1、第二章第二章 機電一體化系統的機械機電一體化系統的機械系統部件的選擇與設計系統部件的選擇與設計 2 機械系統設計機械系統設計旋轉支承部件旋轉支承部件內容內容旋轉支承部件種類及基本要求旋轉支承部件種類及基本要求圓柱支承圓柱支承圓錐支承圓錐支承填入式滾動支承填入式滾動支承其他形式支承其他形式支承 2 機械系統設計機械系統設計 2 機械系統設計旋轉支承部件機械系統設計旋轉支承部件 2 機械系統設計機械系統設計旋轉支承部件旋轉支承部件旋轉支承的種類旋轉支承的種類分類：分類：滑動、滾動、彈性、氣體滑動、滾動、彈性、氣體(或液體或液體)摩擦支承。摩擦支承。滑動摩擦支承：滑動摩擦支承：圓柱、圓錐、球面和頂針

2、支承；圓柱、圓錐、球面和頂針支承；滾動摩擦支承：滾動摩擦支承：填入式滾珠支承和刀口支承。填入式滾珠支承和刀口支承。一、旋轉支承的種類及基本要求一、旋轉支承的種類及基本要求 2 機械系統設計機械系統設計旋轉支承部件旋轉支承部件(a) 圓柱支承；圓柱支承；(b) 圓錐支承；圓錐支承；(c) 球面支承；球面支承；(d) 頂針支承；頂針支承；(e) 境入式滾珠支承；境入式滾珠支承； (f) 刀口支承；刀口支承；(g) 氣、液體摩擦支承；氣、液體摩擦支承；(h) 彈簧支承。彈簧支承。根據承載方向分向心軸承（徑向載荷）FRFA推力軸承（軸向載荷）FAFR向心推力軸承 2 機械系統設計機械系統設計旋轉支承部

3、件旋轉支承部件核心零件承載、摩擦為摩擦,常在其內表面澆注一層減摩材料 2 機械系統設計機械系統設計旋轉支承部件旋轉支承部件 2 機械系統設計機械系統設計旋轉支承部件旋轉支承部件對支承的基本要求對支承的基本要求n方向和置中精度；方向和置中精度；n摩擦阻力矩的大小；摩擦阻力矩的大小；n許用載荷；許用載荷；n對溫度變化的敏感性；對溫度變化的敏感性；n耐磨性以及磨損后補償的可能性；耐磨性以及磨損后補償的可能性；n抗振性；抗振性；1.成本。成本。 2 機械系統設計機械系統設計旋轉支承部件旋轉支承部件 具有較大的接觸表面，承受載荷較大。但其方向精度和置具有較大的接觸表面，承受載荷較大。但其方向精度和置中精

4、度較差，且摩擦阻力矩較大。圓柱支承是滑動摩擦支承中精度較差，且摩擦阻力矩較大。圓柱支承是滑動摩擦支承中應用最廣泛的一種中應用最廣泛的一種 。二、圓柱支承二、圓柱支承 2 機械系統設計機械系統設計旋轉支承部件旋轉支承部件 2 機械系統設計機械系統設計旋轉支承部件旋轉支承部件當圓柱支承承受徑向載荷當圓柱支承承受徑向載荷P時時，如圖，如圖2-77(a)所示，其摩擦阻所示，其摩擦阻力矩用下式確定：力矩用下式確定： 式中式中P徑向載荷（徑向載荷（N）；）；d 軸頸直徑（軸頸直徑（cm）；）；f誘導摩擦系數。誘導摩擦系數。對于新的未經研配的軸頸：對于新的未經研配的軸頸：f1.57f；對于研配的軸頸：；對于

5、研配的軸頸：f1.27f；若；若軸頸和軸承均用較硬材料則軸頸和軸承均用較硬材料則ff（f滑動摩擦系數）滑動摩擦系數） 2 機械系統設計機械系統設計旋轉支承部件旋轉支承部件當圓柱支承承受軸向載荷當圓柱支承承受軸向載荷Q時時，若止推面為若止推面為A如圖如圖2-77(b)所示，其摩擦阻力矩用下式確定：所示，其摩擦阻力矩用下式確定：22213231031ddddfFTQ式中式中 FQ 軸向載荷（軸向載荷（N）；）； d1 軸肩直徑（軸肩直徑（cm）；）； d2 軸頸直徑（軸頸直徑（cm）。）。 2 機械系統設計機械系統設計旋轉支承部件旋轉支承部件若止推面為若止推面為B，且軸的端面為球面時如圖，且軸的端

6、面為球面時如圖2-77(c)所示，所示，其摩擦阻力矩用下式確定：其摩擦阻力矩用下式確定：afFTQ1630式中式中a 軸端球面與止推面的接觸半徑，其值按赫茲公式確定軸端球面與止推面的接觸半徑，其值按赫茲公式確定r )E11(81. 8推徑EFaQ式中式中E徑徑 軸頸材料的彈性模量（軸頸材料的彈性模量（N/cm2); E推推 止推面材料的彈性模量（止推面材料的彈性模量（N/cm2); r 軸頸球形端面的半徑軸頸球形端面的半徑(cm)。 2 機械系統設計機械系統設計旋轉支承部件旋轉支承部件 當圓柱支承同時承受徑向載荷當圓柱支承同時承受徑向載荷P和軸向載荷和軸向載荷Q時，其時，其支承中的摩擦力矩等于

7、兩種作用載荷所產生的摩擦阻力支承中的摩擦力矩等于兩種作用載荷所產生的摩擦阻力矩之和。矩之和。 支承的間隙和相配件的形狀偏差會影響支承的方支承的間隙和相配件的形狀偏差會影響支承的方向精度和置中精度，它們可分別用最大定中心誤差和向精度和置中精度，它們可分別用最大定中心誤差和軸的最大偏角來衡量。軸的最大偏角來衡量。 2 機械系統設計機械系統設計旋轉支承部件旋轉支承部件 圓錐支承由錐形軸頸和具有圓錐孔的軸承組成。圓錐支承由錐形軸頸和具有圓錐孔的軸承組成。優點優點q 圓錐支承的方向精度和置中精度較高圓錐支承的方向精度和置中精度較高q 承載能力較強承載能力較強q 其置中精度比圓柱支承好，軸磨損后，可借助軸

8、向位其置中精度比圓柱支承好，軸磨損后，可借助軸向位 移，自動補償間隙。移，自動補償間隙。三、圓錐支承三、圓錐支承 2 機械系統設計機械系統設計旋轉支承部件旋轉支承部件缺點缺點q 摩擦阻力矩大摩擦阻力矩大q 對溫度變化比較敏感對溫度變化比較敏感q 制造成本較高。制造成本較高。 2 機械系統設計機械系統設計旋轉支承部件旋轉支承部件 四、填入式滾動支承四、填入式滾動支承一般無內圈和外圈，僅在一般無內圈和外圈，僅在相對運動的零件上加工出相對運動的零件上加工出滾道面，用標準滾珠散裝滾道面，用標準滾珠散裝在滾道內。在滾道內。 2 機械系統設計機械系統設計旋轉支承部件旋轉支承部件 2 機械系統設計機械系統設計旋轉支承部件旋轉支承部件1 1球面支承球面支承 2.2.頂針支承頂針支承 3 3 刀口支承刀口支承 4 4彈性支