机械设计基础-第十四章

轴承分为滑动轴承和滚动轴承：滑动轴承主要应用于转速特高、支承精度特高、特重型、冲击振动很大、剖分式轴承、径向尺寸较小等场合。第十四章轴承§14-1概述滑动轴承按其能够承受的载荷不同分为向心、推力、向心推力滑动轴承；按其摩擦状态不同分为液体摩擦和非液体摩擦滑动轴承§14-2滑动轴承的典型结构1、整体式向心滑动轴承一、径向滑动轴承的典型结构2、剖分式滑动轴承§14-3轴承材料及轴瓦结构一、轴承材料轴承材料应满足减摩、耐磨、抗胶合、良好的适应性、足够的强度及导热性等要求。常用材料有轴承合金、铜合金、粉末冶金等二、轴瓦结构失效形式及设计准则：失效形式为磨损和胶合。设计准则为保证边界油膜不破裂。限制压强和滑动速度。§14-4非液体摩擦滑动轴承的设计计算以向心滑动轴承为例：pdBFpPVB19100Fn100060dnBdFPVVV已知径向载荷Ｆ、轴径转速Ｎ及直径ｄ，首先根据宽径比Ｂ/ｄ(0.3~1.5)确定轴承宽度，然后验算一、动压液体摩擦的形成过程：以向心滑动轴承为例§5-5液体动压滑动轴承的设计计算二、向承心载滑能动力轴计承算的F—轴承所受的外载荷CpdBF2η—润滑油粘度ω—轴径角速度d—轴径直径B—轴承宽度Cp—承载量系数，由宽径比B/d及偏心率χ查取Ψ—相对间隙，Ψ=δ/rδ—半径间隙，r—轴半径χ=e/δ，e—偏心距CpdBF2三、最小油膜厚度hminhmin=rψ(1-χ)=[h]hmin越小则偏心率χ越大,轴承的承载能力就越大设计完轴承后验算最小油膜厚度，必要时进行热平衡验算。[h]—许用油膜厚度参数选择：•1.宽径比B/d（0.3～1.5）:B/d小，运转稳定性好，端泄增加而降低温升，但承载能力降低。一般高速重载的轴承，宽径比宜选小值；低速重载的轴承，要求轴承刚性较大，宽径比宜选大值。2.相对间隙ψ：速度高，ψ大；载荷大，ψ小。稍息！滚动轴承的摩擦性质是滚动摩擦因而具有摩擦阻力小、效率高、启动容易等特点。常用的滚动轴承绝大多数已经标准化，具有高质量低价格的优点，因此应用非常广泛。§14-7滚动轴承一、滚动轴承的结构滚动轴承的基本结构：常用滚动体类型：一、滚动轴承的主要类型与特点二、滚动轴承的主要类型及其代号向心轴承—主要承受径向载荷R推力轴承—只能承受轴向载荷A向心推力轴承—同时承受R与A类型代号1类型代号2类型代号3类型代号5类型代号6类型代号7类型代号N二、滚动轴承的代号由基本代号、前置代号、后置代号组成：基本代号五四三二一尺寸系列代号类型代号宽度系列代号直径系列代号内径代号一般内径代号乘5为轴承内径如08表示内径为40一、轴承的载荷：§14-8滚动轴承类型的选择二、轴承的转速：三、轴承的调心性能：四、轴承的安装和拆卸：一、轴承工作时的载荷分布：§14-9滚动轴承的载荷分析及尺寸选择二、轴向载荷对载荷分布的影响三、失效形式1、点蚀破坏（常见的失效形式）2、塑性变形1、滚动轴承的寿命及基本额定寿命：1）寿命一个套圈或滚动体首次出现疲劳扩展之前，一圈相对另一圈转过的圈数四、滚动轴承的寿命计算1000寿命滚动轴承的寿命分布曲线未失效轴承数量2）、基本额定寿命按一组轴承中10%的轴承发生破坏，而90%的轴承不发生破坏时的一圈相对另一圈转过的圈数或工作小时数2、滚动轴承的基本额定动载荷轴承的寿命与载荷的大小有关，载荷大则寿命低，当轴承的基本额定寿命恰好为106转时，轴承所受到的载荷称为基本额定动载荷，用C表示。径向基本额定动载荷，用Cr表示轴向基本额定动载荷，用Ca表示3、滚动轴承寿命的计算012345载荷滚动轴承的载荷寿命曲线寿命106转CrPCL10球轴承ε=3；滚子轴承ε=10/3PCn6010L6h对高温轴承基本额定动载荷须乘以温度系数ft4、滚动轴承的当量动载荷基本额定动载荷是在一定条件下确定的，把实际载荷转换为与确定基本额定动载荷条件相一致的载荷称为当量动载荷，用P来表示。径向当量动载荷，用Pr表示轴向当量动载荷，用Pa表示P=fp(XR+YA)X—径向载荷系数，Y—轴向载荷系数fp—载荷系数R—径向载荷，A—轴向载荷5、向心推力轴承的径向载荷R与轴向载荷A的计算面对面安装（正装）12FrFa1R2R1S2SS—派生力若S1Fa+S2则A1=Fa+S2若S1Fa+S2则A2=S1-FaA2=S2A1=S1背对背安装（反装）12FrFa2S1S若S1+FaS2则A2=Fa+S1若S2Fa+S1则A1=S2-FaA1=S1A2=S2结论：首先根据派生力S与轴向力Fa的方向和大小判断被“放松”和被“压紧”的轴承,被“放松”轴承的轴向力A等于其自身派生的轴向力S，被“压紧”轴承的轴向力等于除去其自身派生轴向力后其余各轴向力的代数和。6、滚动轴承的静载荷：对于转速极低或基本上不转的轴承，其失效形式为塑性变形，须按静强度选择轴承的尺寸。P0=X0R+Y0A——当量静载荷C0=S0P0——基本额定静载荷S0——静强度安全系数§14-10轴承装置设计一、刚性和同心度：二、轴承的配置：