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满装圆柱滚子轴承非标设计【4张CAD图纸+文档全套】

2022-07-26 作者:火狐体育官网   来源:火狐体育官方网站app

  分 类 号 密 级 宁宁波大红鹰学院毕业设计(论文)满装圆柱滚子轴承非标设计所在学院机械与电气工程学院专 业机械设计制造及其自动化班 级姓 名学 号指导老师 2016 年 3 月 31 日诚 信 承 诺我谨在此承诺:本人所写的毕业设计(论文)满装圆柱滚子轴承非标设计均系本人独立完成,没有抄袭行为,凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释,若有不实,后果由本人承担。 承诺人(签名): (手签) (手签) 2016 年 3 月 31 日摘 要满装圆柱滚子轴承,以支持重载设计,宽度和传统类型在同一胎架相比,具有承载能力大,径向截面尺寸小,节省空间,但速度较低。本设计首先根据设计要求和填充式轴承,以确定设计方案;其次,根据结构标准尺寸的圆柱滚子轴承的结构特点与填充轴承尺寸的整体结构的轴承;然后,根据GB/T 307.1-94 P0级公差要求在确定各构件的尺寸公差;然后,综合性能参数的验证;最后,制图软件AutoCAD图形和装配件为主。通过这次设计,建设大学的专业知识,例如:、机械设计、材料力学、宽容和互换性和机械制图,掌握机械产品设计方法和经验,利用AutoCAD软件的设计,对今后的工作参考值。关键词:满装轴承,滚子,热处理,设计IIIAbstractFilled cylindrical roller bearing is designed to withstand heavy loads of, under the same width with the traditional type with retainer compared, with high bearing capacity, small section of radial can save space, but the speed is relatively low.This design first according to the design requirements and the full load bearing type design scheme is determined; secondly, according to the standard cylindrical roller bearing structure and size with filled bearing structure design characteristics of the overall structure of the bearing of the present size; then, according to the requirements of the GB/T307.1-94 P0 tolerance class determine the size tolerances of the components; then, on overall performance parameters were school verification count. Finally, the drawing software AutoCAD to draw the assembly drawing and the main parts of the map.Through the design, the consolidation of the University of the professional knowledge, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerance and interchangeability theories, mechanical drawing; master the design method of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD software, have certain reference value for future design industry and trade working.Keywords:Filled bearings, Roller, Heat treatment, Design目 录摘 要IAbstractII目 录III第1章 绪 论11.1 满装轴承简介11.2 研究意义21.3主要内容与基本要求31.3.1主要内容31.3.2基本要求3第2章 总体方案设计42.1设计要求42.2结构形式42.3方案选择6第3章 结构及主要参数设计73.1标准轴承结构尺寸分析73.2标准轴承结构尺寸分析83.3结构尺寸设计93.3.1 总体结构尺寸确定93.3.2 元件尺寸及公差确定103.4材料及热处理选择123.4.1 材料的选择123.4.2 热处理的选择15第4章 校核计算174.1元件载荷及应力变化174.2额定寿命和额定动载荷174.3疲劳寿命19结 论21参考文献22致 谢23第1章 绪论第1章 绪 论1.1 满装轴承简介满装圆柱滚子轴承,以承担沉重的负担。在相同的带宽,传统的轴承和轴承相比,承载能力高,径向截面尺寸小,节省空间,但速度较低。为了使轴承的正常运转的情况下,连续运转,轴承必须承受一定载荷最小,即C / P25。否则,由于缺乏润滑高速运行,加剧列圆柱滚子轴承和多孔槽在一个环和湿润滑。图1-1 满装圆柱滚子轴承满装圆柱滚子轴承的类型:(1)具有两个内圈,内圈由两个卡环连接在一起,不可分开,外圈有一个挡边,可承受双向轴向载荷,作为定位轴承。由于之间的最大距离两列滚子,还可以承受倾覆力矩。外环表面有两个止动槽可以轴向定位。该类轴承两侧设有密封圈的接触,内装有锂基润滑脂,操作温度限制40C + 80出行问题的条件下,该类轴承免维护运行,但当有水蒸气或污染,往往中速或高速运行,有必要补充润滑。在这种情况下,润滑油,拆除的密封圈。清洗轴承润滑脂润滑油中,转移到增加30%。(2)无轴承密封,外环是一个集划分,并通过连接锁定板固定在一起,因此不能承受轴向负荷的外圈,外圈分开后,正是同样,每一个挡边,轴向定位可以从两个方向。内圈与三边固定。轴承外圈与油道和三轴承润滑孔,该系列是润滑油。(3)无关节轴承,轴承外圈无挡边,有润滑油槽和三个孔。内圈与三边固定。轴承外环的中心设有一个固定环两列滚子之间,可防止脱落轴承,滚子,保持系列轴承使轴和轴承座之间的轴向位移的轴承。(4)外环具有一个挡边,无侧锁圈,可用于定位轴上的单向的“空间轴向轴承内部的轴向定位,保证轴相对于轴承箱移位。(5)以最大负荷和低速的场合,以及一组滚轮自锁,甚至从内圈,滚子或分散,因此,拆装轴承,可承受单向轴向载荷,定位。尺寸公差和几何偏差的填充圆柱滚子轴承(GB / T307.1-94 、ISO492-1994)质量公差级P0正常,原始径向游隙轴承有限公司,也可以要求C2C4原始径向游隙。拆卸和安装,在安装或拆卸圆柱滚子轴承应注意,安装和拆卸力不能直接通过滚子和套圈挡边的圆柱的转移。常见的球体、圆柱滚子轴承、圆锥滚子、滚针轴承、球面滚子,多辊非球面对称,如图9-2。内圈和轴承外圈的滚道滚动体的影响限制侧向位移。图1-2 常用的滚动体相比,滑动轴承,滚动轴承的主要优点为:(1)摩擦力矩小,fivre.的速度范围内,通常很少有摩擦力矩和速度的变化。起动转矩,滑动轴承是非常小的,最后一个8090%);(2)维护更方便,更润滑油消耗低;(3)大容量单位轴承宽度;(4)减少了有色金属的消耗。缺点是:滚动轴承外形尺寸较大的径向滑动轴承,接触应力高、低抗冲击负荷、高速重载下寿命较低,成本,生产规模小,特别当阻尼性能;滚动轴承低滑动。1.2 研究意义满装圆柱滚子轴承,以承担沉重的负担。在相同的带宽,传统的轴承和轴承相比,承载能力高,径向截面尺寸小,节省空间,但速度较低。填充圆柱滚子轴承,由于其具有优异的强度和低速高负荷应用在许多场合,其径向载荷能力,可同样大小的圆柱滚子轴承,提高了好几倍。1.3主要内容与基本要求1.3.1主要内容(1)满装圆柱滚子轴承非标设计;(2)参数要求:轴承外径62mm,内径25mm,宽度80mm;轴承额定动负荷大于60KN;额定静负荷大于95KN;滚子圆周总间隙0.51.5;轴承外圈带档边,内圈不带档边。(3)设计轴承外圈、内圈、和滚子的结构参数;确定材料和热处理要求;绘制装配图和零件图,加工精度按P0级标注。1.3.2基本要求(1)根据额定动负荷和额定静负荷以及圆周总间隙确定圆柱滚子直径和数量、外圈滚道和内圈滚道尺寸;(2)根据外形尺寸设计各零件的结构、详细说明设计过程;(3)完成装配图设计和零件图设计。23第2章 总体方案设计第2章 总体方案设计2.1 设计要求根据设计任务书,参数要求如下:(1)轴承外径62mm,内径25mm,宽度80mm;(2)轴承额定动负荷大于60KN;(3)额定静负荷大于95KN;(4)滚子圆周总间隙0.51.5;(5)轴承外圈带档边,内圈不带档边。2.2结构形式满滚子圆柱滚子轴承,包括最大辊,因此适合径向负荷很重。然而,这些轴承不可同网络支持高速圆柱滚子轴承的运行满滚子圆柱滚子轴承的四种结构,包括三结构类型的开放式密封结构。所有的都不可拆卸的轴承,外圈的环形槽和润滑孔三、方便、有效的润滑。(1)NNCL型轴承轴承内圈NNCL三挡边,外圈无挡边,外圈的中央设有一固定环之间的两组辊,辊可以防止滑动,保持架NNCL型轴承轴瓦允许轴与轴承座之间的轴向位移的轴承。可作为浮动端轴承。NNCL型轴承的内圈与三个整体式法兰和法兰环插入外环之间的两列滚子止动环,以固定轴承零件。在两个方向的轴向位移,相对于轴的轴承座可在轴承这种轴承适用于轴承未端位置。图2-1 NNCL型轴承结构(2)NNCF型轴承轴承内圈NNCF三挡边,外圈的挡边,轴向定位可能是一个方向上的外轴承环,另一侧的挡边设有固定环,以保持整体轴承。有三个整体式法兰轴承内环上NNCF设计,有一个整体式法兰外圈,使轴承提供轴向定位在一个方向上站对面环插入固定外圈法兰式;以起到固定轴承零件。图2-2 NNCF型轴承结构(3)NNC型轴承轴承内圈和NNC相同类型和NNCF。外环槽,固定的部分,因此,只能承受轴向载荷。外环的两个三角剖分是相同的,每一个挡边,可作轴向定位两个方向。轴承内圈设备设计与NNC和轴承的设计NNCF相同。外环固定件的定位、分体式,不能轴向载荷。两个外圈完全一样,一个整体式法兰,使轴承可以在两个方向轴的轴向定位。图2-3 NNC型轴承结构(4)NNF型轴承NNF轴承类型区两侧的密封和润滑油脂。内圈挡边与三裂,并通过固定环固定。外环与挡边的中心轴向定位,可以在两个方向。因为有一个大的之间的距离的两列滚子轴承可以承受一次倾覆力矩。50和3194 NNF轴承设计(00)系列的油脂填充轴承和常闭两内圈组件有三个整体式法兰,止动环固定。外环具有法兰轴承可用于定位轴在轴向方向的两个方向。由于两排辊之间的距离,这些轴承能承受倾覆力矩。图2-4 NNF型轴承结构2.3方案选择根据设计要求,本次设计的满装圆柱滚子轴承滚子圆周总间隙0.51.5;轴承外圈带档边,内圈不带档边。其结构简图如下:图2-1 满装圆柱滚子轴承第3章 总体布置与参数选择第3章 结构及主要参数设计3.1标准轴承结构尺寸分析滚动轴承常见的失效形式主要有:(1)疲劳点蚀在实践中,有一个充分的润滑和密封,安装和维护正常的情况下,大多数的滚动体沿滚动轴承由于环,以产生一个接触面接触应力在不同的对象,经过一系列的循环应力,从而导致形成微观裂纹不在地表深处。微裂纹的润滑油渗入其中被叮咬。(2)塑性变形在静载荷和冲击载荷,滚动体、滚道上出现不均匀的塑性变形槽。轴承这种情况发生在非常低的速度转动或摆动。(3)磨损和粘着磨损当滚动轴承的工作条件下的密封不可靠和灰尘,容易磨损的滚动体之间的轴承套圈,特别是与固定元件之间的滑动摩擦,如果润滑不好,发热严重,也许滚动体回火,甚至磨损速度和磨损越严重。此外,安装是不正常的,拆卸和操作也可能导致损坏构件失效的轴承,它应该是可以避免的。验证需要约束满足的设计主要是为了防止滚动轴承故障,为保证正常运行轴承内,在不同的条件下,其主要失效形式不同。轴承运行的平均速度,其主要缺点是疲劳点蚀、应力设计是保证轴承有足够的疲劳强度和疲劳强度计算应为高速轴承,由于发热,经常发生过度磨损、烧伤、设计除了保证足够的滚动疲劳,也应限制转速不超过一个极限值,即除了寿命计算,也验证了极限转速,轴承不旋转或旋转速度很低,这是主要失效形式产生太大的塑性变形,设计约束,以防止产生过大的塑性变形,验证是必要的静强度计算。此外,结构设计必须合理的轴承组合,以确保适当的润滑,密封可靠,提高轴承的使用寿命,保证系统的正常运行是非常重要的。3.2标准轴承结构尺寸分析根据设计要求:本次设计的满装滚柱轴承,轴承外径62mm、内径25mm、宽度80mm,因此我们先选用性能参数与之接近的标准轴承NU2305E型圆柱滚子轴承进行分析,其结构尺寸如下图示:图3-1 标准轴承NU2305E型圆柱滚子轴承有下表可以看出该标准性能参数已经达到:额定动负荷Cor=57KN、额定静负荷大于Cr=63KN;与设计要求的性能:额定动负荷60KN、额定静负荷95KN接近,因此我们可以参照该标准轴承设计本次所需额定满装圆柱滚子轴承,然后再通过性能校核计算验证其强度及寿命。3.3结构尺寸设计3.3.1 总体结构尺寸确定结合上述3.2标准轴承结构尺寸分析及设计要求滚子圆周总间隙0.51.5,初步得出本轴承的总体结构尺寸如下图示:图3-2 满装滚子总体轴承结构尺寸滚子圆周总间隙=0.0518=0.9满足间隙要求根据滚动体受力与外载荷平衡的条件,可求得到与径向力及轴向力之间的关系。若所考察的轴承为半周承受载荷,可求得点接触时:线接触时:式中:Z为全部滚动体数目。3.3.2 元件尺寸及公差确定满装圆柱滚子轴承的尺寸公差和几何偏差应符合GB/T307.1-94(ISO492- 1994)P0级公差等级,并且正常原始径向游隙CO,也可要求具C2到C4原始径向游隙的轴承。(1)轴承内圈GB/T307.1-94对轴承内圈的尺寸公差要求如下表:根据上表要求,本次设计的轴承内圈尺寸及公差如下图:图3-3 轴承内圈尺寸及公差(2)轴承外圈GB/T307.1-94对轴承外圈的尺寸公差要求如下表:根据上表要求,本次设计的轴承外圈尺寸及公差如下图:图3-4 轴承外圈尺寸及公差(3)轴承滚子同理,本次设计的轴承滚子尺寸及公差如下图:图3-5 轴承滚子尺寸及公差3.4材料及热处理选择3.4.1 材料的选择常使用的轴承钢主要有以下类型:(1)高碳铬轴承钢目前国内广泛使用的GB/T182542002高碳铬轴承钢国家标准中,高碳铬轴承钢GCr4轴承,轴承,GCr15SiMo,GCr18Mo五当量的滚动轴承和两种钢在工业轴承在越来越多的国家,占消费总量的80%的滚动轴承在GCr4,GCr15SiMo和三种品质GCr18Mo为我们的“85”、“九五科研素质,他们参考(主要是前苏联、瑞典SKF,德国)的基础上开发的研究是的。轴承钢制造,大量的汽车、拖拉机、坦克、飞机等,使用轴承、机床主轴轴承、铁路车辆、矿山机械、电机轴承、通用机械的轴承。轴承钢和GCr15SiMo,由于其良好的淬透性,用于制造有效壁厚比较大的轴承:适用于制造有效壁厚在轴承范围在15至35毫米,壁厚GCr15SiMo轴承适用于制造尺寸大于35毫米大。这些轴承和轴承。GCr4轴承钢钢的淬透性是限制,经过适当的热处理工艺获得的硬化层深度,从而获得坚硬的表面,结果的灵活的核心,具有较好的耐磨性、冲击强度、断裂韧性和强度接触疲劳寿命高,俄罗斯和其他国家用于轴承和矿山铁路客车,如冶金机械轴承。GCr18Mo轴承广泛用于贝氏体钢热处理,主要用于高速铁路、矿山和冶金机械轴承。(2)中碳轴承钢挖掘机,起重机,特大型轴承的大型机床等大型设备在高速条件下,一般来说,承受轴向和径向载荷和弯矩大,性能要求和体积大等原因,外环轴承内圈和一个选择中碳合金钢,例如,5CrNiMo、5CrMnMo、55SiMoVA、50CrNi钢制造,滚动体通常仍采用GCr15SiMn轴承钢制造。牙轮钻头冶金、滚动体的滚动轴承和石油钻采机械和要求耐冲击负荷或滚动体轴承渗碳轴承钢,有时也用弹簧钢、工具钢制造,例如,70Mn、8GCr15、55SiMoV、50SiMo等,抗压强度,热处理后钢具有高性能、良好的抗疲劳断裂和高抗冲击性能。(3)渗碳轴承钢渗碳轴承钢是优质低碳钢或低合金钢的碳含量,渗碳淬火的热处理后,表面硬度5862HRC,心部硬度为2545HRC,表面耐磨,中部有一个很好的rsistance.pices轴承使用渗碳钢制造,能够承受载荷的影响更大,接触疲劳寿命的leve.en轴承零件来承受较大的冲击载荷和大尺寸、高的DN值大如果appliquent.dans轴承部件的轴承钢GB32031982渗碳轴承钢技术条件中G20CrMo钢渗碳,G20CrMo、G20CrNiMo、G20CrNi2Mo、G20Cr2Ni4、G10CrNi3Mo、G20Cr2Mn2Mo六种。(4)不锈轴承钢不锈钢轴承主要用于腐蚀性介质,其共同的9Cr18不锈钢支架,9Cr18Mo,已纳入GB30861982高碳铬不锈轴承钢技术条件是马氏体不锈钢轴承钢,含有Cr和约1 %和18 %,经过热处理,硬度高,强度和疲劳寿命和磨损,并具有很好的耐空气、水、蒸汽和酸性腐蚀。通过53hrc硬度250300,使部分后特伦普E、高耐腐蚀轴承可使用相对高的温度,这是不锈钢具有更好的低温稳定性,通常用于制造轴承零件253以上低温低,如轴承温度在火箭发动机氢和氧,也广泛用于制造轴承仪器、食品和设备是基于6Cr14Mo、 9Cr18Mo的Cr含量降低C不锈钢、实用和发展,美国品牌dd440c通过比较AV。EC在9Cr18钢,在强酸中耐蚀性略有不足,但由于钢共晶碳化物的含量降低,使冷、热加工性能、冲击强度和疲劳寿命的接触是很好的,一种在大气、海水、轴承在弱酸性条件下工作选择的材料是在我国,日本,美国,德国还广泛用于制造零件和Cr13不锈钢支架,Cr17,18 8型不锈钢型碳不锈钢,这些花小,热处理后的硬度、强度低,用于制造在腐蚀介质中工作负荷点轴承零件,如钢球、滚针轴承、针、固定件等。(5)高温轴承钢通常使用的轴承工作温度150以上称为轴承高高碳钢实际使用最高温度为170的最高温度,使用多个轴承改造或只有250工作温度超过170、250,硬度轴承滚动体通常是减少到58HRC以后,已经严重影响了耐磨寿命轴承上。因此,轴承的工作高温除具有第一要求硬度高,不同用途,不同类型的轴承不同的材料提出了要求。高温轴承钢,一般由三类:高温不锈钢、高速钢工具钢的高温和高含量碳钢渗碳,前两种,后者是低碳钢。不锈钢在高温下在中国是常用的Cr4Mo4V(最高温度超过480),工具钢Cr4Mo4V(350400),(540)是研究(480)、高温渗碳钢。钢m50nil h10cr4ni4mo4v相当于美国,这是基于Cr4Mo4V高温钢的发展,高速钢渗碳轴承钢,高于Cr4Mo4V高温性能,特别是使用DN2106航空主轴轴承,是一个很有前途的材料。对上述材料对比后选用:本次轴承元件全部选用GCr15。3.4.2 热处理的选择(1)轴承钢锻造温度 始锻温度:1150(1120)终缎温度:850(800)度。 锻造前清除表面缺陷,尽量预热后在快速加热。 温加工时,应避免200400度的蓝脆区。热加工时,应避免进入高温脆区(大于1250)。应尽量避免进入热脆区(800950度)。(2)锻后热处理(4)回火温度轴承钢采用低温回火。温度:150250度。可在保持高硬度和高耐磨性的前提下,降低内应力和脆性,以免使用时崩裂或过早损坏。硬度HRC:5864。(5)轴承钢预备热处理规范钢 号工艺名称工艺要点硬度(HBS)GCr15退火790810保温2-6h, 以1030/h,冷至650以下,出炉空冷170207等温退火790810保温2-6h, 炉冷至710720保温1-2h,再炉冷至650以下,出炉空冷207229正火900950保温1-2h,分散空冷,大锻件风冷270390高温回火650700保温后空冷229285(6)轴承钢淬火回火工艺参数钢 号淬 火回 火加热温度()冷却方式硬度(HRC)回火方式硬 度(HRC)GCr15835850油63150170的油炉均热25h,空冷6165(7)热处理后的性能热 处 理性 能b(MPa)Ak(J)HRCGCr15850860淬火加热,油冷,160回火2h1617286164第4章 校核计算第4章 校核计算4.1元件载荷及应力变化工作时内圈转动的任意一点(图4),承受负荷区域中的每个滚动体的接触,由旋转的负载,因此在内圈在A点和应力变化显示在图9 - 6A。固定的外环,各负荷点的位置不同,大小不同,承受的载荷点位于B区(图4),每个滚动体的滚动提交一次负载的最大值,负载是不变的,承受脉动荷载的稳定。如图9 - 6B。在旋转的滚动体,其革命,因此,一个负荷点的应力是可变的,其变化规律与内环相似,但变化频率的增加,如图9。总之,每个滚动轴承部件的应力,通过脉冲周期变化的应力。4.2额定寿命和额定动载荷轴承的寿命为滚动轴承的所谓的,那就是:在套圈或滚动体材料的第一次,疲劳点蚀,在套圈相对于转数一套可操作。由于同一批轴承结构、尺寸、材料、热处理和加工相同),进行寿命试验,在相同的操作条件下,轴承疲劳寿命是非常谨慎的,所以基本额定寿命轴承作为选择标准。基本额定寿命:对同一批,在相同的操作条件下,塔总数的90%的轴承疲劳腐蚀之前可以运行(以单位)工作总时数,或在一定的速度运行。基本额定动载荷时C:基本额定寿命轴承转动,轴承可以承受的负荷值。基本额定动载荷,径向轴承是指纯径向载荷,并称为基本额定动载荷与径向,表示;对推力轴承是指纯轴向载荷,并称为基本额定动载荷与轴向轴承,表示;角接触球轴承、圆锥滚子轴承,使径向分量的负载环的径向位移之间的纯品。不同型号的轴承的基本额定动载荷的不同特征值的不同类型的轴承承载能力的大小。(1)基本额定动载荷。(2)当量动载荷前面已求得,轴承1、2受到的径向载荷为:轴承1、2受到的轴向载荷为:查简明机械工程师手册-表7.7-39得轴承的当量动载荷为:按机械设计-表13-6查得(3)验算轴承寿命因为,所以按轴承2的受力验算。对于滚子轴承,。预定寿命,合适。4.3疲劳寿命图4-1轴承的载荷-寿命曲线温度系数 ft轴承工作温度()0温度系数ft1.000.950.900.850.800.750.700.60.5疲劳寿命校核计算应满足的约束条件为式中: 为轴承预期计算寿命,列于表4-2,可供参考。如果当量动载荷P和转速n已知,预期计算寿命 也已被选定,则可从公式中计算出轴承应具有的基本额定动载荷 值,从而可根据 值选用所需轴承的型号:表4-2 推荐的轴承预期计算寿命结论结 论设计阶段的大学学习是一种罕见的理论与实践相结合的学习机会,通过滚动轴承的理论知识与实践相结合的设计圆柱,锻炼综合运用我的专业知识,解决技术问题,而且提高了-我的文学教材设计、设计能力,规范和其他层次的专门知识,并通过本地控制组件,妥协,以及细节的决定,我的运动能力,经验是丰富,品质检测佛,抗压能力和强度也有不同程度的提升。这是我们所有的希望,我们的目标是提高毕业,是有限的,但它是完整的,这是这个设计,我积累了大量的实践经验,能更好的我的精神是知识武装起来的,他让我在未来行为的研究工作更高的应变能力,沟通和理解。在完成本毕业给了我很大的信心,让我懂得专业知识和职业发展前景的信心,但同时,它缺乏很多的缺点和不足,留下遗憾,后悔,但不给我只有更好没有我,未来的我的最新技术,新设备的科学技术,力争尽快掌握这些先进的知识,更好地服务四个国家。参考文献参考文献1 邓四二,贾群义,薛进学编著 滚动轴承设计原理 .中国标准出版社2 郭红,岑少起,张绍林编著.圆柱、圆锥和动静压滑动轴承设计. 郑州大学出版社 3 张玉环.满装滚针轴承主参数的确定.轴承,1996.14 丁静.内圈无档边双列满装圆柱滚子轴承.轴承,1996.85(德)埃斯曼等著;刘家文译 .滚动轴承设计与应用手册. 华中工学院出版社 6 GB6391-88,滚动轴承 额定动负荷和额定寿命计算方法.7 GB-T307.1-94,滚动轴承、向心轴承公差.8 杨君兴 国家标准机械制图应用示例图册M中国标准出版社,19949 孙恒 机械原理M西北工业大学机械原理及机械零件教研室,200610 陈于萍 互换性于测量技术M机械工业出版社,2005致 谢致 谢大学生活即将结束,在未来的几年,我遇到了很多朋友热心帮助教授工作设计成功的完成不是他们的热情帮助和顾问的指导,教师和学生在这里都给予指导和帮助我毕业这表示最诚挚的谢意。首先,设计指导,感谢你紧张的工作,试图引导时间,我们总是关心我们的进展状况,要求我们掌握帮助教师管理在整个设计过程中,从实际操作数据准备阶段,它提供了指导,我不仅学到了书本上的知识,更学会操作方法。并了解如何把握设计的一个关键,如何准备一个合理的时间和纸张,在设计过程中毕业设计她与我们一起解决设计中出现的问题。其次,给予帮助教师设计的毕业生,与我的同学以诚挚的感谢,在设计的过程中,他们给了我很多的帮助和无私的关怀,更重要的是提供多方面的技术,我们感谢他们,他没有这些数据不完整的文件。此外,也给所有的学生我的帮助表示感谢。总之,本设计的结果是教师和学生,在一个月内,我们合作的非常愉快,教会我很多伟大的真理,是一种资产,我的生活,我在新教师和学生对我的帮助表示感谢!毕业设计(论文)任务书所在学院机械与电气工程学院专业机械设计制造及其自动化班 级学生姓名学号指导教师课 题满装圆柱滚子轴承非标设计一、毕业设计(论文)工作内容与基本要求:1、主要任务与目标(1)英文翻译:认线篇以上专业文献,其中外文资料不少于2篇,并翻译一篇中文字符2000字以上的外文文献。(2)毕业调研:完成文献综述、开题报告。(3)完成满装圆柱滚子轴承非标设计,编写设计说明书1万字以上。(4)完成毕业设计的其它工作(完成指导记录、资料上传网络设计平台、答辩PPT准备、资料装订整理)。2、主要内容与基本要求(1)主要内容:1)满装圆柱滚子轴承非标设计;2)要求:轴承外径62mm,内径25mm,宽度80mm、轴承额定动负荷大于60KN,额定静负荷大于95KN,滚子圆周总间隙0.51.5。轴承外圈带档边,内圈不带档边。3)根据上述要求,设计轴承外圈、内圈、和滚子的结构参数;确定材料和热处理要求;绘制装配图和零件图,加工精度按P0级标注。(2)要求:1)根据额定动负荷和额定静负荷以及圆周总间隙确定圆柱滚子直径和数量、外圈滚道和内圈滚道尺寸;2)根据外形尺寸设计各零件的结构;详细说明设计过程;3)完成装配图设计和零件图设计;4)撰写设计说明书内容包括:课题的目的、意义、国内外动态;研究的主要内容;总体方案的拟定和主要参数的设计计算;进行额定动负荷和额定静负荷以及圆周总间隙的验算,条理清楚,计算有据;格式按宁波大红鹰学院机电学院机自专业全日制普通本科生毕业论文(设计)规范化要求。文字在1万字以上。 5)学生轴承厂实习、了解、掌握轴承的基本组成、和设计方法,顺利完成毕业设计。6)其他要求:学生在进行设计过程中,应充分发挥自己独立思考和创作设计,培养和锻炼工程实际中的发现问题和解决问题的能力,反对盲从和抄袭行为。设计期间应完成以下工作:查阅相关文献资料,其中外文资料不少于两篇,外文翻译不低于2000字,英文翻译必须注明出处,并提供原版PDF文件;3、设计参数设计参数:(1)额定动负荷大于60KN;(2)额定静负荷大于95KN;(3)滚子圆周总间隙0.51.5;4、主要参考文献参考文献:1 邓四二,贾群义,薛进学编著滚动轴承设计原理.中国标准出版社2 郭红,岑少起,张绍林编著.圆柱、圆锥和动静压滑动轴承设计. 郑州大学出版社3张玉环.满装滚针轴承主参数的确定.轴承,1996.14丁静.内圈无档边双列满装圆柱滚子轴承.轴承,1996.85(德)埃斯曼等著;刘家文译.滚动轴承设计与应用手册.华中工学院出版社6GB6391-88,滚动轴承 额定动负荷和额定寿命计算方法.二、毕业论文进度计划序号起讫日期各阶段工作内容备注19月30日前完成下达任务书,提交审批表指导老师提供210.16 10.31查阅国内外相关研究资料外文资料不少于两篇,翻译不低于2000字,提供原版PDF311.1 11.7撰写文献综述411.8 11.21撰写开题报告512月30日前提交开题报告、外文翻译、文献综述611.22 11.29确定满装圆柱滚子轴承非标设计方案到轴承厂调查学习711.30 12.7确定主参数812.8 12.15计算几何结构尺寸912.15 1.21绘制总图、零件图,撰写设计说明书102016年3月1日前提交毕业设计图纸和设计说明书2016年3月1日进行毕业设计中期检查113月31日前提交经整改后的开题报告、外文翻译、文献综述、毕业设计说明书(论文)、图纸(实验设计、调研报告、仿真模拟等)、指导记录本等所有资料(含电子稿、纸质稿)4月1日-4月17日为指导老师指导、修改、定稿时间,必须进行三次审核才能提交答辩资格审查,4月5日完成一稿审核,4月10日完成二稿审核并进行纸质稿审核,4月17日前完成三稿审核。指导老师做好评审记录122016年4月17日24:00止上传电子稿2016年4月18日16:00止提交胶装材料134月19日4月22日毕业设计评审:由答辩小组指定教师评阅。评审期间网络平台关闭,资料不能上传14截止日期5月18日学生答辩后,对于有缺陷的资料要进行整改,重新装订、上交教研室指定老师审查通过并将最新稿上传毕业设计网络平台后才可上报成绩三、专业(教研室)审批意见:审批人(签字):工作任务与工作量要求:原则上查阅文献资料不少于12篇,其中外文资料不少于2篇;文献综述不少于3000字;文献翻译,翻译1篇且不少于2000字;毕业设计说明书或论文1篇不少于10000字。 提交相关图纸(装配图1-3张、零件图10张以上)、实验报告、调研报告、译文、机电产品实物等其它形式的成果。毕业设计(论文)撰写规范及有关要求,请查阅宁波大红鹰学院毕业设计(论文)撰写规范。分 类 号 密 级 宁宁波大红鹰学院毕业设计(论文)满装圆柱滚子轴承非标设计所在学院机械与电气工程学院专 业机械设计制造及其自动化班 级姓 名学 号指导老师 2016 年 3 月 31 日诚 信 承 诺我谨在此承诺:本人所写的毕业设计(论文)满装圆柱滚子轴承非标设计均系本人独立完成,没有抄袭行为,凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释,若有不实,后果由本人承担。 承诺人(签名): (手签) (手签) 2016 年 3 月 31 日摘 要满装圆柱滚子轴承是为了承受重载荷而设计的,在同样宽度下与传统型带保持架轴承相比,具有极高的承载能力,径向截面小,可以节省空间,但转速相对较低。本次设计首先根据设计要求及满装轴承类型确定了设计方案;其次,根据标准圆柱滚子轴承结构尺寸结合满装轴承结构特点设计出了本轴承的总体结构尺寸;接着,根据GB/T307.1-94 P0级公差要求确定了各元件的尺寸公差;然后,对总体性能参数进行了校核验算;最后,采用AutoCAD制图软件绘制了装配图及主要零件图。通过本次设计,巩固了大学所学专业知识,如:机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等;掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AutoCAD软件,对今后的设计工作有一定的参考价值。关键词:满装轴承,滚子,热处理,设计IIIAbstractFilled cylindrical roller bearing is designed to withstand heavy loads of, under the same width with the traditional type with retainer compared, with high bearing capacity, small section of radial can save space, but the speed is relatively low.This design first according to the design requirements and the full load bearing type design scheme is determined; secondly, according to the standard cylindrical roller bearing structure and size with filled bearing structure design characteristics of the overall structure of the bearing of the present size; then, according to the requirements of the GB/T307.1-94 P0 tolerance class determine the size tolerances of the components; then, on overall performance parameters were school verification count. Finally, the drawing software AutoCAD to draw the assembly drawing and the main parts of the map.Through the design, the consolidation of the University of the professional knowledge, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerance and interchangeability theories, mechanical drawing; master the design method of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD software, have certain reference value for future design industry and trade working.Keywords:Filled bearings, Roller, Heat treatment, Design目 录摘 要IAbstractII目 录III第1章 绪 论11.1 满装轴承简介11.2 研究意义21.3主要内容与基本要求31.3.1主要内容31.3.2基本要求3第2章 总体方案设计42.1设计要求42.2结构形式42.3方案选择6第3章 结构及主要参数设计73.1标准轴承结构尺寸分析73.2标准轴承结构尺寸分析83.3结构尺寸设计93.3.1 总体结构尺寸确定93.3.2 元件尺寸及公差确定103.4材料及热处理选择123.4.1 材料的选择123.4.2 热处理的选择15第4章 校核计算174.1元件载荷及应力变化174.2额定寿命和额定动载荷174.3疲劳寿命19结 论21参考文献22致 谢23第1章 绪论第1章 绪 论1.1 满装轴承简介满装圆柱滚子轴承是为了承受重载荷而设计的。在同样宽度下,这种轴承与传统型带保持架轴承相比,具有极高的承载能力,径向截面小,可以节省空间,但转速相对较低。为了使轴承正常工作,在连续运转的情况下,轴承必须承受一定的最小负荷,即C/P25。否则因润滑不足和高速运转时会加剧磨损。所有多列圆柱滚子轴承在外圈上有一润滑槽和润滑孔。图1-1 满装圆柱滚子轴承满装圆柱滚子轴承有以下类型:(1)具有两个内圈,两个内圈由夹持圈联接在一起,不可分离,外圈有一个中挡边,可承受双向的轴向负荷,用作定位轴承。由于两列滚子之间的距离较大,还可承受倾覆力矩。外圈表面有两个止动槽,可以轴向定位。该型轴承两侧装有接触式密封圈,内装锂基脂,运行温度限于40+80。在一定的条件下,该型轴承无需保养,但当运行时有水汽或污染,且常为中速或高速运行,则必须补充润滑。在采用机油润滑的场合,需拆除密封圈,且清洗轴承内的润滑脂,采用机油润滑时转中提高30%。(2)为无密封轴承,外圈是整体剖分式的,并由连接锁片固定在一起,因此外圈不能承受轴向负荷,剖分后的外圈是完全一样,各带一个挡边,可以作两个方向的轴向定位。内圈带有三个挡边。外圈带有油沟及三个润滑孔,此系列轴承通常为油润滑。(3)为无密封轴承,外圈无挡边,带有油沟及三个润滑孔。内圈带有三个挡边。外圈中央装有一个固定环在两排滚子之间,可以防止滚子掉出,保持轴承为一体。此系列轴承可允许轴与轴承座之间有一定的轴向位移在轴承内发生。因为可以作为浮动端轴承(4)外圈具单挡边,无挡边侧有锁圈,可对机轴作单向定位,轴承内部的轴向间隙“S”保证了机轴相对于轴承箱的轴向定位移。(5)用于极重负荷和低速场合,具有自锁滚子组,即使拆下内圈,滚子也不会散落,因此该型轴承安装拆卸方便,可承受单向轴向负荷,作单向定位。满装圆柱滚子轴承的尺寸公差和几何偏差应符合GB/T307.1-94(ISO492- 1994)P0级公差等级,并且正常原始径向游隙CO,也可要求具C2到C4原始径向游隙的轴承。安装与拆卸,当安装或拆卸圆柱滚子轴承时必须特别注意,安装或拆卸力不能直接通过圆柱滚子和套圈挡边来传递。常用的滚动体有球、圆柱滚子、滚针、圆锥滚子、球面滚子、非对称球面滚子等几种,如图9-2所示。轴承内、外圈上的滚道,有限制滚动体侧向位移的作用。图1-2 常用的滚动体与滑动轴承相比,滚动轴承的主要优点为:(1)摩擦力矩和发热较小。在通常的速度范围内,摩擦力矩很少随速度而改变。起动转矩比滑动轴承要低得多(比后者小8090%);(2)维护比较方便,润滑剂消耗较小;(3)轴承单位宽度的承载能力较大;(4)大大地减少有色金属的消耗。滚动轴承的缺点是:径向外廓尺寸比滑动轴承大;接触应力高,承受冲击载荷能力较差,高速重负荷下寿命较低;小批生产特殊的滚动轴承时成本较高;减振能力比滑动轴承低。1.2 研究意义满装圆柱滚子轴承是为了承受重载荷而设计的。在同样宽度下,这种轴承与传统型带保持架轴承相比,具有极高的承载能力,径向截面小,可以节省空间,但转速相对较低。满装圆柱滚子轴承由于其承载的优异性而在很多低速重载场合得到应用,其径向承载能力可较同尺寸圆柱滚子轴承提高数倍。1.3主要内容与基本要求1.3.1主要内容(1)满装圆柱滚子轴承非标设计;(2)参数要求:轴承外径62mm,内径25mm,宽度80mm;轴承额定动负荷大于60KN;额定静负荷大于95KN;滚子圆周总间隙0.51.5;轴承外圈带档边,内圈不带档边。(3)设计轴承外圈、内圈、和滚子的结构参数;确定材料和热处理要求;绘制装配图和零件图,加工精度按P0级标注。1.3.2基本要求(1)根据额定动负荷和额定静负荷以及圆周总间隙确定圆柱滚子直径和数量、外圈滚道和内圈滚道尺寸;(2)根据外形尺寸设计各零件的结构、详细说明设计过程;(3)完成装配图设计和零件图设计。23第2章 总体方案设计第2章 总体方案设计2.1 设计要求根据设计任务书,参数要求如下:(1)轴承外径62mm,内径25mm,宽度80mm;(2)轴承额定动负荷大于60KN;(3)额定静负荷大于95KN;(4)滚子圆周总间隙0.51.5;(5)轴承外圈带档边,内圈不带档边。2.2结构形式满滚子圆柱滚子轴承,它们含有最大数量的滚子,因此适合非常重的径向载荷。但是,这些轴承不能以同带保持架型圆柱滚子轴承同样的高速运行。双列满滚子圆柱滚子轴承有四种结构,包括三种开放式结构和一种密封式结构。所有的轴承都是非分离式的,外圈带一个环形槽和三个润滑孔,方便有效的润滑。(1)NNCL型轴承NNCL型轴承的内圈带三个挡边,外圈无挡边。外圈中央装有一个固定环在两组滚子之间,可以防止滚子溜出,并保持轴承一体。 NNCL型轴承壳允许轴与轴承座之间有一定的轴向位移在轴承内发生。因此可作为浮动端轴承。 NNCL型轴承有一个带三个整体式法兰的内圈和一个不带法兰的外圈。插入外圈,位于两列滚子之间的止动环,以固定所有轴承零部件。在两个方向上,轴相对于轴承座的轴向位移可在轴承内调节。因此,这些轴承适用于非定位端轴承位置。图2-1 NNCL型轴承结构(2)NNCF型轴承NNCF型轴承的内圈带三个挡边,外圈带一个挡边,可以作一个方向的轴向定位。外圈在挡边的另一侧装有一个固定环,以保持轴承一体。NNCF设计的轴承内圈上有三个整体式法兰,外圈上有一个整体式法兰,使轴承可为轴提供在一个方向上的轴向定位。一个止动环插入外圈整体式法兰的相反一侧,从而起到固定轴承零件的作用。图2-2 NNCF型轴承结构(3)NNC型轴承NNC型轴承的内圈与NNCL和NNCF的相同。外圈是剖分式的,并由一些部件来固定,因此不可以承受轴向负荷。两个剖分的外圈是完全一样的,各带有一个挡边,可以作两个方向的轴向定位。NNC设计的轴承装备同NNCL和NNCF设计的轴承相同的内圈。外圈为拼合式,使用定位部件固定,不应有轴向载荷。外圈的两部分完全一样,带一个整体式法兰,使轴承能够在两个方向上对轴进行轴向定位。图2-3 NNC型轴承结构(4)NNF型轴承NNF型轴承两侧带密封并已充有润滑脂。剖分式的内圈带三个挡边,并由一个固定环固定。外圈带一个中央挡边,可以作两个方向的轴向定位。由于两列滚子之间有很大的距离,一次轴承可以承受倾覆力矩。NNF设计的轴承NNF50和3194(00)系列的轴承总是两侧密封并填充油脂。双组件内圈有三个整体式法兰,用止动环固定。外圈有一个整体式中心法兰。这些轴承可用于轴在两个方向上的轴向定位。由于两排滚子之间的距离大,这些轴承还能承受倾斜力矩。图2-4 NNF型轴承结构2.3方案选择根据设计要求,本次设计的满装圆柱滚子轴承滚子圆周总间隙0.51.5;轴承外圈带档边,内圈不带档边。其结构简图如下:图2-1 满装圆柱滚子轴承第3章 总体布置与参数选择第3章 结构及主要参数设计3.1标准轴承结构尺寸分析滚动轴承常见的失效形式主要有:(1)疲劳点蚀实践证明,有适当的润滑和密封,安装和维护条件正常时,绝大多数轴承由于滚动体沿着套圈滚动,在相互接触的物体表层内产生变化的接触应力,经过一定次数循环后,此应力就导致表层下不深处形成的微观裂缝。微观裂缝被渗入其中的润滑油挤裂而引起点蚀。(2)塑性变形在过大的静载荷和冲击载荷作用下,滚动体或套圈滚道上出现不均匀的塑性变形凹坑。这种情况多发生在转速极低或摆动的轴承。(3)磨粒磨损、粘着磨损 滚动轴承在密封不可靠以及多尘的运转条件下工作时,易发生磨粒磨损。通常在滚动体与套圈之间,特别是滚动体与保持架之间有滑动摩擦,如果润滑不好,发热严重时,可能使滚动体回火,甚至产生胶合磨损。转速越高、磨损越严重。另外由于不正常的安装、拆卸及操作也会引起轴承元件破裂等损坏,这是应该避免的。校核时需要满足的设计约束主要是避免轴承失效,以保证轴承能在规定的期限内正常工作。一般,轴承在不同工况下其主要失效形式不同。对于中速运转的轴承,其主要失效形式是疲劳点蚀,设计约束是保证轴承具有足够的疲劳寿命,应按疲劳寿命进行校核计算;对于高速轴承,由于发热大,常产生过度磨损和烧伤,设计约束除保证轴承具有足够的疲劳寿命之外,还应限制其转速不超过极限值,即除进行寿命计算外,还要校核其极限转速;对于不转动或转速极低的轴承,其主要的失效形式是产生过大的塑性变形,设计约束是要防止产生过大的塑性变形,需要进行静强度的校核计算。此外,轴承组合结构的设计要合理,要保证充分的润滑和可靠的密封,这对提高轴承的寿命和保证正常工作是非常重要的。3.2标准轴承结构尺寸分析根据设计要求:本次设计的满装滚柱轴承,轴承外径62mm、内径25mm、宽度80mm,因此我们先选用性能参数与之接近的标准轴承NU2305E型圆柱滚子轴承进行分析,其结构尺寸如下图示:图3-1 标准轴承NU2305E型圆柱滚子轴承有下表可以看出该标准性能参数已经达到:额定动负荷Cor=57KN、额定静负荷大于Cr=63KN;与设计要求的性能:额定动负荷60KN、额定静负荷95KN接近,因此我们可以参照该标准轴承设计本次所需额定满装圆柱滚子轴承,然后再通过性能校核计算验证其强度及寿命。3.3结构尺寸设计3.3.1 总体结构尺寸确定结合上述3.2标准轴承结构尺寸分析及设计要求滚子圆周总间隙0.51.5,初步得出本轴承的总体结构尺寸如下图示:图3-2 满装滚子总体轴承结构尺寸滚子圆周总间隙=0.0518=0.9满足间隙要求滚动轴承的载荷分布(图94)与各个滚动体在接触处的弹性变形有关。如图9-5所示,轴承承受载荷时,滚动体沿接触角的方向传力,其中,径向分力与之间形成夹角(载荷角)。当不超过某一定值时,只有部分滚道承受载荷,每个滚动体所承受载荷的大小,取决于接触处的弹性变形。根据赫兹公式,得点接触(例如各种球轴承)时的载荷分布为:线接触(例如单列圆锥滚子轴承)时的载荷分布为:式中:为在位置处的滚动体载荷;为最大滚动体载荷;为在位置处的滚动体位移;为最大位移,如图9-4所示。根据滚动体受力与外载荷平衡的条件,可求得到与径向力及轴向力之间的关系。若所考察的轴承为半周承受载荷,可求得点接触时:线接触时:式中:Z为全部滚动体数目。3.3.2 元件尺寸及公差确定满装圆柱滚子轴承的尺寸公差和几何偏差应符合GB/T307.1-94(ISO492- 1994)P0级公差等级,并且正常原始径向游隙CO,也可要求具C2到C4原始径向游隙的轴承。(1)轴承内圈GB/T307.1-94对轴承内圈的尺寸公差要求如下表:根据上表要求,本次设计的轴承内圈尺寸及公差如下图:图3-3 轴承内圈尺寸及公差(2)轴承外圈GB/T307.1-94对轴承外圈的尺寸公差要求如下表:根据上表要求,本次设计的轴承外圈尺寸及公差如下图:图3-4 轴承外圈尺寸及公差(3)轴承滚子同理,本次设计的轴承滚子尺寸及公差如下图:图3-5 轴承滚子尺寸及公差3.4材料及热处理选择3.4.1 材料的选择常使用的轴承钢主要有以下类型:(1)高碳铬轴承钢目前国内广泛使用的GB/T182542002高碳铬轴承钢国家标准中,高碳铬轴承钢为GCr15、GCr4、GCr15SiMn、GCr15SiMo、GCr18Mo五个钢号。其中GCr15和GCr15SiMn两个钢种在我国轴承行业的用量最大,约占轴承钢总用量的80%以上。GCr4、GCr15SiMo和GCr18Mo三个钢号为我国“八五”、“九五”期间的科研成果,它们是参考国外钢号(主要是前苏联、瑞典SKF、德国)的基础上攻关研究发展而来。GCr15轴承钢大量用于制造汽车、拖拉机、坦克、飞机等所使用的轴承以及机床使用的主轴轴承和铁路车辆、矿山机械、电机轴承、通用机械用轴承。GCr15SiMn和GCr15SiMo轴承 钢,因其淬透性良好,主要用来制造有效壁厚比较大的轴承:GCr15SiMn适用于制造有效壁厚在1535MM范围内的轴承;而GCr15SiMo适用于制造壁厚尺寸大于35MM的轴承。这些轴承多为大型或特大型轴承。GCr4轴承钢是限制淬透性钢,它经过合适的热处理工艺得到一定的硬化层深度,从而达到表面硬、心部软的结果,具有较好的耐磨性,冲击韧性、断裂韧性及高接触疲劳寿命,在俄罗斯等国被用于铁路客车轴承和矿山、冶金机械等轴承。GCr18Mo是一种被广泛用于贝氏体热处理的轴承钢,主要用于高速列车、矿山和冶金机械等轴承。(2)中碳轴承钢挖掘机、起重机、大型机床等大型机械设备上的特大型轴承,工况下一般转速不高,而承受较大的轴向、径向载荷及较大弯曲力矩,根 据这些性能要求和尺寸过大等原因,轴承的内外圈多选用中碳合金钢,如5CrNiMo、5CrMnMo、55SiMoVA、50CrNi等钢种制造,滚动体通常仍采用GCr15SiMn钢制造。冶金、矿山用牙轮钻头的滚动体、石油钻机上的滚动轴承以及要求耐大冲击负荷的轴承或滚动体除采用渗碳轴承钢外,有时也选用弹簧钢或工具钢类制造,如65Mn、70Mn、8GCr15、55SiMoV、50SiMo等,这些钢热处理后具有较高的抗压碎性能、良好的抗疲劳和较高抗冲击性能。(3)渗碳轴承钢渗碳轴承钢实际上是优质低碳或低碳合金钢,经渗碳和热处理淬回火后,表面硬度为5862HRC,心部硬度为2545HRC,表面耐磨,心部有良好的韧性。用渗碳钢制造的轴承零件,既可以承受较大的冲击负荷,又有较高的接触疲劳寿命。特别适用于承受较大的冲击负荷和尺寸较大的大型轴承零件以及高Dn值下适用的轴承零件等。在GB32031982渗碳轴承钢技术条件中纳标的渗碳钢有G20CrMo、G20CrNiMo、G20CrNi2Mo、G20Cr2Ni4、G10CrNi3Mo、G20Cr2Mn2Mo六个牌号。(4)不锈轴承钢不锈轴承钢主要为在腐蚀介质中使用,其常用的不锈轴承钢为9Cr18、9Cr18Mo,已纳入GB30861982高碳铬不锈轴承钢技术条件中。它们是马氏体不锈轴承钢,这类轴承钢含有1%左右的C和18%左右的Cr,经热处理后具有较高的强度、硬度、耐磨性和接触疲劳寿命,又有很好的抗大气、海水、水蒸气及酸的腐蚀能力。经250300回火后的硬度53HRC,所以,可以用其制造使用温度相对较高的高耐腐蚀轴承零件;同时这类不锈钢还具有较好的低温稳定性,又常用于制造253以上的低温轴承零件,如火箭氢氧发动机中的低温轴承,也广泛用于制造仪表、食品及医用器械轴承。 6Cr14Mo是在9Cr18Mo的基础上通过降低C、Cr含量而发展的新型不锈钢,美国牌号为DD440C。与9Cr18钢相比,它在强酸下的耐腐蚀性稍有不足,但因其钢种共晶碳化物的含量大为减少,所以它的冷、热加工性能,冲击韧性及接触疲劳寿命均良好,是一种具有在大气、海水、弱酸条件下工作的较好的轴承选用材料。该材料已在我国、日本、美国、德国广泛使用。 另外,用于制造轴承零件的不锈钢还有Cr13型、Cr17型、188型不锈钢等,这些不锈钢的碳含量相对较低,热处理后的硬度、强度较低,用来制造在腐蚀介质中工作负荷不大的轴承零件,如钢球、滚针套、滚针、保持架等。(5)高温轴承钢通常指工作温度在150以上使用的轴承被称为高温轴承。高碳铬轴承钢最高实际使用温度仅为170,其改型的几个轴承钢号的最高使用温度也只有250。当工作温度超过170或250,轴承套圈和滚动体的硬度往往降低到58HRC以下,这对轴承的耐磨性和使用寿命都有严重影响。因而,在高温下工作的轴承除首先要求具有高的硬度外,还要根据不同用途、不同类型的轴承对材料提出不同的要求。作为高温轴承钢,粗略地说由三类钢组成:高温不锈钢、高速工具钢和高温渗碳钢,前两者为高碳钢,后者为低碳钢。我国常用的高温不锈钢有Cr14Mo4(最高耐温480),高速工具钢Cr4Mo4V(350400)、W18Cr4V(540)、W6Mo5Cr4V2(480);高温渗碳钢有H10Cr4Ni4Mo4V。H10Cr4Ni4Mo4V钢相当于美国的M50NiL钢,它是在Cr4Mo4V钢的基础上研制的高温、高速渗碳轴承钢,其高温性能优于Cr4Mo4V钢,特别使用于Dn2.2106 的航空发 动机主轴轴承,是一种很有发展前途的材料。 对上述材料对比后选用:本次轴承元件全部选用GCr15。3.4.2 热处理的选择(1)轴承钢锻造温度 始锻温度:1150(1120)终缎温度:850(800)度。 锻造前清除表面缺陷,尽量预热后在快速加热。 温加工时,应避免200400度的蓝脆区。热加工时,应避免进入高温脆区(大于1250)。应尽量避免进入热脆区(800950度)。(2)锻后热处理 锻后预先热处理(球化退火)最终热处理(淬火+低温回火) 球化退火目的:降低硬度,便于加工,为淬火做准备。 球化退火过程:加热到750770度,保温一定时间,在缓慢冷却到600度以下空冷。(3)淬火及淬火介质 淬火颜色(经验) 白色最硬而脆,黄色硬而韧,兰色软而韧。 淬火介质A 水:一般温度不超过40度,不得有油,肥皂等杂质。B 盐及碱的水溶液:水中加百分之510的盐或碱。盐溶液冷却速度是水的十倍,硬度高而均匀,但组织应力大,有一定的锈蚀作用。温度小于60度。碱溶液(苛性纳水溶液)腐蚀性大,适应范围小。C 油:包括机油,锭子油,变压器油,柴油等。可减小变形与开裂。不适用碳钢。油温度:在6080度,最高不超过100120度。(4)回火温度轴承钢采用低温回火。温度:150250度。可在保持高硬度和高耐磨性的前提下,降低内应力和脆性,以免使用时崩裂或过早损坏。硬度HRC:5864。(5)轴承钢预备热处理规范钢 号工艺名称工艺要点硬度(HBS)GCr15退火790810保温2-6h, 以1030/h,冷至650以下,出炉空冷170207等温退火790810保温2-6h, 炉冷至710720保温1-2h,再炉冷至650以下,出炉空冷207229正火900950保温1-2h,分散空冷,大锻件风冷270390高温回火650700保温后空冷229285(6)轴承钢淬火回火工艺参数钢 号淬 火回 火加热温度()冷却方式硬度(HRC)回火方式硬 度(HRC)GCr15835850油63150170的油炉均热25h,空冷6165(7)热处理后的性能热 处 理性 能b(MPa)Ak(J)HRCGCr15850860淬火加热,油冷,160回火2h1617286164第4章 校核计算第4章 校核计算4.1元件载荷及应力变化对于工作时旋转的内圈上任一点a(图9-4),在承受载荷区内,每次与滚动体接触就受载荷一次,因此旋转内圈上a点的载荷及应力是周期性变化的。如图9-6a所示。对于固定的外圈,各点所受载荷随位置不同而大小不同,对位于承受载荷区内的任一点b(图9-4),当每一个滚动体滚过便受载荷一次,而所受载荷的最大值是不变的,承受稳定的脉动载荷。如图9-6b所示。滚动体工作时,有自转又有公转,因而,其上任一点所受的载荷和应力也是变化的,其变化规律与内圈相似,只是变化频率增加,如图9-6c所示。综上所述,滚动轴承各元件上所受的应力,都是按脉动循环变化的接触应力。4.2额定寿命和额定动载荷所谓轴承寿命,对于单个滚动轴承来说,是指其中一个套圈或滚动体材料首次出现疲劳点蚀之前,一套圈相对于另一套圈所能运转的转数。由于对同一批轴承(结构、尺寸、材料、热处理以及加工等完全相同),在完全相同的工作条件下进行寿命实验,滚动轴承的疲劳寿命是相当离散的,所以只能用基本额定寿命作为选择轴承的标准。基本额定寿命:是指一批相同的轴承,在相同条件下运转,其中90%的轴承在发生疲劳点蚀以前能运转的总转数(以转为单位)或在一定转速下所能运转的总工作小时数。基本额定动载荷C:当轴承的基本额定寿命为转时,轴承所能承受的载荷值。基本额定动载荷,对向心轴承,指的是纯径向载荷,并称为径向基本额定动载荷,用表示;对推力轴承,指的是纯轴向载荷,并称为轴向基本额定动载荷,用表示;对角接触球轴承或圆锥滚子轴承,指的是使套圈间只产生纯径向位移的载荷的径向分量。不同型号的轴承有不同的基本额定动载荷值,它表征了不同型号轴承承载能力的大小。(1)基本额定动载荷。(2)当量动载荷前面已求得,轴承1、2受到的径向载荷为:轴承1、2受到的轴向载荷为:查简明机械工程师手册-表7.7-39得轴承的当量动载荷为:按机械设计-表13-6查得(3)验算轴承寿命因为,所以按轴承2的受力验算。对于滚子轴承,。预定寿命,合适。4.3疲劳寿命图9-7轴承的载荷-寿命曲线是轴承的载荷-寿命曲线,它表示了载荷P与基本额定寿命之间的关系。此曲线用公式表示为:(转)式中:P 为当量动载荷(N);为寿命指数,对于球轴承 3;对于滚子轴承10/3。实际计算时,常用小时数表示轴承寿命为:(h)式中:n为代表轴承的转速(r/min)。温度的变化通常会对轴承元件材料产生影响,轴承硬度将要降低,承载能力下降。所以需引入温度系数 ft (见表9-5),对寿命计算公式进行修正:(转)(h)表9-5温度系数 ft轴承工作温度()0温度系数ft1.000.950.900.850.800.750.700.60.5疲劳寿命校核计算应满足的约束条件为式中: 为轴承预期计算寿命,列于表9-6,可供参考。如果当量动载荷P和转速n已知,预期计算寿命 也已被选定,则可从公式(9-5)中计算出轴承应具有的基本额定动载荷 值,从而可根据 值选用所需轴承的型号:表9-6推荐的轴承预期计算寿命机器类型预期计算寿命 (h)不经常使用的仪器或设备,如闸门开闭装置等3003000短期或间断使用的机械,中断使用不致引起严重后果,如手动机械等30008000间断使用的机械,中断使用后果严重,如发动机辅助设计、流水作业线自动传送装置、长降机、车间吊车、不常使用的机床等800012000每日8小时工作的机械(利用率较高),如一般的齿轮传动、某些固定电动机等1200020000每日8小时工作的机械(利用率不高),如金属切削机床、连续使用的起重机、木材加工机械、印刷机械等4小时连续工作的机械,如矿山升降机、纺织机械、泵、电机等4小时连续工作的机械,中断使用后果严重。如纤维生产或造纸设备、发电站主电机、矿井水泵、船舶浆轴等0结论结 论毕业设计是大学学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的学习机会,通过这次对满装圆柱滚子轴承理论知识和实际设计的相结合,锻炼了我的综合运用所学专业知识,解决实际工程问题的能力,同时也提高了我查阅文献资料、设计手册、设计规范能力以及其他专业知识水平,而且通过对整体的掌控,对局部的取舍,以及对细节的斟酌处理,都使我的能力得到了锻炼,经验得到了丰富,并且意志品质力,抗压能力以及耐力也都得到了不同程度的提升。这是我们都希望看到的也正是我们进行毕业设计的目的所在,提高是有限的但却是全面的,正是这一次毕业设计让我积累了许多实际经验,使我的头脑更好的被知识武装起来,也必然让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力,更强的沟通力和理解力。顺利如期的完成本此毕业设计给了我很大的信心,让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心,但同时也发现了自己的许多不足与欠缺,留下了些许遗憾,不过不足与遗憾不会给我打击只会更好的鞭策我前行,今后我更会关注新科技新设备新工艺的出现,并争取尽快的掌握这些先进知识,更好的为祖国的四化服务。参考文献参考文献1 邓四二,贾群义,薛进学编著 滚动轴承设计原理 .中国标准出版社2 郭红,岑少起,张绍林编著.圆柱、圆锥和动静压滑动轴承设计. 郑州大学出版社 3 张玉环.满装滚针轴承主参数的确定.轴承,1996.14 丁静.内圈无档边双列满装圆柱滚子轴承.轴承,1996.85(德)埃斯曼等著;刘家文译 .滚动轴承设计与应用手册. 华中工学院出版社 6 GB6391-88,滚动轴承 额定动负荷和额定寿命计算方法.7 GB-T307.1-94,滚动轴承、向心轴承公差.8 杨君兴 国家标准机械制图应用示例图册M中国标准出版社,19949 孙恒 机械原理M西北工业大学机械原理及机械零件教研室,200610 陈于萍 互换性于测量技术M机械工业出版社,2005致 谢致 谢大学生活即将结束,在这短短的几年里,让我结识了许许多多热心的朋友、工作严谨教学相帮的教师。毕业设计的顺利完成也脱离不了他们的热心帮助及指导老师的精心指导,在此向所有给予我此次毕业设计指导和帮助的老师和同学表示最诚挚的感谢。首先,向本设计的指导老师表示最诚挚的谢意。在自己紧张的工作中,仍然尽量抽出时间对我们进行指导,时刻关心我们的进展状况,督促我们抓紧学习。老师给予的帮助贯穿于设计的全过程,从借阅参考资料到现场的实际操作,他都给予了指导,不仅使我学会书本中的知识,更学会了学习操作方法。也懂得了如何把握设计重点,如何合理安排时间和论文的编写,同时在毕业设计过程中,她和我们在一起共同解决了设计中出现的各种问题。其次,要向给予此次毕业设计帮助的老师们,以及同学们以诚挚的谢意,在整个设计过程中,他们也给我很多帮助和无私的关怀,更重要的是为我们提供不少技术方面的资料,在此感谢他们,没有这些资料就不是一个完整的论文。另外,也向给予我帮助的所有同学表示感谢。总之,本次的设计是老师和同学共同完成的结果,在设计的一个月里,我们合作的非常愉快,教会了大我许多道理,是我人生的一笔财富,我再次向给予我帮助的老师和同学表示感谢!

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