滑动轴承和滚动轴承.pptx

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1、概述概述机械设计基础轴承箱体箱体齿轮齿轮轴轴轴承轴承轴承孔轴承孔v轴承：轴承：支持轴或轴上转动零件的部件支持轴或轴上转动零件的部件v作用：作用：v支持轴及轴上零件，保持轴的旋转精度支持轴及轴上零件，保持轴的旋转精度v减少转轴与支持面间的摩擦磨损减少转轴与支持面间的摩擦磨损v分类：分类：v按承载方向分：按承载方向分：向心轴承、推力轴承向心轴承、推力轴承v按摩擦性质分：按摩擦性质分：滑动轴承、滚动轴承滑动轴承、滚动轴承第1页/共78页滑动轴承滑动轴承19-1 滑动轴承概述19-2 滑动轴承的结构19-3 滑动轴承的材料19-4 润滑剂和润滑装置19-5 非全液体摩擦滑动轴承的计算机械设计基础轴承v

2、基本要求基本要求:v了解滑动轴承的特点、应用场合了解滑动轴承的特点、应用场合v了解滑动轴承的典型结构、轴瓦材料及其选用原则了解滑动轴承的典型结构、轴瓦材料及其选用原则v了解常用润滑剂及润滑装置了解常用润滑剂及润滑装置v掌握不完全液体润滑滑动轴承的设计原理及设计方法掌握不完全液体润滑滑动轴承的设计原理及设计方法第2页/共78页19-1 滑动轴承概述滑动轴承概述v主要特点：主要特点：工作平稳，无噪声；液体润滑时摩擦损失小工作平稳，无噪声；液体润滑时摩擦损失小v应用情况：应用情况：工作转速特高的轴承；要求对轴的支承位置特别精确的轴工作转速特高的轴承；要求对轴的支承位置特别精确的轴承；特重型轴承；大冲

3、击和振动载荷的轴承；剖分式轴承；径向尺寸承；特重型轴承；大冲击和振动载荷的轴承；剖分式轴承；径向尺寸小的轴承；特殊工况下小的轴承；特殊工况下v滑动轴承中的摩擦按润滑油存在方式分：滑动轴承中的摩擦按润滑油存在方式分：干摩擦、边界摩擦、液体摩干摩擦、边界摩擦、液体摩擦、混合摩擦擦、混合摩擦(非液体摩擦非液体摩擦)机械设计基础轴承第3页/共78页19-2 滑动轴承的结构滑动轴承的结构机械设计基础 轴承v向心滑动轴承向心滑动轴承 推推力滑动轴承力滑动轴承v滑动轴承组成：滑动轴承组成：轴承体、轴瓦及轴承衬、润滑与密封装置轴承体、轴瓦及轴承衬、润滑与密封装置v滑动轴承分类：滑动轴承分类：v向心滑动轴承向心

4、滑动轴承 整体式、剖分式、自动调心式整体式、剖分式、自动调心式v推力滑动轴承推力滑动轴承第4页/共78页河南科技大学专用 一、一、向心滑动轴承向心滑动轴承组成：轴承座、轴套或轴瓦、联接螺栓等。组成：轴承座、轴套或轴瓦、联接螺栓等。19-2 滑动轴承的结构型式滑动轴承的结构型式整体式向心滑动轴承整体式向心滑动轴承剖分式向心滑动轴承剖分式向心滑动轴承榫口榫口螺纹孔螺纹孔轴承座轴承座轴承轴承轴承座轴承座轴承盖轴承盖联接螺栓联接螺栓剖分轴瓦剖分轴瓦第5页/共78页薄壁轴瓦薄壁轴瓦轴瓦非承载区内表面开有进油口和油沟，以利于润滑油均匀分布在整个轴径上。轴瓦非承载区内表面开有进油口和油沟，以利于润滑油均匀分

5、布在整个轴径上。进油孔进油孔油沟油沟F厚壁轴瓦厚壁轴瓦整体轴套整体轴套卷制轴套卷制轴套第6页/共78页河南科技大学专用 轴承中分面常布置成与载荷垂直或接近垂直。轴承中分面常布置成与载荷垂直或接近垂直。载荷倾斜时结构如图大型液体滑动轴承常设计成两边供油的形式，既有利大型液体滑动轴承常设计成两边供油的形式，既有利于形成动压油膜，又起冷却作用。于形成动压油膜，又起冷却作用。45 油沟形式油沟形式 宽径比宽径比B/d-轴瓦宽度与轴径直径之比。轴瓦宽度与轴径直径之比。重要参数液体润滑摩擦的滑动轴承液体润滑摩擦的滑动轴承:B/d=0.51非液体润滑摩擦的滑动轴承非液体润滑摩擦的滑动轴承:B/d=0.81.

6、5 Bd第7页/共78页整体式向心滑动轴承整体式向心滑动轴承机械设计基础 轴承轴承座轴承座整体轴套整体轴套油孔油孔螺纹孔螺纹孔v结构：结构：轴承座、轴套（整体）轴承座、轴套（整体）v 轴承座设有安装润滑油杯的螺纹孔轴承座设有安装润滑油杯的螺纹孔v 轴套上开有油孔，内表面开有油槽轴套上开有油孔，内表面开有油槽v特点：特点：结构简单，成本低结构简单，成本低v 但装拆不便，无法调整但装拆不便，无法调整v应用：应用：低速、轻载或间歇性工作的机器低速、轻载或间歇性工作的机器第8页/共78页剖分式向心滑动轴承剖分式向心滑动轴承机械设计基础 轴承轴承座轴承座轴承盖轴承盖双头螺柱双头螺柱油孔油孔油槽油槽剖分式

7、轴瓦剖分式轴瓦v结构：结构：轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦、螺柱轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦、螺柱v特点：特点：剖分面作成阶梯状，且垂直载荷方向剖分面作成阶梯状，且垂直载荷方向v 正剖、斜剖，装拆方便，常在轴瓦表面粘附轴承衬正剖、斜剖，装拆方便，常在轴瓦表面粘附轴承衬v 磨损后可调整间隙，结构复杂磨损后可调整间隙，结构复杂v应用：应用：常用常用第9页/共78页自动调心式向心滑动轴承自动调心式向心滑动轴承机械设计基础 轴承v应用：应用：v用于支承挠度较大或多支点的长轴用于支承挠度较大或多支点的长轴v结构：结构：轴瓦瓦背制成凸球面轴瓦瓦背制成凸球面v 其支承面制成凹球面其支承面制成凹球面v特点：特点：轴

8、瓦能摆动，适应轴的变形轴瓦能摆动，适应轴的变形第10页/共78页推力滑动轴承推力滑动轴承机械设计基础 轴承v分类：分类：空心式、单环式、多环式空心式、单环式、多环式v轴上的轴向力应采用推力轴承来承受轴上的轴向力应采用推力轴承来承受v止止推推面面：轴轴端端面面、轴轴中中段段做做凸凸肩肩或或装装上上推力圆盘推力圆盘第11页/共78页19-3 滑动轴承的材料滑动轴承的材料机械设计基础 轴承v轴瓦或轴承衬：轴瓦或轴承衬：轴颈应比轴瓦耐磨轴颈应比轴瓦耐磨v对材料性能的要求对材料性能的要求:v良好的减摩性、耐磨性和抗咬粘性良好的减摩性、耐磨性和抗咬粘性v良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性良好的摩擦顺应性、嵌

9、入性和磨合性v足够的强度和抗腐蚀能力足够的强度和抗腐蚀能力v良好的导热性、工艺性和经济性等良好的导热性、工艺性和经济性等v常用材料：常用材料：v金属：青铜、轴承合金、粉末冶金、灰铸铁等金属：青铜、轴承合金、粉末冶金、灰铸铁等v非金属：工程塑料、硬木、橡胶、聚四氟乙烯非金属：工程塑料、硬木、橡胶、聚四氟乙烯v轴承盖、轴承座：轴承盖、轴承座：灰铸铁，铸钢灰铸铁，铸钢v轴颈：轴颈：钢钢轴承衬轴承衬第12页/共78页常用材料性能比较常用材料性能比较机械设计基础 轴承材料材料组成组成性能特点性能特点应用应用轴承合金轴承合金(巴氏合金巴氏合金)Sn,Pb,Sb合金合金耐磨，磨合，导热耐磨，磨合，导热性，油

10、吸附性好性，油吸附性好强度小，价格贵强度小，价格贵重载，中高速重载，中高速青铜青铜Cu+Sn,Pb,Al较硬较硬,强度高强度高,耐磨耐磨磨合性差磨合性差重载，中速重载，中速粉末冶金粉末冶金Fe+石墨石墨Cu+石墨石墨含油轴承含油轴承韧性低韧性低平稳载荷，无平稳载荷，无冲击，中低速冲击，中低速铸铁铸铁HT轴颈硬度轴颈硬度轴瓦硬度轴瓦硬度轻载，低速轻载，低速第13页/共78页19-4 润滑剂和润滑装置润滑剂和润滑装置一、润滑剂二、润滑装置机械设计基础轴承第14页/共78页一、润滑剂一、润滑剂机械设计基础 轴承v润滑油：润滑油：液体，用途最广泛液体，用途最广泛v润滑脂：润滑脂：半固体，润滑油稠化剂，

11、一般用于中低速半固体，润滑油稠化剂，一般用于中低速v固固体体润润滑滑剂剂：主主要要用用作作油油、脂脂的的添添加加剂剂，也也可可单单独独使使用用，如如C,MoS2,PTFE(聚四氟乙烯聚四氟乙烯)等等v作用：作用：减少摩擦损失、减轻工作表面的磨损、冷却、吸振等减少摩擦损失、减轻工作表面的磨损、冷却、吸振等v常用润滑剂：常用润滑剂：润滑油、润滑脂、固体润滑剂润滑油、润滑脂、固体润滑剂 第15页/共78页19-4 润滑剂和润滑装置润滑剂和润滑装置固体固体润滑剂润滑剂1.润滑油润滑油在用的大部分润滑油为矿物油（石油）粘度粘度-重要参数重要参数 在轴承中，润滑油最重要的物理参数是粘度，它是选择润滑油的主

12、要依据。粘度表征液体流动的内摩擦特性。A、B两板之间充满了液体，B板静止，A板水平移动速度为v。由于液体与金属表面的吸附作用，A板表面的液体速度为v，而B板表面的液体速度为0。两板之间的速度呈线性分布。液体层与层之间摩擦切应力：液体层与层之间摩擦切应力：=dudy-牛顿液体流动定律牛顿液体流动定律 -液体的动力粘度，简称粘度液体的动力粘度，简称粘度量纲：力量纲：力时间时间/长度长度2单位：单位：N s/m/m2 (Pa s s)或泊：或泊：1P=1 dyn s/cm/cm2 运动粘度：运动粘度：=单位：单位：m m2/s 或斯或斯St：cmcm2/s 或厘斯或厘斯cSt：1St=100 cSt

13、1St=100 cSt实验结果：实验结果：oxyydydu分析位置y处薄层的受力 AB我国石油产品是用运动粘度标定的 第16页/共78页润滑油的性能指标及选择润滑油的性能指标及选择性能指标：性能指标：v粘度粘度液体流动时，每薄层相互间的阻抗剪力，它是液体流液体流动时，每薄层相互间的阻抗剪力，它是液体流动时内部摩擦阻力的度量动时内部摩擦阻力的度量v是最重要的性能指标，也是选择润滑油的主要依据是最重要的性能指标，也是选择润滑油的主要依据v油性油性也称润滑性，表征油中的极性分子对金属表面的吸附也称润滑性，表征油中的极性分子对金属表面的吸附性能。油性好则摩擦系数小性能。油性好则摩擦系数小v凝点凝点反映

14、润滑油的低温工作性能反映润滑油的低温工作性能v闪点闪点反映润滑油的高温工作性能反映润滑油的高温工作性能机械设计基础 轴承润滑油的选择原则：润滑油的选择原则：v压力大或在冲击、变载条件下工作，应选粘度高的油压力大或在冲击、变载条件下工作，应选粘度高的油v速度高时，应选粘度低的油，以减少摩擦损失速度高时，应选粘度低的油，以减少摩擦损失v工作温度高时，应选粘度高的油，因粘度会随温度升高而下降工作温度高时，应选粘度高的油，因粘度会随温度升高而下降第17页/共78页润滑脂的性能指标及选择润滑脂的性能指标及选择性能指标：性能指标：v针入度针入度(稠度稠度)表征润滑脂的稀稠度，类似于油的粘度表征润滑脂的稀稠

15、度，类似于油的粘度v用一特制重用一特制重1.5N锥形针在锥形针在25C恒温下恒温下5s内刺入润滑脂内的内刺入润滑脂内的深度。标志润滑脂内阻力的大小和受力后流动性的强弱深度。标志润滑脂内阻力的大小和受力后流动性的强弱v滴点滴点温度升高时，润滑脂第一滴掉下时的温度，表征温度升高时，润滑脂第一滴掉下时的温度，表征润滑脂耐高温的性能润滑脂耐高温的性能v耐水性耐水性润滑脂与水接触时，其特性的保持程度润滑脂与水接触时，其特性的保持程度机械设计基础 轴承润滑脂的选择原则：润滑脂的选择原则：v压力大、速度低压力大、速度低小针入度，反之选针入度大的小针入度，反之选针入度大的v润滑脂的滴点应高于轴承工作温度润滑脂

16、的滴点应高于轴承工作温度2030，以免流失，以免流失v在有水或潮湿场合，应选防水性的润滑脂在有水或潮湿场合，应选防水性的润滑脂第18页/共78页表表19-2 常用常用润滑油的主要性质常用常用润滑油的主要性质名名 称称全损耗全损耗系统用油系统用油GB443-89汽轮机油汽轮机油GB11120-89代代 号号40 的粘度的粘度mm2/sL-AN7 6.127.48 -10 110凝点凝点 C闪点闪点(开式开式)C用于高速底负荷机械、用于高速底负荷机械、精密机床、纺织纱锭的精密机床、纺织纱锭的润滑和冷却。润滑和冷却。普通机床的液压油。普通机床的液压油。用于一般滑动轴承、用于一般滑动轴承、齿轮、蜗轮的

17、润滑齿轮、蜗轮的润滑用于重型机床导轨、用于重型机床导轨、矿山机械的润滑。矿山机械的润滑。用于汽轮机、发电机等用于汽轮机、发电机等高速高负荷轴承和各种高速高负荷轴承和各种小型液体润滑轴承小型液体润滑轴承L-AN100 90110 0 210L-AN10 9.011.0 -10 125L-AN15 13.516.5 -10 165L-AN32 28.832.2 -10 170L-AN46 41.450.6 -10 180L-AN68 61.274.8 -10 190L-TSA32 28.835.2-7 180L-TSA46 41.450.6主要用途主要用途第19页/共78页二、润滑装置二、润滑装置

18、机械设计基础 轴承v润润滑滑油油润润滑滑装装置置：油油孔孔、芯芯捻捻或或线线纱纱油油杯杯、针针阀阀滴滴油油杯杯、油杯、飞溅润滑、压力润滑油杯、飞溅润滑、压力润滑v润滑脂润滑装置：润滑脂润滑装置：旋转油杯、压注油嘴旋转油杯、压注油嘴v油槽结构：油槽结构：第20页/共78页润滑油润滑装置润滑油润滑装置v油孔油孔v芯捻或线纱油杯芯捻或线纱油杯v针阀滴油杯针阀滴油杯v油环油环机械设计基础 轴承v飞溅润滑飞溅润滑v压力润滑压力润滑第21页/共78页19-5 非全液体摩擦滑动轴承的计算非全液体摩擦滑动轴承的计算v工作条件：工作条件：边界膜不破坏、粗糙表面内有流体润滑存在边界膜不破坏、粗糙表面内有流体润滑存

19、在失效形式：失效形式：v磨损磨损导致轴承配合间隙加大，影响轴的旋转精度，甚至使轴导致轴承配合间隙加大，影响轴的旋转精度，甚至使轴承不能正常工作承不能正常工作v胶合胶合高速重载且润滑不良时，摩擦加剧，发热多，使轴承上高速重载且润滑不良时，摩擦加剧，发热多，使轴承上较软的金属粘焊在轴颈表面而出现胶合较软的金属粘焊在轴颈表面而出现胶合设计准则：设计准则：v维持边界膜不遭破坏维持边界膜不遭破坏v主要进行压强主要进行压强p、压强与速度乘积、压强与速度乘积 pv 的验算的验算机械设计基础轴承一、向心轴承的计算二、推力轴承的计算三、设计步骤第22页/共78页一、向心轴承的计算一、向心轴承的计算机械设计基础

20、轴承2 压强和速度乘积压强和速度乘积pv的验算的验算v限制温升防止油膜破裂，防止胶合破坏限制温升防止油膜破裂，防止胶合破坏1 压强压强p验算验算v限制压力防止油膜破裂，防止轴瓦过度磨损限制压力防止油膜破裂，防止轴瓦过度磨损bdF许用压强许用压强p查表查表19-1许用许用pv值值查表查表19-1第23页/共78页二、推力轴承的计算二、推力轴承的计算机械设计基础 轴承2 压强和速度乘积压强和速度乘积pv的验算的验算v限制温升防止油膜破裂，防止胶合破坏限制温升防止油膜破裂，防止胶合破坏1 压强压强p验算验算v限制压力防止油膜破裂，防止轴瓦过度磨损限制压力防止油膜破裂，防止轴瓦过度磨损许用压强许用压强

21、p查表查表19-4许用许用pv值值查表查表19-4d0Fn平均速度平均速度第24页/共78页三、设计步骤三、设计步骤机械设计基础 轴承选择轴瓦材料选择轴瓦材料确定轴承结构形式确定轴承结构形式确定轴承宽度确定轴承宽度b和直径和直径d验算验算p、pv选择轴承的配合选择轴承的配合选择润滑剂与润滑装置选择润滑剂与润滑装置第25页/共78页一、动压润滑的形成和原理和条件一、动压润滑的形成和原理和条件19-6 动压润滑的基本原理动压润滑的基本原理FFFF先分析平行板的情况。板B静止，板A以速度向左运动，板间充满润滑油，无载荷时，液体各层的速度呈三角形分布，近油量与处油量相等，板A不会下沉。但若板A有载荷时

22、，油向两边挤出，板A逐渐下沉，直到与B板接触。两平形板之间不能形成压力油膜！两平形板之间不能形成压力油膜！v vvh1aah2cc如两板不平行板。板间间隙呈沿运动方向由大到小呈收敛楔形分布，且板A有载荷，当板A运动时，两端速度若程虚线分布，则必然进油多而出油少。由于液体实际上是不可压缩的，必将在板内挤压而形成压力，迫使进油端的速度往内凹，而出油端的速度往外鼓。进油端间隙大而速度曲线内凹，出油端间隙小而速度曲线外凸，进出油量相等，同时间隙内形成的压力与外载荷平衡，板A不会下沉。这说明了在间隙内形成了压力油膜。这种因运动而产生的压力油膜称为动压油膜。各截面的速度图不一样，从凹三角形过渡到凸三角形，

23、中间必有一个位置呈三角形分布。动压油膜动压油膜-因运动而产生的压力油膜。v vvh0bbF第26页/共78页F形成动压油膜的必要条件：形成动压油膜的必要条件：1.两工件之间的间隙必须有楔形间隙；两工件之间的间隙必须有楔形间隙；2.两工件表面之间必须连续充满润滑油或其它液体；两工件表面之间必须连续充满润滑油或其它液体；3.两工件表面必须有相对滑动速度。其运动芳方向必两工件表面必须有相对滑动速度。其运动芳方向必须保证润滑油从大截面流进，从小截面出来。须保证润滑油从大截面流进，从小截面出来。Fy=F Fx 0 Fy=F Fx=0向心轴承动压油膜的形成过程：向心轴承动压油膜的形成过程：静止静止 爬升爬

24、升 将轴起抬将轴起抬转速继续升高质心质心左移左移稳定运转稳定运转达到工作转速e-偏心距偏心距e第27页/共78页滚动轴承滚动轴承19-6 滚动轴承概述19-7 滚动轴承的结构和类型19-8 滚动轴承的代号19-9 滚动轴承的失效形式及选择计算19-10 滚动轴承的组合设计机械设计基础轴承v基本要求基本要求:v熟悉滚动轴承的代号、正确地选择熟悉滚动轴承的代号、正确地选择滚动轴承的类型滚动轴承的类型v掌握滚动轴承的寿命计算掌握滚动轴承的寿命计算v正确进行滚动轴承组合设计正确进行滚动轴承组合设计v难点：难点：向心推力轴承向心推力轴承(指角接触球轴承与圆锥滚子轴承指角接触球轴承与圆锥滚子轴承)的的受力

25、分析受力分析第28页/共78页第第20章章 滚动轴承概述滚动轴承概述v滚动轴承是标准件，由专业轴承厂集中生产滚动轴承是标准件，由专业轴承厂集中生产机械设计基础轴承v特点：特点：v摩擦阻力小摩擦阻力小,功率损耗少功率损耗少,起动灵敏，起动灵敏，f0.05,h=0.980.995 v可同时承受径向和轴向载荷，简化了支承结构可同时承受径向和轴向载荷，简化了支承结构v径向间隙小，还可用预紧方法消除间隙，因此回转精度高径向间隙小，还可用预紧方法消除间隙，因此回转精度高v互换性好，易于维护，润滑简便互换性好，易于维护，润滑简便,价格低价格低v抗冲击能力差抗冲击能力差,高速时出现噪音高速时出现噪音v寿命也比

26、不上液体润滑的滑动轴承寿命也比不上液体润滑的滑动轴承v径向尺寸大径向尺寸大第29页/共78页20-1 滚动轴承的结构滚动轴承的结构和类型和类型一、结构二、材料三、分类四、类型及特点机械设计基础轴承第30页/共78页一、结构一、结构机械设计基础 轴承v组成：组成：内圈、外圈、滚动体、保持架内圈、外圈、滚动体、保持架外圈外圈内圈内圈滚动体滚动体保持架保持架第31页/共78页二、材料二、材料机械设计基础 轴承v保持架：保持架：避免滚动体直接接触，减少发热和磨损避免滚动体直接接触，减少发热和磨损v材料：材料：低碳钢；铜、铝、工程塑料低碳钢；铜、铝、工程塑料v内内圈圈、外外圈圈、滚滚动动体体：高高硬硬度

27、度、高高接接触触疲劳强度、良好耐磨性和冲击韧性疲劳强度、良好耐磨性和冲击韧性v材料：材料：含铬轴承钢，硬度含铬轴承钢，硬度6065 HRC第32页/共78页三、分类三、分类机械设计基础 轴承1 按滚动体形状分2 按受载方向分第33页/共78页1 按滚动体形状分按滚动体形状分按滚动体形状分：按滚动体形状分：v球轴承、滚子轴承球轴承、滚子轴承机械设计基础 轴承又可细分为：又可细分为：v球轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承、球轴承、圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承、球面滚子轴承球面滚子轴承第34页/共78页2 按受载方向分按受载方向分v按受载方向和公称接触角分：按受载方向和公称接触角分：

28、机械设计基础 轴承滚动体与套圈接触处滚动体与套圈接触处的法线与轴承的径向的法线与轴承的径向平面之间的夹角平面之间的夹角 v向心轴承向心轴承:=0v向心推力轴承：向心推力轴承：0 90向心角接触轴承向心角接触轴承:0 45推力角接触轴承推力角接触轴承:45 90 v推力轴承推力轴承:=90注意：注意：v在径向载荷作用下产生内部轴向力在径向载荷作用下产生内部轴向力Fd，其方向是使内外圈分离，所以要，其方向是使内外圈分离，所以要成对使用成对使用v内部轴向力内部轴向力Fd的大小与的大小与 有关有关第35页/共78页四、类型及特点四、类型及特点机械设计基础 轴承1 向心轴承(a=0)2 调心轴承(a=0

29、)3 向心推力轴承(0a90)4 推力轴承(a=90)5 选择原则第36页/共78页1 向心轴承向心轴承(=0)深沟球轴承深沟球轴承:6类类 nlim最高、价廉最高、价廉,优先采用优先采用v受力类型受力类型:Fr,不大的不大的Fa(双向双向)圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承:N类类承载力较大承载力较大v受力类型受力类型:很大的很大的Fr,不能承受轴向力不能承受轴向力Fa机械设计基础 轴承滚针轴承滚针轴承:NA类类 内外圈可分离内外圈可分离,径向尺寸小径向尺寸小v受力类型受力类型:很大的很大的Fr,不能承受轴向力不能承受轴向力Fa第37页/共78页2 调心轴承调心轴承(=0)调心球轴承调心球轴承:1类类

30、调心性能最好调心性能最好v受力类型：受力类型：Fr,不大的不大的Fa(双向双向)机械设计基础 轴承调心滚子轴承调心滚子轴承:2(3)类类调心性能好、承载力较大调心性能好、承载力较大v受力类型：受力类型：Fr,不大的不大的Fa(双向双向)第38页/共78页3 向心推力轴承向心推力轴承(0 径向载荷：径向载荷：推力推力+向心组合向心组合第41页/共78页滚动轴承的代号滚动轴承的代号v滚动轴承为标准件：滚动轴承为标准件：GB/T 272-1993机械设计基础轴承v旧标准代号旧标准代号 举例举例前置代号前置代号 基基 本本 代代 号号 后置代号后置代号 尺寸系列尺寸系列代代 号号 分分部部件件代代号号

31、 类类型型代代号号内内径径代代号号直径直径系列系列代号代号 宽度宽度系列系列代号代号 内内部部结结构构代代号号密密封封与与防防尘尘代代号号公公差差等等级级代代号号。字母字母 2 1 3 4 5 字母字母(+数字数字)第42页/共78页1 内径尺寸代号2 尺寸系列代号3 类型代号基本代号基本代号机械设计基础 轴承v表表示示轴轴承承的的基基本本类类型型、结结构构和和尺尺寸寸，是是轴轴承承代代号号的的基础的的基础v表明轴承的内径、直径系列、宽度系列、类型表明轴承的内径、直径系列、宽度系列、类型第43页/共78页1 内径尺寸代号内径尺寸代号v右起第右起第1、2位数字位数字v内径内径d:（即轴的直径）（

32、即轴的直径）v0010mm 0112mmv0215mm 0317mmv0496数字数字x 5 mm机械设计基础 轴承v对于内径对于内径(500mm，以及，以及22mm、28mm、32mm的轴承，用公称内径数值直接表示，但在与尺寸的轴承，用公称内径数值直接表示，但在与尺寸系列代号之间用系列代号之间用“/”分开分开第44页/共78页2 尺寸系列代号尺寸系列代号v直径系列代号、宽度系列代号直径系列代号、宽度系列代号v直径系列代号：直径系列代号：第三位数字第三位数字v指结构相同、内径相同的轴承指结构相同、内径相同的轴承使用不同直径的滚动体，在外使用不同直径的滚动体，在外径和宽度方面的变化系列径和宽度方

33、面的变化系列v0,1特轻特轻 2轻轻v 3中中 4重重机械设计基础 轴承v宽度系列代号：宽度系列代号：第四位数第四位数字，常与直径系列代号同字，常与直径系列代号同时使用时使用v表示同一内径和外径的轴表示同一内径和外径的轴承可以有不同的宽度承可以有不同的宽度v多数正常系列可不标多数正常系列可不标 0,1特轻特轻2轻轻5轻宽轻宽3中中6中宽中宽4重重第45页/共78页3 类型代号类型代号v第五位第五位(从右到左数从右到左数)，用数字或字母表示，用数字或字母表示v代号为代号为0（双列角接触球轴承），则省略（双列角接触球轴承），则省略机械设计基础 轴承v具体见具体见p308表表19-6代号代号轴承类型

34、轴承类型旧代号旧代号3圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承75推力球轴承推力球轴承86深沟球轴承深沟球轴承07角接触球轴承角接触球轴承6N圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承2NA滚针轴承滚针轴承4第46页/共78页v常用的几类滚动轴承，一般无前置代号常用的几类滚动轴承，一般无前置代号前置代号前置代号机械设计基础 轴承v用字母表示用字母表示v表示成套轴承分部件表示成套轴承分部件第47页/共78页公差等级公差等级(精度精度)代号：代号：v0、6x、6、5、4、2六级精度，逐渐增高六级精度，逐渐增高v表示成：表示成：/P0、/P6x、/P6、/P5、/P4、/P2内部结构代号：内部结构代号：v如：如：C =15、AC =

35、25、B=40 轴承径向游隙系列代号：轴承径向游隙系列代号：v/C1、/C2、/C0、/C3、/C4、/C5六组游隙，由小到大六组游隙，由小到大v0组组(/C0)）游隙常用，可省略）游隙常用，可省略后置代号后置代号机械设计基础 轴承v用字母（用字母（+数字）表示数字）表示v表表示示轴轴承承内内部部结结构构、密密封封与与防防尘尘、保保持持架架及及其其材材料料、轴轴承承材料及公差等级等材料及公差等级等第48页/共78页v内内径径尺尺寸寸代代号号v外外径径系系列列代代号号v类类型型代代号号v结结构构特特点点代代号号v宽宽度度系系列列代代号号v精精度度代代号号滚动轴承代号滚动轴承代号:旧标准旧标准机械

36、设计基础 轴承 X XX X X XX了解了解第49页/共78页v7212C举例举例机械设计基础 轴承v6305v304/32(/P0)v7211C/P5深沟球轴承深沟球轴承直径系列为直径系列为3(中中),宽度系列为宽度系列为0(不标不标)内径内径d=25mm0级精度级精度(不标不标)角接触球轴承角接触球轴承直径系列为直径系列为2(轻轻)宽度系列为宽度系列为0(不标不标)内径内径d=60mm=15内径内径d=32mm圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承宽度系列为宽度系列为0直径系列为直径系列为4(重重)5级精度级精度接触角接触角15 直径直径55mm正常宽度、轻系列正常宽度、轻系列角接触球轴承角接触球轴承

37、第50页/共78页19-9 滚动轴承的失效形式及选择计算滚动轴承的失效形式及选择计算一、失效形式二、轴承寿命计算三、轴承静载荷计算机械设计基础轴承设计轴承的基本方法：设计轴承的基本方法：v由工作条件定轴承类型由工作条件定轴承类型v结构定轴承直径结构定轴承直径v初选型号初选型号 C、C0v验算寿命：验算寿命：计算轴承载荷计算轴承载荷查查e、X、Y 计算计算P计算计算Lh分析轴承是否合格分析轴承是否合格第51页/共78页一、失效形式一、失效形式机械设计基础 轴承失效形式：失效形式：v疲疲劳劳点点蚀蚀 最最主主要要的的失失效效形形式式，滚滚动动体体表面、套圈滚道都可能发生点蚀表面、套圈滚道都可能发生

38、点蚀v过过大大塑塑性性变变形形 低低速速轴轴承承的的主主要要失失效效形形式式，接接触触应应力力过过大大(载载荷荷过过大大或或冲冲击击载载荷荷)，元件表面出现较大塑性变形元件表面出现较大塑性变形v磨磨损损、胶胶合合、内内外外圈圈和和保保持持架架破破损损等等使用维护不当而引起的，属于非正常失效使用维护不当而引起的，属于非正常失效设计准则：设计准则：v一般转速的轴承一般转速的轴承v 进行寿命进行寿命(额定动载荷额定动载荷)计算，防止计算，防止疲劳疲劳点蚀破坏点蚀破坏v转速极低或仅作缓慢摆动的轴承转速极低或仅作缓慢摆动的轴承 v 按静强度按静强度(额定静载荷额定静载荷)计算，防止塑性变形计算，防止塑性

39、变形第52页/共78页二、轴承寿命计算二、轴承寿命计算机械设计基础 轴承1 基本概念2 寿命计算3 当量动载荷 P 的计算4 向心角接触轴承轴向载荷 Fa 的计算5 推力球轴承的当量动载荷v针对失效形式：疲劳针对失效形式：疲劳点蚀点蚀第53页/共78页1 基本概念基本概念寿命寿命v轴承寿命：轴承寿命：(106 r 或或 h)v轴承中任一元件出现疲劳点蚀前，所经历的总转数或总工作小时数轴承中任一元件出现疲劳点蚀前，所经历的总转数或总工作小时数v基本额定寿命：基本额定寿命：用用 L10 表示表示v一批相同的轴承，在相同的条件下运转，其中一批相同的轴承，在相同的条件下运转，其中90的轴承不发生疲劳点

40、的轴承不发生疲劳点蚀前所经历的总转数或总工作小时数蚀前所经历的总转数或总工作小时数机械设计基础 轴承v寓意：寓意：v一批轴承中有一批轴承中有90的寿命将比其基本额定寿命长的寿命将比其基本额定寿命长v一个轴承在基本额定寿命期内正常工作的概率有一个轴承在基本额定寿命期内正常工作的概率有90，失效率为，失效率为10v注意：注意：额定寿命随运转条件而变化额定寿命随运转条件而变化v比如：外载荷增大，额定寿命降低比如：外载荷增大，额定寿命降低v因此，基本额定寿命并不能直接反映轴承的承载能力因此，基本额定寿命并不能直接反映轴承的承载能力9010完好完好第54页/共78页基本额定基本额定动载荷动载荷v定义：定

41、义：v规定轴承在规定轴承在 基本额定寿命基本额定寿命L10 为为 106 转转 时，所能承受的最大时，所能承受的最大载荷，用载荷，用 C 表示表示v即：在即：在C 的作用下，运转的作用下，运转 106 转转 时，有时，有10的轴承出现点蚀，的轴承出现点蚀，90的轴承完好的轴承完好机械设计基础 轴承v对于具体轴承，对于具体轴承，C 为定值，按手册查取为定值，按手册查取v对向心轴承对向心轴承(0 45 )，C为纯径向载荷为纯径向载荷Crv对推力轴承对推力轴承(45 FS2v轴向合力向右，轴有向右移动的趋势，但外圈被固定，轴向合力向右，轴有向右移动的趋势，但外圈被固定，v右轴承被压紧，会产生反力右轴

42、承被压紧，会产生反力FS2，使轴向力平衡，使得，使轴向力平衡，使得:FRFr1Fr2FS1FS2Fa合力合力FS2右轴承被压紧右轴承被压紧,轴向力轴向力左轴承被放松左轴承被放松,轴向力轴向力第62页/共78页FRFr1Fr2FS1FS2Fa轴承正装时：轴承正装时：v圆锥滚子轴承的简图如下（将内圈与轴视为一体）：圆锥滚子轴承的简图如下（将内圈与轴视为一体）：机械设计基础 轴承v若若 FS1+Fa FS2v轴向合力向右，轴有向左移动的趋势，但外圈被固定，轴向合力向右，轴有向左移动的趋势，但外圈被固定，v左轴承被压紧，会产生反力左轴承被压紧，会产生反力FS1，使轴向力平衡，使得，使轴向力平衡，使得:

43、合力合力FS1左轴承被压紧左轴承被压紧,轴向力轴向力右轴承被放松右轴承被放松,轴向力轴向力第63页/共78页结论：结论：v轴承轴承反反装时装时，可得到与正装同样的结论，可得到与正装同样的结论v结论总结如下：结论总结如下：v根据根据排列方式排列方式判明派生轴向力判明派生轴向力 FS1、FS2 的方向的方向v判明轴向合力指向及轴可能移动的方向，分析哪端轴承被判明轴向合力指向及轴可能移动的方向，分析哪端轴承被“压紧压紧”，哪端轴承被，哪端轴承被“放松放松”v“放松放松”端的轴向载荷等于端的轴向载荷等于自身的内部轴向力自身的内部轴向力v“压紧压紧”端的轴向载荷等于端的轴向载荷等于除去自身派生轴向力后除

44、去自身派生轴向力后其它轴向其它轴向力的代数和力的代数和机械设计基础 轴承v对于能承受少量轴向力而对于能承受少量轴向力而=0 的向心轴承的向心轴承(如深沟球轴承如深沟球轴承)：FaFr1Fr2因为：因为：a a0,FS10，FS2 0所以：所以：F合力合力Fa图中：图中：Fa10Fa2Fa第64页/共78页5 推力球轴承的当量动载荷推力球轴承的当量动载荷v对推力球轴承，不能承受径向力，只能承受轴向力，则：对推力球轴承，不能承受径向力，只能承受轴向力，则：机械设计基础 轴承第65页/共78页三、轴承静载荷计算三、轴承静载荷计算机械设计基础 轴承v失效形式：失效形式：过大塑性变形过大塑性变形v对象：

45、对象：低速或受较大冲击载荷作用的轴承低速或受较大冲击载荷作用的轴承v目的：目的：防止轴承元件发生塑性变形防止轴承元件发生塑性变形v基基本本额额定定静静载载荷荷C0：限限制制塑塑性性变变形形的的极极限限载载荷荷值值，由由手手册册查取查取v对向心轴承为对向心轴承为 C0r 径向基本额定静载荷径向基本额定静载荷v对推力轴承为对推力轴承为 C0a 轴向基本额定静载荷轴向基本额定静载荷v径向轴承或角接触轴承的当量静载荷径向轴承或角接触轴承的当量静载荷P0:v实际选用：实际选用：v推力轴承的当量静载荷：推力轴承的当量静载荷：v静强度校核公式：静强度校核公式：第66页/共78页19-10 滚动轴承的组合设计

46、滚动轴承的组合设计v组合设计的内容包括：组合设计的内容包括：v固定、配合与装拆、润滑与密封固定、配合与装拆、润滑与密封v组合设计合理与否将影响轴系的受力、运转精度、组合设计合理与否将影响轴系的受力、运转精度、轴承寿命及机器性能轴承寿命及机器性能机械设计基础轴承一、轴承的固定二、轴承的润滑与密封三、轴承的配合与装拆第67页/共78页一、轴承的固定一、轴承的固定机械设计基础 轴承v作用：作用：v实实际际上上是是对对整整个个轴轴系系起起固固定定作作用用，使使轴轴系系应应有有确确定定的的位位置置，承承受受轴轴向向力力，防防止止轴轴向向窜窜动动；防防止止温温升后卡死；轴承游隙的调整。升后卡死；轴承游隙的

47、调整。v常用三种固定方法：常用三种固定方法：1 两端固定2 一端固定、一端游动3 两端游动第68页/共78页1 两端固定两端固定v这是最常见的固定方式这是最常见的固定方式v两端的轴承各限制一个方向的轴向移动两端的轴承各限制一个方向的轴向移动v适合于工作温升不高的短轴（跨距适合于工作温升不高的短轴（跨距 L 400 mm）机械设计基础 轴承v考虑到轴的受热伸长，应留出热补偿间隙考虑到轴的受热伸长，应留出热补偿间隙 0.20.3mm调整垫片调整垫片第69页/共78页调整垫片调整垫片2 一端固定、一端游动一端固定、一端游动v适合于工作温升高的长轴（跨距适合于工作温升高的长轴（跨距 L 400 mm）

48、v固定支点的轴承内外圈左右均固定，承担双向轴向力固定支点的轴承内外圈左右均固定，承担双向轴向力v游动支点的轴承只承受径向力，不承受轴向力游动支点的轴承只承受径向力，不承受轴向力机械设计基础 轴承v当轴受热伸长时，游动支点随轴一起向外移动，避免轴承受到附当轴受热伸长时，游动支点随轴一起向外移动，避免轴承受到附加载荷作用，防止轴承卡住加载荷作用，防止轴承卡住为什么为什么“N”类轴承类轴承作游动支点时外圈作游动支点时外圈亦需轴向固定？亦需轴向固定？第70页/共78页3 两端游动两端游动v一根轴上的两个轴承都不进行轴向固定一根轴上的两个轴承都不进行轴向固定v主要用于人字齿轮传动中的小齿轮轴主要用于人字

49、齿轮传动中的小齿轮轴机械设计基础 轴承v大齿轮轴进行了两端固定，小齿轮轴系，其轴向位置的约大齿轮轴进行了两端固定，小齿轮轴系，其轴向位置的约束靠人字齿的形锁合来保证束靠人字齿的形锁合来保证调整垫片调整垫片第71页/共78页二、轴承的润滑与密封二、轴承的润滑与密封机械设计基础 轴承1 润滑润滑v目的：目的：减少摩擦磨损、冷却、吸振、防锈减少摩擦磨损、冷却、吸振、防锈v方式：方式：脂；浸油、滴油、喷油、油雾脂；浸油、滴油、喷油、油雾v浸浸油油润润滑滑时时，油油面面不不高高于于最最下下方方滚动体的中心滚动体的中心第72页/共78页2 密封密封v目的：目的：防尘、防水、防止润滑剂流失防尘、防水、防止润

50、滑剂流失机械设计基础 轴承v方式：方式：1 接触式密封：接触式密封：v 毡圈、毡圈、O形密封圈、唇形密封圈、机械密封（端面密封）形密封圈、唇形密封圈、机械密封（端面密封）2 非接触式密封：非接触式密封：v缝隙密封、离心式密封（甩油密封）、迷宫密封、螺旋密缝隙密封、离心式密封（甩油密封）、迷宫密封、螺旋密封封第73页/共78页1 接触式密封接触式密封v毡圈毡圈机械设计基础 轴承v唇形密封圈唇形密封圈第74页/共78页2 非接触式密封非接触式密封机械设计基础 轴承v离心式密封（甩油密封）离心式密封（甩油密封）v缝隙密封缝隙密封v迷宫密封迷宫密封第75页/共78页三、轴承的配合与装拆三、轴承的配合与