机械基础单元设计 2Word文档格式.docx
- 文档编号:16293574
- 上传时间:2022-11-22
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:354.58KB
机械基础单元设计 2Word文档格式.docx
《机械基础单元设计 2Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机械基础单元设计 2Word文档格式.docx(16页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
滚动轴承类型的选择
(1)培养自我学习和信息获取能力——利用书籍或网络获得相关信息。
(2)培养良好的职业行为——正确做事,做正确的事。
(3)培养与人协作能力——互相帮助、共同学习、共同达到目标。
任务与案例
离心泵轴承选型
重点
难点
及
解决方法
1.滚动轴承的组成、类型及特点,代号,选择。
2.滚动轴承的寿命计算
3.滚动轴承的轴向固定,配合与装拆、预紧、润滑和密封
难点:
1.滚动轴承类型的选择
参考资料
轴承类型及特点
离心泵的工作情况
滑动轴承应用场合
滚动轴承应用场合
离心泵轴的工作特点
序号
步骤名称
教学内容
教师活动
学生活动
时间分配(min)
课内/课外
备注
1
准备资料
滚动轴承资料
布置任务
查资料
课外
2
课前复习
滑动轴承内容简介
引导回顾
回答问题
5
课内
3
本次课引入
引导学生进入课题
讨论准备汇报
4
问题一汇报
轴承类型选择
听取、组织汇报
汇报听取汇报
10
各种滚动轴承的特点
汇报、听取汇报
6
滚动轴承的牌号识别
15
7
滚动轴承的润滑方式
8
离心泵轴承选择
9
各小组进行总结汇报
各小组简单评价离心泵选型后优缺点
讨论、汇报
教师总结
离心泵最终的选型方案进行评价、以及各小组在选型时注意的问题
总结学习
参与讨论
课后
体会
③学生学案
课题名称:
离心泵滚动轴承选型
班级:
姓名:
(一)、工作任务:
某工厂有一台XXXX离心泵,轴进行选择轴承,
(二)、学习目标:
在前面已经学习滑动轴承的特点、类型、润滑以及应用场合:
(三)、回答问题
1、比较滚动轴承与滑动轴承的区别?
2、比较两种轴承的润滑特点
(四)、分析该资料,完成下列项目任务:
1、根据客户提出的工作任务认识轴承的类型;
2、根据客户提出的工作任务掌握各种轴承的特点
3、根据客户提出的工作任务掌握各种轴承牌号含义
4、掌握各种轴承安装方式
5、滚动轴承的润滑方式
(五)、评分表
项目
考核要点
配分
评分标准
学生自评
教师评分
项目参与程度
工作任务完成过程中的参与程度
20
按项目过程中所起的作用为主要负责者,积极参与者、一般参与者等酌情得分
轴承类型
轴承种类
15分
说出一种给2分
轴承牌号介绍
轴承牌号的含义
20分
说错一处扣一分
轴承受力
承受载荷类型
常见轴承承载情况,每个轴承不全面扣一分。
轴承润滑方式
润滑类型和润滑选择
30
没对一处给2分
合计
100分
(六)、总结反思:
1、本次学习成功之处:
2、本次学习不足之处:
3、在学习过程中碰到的主要问题:
4、解决问题的方法:
5、进一步改进的措施:
教学内容:
轴承
1
轴承的功用和类型
轴承的功用是支承轴及轴上零件,保持轴的旋转精度,减少转轴与支承之间的摩擦和磨损。
根据支承处相对运动表面的摩擦性质,轴承分为:
滑动轴承
滚动轴承
2
滚动轴承的组成、类型及特点
2.1滚动轴承的组成
滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架组成。
内圈装在轴颈上,与轴一起转动,外圈装在机座或零件的轴承孔内,一般情况下不转动,当内外圈之间相对旋转时,滚动体沿着滚道滚动,保持架式滚动体均匀分布在滚道上,并减少滚动体之间的碰撞和磨损。
(注:
内、外圈上有凹槽,可作滚动体的滚动导轨并能降低滚动体与内外圈间的接触应力。
)
材料:
内外圈、滚动体采用含Cr的合金钢,HRC61~65;
保持架多用低碳钢冲压而成,也有用铜,塑料制成。
滚动轴承的特点:
磨擦阻力小,效率高(η=0.98∽0.99),容易起动,润滑简便,易于互换。
但抗冲击的能力差,高速时,噪音大,径向尺寸大。
2.2滚动轴承的类型及特点
1.按承受载荷的方向或公称接触角的不同分:
向心轴承--主要承受径向载荷;
推力轴承--主要承受轴向载荷;
角接触向心推力轴承--能同时承受径向和轴向载荷。
各类轴承的公称接触角见教材表1所示。
2.按滚动体的种类可分为球轴承和滚子轴承。
在外廓尺寸相同的条件下,滚子轴承比球轴承的承载能力和耐冲击能力都好,但球轴承摩擦小、高速性能好。
3.按工作时能否调心可分为调心轴承和非调心轴承。
4.按安装轴承时其内、外圈可否分别安装,分为可分离轴承和不可分离轴承。
5.按公差等级可分为0、6、5、4、2级滚动轴承,其中2级精度最高,0级为普通级。
6.按运动方式可分为回转运动轴承和直线运动轴承。
常用滚动轴承的类型、代号及特性见教材表图。
3
滚动轴承的代号
滚动轴承代号是表示其结构、尺寸、公差等级和技术性能等特征的产品符号,由字母和数字组成。
各代号以及字母和数字的含义见教材表14.3所示:
由前置代号、基本代号和后置代号组成。
3.1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,基本代号由轴承类型代号、尺寸系列代号机内经代号三部分组成。
3.2前置代号和后置代号
前置代号和后置代号是当轴承的结构形状、公差、技术要求等有改变时,在轴承基本代号左右添加的补充代号,其代号的意义及含义见表7所列。
后置代号用字母或字母加数字表示。
4
滚动轴承类型的选择
4.1影响轴承承载能力的参数
1、游隙
内、外圈滚道与滚动体之间的间隙称为游隙。
游隙可影响轴承的运动精度、寿命、噪声和承载能力等。
2、极限转速
滚动轴承在一定载荷和润滑条件下,允许的最高转速称为极限转速。
滚动轴承转速过高会使摩擦面间产生高温,使润滑失效,从而导致滚动体退火或胶合而产生破坏。
各类轴承极限转速数值可查有关轴承手册。
3、偏位角
安装误差或轴的变形等都会引起轴承内外圈中心线发生相对倾斜,其倾斜角δ称为偏位角。
各类轴承的允许偏位角见教材P285表2。
4、接触角
由轴承结构类型决定的接触角称为公称接触角。
当深沟球轴承(α=0°
)只承受径向力时其内外圈不会做轴向移动,故实际接触角保持不变。
如果作用有轴向力Fa时(如下图所示),其实际接触角不再与公称接触角相同,α增大至α1。
对角接触轴承而言,α值越大则轴承承受轴向载荷的能力也越大。
4.2滚动轴承类型的选择
滚动轴承类型选择的原则如下:
1.载荷条件
载荷小、平稳,宜用球轴承;
载荷大、有冲击,宜用滚子轴承。
纯径向载荷:
用向心轴承(6、N、NA类)
纯轴向载荷:
转速不高--推力轴承(5、8类)
转速较高--70000C,载荷轻时(6类)
承受径向和轴向载荷:
径向力>
>
轴向力--60000、70000C
径向力≈轴向力--70000AC、70000B、30000
径向力<
<
轴向力--5类与6类轴承组合(见下图)
2.根据转速
转速高--球轴承;
转速较低(载荷大)--滚子轴承。
3.根据调心性能
支点跨距大,刚度较小的轴宜用1、2类轴承。
4.根据装拆和调整情况
N、3类轴承内外圈可分离,便于装拆和调整;
3、7类轴承会产生内部轴向力,应成对使用,对称安装。
5.根据经济性
在满足使用要求的情况下优先选用价格低廉的轴承。
5滚动轴承的工作情况分析及计算
5.1滚动轴承的受载情况分析
滚动体上某点的应力图
内、外圈上某点的应力图
5.2滚动轴承的失效形式和计算准则
1.失效形式
(1)疲劳点蚀:
受变应力作用,轴承元件表面发生疲劳剥落
(2)塑形变形:
过大的静载荷和冲击载荷作用下,轴承元件表面产生永久的凹坑,这常发生在转速很低或摆动轴承中。
(3)磨损:
轴承在多尘或密封不可靠、润滑不良的条件下工作时,滚动体或套圈滚道易产生磨粒磨损。
还有胶合、锈蚀内外圈和保持架破损等。
2、向心角接触轴承的装配方式
向心角接触轴承在径向力作用下,会产生内部轴向力。
为抵销单个轴承产生的内部轴向力,向心角接触向心轴承应成对使用。
装配方式有两种
正装:
(面对面)外圈窄边相对
反装:
(背对背)外圈宽边相对
注:
为简化计算,通常可认为轴承支反力作用点在轴承宽度的中点上。
5.滚动轴承的静强度计算
对于缓慢摆动或极低速运转的轴承,应按轴承的静强度选择轴承的尺寸。
6滚动轴承的选择
滚动轴承的选择大致可分三个步骤进行:
1.轴承类型的选择
根据本章4节中所述,选择轴承的类型时必须考虑5个原则。
应先选取几个轴承类型方案,然后进行全面的分析比较,最后才能确定究竟选用哪一类型的轴承最为合适。
2.轴承尺寸的选择
(1)对于静止轴承、缓慢摆动或极低速运转的轴承(工作转速n<
1r/min),根据其失效形式可知选择轴承时应按静载荷计算。
求出轴承的基本额定静载荷C0,使C0≥S0P0,查有关轴承手册确定轴承的尺寸。
(2)对于一般运转的轴承,按寿命计算进行轴承尺寸的选择。
(3)当轴承的工作转速n在1~10r/min之间时,其轴承尺寸的选择有两种方法①按n=10r/min选择轴承尺寸;
②一方面将实际的n值代入寿命计算公式中计算出C值,另一方面按静载荷强度计算公式计算出C0值。
将二者进行比较,把其中较大值对应的轴承尺寸作为所选的轴承尺寸。
(4)对于转速较高又同时承受冲击载荷的轴承,除进行寿命计算外,还要进行轴承的静强度校核。
(5)对于高速轴承,除进行寿命计算外还应检验极限转速。
3.公差等级的选择
对于同型号的轴承,其精度越高价格也越高。
因此,应根据工作需要选用合适的轴承公差等级,一般的机械传动中宜选用普通级(P0)精度的轴承。
7
滚动轴承的组合设计
为保证滚动轴承的正常工作,除了要合理选择轴承的类型和尺寸外,还必须正确、合理地进行轴承的组合设计。
即:
正确解决轴承的轴向位置固定、轴承与其他零件的配合、轴承的调整与装拆等问题。
7.1轴承套圈的轴向固定
1、内圈固定
2、外圈固定
7.2轴组件的轴向固定
滚动轴承组成的支承结构必须满足轴组件轴向定位可靠、准确的要求,并要考虑轴在工作中有热伸长时其伸长量能够得到补偿。
常用轴组件轴向固定的方式有以下三种:
1.两端固定式(此类固定方式适用于工作温度变化不大的短轴。
结构特点:
每个支点限制轴的某一单向移动。
(下图)采用"
6"
类轴承,外圈各有一面由端盖固定;
内圈由轴肩定位。
为适应轴的热变形,在外圈与轴承盖之间留有C=0.2∽0.3mm的间隙。
2.一端固定、一端游动式
该固定方式适用于温度变化较大的长轴。
对固定支点,轴承外圈要固定,内圈要锁紧在轴上,限制固定支点轴的双向移动。
游动支点①采用"
类轴承,内圈与轴固定,外圈与座孔为动配合(见上图);
②采用"
N"
类轴承(下图),利用其内外圈可分离,实现游动。
但内外圈应分别固定,以防大错位。
3.两端游动式(该固定方式适用于温度变化较大的长轴。
7.3轴承组合的调整
1.轴承间隙的调整
2.轴组件位置的调整
7.4轴承组合支承部分的刚度和同轴度
在支承结构中安装轴承处必须要有足够的刚度才能使滚动体正常滚动。
因此轴承座孔壁应有足够的厚度,并用加强肋增强其刚性。
支承结构中同一根轴上的轴承座孔应尽可能同轴。
为此应采用整体结构的外壳,并将安装轴承的两个座孔一次镗出。
如果一根轴上装有不同尺寸的轴承,则可利用衬套使轴承座孔径相等,以便各座孔能一次镗出。
7.5轴承的预紧
预紧:
就是在安装时,使轴承内保持一个适当的轴向力,以消除间隙,
并使滚动体与内外圈之间产生弹性预变形。
预紧的目的:
是提高轴承刚度和旋转精度。
成对使用的角接触轴承的预紧方法:
①加金属垫片
②磨窄套圈
7.6滚动轴承的配合与装拆
1.滚动轴承的配合
轴承内圈与轴的配合采用基孔制;
轴承外圈与机座的配合采用基轴制。
在设计时,应根据机器的工作条件、载荷的大小及性质、转速的高低、工作温度及内外圈中哪一个套圈转动等因素选择轴承的配合。
可参考以
下几个原则进行选择:
(1)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。
(2)高速、重载情况下应采用较紧配合。
(3)作游动支承的轴承外圈与座孔间应采用间隙配合,但又不能过松而发生相对转动。
(4)轴承与空心轴的配合应选用较紧配合,剖分式轴承座座孔与轴承外圈的配合应较松。
(5)充分考虑温升对配合的影响。
2.滚动轴承的安装与拆卸
设计轴承组合时,要考虑有利于轴承的装拆,以免损坏轴承或其他零件内圈在轴肩上应露出足够的高度以放置钩头。
外圈也应留出拆卸高度h
7.7滚动轴承的润滑与密封
1.滚动轴承的润滑
润滑目的:
减小摩擦、吸振。
方法:
脂润滑(条件:
dn<
(1.5∽2)×
105mm.rpm)注意:
定期更换;
油润滑(条件:
dn>
2×
油面高度不超过最低滚动体中心
2.滚动轴承的密封密封目的:
防尘、防水、防润滑剂流失。
接触式密封、非接触式密封
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机械基础单元设计 机械 基础 单元 设计