【導(dǎo)讀】performance.selectedbearing.lubricant.

　　

【正文】 承的剝蝕是容易避免的。剝蝕的特征是在軸承圈滾道上留有由沖擊載荷或不正確的安裝產(chǎn)生的壓痕。剝蝕通常是在載荷超過材料屈服極限時(shí)發(fā)生的。如果安裝不正確從而使某一載荷橫穿軸承圈也會(huì)產(chǎn)生剝蝕。軸承圈上的壓坑還會(huì)產(chǎn)生噪聲、振動(dòng)和附加扭矩。 類似的一種缺陷是當(dāng)軸承不旋轉(zhuǎn)時(shí)由于滾珠在軸承圈間振動(dòng)而產(chǎn)生的橢圓形壓痕。這種破壞稱為低荷振蝕。這種破壞在運(yùn)輸中的設(shè)備和不工作時(shí)仍振動(dòng)的設(shè)備中都會(huì)產(chǎn)生。此外，低荷振蝕產(chǎn)生的碎 屑的作用就象磨粒一樣，會(huì)進(jìn)一步損害軸承。與剝蝕不同，低荷振蝕的特 征通常是由于微振磨損腐蝕在潤滑劑中會(huì)產(chǎn)生 淡紅色。 消除振動(dòng)源并保持良好的軸承潤滑可以防止低 荷振蝕。給設(shè)備加隔離墊或?qū)Φ鬃M(jìn)行隔離可以減輕環(huán)境的振動(dòng)。另外在軸承上 加一個(gè)較小的預(yù)載荷不僅有助于滾珠和軸承圈保持緊密的接觸，并且對防止在設(shè)備運(yùn) 輸中產(chǎn)生的低荷振蝕也有幫助。 造成軸承卡住的原因 是缺少內(nèi)隙、潤滑不當(dāng)和載荷過大。在卡住之前，過大的摩擦和熱量使軸承鋼軟化。 過熱的軸承通常會(huì)改變顏色，一般會(huì)變成藍(lán)黑 色或淡黃色。摩擦還會(huì)使保持架受力，這會(huì)破 壞支承架，并 加速軸承的失效。 材料過早出現(xiàn)疲勞破壞是由重載后過大的預(yù)載引起的。如果這些條件不可避免，就應(yīng)仔細(xì)計(jì)算軸承壽命，以制定一個(gè)維護(hù)計(jì)劃。 另一個(gè)解決辦法是更換材料。若標(biāo)準(zhǔn)的軸承材料不能保證足夠的軸承壽命，就應(yīng)當(dāng)采用特殊的材料。另外，如果這個(gè)問題是由于載荷過大造成的，就應(yīng)該采用抗載能力更強(qiáng)或其他結(jié)構(gòu)的軸承。 蠕動(dòng)不象過早疲勞那樣普遍。軸承的蠕動(dòng)是由于軸和內(nèi)圈之間的間隙過大造成的。蠕動(dòng)的害處很大，它不僅損害軸承，也破壞其他零件。 蠕動(dòng)的明顯特征是劃痕、擦痕或軸與內(nèi)圈的顏色變化。為了防止蠕動(dòng)，應(yīng)該先用肉眼檢查一下軸承箱 件和軸的配件。 蠕動(dòng)與安裝不正有關(guān)。如果軸承圈不正或翹起，滾珠將沿著一個(gè)非圓周軌道運(yùn)動(dòng)。這個(gè)問題是由于安裝不正確或公差不正確或軸承安裝現(xiàn)場的垂直度不夠造成的。如果偏斜超過 176。，軸承就會(huì)過早地失效。 檢查潤滑劑的污染比檢查裝配不正或蠕動(dòng)要困難得多。污染的特征是使軸承過早的出現(xiàn)磨損。潤滑劑中的固體雜質(zhì)就象磨粒一樣。如果滾珠和保持架之間潤滑不良也會(huì)磨損并削弱保持架。在這種情況下，潤滑對于完全加工形式的保持架來說是至關(guān)重要的。相比之下，帶狀或冠狀保持架能較容易地使?jié)櫥瑒┑竭_(dá)全部表面。 12 銹是濕氣污染的一種形式， 它的出現(xiàn)常常表明材料選擇不當(dāng)。如果某一材料經(jīng)檢驗(yàn)適合工作要求，那么防止生銹的最簡單的方法是給軸承包裝起來，直到安裝使用時(shí)才打開包裝。 2 避免失效的方法 解決軸承失效問題的最好辦法就是避免失效發(fā)生。這可以在選用過程中通過考慮關(guān)鍵性能特征來實(shí)現(xiàn)。這些特征包括噪聲、起動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩、剛性、非重復(fù)性振擺以及徑向和軸向間隙。 扭矩要求是由潤滑劑、保持架、軸承圈質(zhì)量（彎曲部分的圓度和表面加工質(zhì)量）以及是否使用密封或遮護(hù)裝置來決定。潤滑劑的粘度必須認(rèn)真加以選擇，因?yàn)椴贿m宜的潤滑劑會(huì)產(chǎn)生過大的扭矩，這在小型軸承中尤其如此。 另外，不同的潤滑劑的噪聲特性也不一樣。舉例來說，潤滑脂產(chǎn)生的噪聲比潤滑油大一些。因此，要根據(jù)不同的用途來選用潤滑劑。 在軸承轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，如果內(nèi)圈和外圈之間存在一個(gè)隨機(jī)的偏心距，就會(huì)產(chǎn)生與凸輪運(yùn)動(dòng)非常相似的非重復(fù)性振擺（ NRR）。保持架的尺寸誤差和軸承圈與滾珠的偏心都會(huì)引起 NRR。和重復(fù)性振擺不同的是， NRR 是沒有辦法進(jìn)行補(bǔ)償?shù)摹? 在工業(yè)中一般是根據(jù)具體的應(yīng)用來選擇不同類型和精度等級(jí)的軸承。例如，當(dāng)要求振擺最小時(shí)，軸承的非重復(fù)性振擺不能超過 微米。同樣，機(jī)床主軸只能容許最小的振擺，以保證切削精度。因此在機(jī) 床的應(yīng)用中應(yīng)該使用非重復(fù)性振擺較小的軸承。 在許多工業(yè)產(chǎn)品中，污染是不可避免的，因此常用密封或遮護(hù)裝置來保護(hù)軸承，使其免受灰塵或臟物的侵蝕。但是，由于軸承內(nèi)外圈的運(yùn)動(dòng)，使軸承的密封不可能達(dá)到完美的程度，因此潤滑油的泄漏和污染始終是一個(gè)未能解決的問題。 一旦軸承受到污染，潤滑劑就要變質(zhì)，運(yùn)行噪聲也隨之變大。如果軸承過熱，它將會(huì)卡住。當(dāng)污染物處于滾珠和軸承圈之間時(shí)，其作用和金屬表面之間的磨粒一樣，會(huì)使軸承磨損。采用密封和遮護(hù)裝置來擋開臟物是控制污染的一種方法。 噪聲是反映軸承質(zhì)量的一個(gè)指標(biāo)。軸承的性能可以用不同 的噪聲等級(jí)來表示。 噪聲的分析是用安德遜計(jì)進(jìn)行的，該儀器在軸承生產(chǎn)中可用來控制質(zhì)量，也可對失效的軸承進(jìn)行分析。將一傳感器連接在軸承外圈上，而內(nèi)圈在心軸以 1800r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。測量噪聲的單位為 anderon。即用 um/rad 表示的軸承位移。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，觀察者可以根據(jù)聲音辨別出微小的缺陷。例如，灰塵產(chǎn)生的是不規(guī)則的劈啪聲；滾珠劃痕產(chǎn)生一種連續(xù)的爆破聲，確定這種劃痕最困難；內(nèi)圈損傷通常產(chǎn) 13 生連續(xù)的高頻噪聲，而外圈損傷則產(chǎn)生一種間歇的聲音。 軸承缺陷可以通過其頻率特性進(jìn)一步加以鑒定。通常軸承缺陷被分為低、中、 高三個(gè)波段。缺陷還可以根據(jù)軸承每轉(zhuǎn)動(dòng)一周出現(xiàn)的不規(guī)則變化的次數(shù)加以鑒定。 低頻噪聲是長波段不規(guī)則變化的結(jié)果。軸承每轉(zhuǎn)一周這種不規(guī)則變化可出現(xiàn)~10 次，它們是由各種干涉（例如 軸承圈滾道上的凹坑）引起的?？刹煊X的凹坑是一種制造缺陷，它是在制造過程中由于多爪卡盤夾的太緊而形成的。 中頻噪聲的特征是軸承每旋轉(zhuǎn)一周不規(guī)則變化出現(xiàn) 10~60 次。這種缺陷是由在軸承圈和滾珠的磨削加工中出現(xiàn)的振動(dòng)引起的。軸承每旋轉(zhuǎn)一周高頻不規(guī)則變化出現(xiàn)60~300 次，它表明軸承上存在著密集的振痕或大面積的粗糙不平。 利用軸承的噪聲特 性對軸承進(jìn)行分類，用戶除了可以確定大多數(shù)廠商所使用的ABEC 標(biāo)準(zhǔn)外，還可確定軸承的噪聲等級(jí)。 ABEC 標(biāo)準(zhǔn)只定義了諸如孔、外徑、振擺等尺寸公差。隨著 ABEC 級(jí)別的增加（從 3 增到 9），公差逐漸變小。但 ABEC 等級(jí)并不能反映其他軸承特性，如軸承圈質(zhì)量、粗糙度、噪聲等。因此，噪聲等級(jí)的劃分有助于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn)。 齒輪和軸 的介紹 摘 要 :在傳統(tǒng)機(jī)械和現(xiàn)代機(jī)械中齒輪和軸的重要地位是不可動(dòng)搖的。齒輪和軸主要安裝 在主軸箱來傳遞力的方向。通過加工制造它們可以分為許多的型號(hào)，分別用于許多的場合。所以我們對齒輪和軸的了解和認(rèn)識(shí)必須是多層次多方位的。 關(guān)鍵詞 :齒輪；軸 在直齒圓柱齒輪的受力分析中，是假定各力作用在單一平面的。我們將研究作用力具有三維坐標(biāo)的齒輪。因此，在斜齒輪的情況下，其齒向是不平行于回轉(zhuǎn)軸線的。而在錐齒輪的情況中各回轉(zhuǎn)軸線互相不平行。像我們要討論的那樣，尚有其他道理需要學(xué)習(xí)，掌握。 斜齒輪用于傳遞平行軸之間的運(yùn)動(dòng)。傾斜角度每個(gè)齒輪都一樣，但一個(gè)必須右旋斜齒，而另一個(gè)必須是左旋斜齒。齒的形狀是一濺開線螺旋面。如果一張被剪成平行四邊形（矩形）的紙張包圍在齒輪圓柱體上，紙上印出齒的角刃邊就變成斜線。如果我展開這張紙，在血角刃邊上的每一個(gè)點(diǎn)就發(fā)生一漸開線曲線。 直齒圓柱齒輪輪齒的初始接觸處是跨過整個(gè)齒面而伸展開來的線。斜齒輪輪齒的 14 初始接觸是一點(diǎn)，當(dāng)齒進(jìn)入更多的嚙合時(shí)，它就變成線。在直齒圓柱齒輪中，接觸是平行于回轉(zhuǎn)軸線的。在斜齒輪中，該先是跨過齒面的對角線。它是齒輪逐漸進(jìn)行嚙合并平穩(wěn)的從一個(gè)齒到 另一個(gè)齒傳遞運(yùn)動(dòng)，那樣就使斜齒輪具有高速重載下平穩(wěn)傳遞運(yùn)動(dòng)的能力。斜齒輪使軸的軸承承受徑向和軸向力。當(dāng)軸向推力變的大了或由于別的原因而產(chǎn)生某些影響時(shí)，那就可以使用人字齒輪。雙斜齒輪（人字齒輪）是與反向的并排地裝在同一軸上的兩個(gè)斜齒輪等效。他們產(chǎn)生相反的軸向推力作用，這樣就消除了軸向推力。當(dāng)兩個(gè)或更多個(gè)單向齒斜齒輪被在同一軸上時(shí)，齒輪的齒向應(yīng)作選擇，以便產(chǎn)生最小的軸向推力。 交錯(cuò)軸斜齒輪或螺旋齒輪，他們是軸中心線既不相交也不平行。交錯(cuò)軸斜齒輪的齒彼此之間發(fā)生點(diǎn)接觸，它隨著齒輪的磨合而變成線接觸。因此他們只能傳 遞小的載荷和主要用于儀器設(shè)備中，而且肯定不能推薦在動(dòng)力傳動(dòng)中使用。交錯(cuò)軸斜齒輪與斜齒輪之間在被安裝后互相捏合之前是沒有任何區(qū)別的。它們是以同樣的方法進(jìn)行制造。一對相嚙合的交錯(cuò)軸斜齒輪通常具有同樣的齒向，即左旋主動(dòng)齒輪跟右旋從動(dòng)齒輪相嚙合。在交錯(cuò)軸斜齒設(shè)計(jì)中，當(dāng)該齒的斜角相等時(shí)所產(chǎn)生滑移速度最小。然而當(dāng)該齒的斜角不相等時(shí)，如果兩個(gè)齒輪具有相同齒向的話，大斜角齒輪應(yīng)用作主動(dòng)齒輪。蝸輪與交錯(cuò)軸斜齒輪相似。小齒輪即蝸桿具有較小的齒數(shù)，通常是一到四齒，由于它們完全纏繞在節(jié)圓柱上，因此它們被稱為螺紋齒。與其相配的齒輪叫 做蝸輪，蝸輪不是真正的斜齒輪。蝸桿和蝸輪通常是用于向垂直相交軸之間的傳動(dòng)提供大的角速度減速比。蝸輪不是斜齒輪，因?yàn)槠潺X頂面做成中凹形狀以適配蝸桿曲率，目的是要形成線接觸而不是點(diǎn)接觸。然而蝸桿蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中存在齒間有較大滑移速度的缺點(diǎn)，正像交錯(cuò)軸斜齒輪那樣。 蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)有單包圍和雙包圍機(jī)構(gòu)。單包圍機(jī)構(gòu)就是蝸輪包裹著蝸桿的一種機(jī)構(gòu)。當(dāng)然，如果每個(gè)構(gòu)件各自局部地包圍著對方的蝸輪機(jī)構(gòu)就是雙包圍蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)。著兩者之間的重要區(qū)別是，在雙包圍蝸輪組的輪齒間有面接觸，而在單包圍的蝸輪組的輪齒間有線接觸。一個(gè)裝置中的蝸桿 和蝸輪正像交錯(cuò)軸斜齒輪那樣具有相同的齒向，但是其斜齒齒角的角度是極不相同的。蝸桿上的齒斜角度通常很大，而蝸輪上的則極小，因此習(xí)慣常規(guī)定蝸桿的導(dǎo)角，那就是蝸桿齒斜角的余角；也規(guī)定了蝸輪上的齒斜角，該兩角之和就等于 90 度的軸線交角。 當(dāng)齒輪要用來傳遞相交軸之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)，就需要某種形式的錐齒輪。雖然錐齒輪通常制造成能構(gòu)成 90 度軸交角，但它們也可產(chǎn)生任何角度的軸交角。輪齒可以鑄出， 15 銑制或滾切加工。僅就滾齒而言就可達(dá)一級(jí)精度。在典型的錐齒輪安裝中，其中一個(gè)錐齒輪常常裝于支承的外側(cè)。這意味著軸的撓曲情況更加明顯而使在輪 齒接觸上具有更大的影響。 另外一個(gè)難題，發(fā)生在難于預(yù)示錐齒輪輪齒上的應(yīng)力，實(shí)際上是由于齒輪被加工成錐狀造成的。 直齒錐齒輪易于設(shè)計(jì)且制造簡單，如果他們安裝的精密而確定，在運(yùn)轉(zhuǎn)中會(huì)產(chǎn)生良好效果。然而在直齒圓柱齒輪情況下，在節(jié)線速度較高時(shí)，他們將發(fā)出噪音。在這些情況下，螺旋錐齒輪比直齒輪能產(chǎn)生平穩(wěn)的多的嚙合作用，因此碰到高速運(yùn)轉(zhuǎn)的場合那是很有用的。當(dāng)在汽車的各種不同用途中，有一個(gè)帶偏心軸的類似錐齒輪的機(jī)構(gòu)，那是常常所希望的。這樣的齒輪機(jī)構(gòu)叫做準(zhǔn)雙曲面齒輪機(jī)構(gòu)，因?yàn)樗鼈兊墓?jié)面是雙曲回轉(zhuǎn)面。這種齒輪之間的輪齒作用是 沿著一根直線上產(chǎn)生滾動(dòng)與滑動(dòng)相結(jié)合的運(yùn)動(dòng)并和蝸輪蝸桿的輪齒作用有著更多的共同之處。 軸是一種轉(zhuǎn)動(dòng)或靜止的桿件。通常有圓形橫截面。在軸上安裝像齒輪，皮帶輪，飛輪，曲柄，鏈輪和其他動(dòng)力傳遞零件。軸能夠承受彎曲，拉伸，壓縮或扭轉(zhuǎn)載荷，這些力相結(jié)合時(shí)，人們期望找到靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。因?yàn)閱胃S可以承受靜壓力，變應(yīng)力和交變應(yīng)力，所有的應(yīng)力作用都是同時(shí)發(fā)生的。 “軸”這個(gè)詞包含著多種含義，例如心軸和主軸。心軸也是軸，既可以旋轉(zhuǎn)也可以靜止的軸，但不承受扭轉(zhuǎn)載荷。短的轉(zhuǎn)動(dòng)軸常常被稱為主軸。 當(dāng)軸的彎曲或扭轉(zhuǎn) 變形必需被限制于很小的范圍內(nèi)時(shí)，其尺寸應(yīng)根據(jù)變形來確定，然后進(jìn)行應(yīng)力分析。因此，如若軸要做得有足夠的剛度以致?lián)锨惶?，那么合?yīng)力符合安全要求那是完全可能的。但決不意味著設(shè)計(jì)者要保證；它們是安全的，軸幾乎總是要進(jìn)行計(jì)算的，知道它們是處在可以接受的允許的極限以內(nèi)。因之，設(shè)計(jì)者無論何時(shí)，動(dòng)力傳遞零件，如齒輪或皮帶輪都應(yīng)該設(shè)置在靠近支持軸承附近。這就減低了彎矩，因而減小變形和彎曲應(yīng)力。 雖然來自 方法在設(shè)計(jì)軸中難于應(yīng)用，但它可能用來準(zhǔn)確預(yù)示實(shí)際失效。這樣，它是一個(gè)檢驗(yàn)已經(jīng)設(shè)計(jì)好了的軸的或者發(fā)現(xiàn)具體軸在運(yùn)轉(zhuǎn) 中發(fā)生損壞原因的好方法。進(jìn)而有著大量的關(guān)于設(shè)計(jì)的問題，其中由于別的考慮例如剛度考慮，尺寸已得到較好的限制。 設(shè)計(jì)者去 查 找關(guān)于圓角尺寸 、 熱處理 、 表面光潔度和是否要進(jìn)行噴丸處理等資料，那真正的唯一的需要 是 實(shí)現(xiàn)所要求的壽命和可靠性。 16 由于他們的功能相似，將離合器和制動(dòng)器一起處理。簡化摩擦離合器或制動(dòng)器的動(dòng)力學(xué)表達(dá)式中，各自以角速度 w1 和 w2 運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 I1 和 I2，在制動(dòng)器情況下其中之一可能是零，由于接上離合器或制動(dòng)器而最終要導(dǎo)致同樣的速度。因?yàn)閮蓚€(gè)構(gòu)件開始以不同速度運(yùn)轉(zhuǎn)而使打滑發(fā)生了，并且在作用過程中能量散 失，結(jié)果導(dǎo)致溫升。在分析這些裝置的性能時(shí)，我們應(yīng)注意到作用力，傳遞的扭矩，散失的能量和溫升。所傳遞的扭矩關(guān)系到作用力，摩擦系數(shù)和離合器或制動(dòng)器的幾何狀況。這是一個(gè)靜力學(xué)問題。這個(gè)問題將必須對每個(gè)幾何機(jī)構(gòu)形狀分別進(jìn)行研究。然而溫升與能量損失有關(guān)，研究溫升可能與制動(dòng)器或離合器的類型無關(guān)。因?yàn)閹缀涡螤畹闹匾允巧岜砻妗８鞣N各樣的離合器和制動(dòng)器可作如下分類： 2． 輪緣式內(nèi)膨脹制凍塊； 3． 輪緣式外接觸制動(dòng)塊； 4． 條帶式； 5． 盤型或軸向式； 6． 圓錐型； 7． 混合式。 分析摩擦離合器和制動(dòng)器的各種形式都應(yīng)用一般的同樣的程序，下面的步驟 是必需的： 1． 假定或確定摩擦表面上壓力分布； 2． 找出最大壓力和任一點(diǎn)處壓力之間的關(guān)系； 3． 應(yīng)用靜平衡條件去找尋（ a）作用力；（ b）扭矩； (c)支反力。 混合式離合器包括幾個(gè)類型，例如強(qiáng)制接觸離合器 、 超載釋放保護(hù)離合器 、 超越離合器 、 磁液離合器等等。 強(qiáng)制接觸離合器由一個(gè)變位桿和兩個(gè)夾爪組成。各種強(qiáng)制接觸離合器之間最大的區(qū)別與夾爪的設(shè)計(jì)有關(guān)。為了在結(jié)合過程中給變換作用予較長時(shí)間周期，夾爪可以是棘