机械设计基础第14章

二、当量静负荷 为一假定的负荷，在此负荷下，滚动轴承和套圈接触处产
生的塑性变形量和与实际的复合负荷作用下产生的塑性变形量
相等，以P0表示，公式为 P0 X 0Fr Y0Fa
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三、静负荷的计算
静负荷的计算公式为
P0
C0r S0
或
C0r P0
S0
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第十节 滚动轴承的极限转速
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极限转速是指滚动轴承在一定的负荷、润滑条件下所允许 的最高转速，以nlim表示。验算公式为
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四、滚动轴承支承的调整 ㈠轴向间隙的调整
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㈡轴系位置的调整
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五、滚动轴承的游隙和预紧 ㈠轴承的游隙
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㈡滚动轴承的预紧 ⒈定位预紧
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⒉定压预紧
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六、轴承的装拆
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第十二节 轴承的润滑及密封
一、润滑方式及选择 ㈠滚动轴承的润滑
常用的润滑方式有油润滑和脂润滑。油润滑中又有油浴 （浸油）、滴油、喷油（循环油）和油雾润滑等。
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第三节 滑动轴承的磨擦状态及润滑
一、滑动轴承的磨擦状态
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二、润滑剂及其性能指标 ㈠润滑剂的作用
主要作用是减小磨擦和磨损，降低磨擦表面的温度。
㈡润滑剂的种类 分为所态、液态、半固体和固体润滑剂。
⒈润滑油——有矿物油、动、植物油等。 ⒉润滑脂——在润滑油中加入增稠剂制成。
㈢润滑剂的性能指标 ⒈润滑油的性能指标 ⑴动力粘度η
n nlim
滚动轴承手册中所列的极限转速是在①负荷较小；②润滑 与冷却条件正常；③向心轴承只受纯径向负荷，推力轴承只受 纯轴向负荷；④轴承的精度为P0级的条件下给出的。
不符合以上条件时，修正计算可将上式改写为
n f1 f2nlim
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第十一节 滚动轴承的组合设计
一、轴承的配置
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正安装（又称面对面配置） 两滚动轴承外圈窄端面相对。
一、动压承载油膜形成条件
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二、液体动压向心轴承
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最小油膜厚度
hmin S (RZ1 RZ 2 )
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第六节 滚动轴承的类型、代号及选用
一、滚动轴承的构造
二、滚动轴承的类型和特点
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三、滚动轴承的代号
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四、滚动轴承类型选择 ㈠载荷条件
⒈载荷的方向 ⒉载荷大小 ⒊载荷性质 ㈡转速条件 ㈢调心性能 ㈣安装、调整性能 ㈤经济性
Fs Fsi 1.25Fr tan
㈢应力分析 滚动体与旋转套圈受变化
的脉动接触应力，固定套圈上最下端一点受最大脉动接触应力。
二、滚动轴承的失效形式和计算准则
㈠失效形式
⒈点蚀 ⒉塑性变形 ⒊磨损
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㈡设计准则
⑴对回转的滚动轴承，最主要的失效形式是疲劳点蚀破坏； ⑵对低速轴承或摆动轴承，要求控制其塑性变形，应进行静
强度计算。 ⑶对高速轴承，主要是由于发热而引起的磨损，烧伤失效，
除需要进行寿命计算外，还应验算极限转速。
第八节 滚动轴承的寿命计算
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一、基本额定寿命和基本额定动载荷
㈠寿命——滚动轴承任一元件的材料首次出现疲劳点蚀前的总 转速或在某一给定的型号的轴承，在同样的工作条件 下，90%在疲劳点蚀前能运转的总转数或 在给定转速下所能运转的总工作时数。
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㈡皮碗密封
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㈢O型密封圈
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㈣油沟密封
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㈤挡圈密封
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㈥甩油密封
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106 60n
16670 n
f
p
Cr P
轴承寿命计算后应满足 Lh Lh
整理后可得
1
Cr
P
n 16670
fp
Lh
14
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第九节 滚动轴承的静负荷计算
一、额定静负荷
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轴承受载后，在应力最大的滚动体与滚道接触产生的永久 塑性变形量之和为滚动体直径的万分之一时，所承受的负荷称 为滚动轴承的额定静负荷，以Cr0表示。
㈢基本额定负荷——轴承的基本额定寿命为一百万转时所能承 受的最大负荷为轴承的基本额定动负荷(Cr)
二、当量动负荷
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轴承的寿命与在实际负荷作用下的寿命相等。其计算公式 为：
P XFr YFa
对径向接触轴承 ( 0) 对轴向接触轴承 ( 90 )
P Fr P Fa
三、角接触轴承轴向力的计算
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㈠金属材料
主要有轴承合金（白合金或巴氏合金）、青铜、铸铁等。
㈡粉末治金材料
将不同金属的粉末加工石墨后经压制、烧结而成的轴承 材料。
㈢非金属材料
主要有塑料、尼龙、硬木、石墨、橡胶等。优点在于磨 擦系数小，有足够的抗压强度和疲劳强度，较好的耐磨性和 磨合性，良好的塑性和嵌藏性，良好的抗胶合性能和耐腐蚀 性能。
• 推力滑动轴承只能承受轴各载荷，轴承上的反作用力与轴的 中心线方向一致。
二、滑动轴承的典型结构 ㈠向心滑动轴承
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㈡推力滑动轴承
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第二节 轴瓦结构和轴承的材料
一、轴瓦结构 ㈠轴瓦的整体结构
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㈡轴承衬和瓦背的结合形式
烧结、喷涂和轧制 浇注 刷镀
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㈢油孔、油沟和油室
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㈡滑动轴承的润滑 液体磨擦轴承采用压力循环润滑。用循环供油系统供应
充足的油量来润滑和冷却轴承。
二、润滑剂的选择 ㈠滚动轴承润滑剂的选择
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㈡滑动轴承润滑剂的选择
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a)压配式注油杯 b)旋套式注油杯 c)黄油杯
d)油嘴
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e)油心式注油杯
f)针阀式注油杯
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g)油环
h)油浴润滑
三、轴承的密封 ㈠毡圈密封
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二、滑动轴承的材料
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主要失效形式是磨损和因材料强度不足而出现的疲劳破坏。
性能有以下要求：
1)足够的冲击强度，抗压强度和疲劳强度； 2)低的磨擦系数和高的耐磨性； 3)良好的顺应性和嵌藏性； 4)良好的磨合性； 5)对润滑剂分子有较强的亲合能力； 6)有良好的导热性能，有利于散热； 7)有良好的抗胶合能力； 8)良好的抗腐蚀性能和加工性能。
u
y
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⑵运动粘度ν
/
⒉润滑脂的性能指标
⑴锥入度——衡量润滑脂粘 稠程度的指标。
⑵滴点——在规定条件下， 将润滑脂加热至从容器口 中滴下第一滴时的温度， 称为该润滑脂的滴点。
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第四节 非液体磨擦滑动轴承的计算
主要用于速度较低、载荷不大，工作要求 不高，难于维护等条件下工件的轴承。
(d
2
d
2 0
)Zk
p
pvm
Fa n 30000(d d0 )Zk
pv
平均速度为
vm
(d d0)n
2 601000
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第五节 液体磨擦滑动轴承简介
液体磨擦滑动轴承按其承载油膜形成机理的不同分为：
液体动压轴承 由磨擦表面的相对运动将 粘性流体带入楔形间隙
液体静压轴承 依靠润滑系统泵入具有足 够压力的粘性流体
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轴承的作用是支承轴及轴上转动的 零件，使其回转并保持一定的旋转精度。
滑动轴承
滚动轴承
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第一节 轴 承
轴承的作用是支承轴及轴上转动的零件，使其回转并 保持一定的旋转精度。
一、滑动轴承的类型
按轴承所承受载荷的方向不同，可分为向心轴承和推力轴承。
• 向心轴承只能承受径向载荷，轴承上的反作用力与轴的中心 线垂直；
反安装（又称背对背配置） 两滚动轴承外圈窄端面相背。
二、滚动轴承支承的轴系结构 ㈠双支点单向固定支承
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㈡单支点双向固定支承
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㈢双支点游动支承
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三、滚动轴承的固定
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㈠周向固定
周向固定的作用是保证轴承受力后，轴承的内圈与轴颈， 外圈与座孔之间不致产生相对圆周运动。
㈡轴向固定
轴向固定的作用是保证轴上零件受到轴向力作用时，轴 和轴承不致产生轴向相对位移。
Fs1 FA Fs1 Fs2 Fs1 Fs2 Fs1 FA
所以，作用于两轴承上的总轴向力分别为
Fa1 Fs1 Fs1 Fs2 FA Fa2 Fs2
四、滚动轴承的寿命计算
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P L10 1 Cr
由此得寿命公式
L
f
p
Cr P
(106
r
)
若以工作时数表示寿命，得
Lh
f
p
Cr P
机械设计基础
第十四章 轴 承
第一节 滑动轴承的类型及典型结构 第二节 轴瓦结构和轴承的材料 第三节 滑动轴承的磨擦状态及润滑 第四节 非液体磨擦滑动轴承的计算 第五节 液体磨擦滑动轴承简介 第六节 滚动轴承的类型、代号及选用 第七节 滚动轴承的失效形式和设计准则 第八节 滚动轴承的寿命计算 第九节 滚动轴承的静负荷计算 第十节 滚动轴承的极限转速 第十一节 滚动轴承的组合设计 第十二节 轴承的润滑及密封
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第七节 滚动轴承的失效形式和设计准则
一、工作情况分析
㈠运动分析 滚动轴承内外圈间有相对运
动，滚动体既有自转又围绕轴承 中心公转。
㈡受力分析 ⒈径向接触轴承中的作用力分布
⒉角接触轴承中的作用力分布 作用于第i个滚动体上的
法向反力Fi可分解：
Fsi Fri tan
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各轴向分力之和即是轴 承的内部轴向力
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安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.10.2410:52:1410:52Oc t-2024- Oct-20
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1)如 Fs1 FA Fs2 此轴有向右移趋势，根据力的平衡原理得：
Fs1 FA Fs2 Fs2 Fs2 Fs1 FA Fs2
所以，作用于两轴承上的总轴向力分别为
Fa1 Fs1 Fa2 Fs2 Fs2 Fs1 FA
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2)如 Fs1 FA Fs2 此轴有向左移趋势，根据力的平衡原理得：
非液体磨擦滑动轴承的磨擦表面是处于边界磨擦和混合 磨擦状态。磨损达到一定程度，都会引起边界膜破裂。 一、向心滑动轴承的计算 ㈠轴承的平均压强
p F p
Bd
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㈡相对滑动速度
v dn v
60 1000
㈢轴承的pv值
pv F dn pv
Bd 601000
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二、推力滑动轴承的计算
p
4
Fa