情境二情境二任务任务2带式输送机减速器中滚动轴承的选用设计带式输送机减速器中滚动轴承的选用设计要求学生掌握滚动轴承的类型、选用依据及选用计算过程；滚动轴承安装也很重要，不但要能够合理地进行滚动轴承的选用，还要掌握滚动轴承的组合设计。掌握滚动轴承的国家标准和轴承的代号表示方法、符号解释。通过学习提高学生学习新知识和技能的能力、分析和解决问题的方法能力以及查找资料、文献获取信息的能力。观察观察减速器中的滚动轴承的工作情况减速器中的滚动轴承的工作情况思考思考该怎样设计滚动轴承该怎样设计滚动轴承为案例中的齿轮减速器中支撑轴和齿轮传动选择合适的滚动轴承1.1滚动轴承的结构内圈保持架滚动体外圈保持架滚动体的形状滚动体与内外圈：要求高的硬度和接触疲劳强度、良好的耐磨性和冲击韧性。含铬合金钢（GCr15、GCr6、GCr15SiMn、GCr9等），热处理后硬度可达HRC61-65。保持架：低碳钢板冲压而成，高速轴承多采用有色金属（如黄铜）或塑料保持架。滚子轴承——承载能力高，极限转速低1.2滚动轴承的基本类型和特点2、按接触角不同向心轴承主要用于承受径向载荷，0α45。向心轴承又分为：径向接触轴承(α=0，如图(a)、(b))。向心角接触轴承(0＜α45，如图(e)、(f))。推力轴承主要用于承受轴向载荷，45＜α90。推力轴承又可分为：轴向接触轴承(α=90，如图(c))。推力角接触轴承(45＜α＜90机械元件，如图(d))。滚动轴承的类型及特性滚动轴承的类型及特性表11-1滚动轴承的类型及特性滚动轴承的实物图片滚动轴承的实物图片当载荷较大或有冲击载荷时，宜用滚子轴承；当载荷较小时，宜用球轴承。当只受径向载荷或虽同时受径向和轴向载荷，但以径向载荷为主时，应用向心轴承；当只受轴向载荷时，一般应用推力轴承。而当转速很高时，可用角接触球轴承或深沟球轴承；当径向和轴向载荷都较大时，应采用角接触轴承。当转速较高时，宜用球轴承；当转速较低时，可用滚子轴承，也可用球轴承。当要求支承具有较大刚度时，应用滚子轴承。1.3滚动轴承类型的选择当轴的挠曲变形大或两轴承座孔直径不同、跨度大且对支承有调心要求时，应选用调心轴承,如图所示。调心轴承为便于轴承的装拆，可选用内、外圈可分离的轴承。从经济角度看，球轴承比滚子轴承便宜，精度低的轴承比精度高的轴承便宜，普通结构轴承比特殊结构轴承便宜。1.4滚动轴承的代号尺寸系列1、前置代号L、K、R、NU、WS、GSGB/T272－19932、基本代号（1）轴承类型代号：1—调心球轴承3—圆锥滚子轴承5—推力球轴承6—深沟球轴承7—角接触球轴承N—圆柱滚子轴承（2）尺寸系列代号：宽度系列——0系列（正常宽度）可省略有时1系列也可省略直径系列——有7，8，9，0，1，2，3，4，5等外径尺寸依次递增的系列。d=10,12,15,17mm代号00010203代号=内径尺寸直径代号/内径代号3、后置代号（1）内部结构代号C、AC、B——角接触球轴承的接触角40（2）密封、防尘与外部形状变化代号（3）轴承的公差等级公差等级：/P0/P6/P6X/P5/P4/P20级为普通级，其代号可省略（4）轴承的径向游隙（5）保持架代号试说明轴承代号6203/P4和7312C的意义。4级精度深沟球轴承内径1703/P4角接触球轴承公称接触角＝150级精度1）受轴向载荷Fa各滚动体平均分担2）受径向载荷Fr上半圈滚动体不受力——非承载区2.1、滚动轴承的工作情况分析下半圈滚动体受力——承载区滚动轴承的计算2.2、滚动轴承的失效形式和计算准则1）疲劳点蚀循环接触应力2）塑性变形转速很低（小于10r/min）和间歇摆动3）磨损多粉尘或润滑不良、密封不严条件；速度过高时会出现胶合套圈胶合计算准则：1.一般回转的滚动轴承，其主要失效形式是疲劳点蚀破坏，应进行轴承寿命计算。低速和摆动轴承，主要失效形式是塑性变形，应按额定静载荷进行强度计算；3.载荷较大或有冲击载荷的回转轴承，也应进行静强度计算。对于高速轴承，其主要失效形式是磨损凯时游戏登录入口、烧伤质心，除了需要进行寿命计算外，还应验算极限转速。滚动轴承的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数或在某一给定的恒定转速下运转的小时数称为轴承寿命。２．3、基本额定寿命和基本额定动载荷是指一批相同的轴承，在相同运转条件下，90％在疲劳点蚀前能运转的总转数或给定转数下能运转的总工作时数。用L10表示。基本额定动载荷轴承的基本额定寿命为一百万转(10r)时所能承受的最大载荷为轴承的基本额定动载荷，以C表示。滚动轴承的当量动载荷P=XF2．４滚动轴承的当量动载荷X，Y——径向载荷系数和轴向载荷系数，见表11-6。对于圆柱滚子轴承和滚针轴承Y＝0；对于推力轴承X＝0。径向载荷系数X和轴向载荷系数Y的确定在实际计算中首先计算轴承的相对轴向载荷，从表中查出载荷转换判断系数六角螺母，然后查出对应的系数Ｘ和Ｙ．2.5滚动轴承寿命计算轴承的载荷P与寿命L10的关系可用疲劳曲线——滚动轴承的基本额定寿命，10ε——轴寿命系数：对于球轴承ε＝3，对于滚子轴承ε＝10／3。在实际应用中，习惯用表示小时数Lh10描述轴承的寿命，若轴承的转速为n，L10=60nLh10，则有6010——载荷系数。如果已知轴承的当量动载荷P、转速n，设计机器时所要求的轴承预期寿命L也已确定，则可计算出轴承应具有的基本额定动载荷C′值，从而可根据C′值选用所需要的轴承1060在选择轴承型号时，应满足CC′。温度系数f的推荐值2.6角接触轴承的内部轴向力角接触轴承的内部轴向力的确定承承受径向载荷时，作用在滚动体上的法向力可分解为径向分力和轴向分力。轴向分力的合力即为轴承的内部轴向力S。内部轴向力S的方向为从外圈的宽边指向窄轴承的装配形式角接触轴承成对安装的两种形式面向面背靠背角接触轴承轴向载荷Fa1a2的计算根据力的平衡关系，当轴处于平衡状态时，应满足。如图(a)，轴有向左移动的趋势，此时轴承被压紧，但由于轴承外圈受到轴向约束，实际上轴并没有移动挤压效应，根据力的平衡关系，轴向约束反力为因此，作用在轴承上的总轴向力Fa1。如图(b)，此时轴有向左移动的趋势，轴承被压紧，同理，为保持轴的平衡，在轴承的外圈上必有一个轴向约束反力S因此，作用在轴承上的总轴向力Fa2的和，而轴承则只受到自身的内部轴向力S判断出轴上全部轴向力(所有轴向外载荷及轴承的内部轴向力)合力的指向，确定被“压紧”的轴承及被“放松”的轴被“压紧”轴承的轴向力等于除自身的内部轴向力以外的其他所有轴向力的代数和(指向被“压紧”轴承的力为正，反之为负)。被“放松”轴承的轴向力等于自身的内部轴向力。3、滚动轴承的结构设计1、滚动轴承支承的结构型式1）两端固定支承适用于支承跨距较小、温度变化不大的轴 2）一端固定，一端游动支承 适用于支承跨距较大（L3500mm）或工作温度 较高（ｔ＞７０）时 3）两端游动支承 对于人字齿轮传动，低速齿轮轴必须两端固定，高速轴 上小齿轮两端都选用圆柱滚子轴承，滚动体与外圈之间可作 轴向游动 通过加减轴承端盖与轴承座端面间的垫片厚度来实现如图(a）所示； 通过调整螺钉1，经过轴承外圈压盖3， 移动外圈来实现大滚子， 在调整后，应拧紧防松螺母2，如图11-14(b)所示。 2、轴承部件的调整 轴上传动件位置的调整在某些机器部件中， 轴上传动件需要准确的轴向位置，这 可以通过调整移动轴承的轴向位置来达到。如圆锥齿轮传动要 求两圆锥齿轮的节锥顶点重合， 蜗杆传动要求蜗轮的主平面通 过蜗杆轴线，故要求整个轴系可以作轴向调整。是一小圆锥齿 轮传动轴的结构图，轴系位置可以通过增减垫片1的厚度得以改 变圆锥销。垫片2则是用来调整轴承的轴向游隙。 轴承组合轴向 位置调整 小圆锥齿轮传动轴结构 3、滚动轴承的预紧 预紧的目的：提高轴的旋转精度和高度 预紧原理：内外圈相对位移 成对使用的角接触轴承的预紧方法： 成对使用的角接触轴承的预紧方法： 4、滚动轴承的装拆 为案例中单级直齿减速器中支撑轴和齿轮传动选择合适的滚动轴承。 在轴的设计完成之后，进行轴承的选用。我们在轴的结构设计时，对于轴的支承， 选用了深沟球轴承，轴承的型号和尺寸都 已经知道，在这里主要是轴承额定使用寿 命的校核。 各小组推选一人将本组设计情况向大家介 绍，本组的学生可以进行补充； 2齿廓重叠干涉、教师评价找出每组学生在活动中的闪光点，对 选择合适的成员进行口头表扬鼓励，对 学生发主进行归纳总结，对学生发言中 的不足之处提出自己的看法。