第13章---轴承《机械基础》课件.ppt

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1、第13章 轴 承（时间：3次课，6学时）第13章 轴 承 教学目标：轴承是机器中用来支承轴的重要部件。它能保证轴的回转精度，减少回转轴与支承之间的摩擦和磨损。根据轴承工作时的摩擦性质可将其分为滑动轴承和滚动轴承两大类。本章主要介绍轴承的类型、特点及应用，滚动轴承的代号、类型选择、组合设计、失效及计算准则，滚动轴承的动载荷和寿命计算、静载荷计算等内容，对滑动轴承仅做一般介绍。第13章 轴 承 重点与难点：l轴承功用和类型l滚动轴承的组成、类型及特点l滚动轴承的当量动载荷和寿命计算l角接触轴承的当量动载荷计算l滚动轴承组合设计l滑动轴承轴瓦的材料及其选用l滑动轴承的润滑l不完全液体润滑滑动轴承的设

2、计准则及设计方法 第13章 轴 承 案例导入：机器中旋转的零件需要有支撑的机构，为减少旋转零件的噪音和磨损必须考虑减摩和润滑等问题，如何解决运转机器中旋转零件存在的问题?本章用广泛应用于支承轴及轴上零件、保持轴的旋转精度和减少转轴与支承之间的摩擦和磨损的装置导入。提出轴承的构造、基本类型，介绍轴承的代号，轴承的选择计算，轴承的润滑和密封方法及如何进行滚动轴承的组合设计。13.1.1 滑动轴承 13.1.2 滚动轴承 13.1 轴承功用和类型13.1 轴承功用和类型 轴承的功用是用来支承轴及轴上零件，保持轴的回转精度，减少回转轴与支承之间的摩擦和磨损。根据轴承工作时的摩擦性质可将其分为滑动摩擦和

3、滚动摩擦轴承两大类。13.1.1 滑动轴承 工作时仅发生滑动摩擦的轴承称为滑动轴承。与滚动轴承比较，其工作时仅发生滑动摩擦的轴承称为滑动轴承。与滚动轴承比较，其主要特点是工作平稳，噪声较低，工作可靠，润滑油膜具有缓冲和主要特点是工作平稳，噪声较低，工作可靠，润滑油膜具有缓冲和吸振能力，且径向尺寸小，可制成剖分结构；但启动摩擦阻力大，吸振能力，且径向尺寸小，可制成剖分结构；但启动摩擦阻力大，维护要求高。滑动轴承承载情况如图维护要求高。滑动轴承承载情况如图13.113.1所示。所示。(a)(b)(c)(a)(b)(c)图图13.1 13.1 滑动轴承滑动轴承13.2.1 滚动轴承的组成、类型及特点

4、 13.2.2 滚动轴承的代号 13.2.3 滚动轴承类型选择 13.2.4 滚动轴承的寿命计算 13.2.5 滚动轴承组合设计 13.2 滚 动 轴 承 13.2.1 滚动轴承的组成、类型及特点 1.1.滚动轴承的组成结构滚动轴承的组成结构滚动轴承的典型结构如图滚动轴承的典型结构如图13.313.3所示，由内圈所示，由内圈1 1、外圈、外圈2 2、滚动体、滚动体3 3和和保持架保持架4 4组成。内圈与轴颈配合，外圈与轴承座孔或机座孔配合。组成。内圈与轴颈配合，外圈与轴承座孔或机座孔配合。工作时，常见的是内圈随轴一起转动，外圈固定不动。一般内、外工作时，常见的是内圈随轴一起转动，外圈固定不动。

5、一般内、外圈设有凹槽滚道，滚动体沿其滚动。因此，滚动轴承是滚动体与内、圈设有凹槽滚道，滚动体沿其滚动。因此，滚动轴承是滚动体与内、外圈滚道之间的滚动摩擦，不会损坏轴颈。保持架的作用是使滚动外圈滚道之间的滚动摩擦，不会损坏轴颈。保持架的作用是使滚动体隔开，以减小滚动体之间的摩擦与磨损。体隔开，以减小滚动体之间的摩擦与磨损。13.2.1 滚动轴承的组成、类型及特点 2.2.滚动轴承的类型及特点滚动轴承的类型及特点滚动轴承按结构特点的不同有多种分类方法，各类轴承分别适用于滚动轴承按结构特点的不同有多种分类方法，各类轴承分别适用于不同载荷、转速及特殊需要，滚动轴承一般分类如下：不同载荷、转速及特殊需要

6、，滚动轴承一般分类如下：(1)(1)按滚动体的形状可分为球轴承和滚子轴承。按滚动体的形状可分为球轴承和滚子轴承。球轴承制造工艺简单，极限转速高，价廉，但承载能力较低；滚子球轴承制造工艺简单，极限转速高，价廉，但承载能力较低；滚子轴承承载能力、耐冲击能力和轴承刚性都较高，但极限转速较低，轴承承载能力、耐冲击能力和轴承刚性都较高，但极限转速较低，价格比球轴承高。价格比球轴承高。(2)(2)按承载方向可分为向心轴承和推力轴承。按承载方向可分为向心轴承和推力轴承。13.2.2 滚动轴承的代号 图图13.5 13.5 滚动轴承代号的表达方式滚动轴承代号的表达方式 13.2.2 滚动轴承的代号 1.1.基

7、本代号基本代号基本代号表示轴承的基本类型、结构和尺寸，是轴承代号的基础。基本代号表示轴承的基本类型、结构和尺寸，是轴承代号的基础。基本代号由轴承类型代号、尺寸系列代号和内径代号三部分构成，基本代号由轴承类型代号、尺寸系列代号和内径代号三部分构成，一般最多为一般最多为5 5位。位。2.2.前置代号前置代号轴承的前置代号用于表示轴承的分部件，用字母表示，是在轴承基轴承的前置代号用于表示轴承的分部件，用字母表示，是在轴承基本代号左边添加的补充代号。本代号左边添加的补充代号。13.2.3 滚动轴承类型选择 根据各种类型滚动轴承的特点，在选用轴承时应从载荷的大小、性根据各种类型滚动轴承的特点，在选用轴承

8、时应从载荷的大小、性质、方向，转速的高低，结构尺寸的限制，刚度要求和经济性等方质、方向，转速的高低，结构尺寸的限制，刚度要求和经济性等方面考虑。选择时可参考以下几项原则。面考虑。选择时可参考以下几项原则。1.1.轴承的受载情况轴承的受载情况(1)(1)当载荷小而平稳时，应优先选用球轴承；载荷大、有冲击时，当载荷小而平稳时，应优先选用球轴承；载荷大、有冲击时，可选用滚子轴承。可选用滚子轴承。(2)(2)轴承受纯径向载荷时，应选用径向接触轴承，如深沟球轴承，轴承受纯径向载荷时，应选用径向接触轴承，如深沟球轴承，圆柱滚子轴承；当轴承受纯轴向载荷时，可选用轴向接触轴承，如圆柱滚子轴承；当轴承受纯轴向载

9、荷时，可选用轴向接触轴承，如推力球轴承。推力球轴承。(3)(3)当轴承同时承受径向和轴向载荷时，可选用角接触球轴承或圆当轴承同时承受径向和轴向载荷时，可选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承；若轴向载荷比径向载荷小得多时，可选用深沟球轴承；锥滚子轴承；若轴向载荷比径向载荷小得多时，可选用深沟球轴承；若轴向载荷很大时，可选用向心球轴承和推力轴承的组合结构，以若轴向载荷很大时，可选用向心球轴承和推力轴承的组合结构，以分别承受径向和轴向载荷。分别承受径向和轴向载荷。13.2.3 滚动轴承类型选择 2.2.轴承的极限转速轴承的极限转速球轴承的极限转速比滚子轴承高，故轻载高速下应优先选用球轴承的极限转速比滚子轴

10、承高，故轻载高速下应优先选用球轴承；推力轴承的极限转速很低，不宜用于高速；受轴向球轴承；推力轴承的极限转速很低，不宜用于高速；受轴向载荷作用的高速轴，可选用角接触球轴承。载荷作用的高速轴，可选用角接触球轴承。在内径相同的情况下，外径越小，则滚动体就越小，运转时在内径相同的情况下，外径越小，则滚动体就越小，运转时产生的离心力也就越小，故高速时，宜选用尺寸较小系列的产生的离心力也就越小，故高速时，宜选用尺寸较小系列的轴承。轴承。13.2.3 滚动轴承类型选择 3.3.对轴承的特殊要求对轴承的特殊要求当轴承座孔直径受到限制而径向载荷又很大时，可选用滚针当轴承座孔直径受到限制而径向载荷又很大时，可选用

11、滚针轴承；对于跨距较大，轴的刚度较差，或两轴承座孔的同轴轴承；对于跨距较大，轴的刚度较差，或两轴承座孔的同轴度不好时，则要求轴承的内、外圈允许一定的角位移，故应度不好时，则要求轴承的内、外圈允许一定的角位移，故应选用调心球轴承或调心滚子轴承。选用调心球轴承或调心滚子轴承。当支承刚度要求较高时，可选用圆柱滚子轴承或圆锥滚子轴当支承刚度要求较高时，可选用圆柱滚子轴承或圆锥滚子轴承，因其刚性比球轴承要好；对于需经常拆卸或装拆困难的承，因其刚性比球轴承要好；对于需经常拆卸或装拆困难的场合，可选用内、外圈能分离的轴承等。场合，可选用内、外圈能分离的轴承等。13.2.3 滚动轴承类型选择 4.4.经济性经

12、济性球轴承比滚子轴承价格便宜，公差等级高的轴承价格也球轴承比滚子轴承价格便宜，公差等级高的轴承价格也高。因此在满足工作要求的情况下，应尽量选用普通结高。因此在满足工作要求的情况下，应尽量选用普通结构的球轴承。构的球轴承。13.2.4 滚动轴承的寿命计算 1.1.滚动轴承的失效形式滚动轴承的失效形式(1)(1)疲劳破坏疲劳破坏轴承在工作过程中，滚动体和内外圈不断地接触，滚动体与滚道受变应力轴承在工作过程中，滚动体和内外圈不断地接触，滚动体与滚道受变应力作用，可近似地看做是脉动循环。在载荷的反复作用下，首先在表面下一作用，可近似地看做是脉动循环。在载荷的反复作用下，首先在表面下一定深度处产生疲劳裂

13、纹，继而扩展到接触表面，形成疲劳点蚀，致使轴承定深度处产生疲劳裂纹，继而扩展到接触表面，形成疲劳点蚀，致使轴承不能正常工作。通常，疲劳点蚀是滚动轴承的主要失效形式。不能正常工作。通常，疲劳点蚀是滚动轴承的主要失效形式。(2)(2)塑性变形塑性变形当轴承转速很低或间歇摆动时，一般不会产生疲劳损坏。而很大的静载荷当轴承转速很低或间歇摆动时，一般不会产生疲劳损坏。而很大的静载荷或冲击载荷会使轴承滚道和滚动体接触处产生塑性变形，使滚道表面形成或冲击载荷会使轴承滚道和滚动体接触处产生塑性变形，使滚道表面形成变形凹坑。从而使轴承在运转中产生剧烈振动和噪声，无法正常工作。变形凹坑。从而使轴承在运转中产生剧烈

14、振动和噪声，无法正常工作。(3)(3)其他失效其他失效使用维护和保养不当或密封润滑不良都会引起磨损、胶合、内外圈和保持使用维护和保养不当或密封润滑不良都会引起磨损、胶合、内外圈和保持架破损等失效形式。架破损等失效形式。13.2.4 滚动轴承的寿命计算 3.3.寿命计算中的概念寿命计算中的概念(1)(1)寿命寿命轴承的任何一个内外套圈或滚动体的材料首次出现疲劳点蚀前，一轴承的任何一个内外套圈或滚动体的材料首次出现疲劳点蚀前，一个套圈相对于另一个套圈的转数，称为轴承的寿命。寿命还可以用个套圈相对于另一个套圈的转数，称为轴承的寿命。寿命还可以用在恒定转速下的运转小时数来表示。在恒定转速下的运转小时数

15、来表示。(2)(2)基本额定寿命基本额定寿命对于一组同一型号的轴承，由于材料、热处理和工艺等很多随机因对于一组同一型号的轴承，由于材料、热处理和工艺等很多随机因素的影响，即使在相同条件下运转，寿命也不一样，有的甚至相差素的影响，即使在相同条件下运转，寿命也不一样，有的甚至相差几十倍。因此对一个具体轴承，很难预知其确切的寿命。几十倍。因此对一个具体轴承，很难预知其确切的寿命。基本额定寿命是一组同一型号轴承在相同条件下运转，基本额定寿命是一组同一型号轴承在相同条件下运转，9090的轴承的轴承不发生疲劳点蚀前的总转数，单位为兆转不发生疲劳点蚀前的总转数，单位为兆转(106r)(106r)，或在一定转

16、速下，或在一定转速下的运转小时数。的运转小时数。13.2.4 滚动轴承的寿命计算 4.4.寿命计算寿命计算实际应用中，基本额定寿命常用给定转速下的运转小时数实际应用中，基本额定寿命常用给定转速下的运转小时数L Lh h表表示。考虑到轴承工作温度的影响，引进温度系数示。考虑到轴承工作温度的影响，引进温度系数f fT T，见表，见表13.813.8；考虑到很多机械在工作中有冲击、振动、使轴承寿命降低，；考虑到很多机械在工作中有冲击、振动、使轴承寿命降低，引进载荷系数引进载荷系数f fP P，见表，见表13.913.9。(表见电子文档表见电子文档)13.2.4 滚动轴承的寿命计算 5.5.当量动载荷

17、的计算当量动载荷的计算当量动载荷是一种假定的载荷，在该载荷下，轴承的寿命与当量动载荷是一种假定的载荷，在该载荷下，轴承的寿命与实际载荷作用的寿命相同。假设轴承的径向和轴向载荷分别实际载荷作用的寿命相同。假设轴承的径向和轴向载荷分别用用F Fr r和和F Fa a表示。表示。13.2.4 滚动轴承的寿命计算 图图13.8 13.8 圆锥滚子轴承的受力圆锥滚子轴承的受力 13.2.4 滚动轴承的寿命计算 7.7.滚动轴承的静强度计算滚动轴承的静强度计算对低速、重载的滚动轴承，为限制滚动轴承在过载和冲击载对低速、重载的滚动轴承，为限制滚动轴承在过载和冲击载荷下产生的永久变形，应按静载荷作校核计算。荷

18、下产生的永久变形，应按静载荷作校核计算。13.2.5 滚动轴承组合设计 2.2.轴系的轴向定位轴系的轴向定位轴系在机器中必须有确定的位置，以保证工作时不发生轴向窜轴系在机器中必须有确定的位置，以保证工作时不发生轴向窜动，同时为了补偿轴的热伸长，还应允许其在适当的范围内可动，同时为了补偿轴的热伸长，还应允许其在适当的范围内可以有微小的自由伸缩。以有微小的自由伸缩。13.2.5 滚动轴承组合设计 3.3.滚动轴承组合结构的调整滚动轴承组合结构的调整为了保证轴上零件处于正确的位置，轴系部件应能进行必要为了保证轴上零件处于正确的位置，轴系部件应能进行必要的调整。滚动轴承组合结构的调整，包括轴承游隙的调

19、整和的调整。滚动轴承组合结构的调整，包括轴承游隙的调整和轴系轴向位置的调整。轴系轴向位置的调整。13.2.5 滚动轴承组合设计 4.4.滚动轴承的配合滚动轴承的配合由于滚动轴承是标准件，选择配合时就把它作为基准件。因此，轴由于滚动轴承是标准件，选择配合时就把它作为基准件。因此，轴承内圈与轴的配合采用基孔制，轴承外圈与轴承座孔的配合则采用承内圈与轴的配合采用基孔制，轴承外圈与轴承座孔的配合则采用基轴制。基轴制。选择配合时，应考虑载荷的方向、大小和性质，以及轴承类型、转选择配合时，应考虑载荷的方向、大小和性质，以及轴承类型、转速和使用条件等因素。当外载荷方向不变时，转动套圈应比固定套速和使用条件等

20、因素。当外载荷方向不变时，转动套圈应比固定套圈的配合紧一些。一般情况下是内圈随轴一起转动、外圈固定不转，圈的配合紧一些。一般情况下是内圈随轴一起转动、外圈固定不转，故内圈常取具有过盈的过渡配合；外圈常取较松的过渡配合。当轴故内圈常取具有过盈的过渡配合；外圈常取较松的过渡配合。当轴承作游动支承时，外圈应取保证有间隙的配合。承作游动支承时，外圈应取保证有间隙的配合。13.2.5 滚动轴承组合设计 5.5.滚动轴承的装拆滚动轴承的装拆设计轴承组合时，应考虑怎样有利于轴承装拆，以便在装拆过设计轴承组合时，应考虑怎样有利于轴承装拆，以便在装拆过程中不致损坏轴承和其他零件。滚动轴承的装拆以压力法最常程中不

21、致损坏轴承和其他零件。滚动轴承的装拆以压力法最常用，此外还有温差法、液压配合法等。温差法是将轴承放进烘用，此外还有温差法、液压配合法等。温差法是将轴承放进烘箱或热油中，使轴承的内圈受热膨胀，然后即可将轴承顺利装箱或热油中，使轴承的内圈受热膨胀，然后即可将轴承顺利装在轴上。液压配合法是通过将压力油打入环形油槽拆卸轴承。在轴上。液压配合法是通过将压力油打入环形油槽拆卸轴承。13.3.1 滑动轴承的类型和结构 13.3.2 轴瓦和轴承材料 13.3.3 滑动轴承的润滑 13.3.4 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算 13.3 滑 动 轴 承 13.3.1 滑动轴承的类型和结构 滑动轴承一般由轴瓦和轴

22、承座组成。工作时，轴瓦与轴滑动轴承一般由轴瓦和轴承座组成。工作时，轴瓦与轴颈之间的相对滑动产生滑动摩擦。颈之间的相对滑动产生滑动摩擦。按照使用润滑剂的情况可分为液体润滑轴承、半液体润按照使用润滑剂的情况可分为液体润滑轴承、半液体润滑轴承、固体润滑轴承、气体润滑轴承等。液体润滑轴滑轴承、固体润滑轴承、气体润滑轴承等。液体润滑轴承是指轴承是指轴(颈颈)和轴承的摩擦表面被液体润滑剂形成的油和轴承的摩擦表面被液体润滑剂形成的油膜完全隔开而不直接接触的滑动轴承。膜完全隔开而不直接接触的滑动轴承。13.3.1 滑动轴承的类型和结构 1.1.径向滑动轴承径向滑动轴承(1)(1)整体式滑动轴承整体式滑动轴承如

23、图如图13.1713.17所示是一种常见的整体式滑动轴承，用螺栓与机架连接。所示是一种常见的整体式滑动轴承，用螺栓与机架连接。轴承座的孔内压有用耐磨材料制成的轴瓦轴承座的孔内压有用耐磨材料制成的轴瓦(也称轴套也称轴套)，并采用较紧，并采用较紧的配合，一般为的配合，一般为H8/s7H8/s7。为了进行润滑，在轴承座顶部加工有螺纹。为了进行润滑，在轴承座顶部加工有螺纹孔，用来安装润滑油杯，在轴套的对应部位相应加工有油孔和油槽。孔，用来安装润滑油杯，在轴套的对应部位相应加工有油孔和油槽。整体式滑动轴承也可以在机架上直接加工出轴承孔，在压入轴套来整体式滑动轴承也可以在机架上直接加工出轴承孔，在压入轴套

24、来实现。实现。13.3.1 滑动轴承的类型和结构 11油孔；油孔；22轴瓦；轴瓦；33紧定螺钉紧定螺钉图图13.17 13.17 整体式滑动轴承整体式滑动轴承13.3.1 滑动轴承的类型和结构 2.2.止推滑动轴承止推滑动轴承止推滑动轴承如图止推滑动轴承如图13.1913.19所示，轴颈的结构形式有实心、空心、所示，轴颈的结构形式有实心、空心、环形、多环形环形、多环形4 4种。图种。图13.19(d)13.19(d)为轴颈或轴环的外径，为轴颈为轴颈或轴环的外径，为轴颈或轴环的内径。由于支承面上各点的线速度不同，离中心越或轴环的内径。由于支承面上各点的线速度不同，离中心越远的点，相对滑动速度越大

25、，则磨损越快，从而使实心轴颈远的点，相对滑动速度越大，则磨损越快，从而使实心轴颈端面上的压力分布极不均匀，靠近中心处的压强极高。因此端面上的压力分布极不均匀，靠近中心处的压强极高。因此一般机器中多采用空心轴颈和环形轴颈。多环轴颈不仅能承一般机器中多采用空心轴颈和环形轴颈。多环轴颈不仅能承受双向轴向载荷，且承载能力较大。受双向轴向载荷，且承载能力较大。13.3.1 滑动轴承的类型和结构 图图13.19 13.19 止推滑动轴承及止推轴颈止推滑动轴承及止推轴颈13.3.2 轴瓦和轴承材料 1.1.轴瓦轴瓦轴瓦是直接与轴颈接触的部分，它的工作面既是承载表面又轴瓦是直接与轴颈接触的部分，它的工作面既是

26、承载表面又是摩擦表面，故轴瓦是滑动轴承中最重要的零件，它的结构是摩擦表面，故轴瓦是滑动轴承中最重要的零件，它的结构形式和性能将直接影响轴承的寿命、效率和承载能力。形式和性能将直接影响轴承的寿命、效率和承载能力。13.3.2 轴瓦和轴承材料 2.2.轴承材料轴承材料根据滑动轴承的工作情况，要求轴承材料应具有良好的减摩性、耐根据滑动轴承的工作情况，要求轴承材料应具有良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性，足够的强度，易跑合，易加工等性能。轴承材料磨性和抗胶合性，足够的强度，易跑合，易加工等性能。轴承材料有金属材料、粉末冶金材料和非金属材料几类。有金属材料、粉末冶金材料和非金属材料几类。(1)(1)金属材料

27、金属材料 铸造轴承合金。包括铸造锡基轴承合金、铸造铅基轴承合金、铸造轴承合金。包括铸造锡基轴承合金、铸造铅基轴承合金、铸造铜基轴承合金、铸造铝基轴承合金等铸造铜基轴承合金、铸造铝基轴承合金等4 4种。种。铸铁。主要有锑铸铁、锡铸铁等。铸铁减振性良好，耐磨性、铸铁。主要有锑铸铁、锡铸铁等。铸铁减振性良好，耐磨性、切削性也较好，价格低，但质脆，跑合性差。宜用于轻载、低速和切削性也较好，价格低，但质脆，跑合性差。宜用于轻载、低速和无冲击的场合。无冲击的场合。13.3.2 轴瓦和轴承材料(2)(2)粉末冶金材料粉末冶金材料粉末冶金材料是用铁或铜的粉末与石墨的粉末混合，经高压成型和粉末冶金材料是用铁或铜

28、的粉末与石墨的粉末混合，经高压成型和烧结而成的多孔性材料。这种材料制造的成形轴承，可在材料孔隙烧结而成的多孔性材料。这种材料制造的成形轴承，可在材料孔隙中吸贮大量润滑油，具有自润滑作用，故又称为含油轴承。中吸贮大量润滑油，具有自润滑作用，故又称为含油轴承。(3)(3)非金属材料非金属材料常用的非金属材料有塑料、橡胶和木材等，其中塑料用得最多，如常用的非金属材料有塑料、橡胶和木材等，其中塑料用得最多，如酚醛塑料、聚酰胺酚醛塑料、聚酰胺(尼龙尼龙)和聚四氟乙烯等。和聚四氟乙烯等。13.3.3 滑动轴承的润滑 滑滑动动轴轴承承一一般般都都需需要要使使用用润润滑滑剂剂进进行行润润滑滑，主主要要是是为为

29、了了降降低低摩摩擦擦、减减少少磨磨损损和和表表面面损损坏坏，同同时时还还可可以以起起到到冷冷却却、吸振、防尘、防锈等作用。吸振、防尘、防锈等作用。13.3.4 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算 1.1.计算准则计算准则不完全液体润滑滑动轴承的主要失效形式是磨损和胶合。为不完全液体润滑滑动轴承的主要失效形式是磨损和胶合。为了防止轴承失效，应保证轴颈与轴瓦的接触面之间形成润滑了防止轴承失效，应保证轴颈与轴瓦的接触面之间形成润滑油膜。影响油膜存在的因素很多，目前为止还没有一种完善油膜。影响油膜存在的因素很多，目前为止还没有一种完善的计算方法，只能在确定其结构尺寸之后进行简化的条件性的计算方法，只能在

30、确定其结构尺寸之后进行简化的条件性校核计算。校核计算。13.3.4 不完全液体润滑滑动轴承的设计计算 2.2.设计步骤设计步骤设计的已知条件包括轴颈的直径、转速、载荷情况和工作要求。设设计的已知条件包括轴颈的直径、转速、载荷情况和工作要求。设计步骤如下。计步骤如下。(1)(1)根据工作条件和工作要求，确定轴承结构类型及轴瓦材料。根据工作条件和工作要求，确定轴承结构类型及轴瓦材料。(2)(2)根据轴颈尺寸确定轴承宽度。一般情况下取轴承的宽径比根据轴颈尺寸确定轴承宽度。一般情况下取轴承的宽径比B B/d d=0.5=0.51.51.5，可根据轴颈尺寸计算出轴承宽度；也可查阅设计手，可根据轴颈尺寸计

31、算出轴承宽度；也可查阅设计手册确定。册确定。(3)(3)校核轴承的工作能力。校核轴承的工作能力。13.4 滚动轴承与滑动轴承的比较 轴承广泛应用于现代机械中，轴承的类型很多且各有特点。轴承广泛应用于现代机械中，轴承的类型很多且各有特点。设计机器时应根据具体的工作情况，结合各类轴承的特点和设计机器时应根据具体的工作情况，结合各类轴承的特点和性能进行对比分析，选择一种既满足工作要求又经济实用的性能进行对比分析，选择一种既满足工作要求又经济实用的轴承。表轴承。表13.1413.14列出了滚动轴承和滑动轴承的性能及特点，可列出了滚动轴承和滑动轴承的性能及特点，可供选用轴承时参考。供选用轴承时参考。(以

32、下表见电子文档以下表见电子文档)13.5 本章实训 液体动压轴承特性实训 实训目的实训目的1.1.测出并绘制动压轴承油膜压力的周向分布曲线及轴向分布曲测出并绘制动压轴承油膜压力的周向分布曲线及轴向分布曲线，以验证其理线，以验证其理.论分布规律，并考察影响油膜压力分布的因素；论分布规律，并考察影响油膜压力分布的因素；2.2.计算实测计算实测“端泄端泄”对轴承轴向压力分布的影响系数对轴承轴向压力分布的影响系数K K值，看值，看是否符合油膜压力沿轴向抛物线分布的规律；是否符合油膜压力沿轴向抛物线分布的规律；3.3.测定并绘制液体动压轴承摩擦特性曲线，并考察影响摩擦系测定并绘制液体动压轴承摩擦特性曲线

33、，并考察影响摩擦系数的因素。数的因素。13.5 本章实训 液体动压轴承特性实训 实训设备和工具实训设备和工具1.1.滑动轴承试验台；滑动轴承试验台；2.2.重锤式拉力计；重锤式拉力计；3.3.数据处理及分析软件；数据处理及分析软件；4.4.计算机、打印机。计算机、打印机。13.5 本章实训 液体动压轴承特性实训 实训原理和方法实训原理和方法液体动压轴承是利用轴颈本身在回转时产生的泵油作用，将润滑油液体动压轴承是利用轴颈本身在回转时产生的泵油作用，将润滑油带入摩擦表面之间，建立起压力油膜，将两个摩擦表面分离开来，带入摩擦表面之间，建立起压力油膜，将两个摩擦表面分离开来，形成液体摩擦，从而避免两个

34、摩擦表面的直接接触和磨损。液体摩形成液体摩擦，从而避免两个摩擦表面的直接接触和磨损。液体摩擦的特性决定于所使用的润滑油的黏度，而与两个摩擦表面的材料擦的特性决定于所使用的润滑油的黏度，而与两个摩擦表面的材料无关。液体润滑是一种较理想的润滑状态。无关。液体润滑是一种较理想的润滑状态。13.5 本章实训 液体动压轴承特性实训 实训过程实训过程1.1.油膜压力分布的测定油膜压力分布的测定(1)(1)开启油泵电机，使油泵工作。开启油泵电机，使油泵工作。(2)(2)调节溢流阀，使加载油腔压力在调节溢流阀，使加载油腔压力在0.1MPa(0.1MPa(相当于相当于1kgf/cm2)1kgf/cm2)以下。以

35、下。(3)(3)调节电机转速在最低速，并将变速手柄置于低速挡。然后开启调节电机转速在最低速，并将变速手柄置于低速挡。然后开启主电机，调节转速，使指针读数在主电机，调节转速，使指针读数在100100200r/min200r/min之间。再将变速之间。再将变速手柄置于高速挡，调节主轴转速到手柄置于高速挡，调节主轴转速到800r/min800r/min左右。左右。13.5 本章实训 液体动压轴承特性实训 实训总结实训总结1.1.思考题思考题(1)(1)为什么油膜压力分布曲线会随转速的改变而改变？为什么油膜压力分布曲线会随转速的改变而改变？(2)(2)为什么摩擦系数会随转速的改变而改变？为什么摩擦系数

36、会随转速的改变而改变？(3)(3)哪些因素会引起摩擦系数的测定误差？哪些因素会引起摩擦系数的测定误差？13.6 习题与练习 1.1.填空题填空题(1)(1)滚动轴承的主要失效形式是滚动轴承的主要失效形式是_、_。(2)(2)球轴承与滚子轴承相比，前者承载能力较球轴承与滚子轴承相比，前者承载能力较_而极限而极限转速较转速较_。(3)(3)轴承代号为轴承代号为3040930409表示表示_。(4)(4)代号为代号为72057205的滚动轴承，其类型为的滚动轴承，其类型为_，内径为，内径为_。(5)(5)滚动轴承组合轴向固定的方法有滚动轴承组合轴向固定的方法有_、_。13.6 习题与练习 2.2.选

37、择题选择题(1)(1)滚动轴承进行寿命计算是为了防止轴承发生滚动轴承进行寿命计算是为了防止轴承发生()()；静载荷计算是为了防止轴；静载荷计算是为了防止轴承发生承发生()()。A.A.疲劳点蚀疲劳点蚀 B.B.塑性变形塑性变形 C.C.磨损磨损(2)(2)滚动轴承组合轴向固定的方法有滚动轴承组合轴向固定的方法有()()、()()。A.A.双支点单向固定双支点单向固定 B.B.双支点游动支承双支点游动支承 C.C.单支点双向固定单支点双向固定(3)(3)角接触滚动轴承为抵消内部轴向力，可采用的安装方式有角接触滚动轴承为抵消内部轴向力，可采用的安装方式有()()、()()。A.A.正安装正安装 B

38、.B.反安装反安装 C.C.正反安装正反安装 (4)(4)滚动轴承常用的润滑方法有滚动轴承常用的润滑方法有()()、()()。A.A.脂润滑脂润滑 B.B.油润滑油润滑 C.C.油和脂润滑油和脂润滑(5)(5)滚动轴承进行寿命计算是为了防止轴承发生滚动轴承进行寿命计算是为了防止轴承发生()()；静载荷计算是为了防止轴；静载荷计算是为了防止轴承发生承发生()()；演算轴承的极限转速是为了防止轴承发生；演算轴承的极限转速是为了防止轴承发生()()。A.A.疲劳点蚀疲劳点蚀 B.B.塑性变形塑性变形 C.C.磨损磨损13.6 习题与练习(6)(6)轴向载荷的存在对向心推力轴承径向承载能力的影响是：轴

39、向载荷的存在对向心推力轴承径向承载能力的影响是：()()。A.A.提高承载能力提高承载能力 B.B.降低承载能力降低承载能力C.C.无影响无影响 D.D.在一定范围内提高承载能力在一定范围内提高承载能力(7)(7)向心推力轴承承受轴向载荷的能力与向心推力轴承承受轴向载荷的能力与()()有关。有关。A.A.轴承宽度轴承宽度 B.B.滚动体数目滚动体数目C.C.轴承的载荷角轴承的载荷角 D.D.轴承的接触角轴承的接触角(8)(8)滚动轴承都有不同的直径系列，当两向心轴承代号中仅直径系列不同时，这两轴承的滚动轴承都有不同的直径系列，当两向心轴承代号中仅直径系列不同时，这两轴承的区别在于区别在于()(

40、)。A.A.内、外径都相同，滚动体数目不同内、外径都相同，滚动体数目不同B.B.内径相同，外径和宽度不同内径相同，外径和宽度不同C.C.内、外径都相同，滚动体大小不同内、外径都相同，滚动体大小不同D.D.外径相同，内径和宽度不同外径相同，内径和宽度不同(9)()(9)()不是滑动轴承的特点。不是滑动轴承的特点。A.A.启动力矩小启动力矩小 B.B.对轴承材料要求高对轴承材料要求高C.C.供油系统复杂供油系统复杂 D.D.高、低速运转性能均好高、低速运转性能均好13.6 习题与练习 3.3.判断题判断题(1)(1)滚动轴承按承受载荷方向不同可分为向心轴承和推力轴承。滚动轴承按承受载荷方向不同可分

41、为向心轴承和推力轴承。()()(2)6211(2)6211轴承的内径为轴承的内径为50mm50mm。()()(3)(3)滚动轴承组合轴向固定的方法有两端固定支承、一端固定一端游动支承。滚动轴承组合轴向固定的方法有两端固定支承、一端固定一端游动支承。()()(4)(4)滚动轴承的寿命与滚动轴承的基本额定寿命是同一概念。滚动轴承的寿命与滚动轴承的基本额定寿命是同一概念。()()(5)(5)滚动轴承预紧的目的是为了提高轴承的刚度和精度。滚动轴承预紧的目的是为了提高轴承的刚度和精度。()()(6)(6)滚动轴承的密封方式有接触式密封、非接触式密封。滚动轴承的密封方式有接触式密封、非接触式密封。()()

42、(7)(7)滚动轴承进行寿命计算的目的是为了防止轴承发生塑性变形。滚动轴承进行寿命计算的目的是为了防止轴承发生塑性变形。()()(8)(8)滚动轴承按承受载荷方向不同可分为径向接触轴承和轴向接触轴承。滚动轴承按承受载荷方向不同可分为径向接触轴承和轴向接触轴承。()()13.6 习题与练习 4.4.简答题简答题(1)(1)滚动轴承基本额定动载荷滚动轴承基本额定动载荷C C的含义是什么？当滚动轴承上作用的当的含义是什么？当滚动轴承上作用的当量动载荷不超过量动载荷不超过C C值时，轴承是否就不发生点蚀破坏？为什么？值时，轴承是否就不发生点蚀破坏？为什么？(2)(2)在机械设计中，选择滚动轴承类型的原

43、则是什么？一般优先选用在机械设计中，选择滚动轴承类型的原则是什么？一般优先选用什么类型的轴承？什么类型的轴承？(3)(3)滚动轴承的代号由几部分组成？基本代号又分几项内容？基本代滚动轴承的代号由几部分组成？基本代号又分几项内容？基本代号中各部分代号是如何规定的？号中各部分代号是如何规定的？(4)(4)滚动轴承主要失效形式是什么？滚动轴承主要失效形式是什么？(5)(5)什么是滚动轴承的基本额定寿命？什么是滚动轴承的基本额定动什么是滚动轴承的基本额定寿命？什么是滚动轴承的基本额定动载荷？载荷？(6)(6)当量动载荷的意义和用途是什么？如何计算？当量动载荷的意义和用途是什么？如何计算？13.6 习题

44、与练习(7)(7)滚动轴承寿命计算一般式是什么？考虑温度系数、载荷系数、可滚动轴承寿命计算一般式是什么？考虑温度系数、载荷系数、可靠性系数后的计算公式是什么？靠性系数后的计算公式是什么？(8)(8)何时要进行滚动轴承的静载荷计算？何时要进行滚动轴承的静载荷计算？(9)(9)滑动轴承的性能特点有哪些？主要的应用场合有哪些？滑动轴承的性能特点有哪些？主要的应用场合有哪些？(10)(10)滑动轴承的主要结构型式有哪几种？各有什么特点？滑动轴承的主要结构型式有哪几种？各有什么特点？(11)(11)轴承材料应具备哪些性能？是否存在着能同时满足这些性能的材轴承材料应具备哪些性能？是否存在着能同时满足这些性

45、能的材料？料？(12)(12)非液体润滑轴承的设计依据是什么？限制非液体润滑轴承的设计依据是什么？限制p p和和pvpv的目的是什么？的目的是什么？(13)(13)液体动压润滑的必要条件是什么？叙述向心滑动轴承形成动压油液体动压润滑的必要条件是什么？叙述向心滑动轴承形成动压油膜的过程？膜的过程？(14)(14)找出一滑动轴承应用实例，确定滑动轴承类型，分析其特点和采找出一滑动轴承应用实例，确定滑动轴承类型，分析其特点和采用滑动轴承的原因。用滑动轴承的原因。13.6 习题与练习 5.5.实作题实作题(1)(1)根据设计要求，在某一轴上安装一对根据设计要求，在某一轴上安装一对7000C7000C轴承，如题轴承，如题1 1图图所示，已知两个轴承的径向载荷分别是：所示，已知两个轴承的径向载荷分别是：F Fr1=1000 Nr1=1000 N，F Fr2=r2=2060 N2060 N，外加轴向力，外加轴向力F Fa=880Na=880N，轴颈，轴颈d d=40mm=40mm，转速，转速n n=5000=5000 r/minr/min，常温下运转，有中等冲击，预期寿命，常温下运转，有中等冲击，预期寿命L Lh=2000h=2000小时，试选小时，试选择轴承型号。择轴承型号。13.6 习题与练习 题题1 1图图