1、第19單元軸承公開課Copyright ZDJ案例導入 軸承的功用是支持作旋轉運動的軸（包括軸上零件），保持軸的旋轉精度和減小軸與支承間的摩擦和磨損。 如何保證軸承具有（1）足夠的承載能力壽命計算；（2）如何保證軸的旋轉精度軸承的組合設計自行車自行車減速器減速器Copyright ZDJ案例導入 鉸肉拌餡兩用機鉸肉拌餡兩用機傳動圖傳動圖汽車滑移齒輪變速機構汽車滑移齒輪變速機構Copyright ZDJ能力目標 熟知熟知各種軸承的結構特點、應各種軸承的結構特點、應用范圍，用范圍，軸承潤滑方式和潤滑裝軸承潤滑方式和潤滑裝置置 應會對應會對滾動軸承進行型號選擇滾動軸承進行型號選擇及壽命計算及壽命計算

2、 會對滾動軸承進行組合設計；會對滾動軸承進行組合設計；Copyright ZDJ教學重點和難點 滾動軸承的型號選擇和壽命滾動軸承的型號選擇和壽命計算計算 滾動軸承的組合設計滾動軸承的組合設計Copyright ZDJ第13單元 軸承1滑動軸承的類型和結構滑動軸承的類型和結構1滾動軸承的類型、代號和選用滾動軸承的類型、代號和選用 2滾動軸承的計算和尺寸選擇滾動軸承的計算和尺寸選擇3滾動軸承的組合結構滾動軸承的組合結構4 課堂練習課堂練習5Copyright ZDJ13 軸承 能力目標：熟知滑動軸承和滾動軸承的應用場合。 1、軸承的功用 是支持作旋轉運動的軸（包括軸上零件），保持軸的旋轉精度和減小

3、軸與支承間的摩擦和磨損。 Copyright ZDJ13 軸承 2、軸承的分類 按軸與軸承間摩擦形式，軸承可分為兩大類： （1）滑動軸承：工作時，軸與軸承間存在著滑動摩擦。 （2）滾動軸承：內有滾動體，運行時軸承內存在著滾動摩擦。滾動軸承滾動軸承滑動軸承滑動軸承Copyright ZDJ13 軸承 3、軸承的特點和應用場合 （1）滑動軸承：滑動軸承具有工作平穩、無噪聲、耐沖擊、回轉精度高和承載能力大等特點。廣泛應用在汽輪機、精密 機床和重型機械中。 （2）滾動軸承：適用范圍很廣，一般速度和一般載荷均可采用。Copyright ZDJ12.1 滑動軸承的類型和特點 1、滑動軸承的類型 （1）滑動

4、軸承按承受載荷的方向分： 徑向滑動軸承：主要承受徑向載荷； 止推滑動軸承：主要承受軸向載荷。徑向滑動軸承徑向滑動軸承止推滑動軸承止推滑動軸承Copyright ZDJ12.2 滑動軸承的結構 （2）按結構形式分 整體式：結構簡單、制造方便，價格低廉，但軸拆裝不方便，襯套磨損后不能修補。故一般應用于低速、輕載和間歇工作的場合。 剖分式： 整體式滑動軸承整體式滑動軸承對開式滑動軸承對開式滑動軸承Copyright ZDJ12.1 滑動軸承的類型和特點 （3）根據潤滑膜的形成原理不同分為 1）動壓滑動軸承 2）靜壓滑動軸承： 動壓滑動軸承動壓滑動軸承靜壓滑動軸承靜壓滑動軸承Copyright ZDJ

5、12.2 滑動軸承的結構和材料 12.2.1 軸瓦的結構 軸瓦是滑動軸承中直接與軸徑接觸的重要零件,常用的有整體式和剖分式兩種。 整體式軸瓦整體式軸瓦剖分式軸瓦剖分式軸瓦Copyright ZDJ12.2 滑動軸承的結構和材料 12.2.2 軸瓦的材料 軸瓦或軸承是滑動軸承的重要零件，軸瓦和軸承襯的材料統稱為軸承材料。 1、滑動軸承的主要失效形式：磨損、膠合和疲勞破壞。 2、對軸承材料的要求 （1）良好的減摩性、耐磨性和抗膠合性； （2）良好的順應性、嵌入性和磨合性； （3）足夠的強度和必要的塑性； （4）良好的耐腐性、熱化學性能和對油的吸附能力； （5）良好的工藝性和經濟性。Copyrigh

6、t ZDJ12.2 滑動軸承的結構和材料 3、軸承常用材料 （1） 金屬材料，如軸承合金、青銅、鋁基合金、鋅基合金等； 軸承合金: 軸承合金又稱白合金或稱為巴氏合金，主要是錫、鉛、銻或其它金屬的合金。 特點：其耐磨性好、塑性高、跑合性能好、導熱性好和抗膠合性好及與油的吸附性好。 適用范圍：適用于重載、高速情況下，軸承合金的強度較小，價格較貴，使用時必須澆注在青銅、鋼制或鑄鐵的軸瓦上，形成較薄的涂層。Copyright ZDJ12.2 滑動軸承的結構和材料 Copyright ZDJ12.2 滑動軸承的結構和材料 （2） 粉末冶金材料（又稱為多孔質金屬材料 ） 它是利用鐵或銅和石墨粉末、樹脂混合

7、經壓型、燒結、整形和浸油而制成。 特點：組織疏松多孔，空隙中能大量吸收潤滑油，故稱為含油軸承，具有自潤滑的性能。 適用范圍：多孔質金屬材料的韌性小，只適應于平穩的無沖擊載荷及中、小速度情況，不便加油的場合 Copyright ZDJ12.2 滑動軸承的結構和材料 （3）非金屬材料 常用的軸承塑料有酚醛塑料、尼龍、聚四氟乙烯等，塑料軸承有較大的抗壓強度和耐磨性，可用油和水潤滑，也有自潤滑性能，但導熱性差。 Copyright ZDJ13.1 滾動軸承的構造及基本類型 能力目標：熟知滾動軸承的結構、類型和應用 問題引入：在生產和生活中滾動軸承被廣泛應用，與滑動軸承相比，滾動軸承具有哪些優點和缺點呢

8、？鐵路車輛所使用的圓柱滾子軸承鐵路車輛所使用的圓柱滾子軸承Copyright ZDJ13.1 滾動軸承的構造及基本類型手動電鉆手動電鉆摩托車摩托車Copyright ZDJ13.1 滾動軸承的構造及基本類型13.1.1 滾動軸承的構造 1、滾動軸承構造Copyright ZDJ13.1 滾動軸承的構造及基本類型 2、滾動軸承的材料 （1）滾動軸承的內、外圈、滾動體一般采用材料強度高耐磨性好的軸承鋼（如GCr15 、GCr15SiMn 等）制造，淬火后的硬度可達60HRC以上。 （2）保持架多用低碳鋼或銅合金制造，也可采用塑料或其他材料。Copyright ZDJ13.1 滾動軸承的構造及基本類

9、型13.1.2 滾動軸承的分類與特性 1、基本概念 （1）接觸角（）：指滾動體與外圈接觸處的公法線與垂直于軸承軸心線的平面之間的夾角稱為接觸角，用表示。 （2）偏位角（）：指軸承內外圈軸心線發生相對傾斜的角度。 接觸角接觸角偏位角偏位角Copyright ZDJ13.1 滾動軸承的構造及基本類型（3）游隙 軸承的游隙分徑向游隙和軸向游隙。 Copyright ZDJ13.1 滾動軸承的構造及基本類型 2、滾動軸承的分類 （1）按滾動體的形狀分 球軸承：其承載能力和耐沖擊能力較低；但允許的極限轉速較高，球的制造工藝較簡單，價格便宜。 滾子軸承：其承載能力和耐沖擊能力均較高；但允許的極限轉速較低，

10、且滾子的制造工藝較復雜，價格較高。Copyright ZDJ13.1 滾動軸承的構造及基本類型 （2）按承受載荷的方向分Copyright ZDJ13.1 滾動軸承的構造及基本類型 Copyright ZDJ13.1 滾動軸承的構造及基本類型（3）按調心能力分 調心軸承：具有自動調整軸心線位置的軸承，稱為調心軸承。 剛性軸承：能阻止軸心線位置偏轉的軸承，稱為剛性軸承。剛性軸承剛性軸承-滾針軸承滾針軸承調心軸承調心軸承Copyright ZDJ13.1 滾動軸承的構造及基本類型Copyright ZDJ13.2 滾動軸承的代號滾動軸承的代號組成Copyright ZDJ13.2 滾動軸承的代號1

11、3.2.1 基本代號 基本代號表示軸承的基本類型、內徑和尺寸系列 （1）內徑代號：右起第一、二位數字 （2）直徑系列代號：右起第三位數字表示。表示同一內徑的軸承不同的寬度和外徑。代號有：7、8、9、0、1、2、3、4和5。Copyright ZDJ13.2 滾動軸承的代號 （3）寬度系列代號：右起第四位數字表示。表示同一內徑和外徑的軸承，具有不同的寬度。代號有：8、0、1、2、3、4、5和6。 直徑系列和寬（高）度系列統稱為尺寸系列 Copyright ZDJ13.2 滾動軸承的代號（4）類型代號：右起第五位數字或字母表示。Copyright ZDJ13.2 滾動軸承的代號滾動軸承的主要類型軸

12、承名稱、類型及代號軸承名稱、類型及代號軸承名稱、類型及代號軸承名稱、類型及代號調心球軸承（調心球軸承（10 00010 000）角接觸球軸承角接觸球軸承7000C（=15）7000AC（=25）7000B（=40）調心滾子軸承（調心滾子軸承（20 00020 000）圓錐滾子軸承（圓錐滾子軸承（30 00030 000）雙列深溝球軸承（雙列深溝球軸承（40 00040 000）推力球軸承（單列推力球軸承（單列51 000 51 000 雙列雙列52 00052 000）推力圓柱滾子軸承（推力圓柱滾子軸承（8000）深溝球軸承（深溝球軸承（60 00060 000）圓柱滾子軸承（圓柱滾子軸承（N

13、0 000N0 000）滾針軸承（滾針軸承（NA0 000NA0 000）Copyright ZDJ13.2 滾動軸承的代號13.2.2 前置代號 前置代號用字母表示成套軸承的分部件。其代號和含義可查閱GB/T272-1993Copyright ZDJ13.2 滾動軸承的代號13.2.3 后置代號 后置代號用字母和數字表示軸承的結構、公差及材料等特殊要求。見表13.5表Copyright ZDJ13.2 滾動軸承的代號想一想 練一練 請解釋下列軸承代號表示含義： 23224 6208-2Z/P6 62206 7312AC/P6 (答案：（1）2-類型代號，調心滾子軸承；32-尺寸系列代號；24

14、-內徑代號，d=120mm） （2）6-類型代號，深溝球軸承；2-尺寸系列代號；08-內徑代號，d=40mm； 2Z-軸承兩端面帶防塵罩；P6-公差等級符合標準規定6級）Copyright ZDJ13.2 滾動軸承的代號13.2.4 滾動軸承類型的選擇考慮因素 Copyright ZDJ13.2 滾動軸承的代號Copyright ZDJ13.2 滾動軸承的代號想一想 練一練 請根據觀察到的現象： （1）判斷該減速器采用何種齒輪傳動、何種滾動軸承支撐？ （2）根據前面所學的知識，請判斷該軸系結構中的軸承類型選擇是否正確？ Copyright ZDJ13.3 滾動軸承的選擇計算13.3.1 失效形

15、式和設計準則 1、滾動軸承失效形式 Copyright ZDJ13.3 滾動軸承的選擇計算 2、滾動軸承設計準則 （1）對于一般運轉的滾動軸承：其主要失效形式是疲勞點蝕。為防止疲勞點蝕發生，以疲勞強度計算為依據，進行軸承的壽命計算。 （2）對于不轉動轉速很低（n10r/min）或間歇擺動的軸承，其失效形式是塑性變形，為防止塑性變形，以靜強度計算為依據，進行軸承的強度計算。Copyright ZDJ13.3 滾動軸承的選擇計算13.3.2 軸承的壽命 1、滾動軸承壽命 是指滾動軸承中任一滾動體或內、外圈滾道上出現疲勞點蝕前所轉過的總轉數，或在一定轉速下總的工作小時數稱為軸承壽命。 Copyrig

16、ht ZDJ13.3 滾動軸承的選擇計算 2、可靠度 指一組相同軸承能達到或超過規定壽命的百分率稱為可靠度。 3、基本額定壽命 是指一批相同的軸承，在同樣條件下工作，其中10的軸承產生疲勞點蝕時轉過的轉數，或在一定轉速下總的工作小時數。Copyright ZDJ13.3 滾動軸承的選擇計算 4、基本額定動載荷 是指使軸承的基本額定壽命為106r時，所能承受的載荷值，以C表示。也就說，軸承在基本額定動載荷作用下，工作106r時不發生疲勞點蝕的可靠度時90。 （1）對于向心軸承是指純徑向載荷，以Cr表示； （2）對于推力軸承是指純軸向載荷，以Ca表示； （3）對于向心推力軸承，是指載荷中的徑向分量

17、，也以Cr表示。Copyright ZDJ13.3 滾動軸承的選擇計算 5、當量動載荷 在進行壽命計算時，必須把實際載荷轉換成一個與確定基本額定動載荷的受載條件相同的假想載荷，在這個假想載荷作用下，軸承的壽命與實際載荷作用下的壽命相同。該假想載荷稱為當量動載荷，以P表示。Copyright ZDJ13.3 滾動軸承的選擇計算 6、滾動軸承的基本額定壽命的計算式 （1）基本額定壽命L10、基本額定動載荷C 和當量動載荷P的關系 （106r ）式中 L10滾動軸承的基本額定壽命(106r) P 當量動載荷（N）; 壽命指數，球軸承3，滾子軸承10/3PCL10Copyright ZDJ13.3 滾

18、動軸承的選擇計算 Copyright ZDJ13.3 滾動軸承的選擇計算 （2）工程實際中，實用的壽命計算公式為 為了方便計算，用給定轉速r/min下的工作小時數Lh來表示軸承的壽命，則 當軸承溫度高于100C時，基本額定動載荷C的值將降低，故需引入溫度系數ft(表13.8)，考慮到機器的沖擊與振動，應引入載荷系數fp (表13.9)PfCfnLpTh60106hPCnnLLh)(6010=60=6Copyright ZDJ13.3 滾動軸承的選擇計算溫度系數ft載荷系數載荷系數fpCopyright ZDJ13.3 滾動軸承的選擇計算機機 器器 種種 類類使用壽命使用壽命不經常使用的儀器及設

19、備不經常使用的儀器及設備5000航空發動機航空發動機5002000間斷使用的間斷使用的機器機器中斷使用不致引起嚴重后果的手動機械、農中斷使用不致引起嚴重后果的手動機械、農業機械等業機械等40008000中斷使用會引起嚴重后果，如升降機、運輸中斷使用會引起嚴重后果，如升降機、運輸機、吊車等機、吊車等800012000每天工作每天工作8h的機器的機器利用率不太高的齒輪傳動、電動機等利用率不太高的齒輪傳動、電動機等1200020000利用率較高的通風設備、機床等利用率較高的通風設備、機床等2000030000每天工作每天工作24h的機器的機器一般可靠性的空氣壓縮機、電動機、水泵等一般可靠性的空氣壓縮

20、機、電動機、水泵等5000060000高可靠性的電站設備、給水裝置等高可靠性的電站設備、給水裝置等100000Copyright ZDJ13.3 滾動軸承的選擇計算13.3.3 當量動載荷的計算 滾動軸承當量動載荷P的計算式為 式中：Fr、Fa分別為軸承的徑向和軸向載荷，X、Y分別表示為徑向及軸向動載荷系數。由表查得。 （1）對于只能承受徑向載荷的軸承，其當量動載荷P為軸承的徑向載荷Fr ，即P=Fr （2）對于只能承受軸向載荷的軸承，其當量動載荷P為軸承的軸向載荷Fr ，即P=Fa 。arYFXFPCopyright ZDJ13.3 滾動軸承的選擇計算案例分析 某機器上有一對型號為6310的

21、深溝球軸承，該軸轉速n=900/min，承受的徑向載荷Fr=5500N，運轉過程中有輕微沖擊、常溫工作。試求此軸承的壽命。（答案： =3，kN, ft =1, fp =1.0 Lh=2.5104 h ）Copyright ZDJ13.4 滾動軸承的靜強度計算 當滾動軸承轉速很低或間歇擺動時，其主要失效形式為塑性變形。在很大的靜載荷或沖擊載荷作用下，會產生永久變形。因此對此類軸承應按靜強度計算。保持架塑性變形保持架塑性變形外圈塑性變形外圈塑性變形Copyright ZDJ13.4 滾動軸承的靜強度計算 1、基本概念 （1）基本額定靜載荷 在載荷最大的滾動體與滾道接觸處，滾動體與滾道的永久變形的總

22、和為滾動體直徑的萬分之一時，承受的靜載荷稱為額定靜載荷，以C0表示，單位是N。Copyright ZDJ13.4 滾動軸承的靜強度計算 （2）當量靜載荷 是指軸承在該載荷作用下，引起的永久變形的總和與實際載荷作用下的永久變形量相等。以P0表示，單位是N。 計算公式為： P0=X0Fr+Y0Fa 式中：X0、Y0分別為滾動軸承的徑向靜載荷系數和軸向載荷系數，見表Copyright ZDJ13.4 滾動軸承的靜強度計算 2、滾動軸承的靜強度計算C0S0P0 式中：S0 稱為軸承靜載荷強度安全系數，見表； C0 軸承基本額定靜載荷； P0 軸承當量靜載荷。Copyright ZDJ13.5 滾動軸承

23、的潤滑和密封能力目標：會根據實際的工作情況，選擇滾動軸承的潤滑方式。13.5.1 滾動軸承的潤滑 滾動軸承常用的潤滑方式有油潤滑和脂潤滑兩類。潤滑方式的選擇按軸承的dn值（為滾動軸承的內徑mm，為滾動軸承的轉速，r/min ） 1、脂潤滑 當dn（1.52）105時，采用油潤滑。 常用的油潤滑方式有：浸油和飛濺油潤滑。 特點：摩擦阻力小，且可起到散熱，冷卻作用。Copyright ZDJ13.5 滾動軸承的潤滑和密封Copyright ZDJ13.5 滾動軸承的潤滑和密封13.5.2 滾動軸承的密封Copyright ZDJ13.6 滾動軸承的組合設計 能力目標：會對滾動軸承組合進行設計，保證

24、軸和軸上零件在工作中有確定的工作位置、便于軸承與其他零件的配合、間隙調整和拆裝。 Copyright ZDJ13.6 滾動軸承的組合設計13.6.1 滾動軸承的軸向固定 軸承組合的軸向固定主要解決的問題是：軸承的軸向固定、軸承與其它零件的配合等問題。 1、兩端固定 軸的兩個軸承分別限制一個方向的軸向移動，這種固定方式稱為兩端固定支承。Copyright ZDJ13.6 滾動軸承的組合設計兩端固定兩端固定Copyright ZDJ13.6 滾動軸承的組合設計 兩端固定的應用范圍：這種支承結構簡單，安裝調整方便，它適用于工作溫度變化不大的短軸。 考慮到軸受熱伸長，對于深溝球軸承可在軸承蓋與外圈端面之間，留出熱補償間