軸系剛度 ， d) a)和c)。 園錐滾子軸承簡支梁支承，為提高軸系剛度，軸承采用圖 安裝形式。,思考題十二/

17、8,園錐滾子軸承懸臂梁支承，為提高軸系剛度，軸承采用圖 安裝形式。,轉(zhuǎn)速n一定，軸承當量動負荷由p增加為2p時，軸承壽命Lh(Lh=16670(C/P)/n)下降為 。 a) Lh /2， b) Lh /2 c) Lh /， d)( Lh /2)。,思考題十二/9,自動調(diào)心軸承常成對使用，是因為 。 a)軸承都必需成對使用， b) 要平衡軸承內(nèi)部軸向力， c) 單個軸承不足以承擔負荷 d)成對使用能真正發(fā)揮該軸承的調(diào)心作用。 角接觸軸承常成對使用，是因為 。 a)軸承都必需成對使用， b) 要平衡軸承內(nèi)部軸向力， c) 單個軸承不足以承擔負荷 d)成對使用能起調(diào)心作用。 滾動軸承的外圈與機架內(nèi)孔的配合是 。 a)基軸制松配合， b) 基軸制較緊配合， c)基孔制松配合 d) 基孔制較緊配合。,思考題十二/10,計算軸