軸承的選型與計算軸承設計軸承的作用是支承軸。軸在工作時可以是旋轉的，也可以是靜止的。一、軸承應滿足如下基本要求：1.能承擔一定的載荷，具有一定的強度和剛度。2.具有小的摩擦力矩，使回轉件轉動靈活。3.具有一定的支承精度，保證被支承零件的回轉精度。二、軸承分類：按摩擦性質分：滑動軸承和滾動軸承按承載方向分：向心軸承和推力軸承7-1.滑動軸承概述一、滑動軸承的主要特點：●工作平穩，無噪聲；●液體潤滑時摩擦損失小；●承載能力高。●回轉精度高；●徑向尺寸小。二、滑動軸承的摩擦狀態(軸瓦與軸頸之間):1、干摩擦狀態摩擦表面無潤滑劑，功率損失嚴重，磨損加劇，溫升高，軸瓦易破壞。應避免此種摩擦狀態。2、邊界摩擦狀態摩擦表面間有潤滑油存在，金屬表面上形成了一層極薄的邊界油膜。但尖峰部分仍直接接觸。非液體摩擦多數滑動軸承都是這種摩擦狀態。滑動軸承液體摩擦滑動軸承3、液體摩擦狀態兩摩擦表面完全被潤滑油分隔開，形成了一定厚度的壓力油膜。這種摩擦狀態是潤滑油分子之間的摩擦，摩擦系數極小。重要軸承采用這種摩擦狀態。三、潤滑劑及其選擇常用潤滑劑：潤滑油―液體，用途最廣泛；潤滑脂―半固體，一般用于中低速；固體潤滑劑―主要用作油、脂的添加劑，也可單獨使用。1、潤滑油的性能及選擇粘度―表征了流動的液體中內摩擦阻力的大小。是最重要的性能指標，也是選擇潤滑油的主要依據。油性―也稱潤滑性，表征油中的極性分子對金屬表面的吸附性能。油性好則摩擦系數小。凝點―反映潤滑油的低溫工作性能。閃點―反映潤滑油的高溫工作性能。潤滑油的選擇原則：●壓力大或在沖擊、變載條件下工作，應選粘度高的油；●速度高時，應選粘度低的油，以減少摩擦損失；●工作溫度高時，應選粘度高的油，因粘度會隨溫度升高而下降。2、潤滑脂的性能及選擇針入度―表征潤滑脂的稀稠度，類似于油的粘度；滴點―表征潤滑脂耐高溫的性能。潤滑脂的選擇原則：●工作環境有水汽，選鈣基潤滑脂；●工作溫度高，選鈉基潤滑脂；●有水汽而且工作溫度高，則應選鋰基潤滑脂。四、滑動軸承的分類徑向軸承主要承受徑向力載荷方向推力軸承主要承受軸向力整體軸承(特殊類型：自動調心式軸承)裝拆需要剖分軸承動壓軸承液體摩擦(長期運轉,精度要求高)摩擦狀態非液體摩擦靜壓軸承1.徑向滑動軸承(1)整體式滑動軸承軸承座螺紋孔油杯孔整體軸套(軸瓦)特點：結構簡單,成本低廉。因磨損而造成的間隙無法調整。只能從沿軸向裝入或拆出。應用：低速、輕載或間歇性工作的機器中。(2)剖分式滑動軸承油杯座孔螺栓螺母套管上軸瓦軸承蓋軸承座下軸瓦對開式軸承(剖分軸套)部分式軸承(整體軸套)特點：結構復雜、可以調整磨損而造成的間隙、安裝方便。應用場合：低速、輕載或間歇性工作的機器中。(3)自動調心滑動軸承(4)間隙可調式滑動軸承2.推力滑動軸承推力滑動軸承由軸承座和止推軸頸組成。常用的軸頸結構形式有：FaFaFaFa軸瓦的材料減摩性：材料副具有較低的摩擦系數。耐磨性：材料的抗磨性能，通常以磨損率表示。抗咬粘性(膠合):材料的耐熱性與抗粘附性。摩擦順應性：材料通過表層彈塑性變形來補償軸承滑動表面初始配合不良的能力。嵌入性：材料容納硬質顆粒嵌入，從而減輕軸承滑動表面發生刮傷或磨粒磨損的性能。磨合性：軸瓦與軸頸表面經短期輕載運行后，形成相互吻合的表面形狀和粗糙度的能力(或性質)。此外還應有足夠的強度和抗腐蝕能力、良好的導熱性、工藝性和經濟性。常用軸瓦材料有：金屬材料―軸承合金(巴氏合金、白合金)是由錫、鉛、銻、銅等組成的合金―銅合金分為青銅和黃銅兩類。―鑄鐵有普通灰鑄鐵、球墨鑄鐵等。粉末冶金材料―由銅、鐵、石墨等粉末經壓制、燒結而成的多孔隙軸瓦材料。非金屬材料―有塑料、硬木、橡膠等，其中塑料用的最多§7-4非液體摩擦滑動軸承的設計一、失效形式1、磨損2、膠合導致軸承配合間隙加大，影響軸的旋轉精度，甚至使軸承不能正常工作。高速重載且潤滑不良時，摩擦加劇，發熱多，使軸承上較軟的金屬粘焊在軸頸表面而出現膠合。B二、設計準則1、限制軸承的壓強p:目的―防止軸瓦過度磨損。Fr[p]MPa平均壓強：pdBFr―向心滑動軸承dpz4Fa2(d12d0)kd1[p]MPaFand0z-推力環的數目k-考慮油槽使支承面積減小。2、限制軸承的pv值：推力滑動軸承目的―控制軸承的發熱量，防止膠合破壞。pv值表征了軸承發熱量的大小。pv↑→發熱量↑→溫升↑→潤滑效果↓→膠合FrdnFrn[pv]pvdB601000__B―向心軸承4Fadmnpvm[pv]22z(d1d0)k601000―推力軸承3、限制滑動速度v:推力軸承平均直徑平均速度取2~目的―防止滑動速度過高而引起磨損4MPa*m/sdm=(d1+d0)/2dnv[v]m/s601000三、設計步驟確定軸承結構形式確定軸承寬度B和直徑d許用線速度選擇軸瓦材料驗算p、pv、v選擇軸承的配合選擇潤滑劑與潤滑裝置7.5液體摩擦滑動軸承的工作原理一、動壓油膜的形成機理Fv進油口pv出油口兩摩擦表面平行，間隙內的潤滑兩摩擦表面成楔形間隙，不會產生壓力油膜油形成了擁擠產生了壓力油膜二、形成動壓油膜的必要條件●兩摩擦表面必須形成楔形間隙●潤滑油必須從大口進小口出●必須具有足夠的滑動速度●必須充滿足夠粘度的潤滑油三、向心動壓滑動軸承的工作過程FrooFroFroo1Fro1靜止o1n啟動o1nn不穩定運行穩定運行其他滑動軸承●多油楔滑動軸承●靜壓滑動軸承●氣體軸承8-1.滾動軸承的特點及類型滾動軸承是標準件，由專業軸承廠集中生產。故學習本章的目的主要解決二個問題：1、如何選擇滾動軸承的類型；2、滾動軸承的壽命計算；滾動軸承的主要特點：缺點：●抗沖擊能力較差；●高速時噪聲大，壽命較低；●徑向尺寸大。●摩擦阻尼小(相對于非液體摩擦滑動軸承),啟動靈活；●可同時承受徑向和軸向載荷，簡化了支承結構；●徑向間隙小，還可用預緊方法消除間隙，因此回轉精度高；