第5章 支承PPT讲稿.ppt
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1、第5章 支承第1页,共78页,编辑于2022年,星期二第五章第五章 支支 承承5.1 5.1 概述概述5.2 5.2 滑动摩擦支承滑动摩擦支承5.3 5.3 滚动摩擦支承滚动摩擦支承5.4 5.4 弹性摩擦支承弹性摩擦支承5.5 5.5 流体摩擦及其他支承流体摩擦及其他支承第2页,共78页,编辑于2022年,星期二5.1 5.1 概述概述n支承组成:运动件、承导件支承组成:运动件、承导件n运动件:运动件:转动或在一定角度范围内摆动的部分。转动或在一定角度范围内摆动的部分。n承导件:承导件:固定部分,用以约束运动件,使其只能转动固定部分,用以约束运动件,使其只能转动或摆动。或摆动。运动件承导件第
2、3页,共78页,编辑于2022年,星期二5.1 5.1 概述概述n分类分类(按运动件和承导件之间的摩擦性质)(按运动件和承导件之间的摩擦性质)滑动摩擦支承滑动摩擦支承 滚动摩擦支承滚动摩擦支承 弹性摩擦支承弹性摩擦支承 流体摩擦支承流体摩擦支承 第4页,共78页,编辑于2022年,星期二5.2 5.2 滑动摩擦支承滑动摩擦支承5.2.15.2.1圆柱面支承圆柱面支承n 圆柱面轴承的组成:轴瓦(轴圆柱面轴承的组成:轴瓦(轴套);轴,轴颈,轴承座。套);轴,轴颈,轴承座。轴瓦轴轴颈轴承座圆柱面支承的优先使用场合圆柱面支承的优先使用场合 要求很高的旋转精度;要求很高的旋转精度;承受重载、振动和冲击;
3、承受重载、振动和冲击;尽可能小的尺寸和可拆卸;尽可能小的尺寸和可拆卸;低速、轻载和不重要的轴承。低速、轻载和不重要的轴承。第5页,共78页,编辑于2022年,星期二1.圆柱面支承的结构圆柱面支承的结构1)轴颈的结构轴颈的结构2)整体式圆柱面支承的结构整体式圆柱面支承的结构3)剖分式圆柱面支承的结构剖分式圆柱面支承的结构4)轴套和轴瓦的结构和材料轴套和轴瓦的结构和材料n轴套和轴瓦的材料(减摩材料)轴套和轴瓦的材料(减摩材料)n铸铁铸铁n铜合金铜合金n轴承合金轴承合金n陶瓷合金陶瓷合金n非金属材料非金属材料5.2 5.2 滑动摩擦支承滑动摩擦支承第6页,共78页,编辑于2022年,星期二5.2 5
4、.2 滑动摩擦支承滑动摩擦支承n2.2.圆柱面支承的润滑圆柱面支承的润滑 1 1)润滑剂的作用润滑剂的作用 减小摩擦和磨损,提高抗腐蚀能力,减小摩擦和磨损,提高抗腐蚀能力,缓冲振动和冲击,散热,密封。缓冲振动和冲击,散热,密封。2 2)润滑剂的种类)润滑剂的种类 润滑油(使用最多):润滑、冷却。润滑油(使用最多):润滑、冷却。润滑脂:润滑脂:承载能力高,流动性小,不易流失,但摩擦功耗大。承载能力高,流动性小,不易流失,但摩擦功耗大。应用于滑动速度低、压强较高、不便常加油的场合。应用于滑动速度低、压强较高、不便常加油的场合。第7页,共78页,编辑于2022年,星期二5.2 5.2 滑动摩擦支承滑
5、动摩擦支承n3.3.圆柱面支承的设计和计算圆柱面支承的设计和计算1 1)摩擦力矩的计算)摩擦力矩的计算 支承承受径向载荷支承承受径向载荷 计算计算 支承承受轴向载荷支承承受轴向载荷 计算计算 同时承受轴向和径向载荷总摩擦力矩等于两种载荷所产生的摩擦力矩之同时承受轴向和径向载荷总摩擦力矩等于两种载荷所产生的摩擦力矩之和和 2)圆柱面支承尺寸的确定)圆柱面支承尺寸的确定强度计算方法强度计算方法由于抗弯截面系数由于抗弯截面系数 W0.10.1因此 令,则根据摩擦力矩计算方法根据摩擦力矩计算方法第8页,共78页,编辑于2022年,星期二3.3.圆柱面支承的设计和计算圆柱面支承的设计和计算n3 3)圆柱
6、面支承的技术条件)圆柱面支承的技术条件 加工精度等级、配合种类、表面粗糙度、表面几何形状等。加工精度等级、配合种类、表面粗糙度、表面几何形状等。根据支承的旋转精度要求、受力情况和转速高低等因素,参考有根据支承的旋转精度要求、受力情况和转速高低等因素,参考有关手册和类似产品选定。关手册和类似产品选定。5.2.25.2.2、其它型式滑动摩擦支承、其它型式滑动摩擦支承1)1)顶尖支承顶尖支承2)2)轴尖支承轴尖支承3)3)球支承球支承5.2 5.2 滑动摩擦支承滑动摩擦支承第9页,共78页,编辑于2022年,星期二5.3 5.3 滚动摩擦支承滚动摩擦支承第10页,共78页,编辑于2022年,星期二5
7、.3 5.3 滚动摩擦支承滚动摩擦支承5.3.15.3.1标准滚动轴承标准滚动轴承n组成:组成:外圈外圈1 1 内圈内圈2 2 滚动体滚动体3 3 保持架保持架4 4 内圈常装在轴颈上,随轴一起旋转,外圈装在机架或机械内圈常装在轴颈上,随轴一起旋转,外圈装在机架或机械的零部件上的零部件上 第11页,共78页,编辑于2022年,星期二5.3 滚动摩擦支承滚动摩擦支承 滚动体分为钢球、圆柱滚子、圆锥滚子、滚针等型式。通常不同的滚动体构成不同滚动体分为钢球、圆柱滚子、圆锥滚子、滚针等型式。通常不同的滚动体构成不同类型的轴承,以适应各种载荷和工作情况。类型的轴承,以适应各种载荷和工作情况。内、外圈和滚
8、动体的表面硬度为内、外圈和滚动体的表面硬度为606066HRC66HRC,材料主要是高碳铬轴承钢,材料主要是高碳铬轴承钢等。保持架的材料通常为低碳钢,也可用黄铜、青铜或塑料等其他材料。等。保持架的材料通常为低碳钢,也可用黄铜、青铜或塑料等其他材料。第12页,共78页,编辑于2022年,星期二保持架材料保持架材料 F F钢,球墨铸铁或粉墨冶金实体保持架,用附加数字表示不同的材料。钢,球墨铸铁或粉墨冶金实体保持架,用附加数字表示不同的材料。F1 F1碳钢碳钢 F2 F2石墨钢石墨钢 F3 F3球墨铸铁球墨铸铁 F4 F4粉末冶金粉末冶金Q Q青铜实体保持架,用附加数字表示不同的材料。青铜实体保持架
9、,用附加数字表示不同的材料。Q1Q1铝铁锰青铜铝铁锰青铜 Q2 Q2硅铁锌青铜硅铁锌青铜 Q3 Q3硅镍青铜硅镍青铜 Q4 Q4铝青铜铝青铜M M黄铜实体保持架黄铜实体保持架 L L轻合金实体保持架,用附加数字表示不同的材料。轻合金实体保持架,用附加数字表示不同的材料。L1-LY11CZ L1-LY11CZ L2-LY12CZ L2-LY12CZ T T酚醛层压布管实体保持架酚醛层压布管实体保持架 TH TH玻璃纤维增强酚醛树脂保持架(筐型)。玻璃纤维增强酚醛树脂保持架(筐型)。TN TN工程塑料模注保持架,用附加数字表示不同的材料。工程塑料模注保持架,用附加数字表示不同的材料。TN1 TN1
10、尼龙尼龙 TN2 TN2聚砜聚砜TN3TN3聚酰亚胺聚酰亚胺TN4TN4聚酰酸酯聚酰酸酯TN5TN5聚甲醛聚甲醛 J J钢板冲压保持架,材料有变化时附加数字区别。钢板冲压保持架,材料有变化时附加数字区别。Y Y铜板冲压保持架,材料有变化时附加数字区别;铜板冲压保持架,材料有变化时附加数字区别;SZSZ保持架由弹保持架由弹簧丝或弹簧制造。簧丝或弹簧制造。第13页,共78页,编辑于2022年,星期二n常用滚动轴承常用滚动轴承 深沟球轴承深沟球轴承(6 6)调心球轴承调心球轴承(1 1)圆柱滚子轴承(圆柱滚子轴承(N N)滚针轴承滚针轴承(NANA)角接触轴承角接触轴承(7 7)圆锥滚子轴承圆锥滚子
11、轴承(3 3)推力球轴承推力球轴承(5 5)1 1、滚动轴承的类型和选择、滚动轴承的类型和选择1)1)滚动轴承的类型滚动轴承的类型(表表5-25-2)5.3 滚动摩擦支承滚动摩擦支承第14页,共78页,编辑于2022年,星期二n2)2)滚动轴承类型的选择滚动轴承类型的选择n (1)(1)载荷的方向和大小首要考虑因素载荷的方向和大小首要考虑因素n (2)(2)轴承的转速低于极限转速轴承的转速低于极限转速n (3)(3)轴承的刚性轴承的刚性n (4)(4)轴承的安装和拆卸轴承的安装和拆卸n (5)(5)轴承的调心性能轴承的调心性能 调心调心n (6)(6)轴承的摩擦力矩轴承的摩擦力矩5.3 5.3
12、 滚动摩擦支承滚动摩擦支承1 1、滚动轴承的类型和选择、滚动轴承的类型和选择第15页,共78页,编辑于2022年,星期二 2 2、滚动轴承的代号、滚动轴承的代号 n滚动轴承的代号(滚动轴承的代号(GB/T272-93GB/T272-93)前置代号基本代号后置代号轴承分部件轴承类型尺寸系列轴承内径内部结构密封、防尘与外部形状保持架及其材料轴承材料公差等级游隙配置其它5.3 5.3 滚动摩擦支承滚动摩擦支承前置代号基本代号后置代号第16页,共78页,编辑于2022年,星期二 2、滚动轴承的代号、滚动轴承的代号 5.3 5.3 滚动摩擦支承滚动摩擦支承1)1)基本代号基本代号 直径系列直径系列宽度系
13、列(向心轴承)宽度系列(向心轴承)高度系列(推力轴承)高度系列(推力轴承)表表5-45-4表表5-55-5表表5-65-62 2)前置代号)前置代号 n用字母表示。如有用字母表示。如有L,R,WS,GS,KOW,KIW,LR,K等等 n前置代号种类很多前置代号种类很多,详细内容可参考轴承手册。,详细内容可参考轴承手册。第17页,共78页,编辑于2022年,星期二3)3)后置代号后置代号 2、滚动轴承的代号、滚动轴承的代号 5.3 5.3 滚动摩擦支承滚动摩擦支承 后置代号共有后置代号共有8 8组。用字母组。用字母(或加数字或加数字)表示其内部结构、密封和防尘、外部形状表示其内部结构、密封和防尘
14、、外部形状变化、保持架结构、轴承零件材料、公差等级、游隙及配置等。详见轴承手册。变化、保持架结构、轴承零件材料、公差等级、游隙及配置等。详见轴承手册。其中:其中:公差等级代号公差等级代号:由小到大依次为:由小到大依次为/P2/P2、/P4(/UP)/P4(/UP)、/P5(/SP)/P5(/SP)、/P6X/P6X、/P6/P6、P0P0等等6 6个等级。个等级。2 2级精度最高,其中级精度最高,其中/P0/P0级在标注时可忽略。代号示例如级在标注时可忽略。代号示例如62036203、6203/P66203/P6。游隙代号游隙代号:有:有/C1/C1,/C2/C2,/CO/CO,/C3/C3,
15、/C4/C4,/C5/C5等等6 6个代号,分别符合个代号,分别符合标准规定的游隙标准规定的游隙1 1、2 2、0 0、3 3、4 4、5 5组(游隙量自小而大组(游隙量自小而大),O O组不标注。组不标注。代号示例如代号示例如62106210、6210/C46210/C4。公差等级代号和游隙代号同时表示时可以简化,如公差等级代号和游隙代号同时表示时可以简化,如6210/P636210/P63表示轴承公差等级表示轴承公差等级P6P6级、径向游隙级、径向游隙3 3组。组。第18页,共78页,编辑于2022年,星期二3)3)后置代号后置代号 2、滚动轴承的代号、滚动轴承的代号 5.3 5.3 滚动
16、摩擦支承滚动摩擦支承 配置代号配置代号指成对安装的轴承有三种配置形式。指成对安装的轴承有三种配置形式。/DB/DB、/DF/DF、/DT/DT三种代号三种代号,分别表分别表示背对背安装、面对面安装和串联安装。代号示例如示背对背安装、面对面安装和串联安装。代号示例如32208/DF32208/DF、7210C/DT 7210C/DT 第19页,共78页,编辑于2022年,星期二n例例1 1:试说明滚动轴承代号:试说明滚动轴承代号6110061100和和7205/P47205/P4的含义。的含义。5.3 5.3 滚动摩擦支承滚动摩擦支承第20页,共78页,编辑于2022年,星期二受载最大的滚动体的
17、载荷受载最大的滚动体的载荷5.3 5.3 滚动摩擦支承滚动摩擦支承3 3、滚动轴承的载荷分布、失效形式和计算准则、滚动轴承的载荷分布、失效形式和计算准则 1).1).滚动轴承的载荷分布滚动轴承的载荷分布 滚动轴承受通过轴承中心的纯轴向载荷时,在理想滚动轴承受通过轴承中心的纯轴向载荷时,在理想精度下,可认为各滚动体均匀承受。精度下,可认为各滚动体均匀承受。滚动轴承受径向载荷时,滚动轴承受径向载荷时,只有下半圈滚动体受只有下半圈滚动体受载,在载,在 作用线上的滚动体所受的载荷最大作用线上的滚动体所受的载荷最大 球轴承(点接触)球轴承(点接触)滚子轴承(线接触)滚子轴承(线接触)第21页,共78页,
18、编辑于2022年,星期二疲劳点蚀疲劳点蚀脉动循环应力脉动循环应力塑性变形塑性变形磨损磨损5.3 5.3 滚动摩擦支承滚动摩擦支承 2)2)滚动轴承的失效形式滚动轴承的失效形式 3 3、滚动轴承的载荷分布、失效形式和计算准则、滚动轴承的载荷分布、失效形式和计算准则 3)3)滚动轴承的计算准则滚动轴承的计算准则 正常工作条件下的回转滚动轴承,主要是疲劳点蚀破坏,应进行接正常工作条件下的回转滚动轴承,主要是疲劳点蚀破坏,应进行接触疲劳寿命计算,当载荷变化较大或有较大冲击载荷时,还应作静强度触疲劳寿命计算,当载荷变化较大或有较大冲击载荷时,还应作静强度计算;计算;对于摆动或转速较低的轴承,主要防止塑性
19、变形,只需作静对于摆动或转速较低的轴承,主要防止塑性变形,只需作静强度计算;强度计算;高速轴承为防止发生粘着磨损、烧伤,除进行寿命计算外,还需核验极高速轴承为防止发生粘着磨损、烧伤,除进行寿命计算外,还需核验极限转速。限转速。第22页,共78页,编辑于2022年,星期二1)1)基本额定寿命和基本额定动载荷基本额定寿命和基本额定动载荷 轴承的寿命:轴承的寿命:轴承中任一元件首次出现疲劳点蚀之前所运转的总转数或在轴承中任一元件首次出现疲劳点蚀之前所运转的总转数或在一定转速下的工作小时数,称为轴承寿命。一定转速下的工作小时数,称为轴承寿命。基本额定寿命基本额定寿命轴承的寿命指标轴承的寿命指标L10(
20、r)、L10h(h)。指指90%90%可靠度、可靠度、常用材料和加工质量、常规运转条件下的寿命常用材料和加工质量、常规运转条件下的寿命。基本额定动载荷基本额定动载荷C C指基本额定寿命恰好为一个单位指基本额定寿命恰好为一个单位(10(106 6r)r)时,轴承所时,轴承所能承受的最大载荷能承受的最大载荷 2 2)当量动载荷)当量动载荷 计算计算 附加轴向载荷附加轴向载荷3 3)轴承寿命计算)轴承寿命计算 计算公式计算公式5.3 5.3 滚动摩擦支承滚动摩擦支承4 4、滚动轴承的寿命计算、滚动轴承的寿命计算第23页,共78页,编辑于2022年,星期二n基本额定静载荷基本额定静载荷C C0 0(C
21、 C0r0r 、C C0a0a)5.3 5.3 滚动摩擦支承滚动摩擦支承5.5.滚动轴承的静强度计算滚动轴承的静强度计算额定静载荷额定静载荷 当量静载荷当量静载荷 取两式中大值取两式中大值6.6.滚动轴承的极限转速滚动轴承的极限转速n正常条件设计手册查取正常条件设计手册查取n条件改变修正条件改变修正 (相关系数查图(相关系数查图5.215.21、5.225.22)n采取改进措施提高极限转速采取改进措施提高极限转速相关系相关系数查表数查表5-145-14、5-15 5-15 第24页,共78页,编辑于2022年,星期二5.3 5.3 滚动摩擦支承滚动摩擦支承n 例例2 2 试选择某传动装置中用深
22、沟球轴承。已知轴颈试选择某传动装置中用深沟球轴承。已知轴颈d d=35mm=35mm,轴的,轴的转速转速n n=2860r/min=2860r/min,轴承径向载荷,轴承径向载荷F Fr r=1600N=1600N,轴向载荷,轴向载荷F Fa a=800N=800N,载荷有轻微冲击,预期使用寿命载荷有轻微冲击,预期使用寿命L Lh h=5000h=5000h。第25页,共78页,编辑于2022年,星期二7 7、滚动轴承部件的结构设计、滚动轴承部件的结构设计 n1)1)轴承的固定轴承的固定 (1)(1)两端固定两端固定 (2)(2)一端固定,一端游动一端固定,一端游动 n2 2)轴承的配合)轴承
23、的配合n3 3)轴承游隙调整轴承游隙调整n4 4)轴承预紧)轴承预紧5.3 5.3 滚动摩擦支承滚动摩擦支承第26页,共78页,编辑于2022年,星期二5.3 5.3 滚动摩擦支承滚动摩擦支承 润滑目的降低摩擦阻力,减轻磨损,降低接触应力,吸振降噪,防锈散热。润滑目的降低摩擦阻力,减轻磨损,降低接触应力,吸振降噪,防锈散热。n (1 1)脂润滑相应结构简单,易维护保养,不易渗漏,具密封作用;内摩擦)脂润滑相应结构简单,易维护保养,不易渗漏,具密封作用;内摩擦力大。力大。n (2 2)油润滑摩擦阻力小,散热好,具清洗作用;易渗漏,密封装置复杂,需)油润滑摩擦阻力小,散热好,具清洗作用;易渗漏,密
24、封装置复杂,需供油设备。供油设备。n (3 3)固体润滑剂(常用二硫化钼)润滑脂的添加剂、粘贴形成固体)固体润滑剂(常用二硫化钼)润滑脂的添加剂、粘贴形成固体润滑膜、自润滑轴承等。润滑膜、自润滑轴承等。6 6)滚动轴承的密封)滚动轴承的密封目的:防尘、防水、防止润滑剂的流失目的:防尘、防水、防止润滑剂的流失常用密封结构型式:常用密封结构型式:接触式密封接触式密封 常见型式常见型式 密封件与轴接触,二者间有摩擦和磨损,低速使用。密封件与轴接触,二者间有摩擦和磨损,低速使用。非接触式密封非接触式密封 常见型式常见型式 利用间隙进行密封,转动件与固定件不接触,允许轴高速。利用间隙进行密封,转动件与固
25、定件不接触,允许轴高速。5 5)滚动轴承的润滑)滚动轴承的润滑第27页,共78页,编辑于2022年,星期二5.3.2、其他类型的滚动摩擦支承、其他类型的滚动摩擦支承1.1.填入式滚珠支承填入式滚珠支承 结构形式结构形式5.3 5.3 滚动摩擦支承滚动摩擦支承2.2.密珠支承密珠支承第28页,共78页,编辑于2022年,星期二5.3.2、其他类型的滚动摩擦支承、其他类型的滚动摩擦支承n3、直线运动球轴承、直线运动球轴承 1)1)直线运动球轴承的结构及用途直线运动球轴承的结构及用途5.3 5.3 滚动摩擦支承滚动摩擦支承2)2)使用直线运动球轴承的优点使用直线运动球轴承的优点 受载荷的钢球与轴作滚
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