机械设计基础-轴承分解.ppt

滑动轴承概述1轴承的作用是支承轴。轴在工作时可以是旋转的，也可以是静止的。1能承担一定的载荷，具有一定的强度和刚度。2具有小的摩擦力矩，使回转件转动灵活。3具有一定的支承精度，保证被支承零件的回转精度。根据轴承中摩擦的性质，可分为滑动轴承和滚动轴承。一、轴承应满足如下基本要求：一、轴承应满足如下基本要求：二、轴承的分类二、轴承的分类根据能承受载荷的方向，可分为向心轴承、推力轴承、向心推力轴承。根据润滑状态，滑动轴承可分为：不完全液体润滑滑动轴承，完全液体润滑滑动轴承。第十章 轴承 标准件标准件标准件标准件、专门轴承厂生产，成专门轴承厂生产，成本低；只需选型、校核寿命和本低；只需选型、校核寿命和组合设计。组合设计。10101 1 滚动轴承的特点及结构滚动轴承的特点及结构 根据滚动摩擦原理工作的，具根据滚动摩擦原理工作的，具有摩擦系数小、启动力矩小利有摩擦系数小、启动力矩小利于在负载下启动，效率高；旋于在负载下启动，效率高；旋转精度高。缺点是承受冲击载转精度高。缺点是承受冲击载荷的能力差，高速运转时易产荷的能力差，高速运转时易产生噪声，使用寿命较低。生噪声，使用寿命较低。一、构造一、构造核心元件核心元件：滑动：滑动滚动滚动使滚动体等距离分布，使滚动体等距离分布，滚动体间的摩擦、磨损。滚动体间的摩擦、磨损。滚子轴承滚子轴承：圆柱、圆锥、：圆柱、圆锥、球面滚子、滚球面滚子、滚针针线接触线接触保持架保持架保持架保持架内圈内圈内圈内圈外圈外圈外圈外圈滚动体滚动体滚动体滚动体球轴承球轴承：球：球点接触点接触10-2 10-2 滚动轴承的主要类型及其选择滚动轴承的主要类型及其选择 一、滚动轴承主要类型、性能及特点一、滚动轴承主要类型、性能及特点(一一).滚动轴承的分类滚动轴承的分类1.1.按滚动体分：按滚动体分：球轴承球轴承滚子轴承滚子轴承承载能力不如滚子轴承，但价格相对便宜承载能力不如滚子轴承，但价格相对便宜圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子、滚针圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子、滚针2.按承受载荷分：按承受载荷分：向心轴承向心轴承主要承受径向载荷主要承受径向载荷深沟球轴承深沟球轴承(6);(6);圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承(N)(N)；调心球轴承；调心球轴承(1)(1)推力轴承推力轴承只能承受轴向载荷只能承受轴向载荷推力球轴承推力球轴承(5)(5)向心推力轴承向心推力轴承同时承受径向载荷和轴向载荷同时承受径向载荷和轴向载荷角接触球轴承角接触球轴承(7);(7);圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承(3)(3)向心轴承向心轴承 推力轴承推力轴承 向心推力轴承向心推力轴承 FrFa接触角接触角滚动体与外圈滚道接触点滚动体与外圈滚道接触点(线线)处的法线与处的法线与轴承半径方向的夹角，称为滚动轴承的接触角。轴承半径方向的夹角，称为滚动轴承的接触角。滚动轴承接触角滚动轴承接触角滚动轴承接触角滚动轴承接触角滚动体与外圈（或松滚动体与外圈（或松圈）滚道接触点的法线圈）滚道接触点的法线与轴承径向平面的夹角，与轴承径向平面的夹角，称为滚动轴承的公称接称为滚动轴承的公称接触角。接触角越大，轴触角。接触角越大，轴承承受轴向载荷的能力承承受轴向载荷的能力越强。越强。几种滚动轴承的公称接触角几种滚动轴承的公称接触角几种滚动轴承的公称接触角几种滚动轴承的公称接触角 0 00 0 45454545 90 90 9090法线与轴承轴心线的交点称为法线与轴承轴心线的交点称为压力中心压力中心；作用于轴承上的负荷和轴承的约束力都通作用于轴承上的负荷和轴承的约束力都通过压力中心。支承轴的两个轴承的压力中过压力中心。支承轴的两个轴承的压力中心之间的距离称为轴的心之间的距离称为轴的跨距跨距。向心轴承向心轴承向心推力轴承向心推力轴承推力调心滚子轴承推力调心滚子轴承推力球轴承推力球轴承O3.最常用的几种滚动轴承最常用的几种滚动轴承用于承受径向载荷，一般不宜承受轴向载荷。外圈滚道为球用于承受径向载荷，一般不宜承受轴向载荷。外圈滚道为球面，具有自动调心性能，内外圈轴线相对偏斜面，具有自动调心性能，内外圈轴线相对偏斜23，适用于多，适用于多支点轴、弯曲刚度小的轴以及难于精确对中的支承。支点轴、弯曲刚度小的轴以及难于精确对中的支承。（1 1）调心球轴承）调心球轴承 1 1类类（2 2）圆锥滚子轴承）圆锥滚子轴承 3 3类类能承受较大的径向载荷和轴向载荷。能承受较大的径向载荷和轴向载荷。内外圈可分离，故轴内外圈可分离，故轴承游隙可在安装时调整，通常成对使用，对称安装。适用于转承游隙可在安装时调整，通常成对使用，对称安装。适用于转速不太高、轴的刚性较好场合速不太高、轴的刚性较好场合；=100180以及以及=270300（3 3）推力球轴承）推力球轴承 5 5类类单向推力球轴承只能承受单向轴向载荷，两个套圈的内孔不一单向推力球轴承只能承受单向轴向载荷，两个套圈的内孔不一样大，内径较小的是紧圈，与轴配合，内孔较大的是松圈，与样大，内径较小的是紧圈，与轴配合，内孔较大的是松圈，与机座固定在一起。极限转速较低，适用于轴向力大而转速较低机座固定在一起。极限转速较低，适用于轴向力大而转速较低的场合。的场合。（4 4）深沟球轴承）深沟球轴承 6 6类类 主要承受径向载荷，也可同时承受少量轴向载荷，工作时内主要承受径向载荷，也可同时承受少量轴向载荷，工作时内外圈轴线允许偏斜外圈轴线允许偏斜816。摩擦阻力小，极限转速高，结构简摩擦阻力小，极限转速高，结构简单，价格便宜，应用最广泛。但承受冲击载荷能力较差。适用单，价格便宜，应用最广泛。但承受冲击载荷能力较差。适用于高速场合，在高速时，可能来代替推力球轴承。于高速场合，在高速时，可能来代替推力球轴承。（5 5）角接触球轴承）角接触球轴承 7 7类类能同时承受径向载荷与轴向载荷，公称接触角能同时承受径向载荷与轴向载荷，公称接触角有有15、25、40三种。三种。越大，轴向承载能力也越大。通常越大，轴向承载能力也越大。通常成对使用，对称安装。极限转速较高。适用于转速较高、成对使用，对称安装。极限转速较高。适用于转速较高、同时承受径向和轴向载荷的场合。同时承受径向和轴向载荷的场合。（6 6）圆柱滚子轴承）圆柱滚子轴承 N N类类只能承受径向载荷，不能承受轴向载荷。承受载荷能力比只能承受径向载荷，不能承受轴向载荷。承受载荷能力比同尺寸的球轴承大，尤其是承受冲击载荷能力强，极限转速较同尺寸的球轴承大，尤其是承受冲击载荷能力强，极限转速较高。有外圈无挡边、内圈无挡边以及内圈有单挡边高。有外圈无挡边、内圈无挡边以及内圈有单挡边 三类三类1 1、滚动轴承选择的一般过程、滚动轴承选择的一般过程根据载荷性质选择轴承的类型和尺寸系列；根据载荷性质选择轴承的类型和尺寸系列；按轴径确定轴承内径；按轴径确定轴承内径；有无严格要求：若有则校核承载能力；有无严格要求：若有则校核承载能力；若无则不用校核。若无则不用校核。二、二、滚动轴承的类型选择滚动轴承的类型选择2 2、滚动轴承选择应考虑的问题、滚动轴承选择应考虑的问题1)1)轴承的载荷轴承的载荷载荷方向：载荷方向：向心轴承用于承受径向力；向心轴承用于承受径向力；向心推力轴承用于承受径向力和轴向力的向心推力轴承用于承受径向力和轴向力的联合作用；联合作用；推力轴承用于承受轴向力。推力轴承用于承受轴向力。载荷大小：载荷大小：在同样外形尺寸下，滚子轴承的承载能力大于球轴承。在同样外形尺寸下，滚子轴承的承载能力大于球轴承。一般：滚子轴承一般：滚子轴承(1.53)(1.53)球轴承球轴承所以，大载荷、有冲击采用滚子轴承。所以，大载荷、有冲击采用滚子轴承。2)2)轴承转速轴承转速温度升高温度升高润滑失效润滑失效滚动体回火或胶合滚动体回火或胶合极限转速：滚动轴承在一定载荷与润滑条件下允许的最高转速。极限转速：滚动轴承在一定载荷与润滑条件下允许的最高转速。选用原则：选用原则：（1)1)球轴承比滚子轴承的极限转速高，应优先选用球轴承；球轴承比滚子轴承的极限转速高，应优先选用球轴承；转速过高转速过高（2)2)推力轴承的极限转速很低。推力轴承的极限转速很低。3)3)、轴刚度差、挠曲变形大、座孔不平行、不同轴、多支点轴、轴刚度差、挠曲变形大、座孔不平行、不同轴、多支点轴：调心轴承调心轴承调心轴承调心轴承。4)4)、轴承装拆、调整方便、轴承装拆、调整方便：内、外圈可分离型：内、外圈可分离型(如如3 3类类)。5)5)、经济性、经济性：球轴承比滚子轴承便宜。精度：球轴承比滚子轴承便宜。精度价价；前置代号前置代号 基本代号基本代号 后置代号后置代号 轴轴承承的的分分部部件件代代号号内内部部结结构构代代号号密密封封与与防防尘尘结结构构代代号号保保持持架架及及其其材材料料代代号号特特殊殊轴轴承承材材料料代代号号公公差差等等级级代代号号游游隙隙代代号号多多轴轴承承配配置置代代号号其其它它代代号号五五四四三三二二一一类类型型代代号号尺寸系尺寸系列代号列代号内内径径代代号号宽宽度度系系列列代代号号直直径径系系列列代代号号前置代号前置代号表示轴承的分部件。表示轴承的分部件。基本代号基本代号表示轴承的类型与尺寸等主要特征。表示轴承的类型与尺寸等主要特征。后置代号后置代号表示轴承的精度与材料等的特征。表示轴承的精度与材料等的特征。代号用于表征滚动轴承的结构、尺寸、类型、精度等，由代号用于表征滚动轴承的结构、尺寸、类型、精度等，由GB/T272GB/T272规定。规定。10-310-3滚动轴承的代号滚动轴承的代号(1)(1)基本代号基本代号 内径代号内径代号 表示轴承公称内径的大小，内径代号用基本代号右表示轴承公称内径的大小，内径代号用基本代号右起的第起的第1 1、2 2两位数字表示。两位数字表示。代 号000102030499内径 d10121517代号5 尺寸系列代号尺寸系列代号尺寸系列尺寸系列：指内径相同时，轴承有指内径相同时，轴承有不同的外径（不同的外径（直径系列直径系列）和不同的宽度）和不同的宽度（宽度系列宽度系列）。）。代号代号7890123456宽度宽度系列系列 特窄 窄正常宽特宽直径直径系列系列超特轻超轻特轻轻中重轴承的尺寸系列代号由基本代号右起轴承的尺寸系列代号由基本代号右起第第3 3、4 4位数字表示。位数字表示。注：调心滚子轴承和圆锥滚子轴承宽度系列代号为注：调心滚子轴承和圆锥滚子轴承宽度系列代号为0 0时，不省略，时，不省略，其余的多数轴承在代号中不标出代号其余的多数轴承在代号中不标出代号0.0.(2)(2)后置代号后置代号 内部结构代号内部结构代号 表示同一类型轴承的不同内部结构，用字母紧跟着基本代表示同一类型轴承的不同内部结构，用字母紧跟着基本代号表示。号表示。圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承=10 18 30000大锥角圆锥滚子轴承大锥角圆锥滚子轴承 =27 30 30000B 角接触球角接触球轴承承=15 70000C =25 70000AC=40 70000B公差等级代号公差等级代号 轴承的公差等级分为轴承的公差等级分为 6 6 个级别，依次由高级到低级。个级别，依次由高级到低级。2 2 级级 /P2/P2 4 4 级级 /P4/P4 5 5 级级 /P5/P5 6 6 级级 /P6/P6 6x 6x 级级 /P6x /P6x 仅适用于圆锥滚子轴承仅适用于圆锥滚子轴承 0 0 级级 /P0 /P0 普通级，最常用，不标出普通级，最常用，不标出 游隙代号游隙代号 轴承径向游隙系列分为轴承径向游隙系列分为 6 6 个组别，游隙依次由小到大个组别，游隙依次由小到大 。1 1 组组 /C1/C1 2 2 组组 /C2/C2 0 0 组组 常用的游隙组别，不标出常用的游隙组别，不标出 3 3 组组 /C3/C3 4 4 组组 /C4/C4 5 5 组组 /C5/C5n公差等级代号与游隙代号同时表示时，可进行简化，公差等级代号与游隙代号同时表示时，可进行简化，取公差等级代号加上游隙组号组合表示取公差等级代号加上游隙组号组合表示，如，如/P63/P63。(3)(3)前置代号前置代号 为轴承分部件代号，用字母表示。为轴承分部件代号，用字母表示。如：用如：用 L L 表示可分离轴承的可分离套圈；表示可分离轴承的可分离套圈；K K 表示轴承的表示轴承的滚动体与保持架组件等等。滚动体与保持架组件等等。7 2 2 0 6 C /P52轴承内径轴承内径 d=6530mm直径系列代号，轻系列直径系列代号，轻系列宽度系列代号，宽系列宽度系列代号，宽系列类型代号类型代号 角接触球轴承角接触球轴承内部结构代号内部结构代号 15 公差等级代号公差等级代号 5级级 游隙代号第游隙代号第2组游隙组游隙C2（游隙与公差同时表示时，符号（游隙与公差同时表示时，符号C省略）省略）6 3 0 8 轴承内径轴承内径 d=8540mm直径系列代号，直径系列代号，3（中）系列（中）系列宽度系列代号，宽度系列代号，0（窄）系列，（窄）系列，省略省略类型代号类型代号 深沟球轴承深沟球轴承 公差等级代号，公差等级代号，0级，级，省略省略 游隙代号基本组游隙游隙代号基本组游隙0组，组，省略省略注：滚动轴承代号比较复杂，上述代号仅为最常用的、最有注：滚动轴承代号比较复杂，上述代号仅为最常用的、最有规律的部分。具体应用时，若遇到看不懂的代号时，应查阅规律的部分。具体应用时，若遇到看不懂的代号时，应查阅GB/T272-93。10-410-4滚动轴承的工作情况滚动轴承的工作情况一、一、轴承工作时元件上的载荷分布轴承工作时元件上的载荷分布当当轴轴承承受受纯纯径径向向载载荷荷F Fr r作作用用时时，通常只有半圈滚动体受载通常只有半圈滚动体受载 。-处处于于F Fr r作作用用线线最最下下方方位位置置的的滚滚动动体体承承载载最最大大(F Fmaxmax)，而而远远离离作作用用线线的的各各滚滚动动体体，其其承承载载就就逐逐渐渐减小。减小。上半圈滚动体不受力上半圈滚动体不受力 非承载区非承载区下半圈滚动体受力下半圈滚动体受力 承载区承载区-滚滚动动体体弹弹性性变变形形使使内内圈圈下下移移。承承载载区区内内各各滚滚动动体体的的法法向向变变形形量量 各各不不相相同同，因因而而作作用用力力相相应应也也不不同。同。二、轴承工作时轴承元件上载荷与应力的变化二、轴承工作时轴承元件上载荷与应力的变化 内圈或滚动体上某一点内圈或滚动体上某一点 H H的变化规律。的变化规律。HHt t外圈上某一点外圈上某一点 H H的变化规律。的变化规律。H Ht t均为均为脉动循环。脉动循环。脉动循环。脉动循环。三、三、失效形式及失效形式及计算准则：计算准则：疲劳点蚀疲劳点蚀:是主要的失效形式。是主要的失效形式。滚动轴承受载后，滚动轴承受载后，滚动体与套圈间产生脉动循环变化的接触应力。滚动体与套圈间产生脉动循环变化的接触应力。塑性变形：塑性变形：对于对于转速很低转速很低或或间歇摆动间歇摆动的轴承，会因的轴承，会因静负荷或冲击载荷，使滚动体或内、外圈滚道产生静负荷或冲击载荷，使滚动体或内、外圈滚道产生不均匀塑性变形，形成不均匀的凹坑。不均匀塑性变形，形成不均匀的凹坑。从而使轴从而使轴承在运转中产生剧烈振动和噪声，以致轴承不能正承在运转中产生剧烈振动和噪声，以致轴承不能正常工作。常工作。磨粒磨损、粘着磨损（胶合）磨粒磨损、粘着磨损（胶合）：多尘条件下工作的：多尘条件下工作的轴承，易产生磨粒磨损。润滑不良的高速轴承，易轴承，易产生磨粒磨损。润滑不良的高速轴承，易产生粘着磨损（胶合）产生粘着磨损（胶合）。设计准则：设计准则：一般转速一般转速(n10r/min)轴承轴承疲劳寿命计算疲劳寿命计算（针对点蚀）（针对点蚀）重点、难点重点、难点低速或摆动轴承低速或摆动轴承静强度计算静强度计算高速轴承高速轴承疲劳寿命计算、校验其极限转速疲劳寿命计算、校验其极限转速一、基本额定寿命一、基本额定寿命轴承寿命轴承寿命轴承寿命轴承寿命：轴承中：轴承中任一元件任一元件出现出现疲劳点蚀疲劳点蚀前运转的总前运转的总 转数或一定转速下的工作小时数。转数或一定转速下的工作小时数。同型号轴承：同型号轴承：离散性大离散性大离散性大离散性大(寿命相差数十倍寿命相差数十倍)一批轴承：服从一定的一批轴承：服从一定的概率分布概率分布规律。规律。最低寿命：最低寿命：过于保守过于保守 采用采用基本额定寿命基本额定寿命基本额定寿命基本额定寿命。最长寿命：最长寿命：不安全不安全计算时，若按计算时，若按轴承的寿命/（106r）10-510-5滚动轴承的动载荷和寿命计算滚动轴承的动载荷和寿命计算基本额定寿命基本额定寿命基本额定寿命基本额定寿命：一批近于相同的轴承在同样工作条件下运转，其：一批近于相同的轴承在同样工作条件下运转，其中中10%10%的轴承的轴承发生疲劳点蚀发生疲劳点蚀前运转的总转数前运转的总转数（L L1010），或一定工作转速下工作的小时数），或一定工作转速下工作的小时数（L L10h10h）。）。可靠度可靠度R=90%R=90%L L1010的物理意义：的物理意义：1 1）对一批轴承而言：指）对一批轴承而言：指90%90%轴承能达到或超过的寿命。轴承能达到或超过的寿命。2 2）对一个具体轴承而言：该轴承能达到或超过该寿命）对一个具体轴承而言：该轴承能达到或超过该寿命的概率为的概率为90%90%。3 3）当可靠度不为）当可靠度不为90%90%时，对时，对L L1010进行修正：进行修正：可靠性寿命修正系数可靠性寿命修正系数 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。比如：外载荷增大，则额定寿命降低。比如：外载荷增大，则额定寿命降低。因此：基本额定寿命并不能直接反应轴承的承载能力。因此：基本额定寿命并不能直接反应轴承的承载能力。二、基本额定动载荷二、基本额定动载荷C C定义：定义：定义：定义：L L L L10101010=10=10=10=106 6 6 6r r r r时，轴承所能承受的最大载荷。时，轴承所能承受的最大载荷。即：在即：在C C作用下，轴承工作作用下，轴承工作10106 6r r而不点蚀失效的而不点蚀失效的R=90%R=90%。C Cr r：径向径向径向径向基本额定动载荷基本额定动载荷C Ca a：轴向轴向轴向轴向基本额定动载荷：基本额定动载荷：5 5类类 C Ca a纯轴向载荷纯轴向载荷C C1 1）C C由试验得出，查手册；由试验得出，查手册；2 2）CC 轴承抗疲劳承载能力轴承抗疲劳承载能力；同类不同型号；同类不同型号轴承，轴承，C C不同。不同。说明：说明：对于向心推力轴承，指使套圈间产生纯径向位移的对于向心推力轴承，指使套圈间产生纯径向位移的载荷的径向分量。载荷的径向分量。X、Y径向、轴向动载荷系数径向、轴向动载荷系数，查表，查表p 载荷系数，查表载荷系数，查表 Fr、Fa 轴承承受的径向、轴向载荷轴承承受的径向、轴向载荷三、三、当量动载荷当量动载荷对于向心轴承，对于向心轴承，C C指径向载荷指径向载荷(C(Cr r););只能承受纯径向载荷的轴承（如只能承受纯径向载荷的轴承（如N类）：类）：P fp Fr只能承受纯轴向载荷的轴承（如只能承受纯轴向载荷的轴承（如5类）：类）：P fp Fa当量动载荷：把实际载荷转换为与确定基本额定动载荷当量动载荷：把实际载荷转换为与确定基本额定动载荷的载荷条件相一致的假想载荷，用的载荷条件相一致的假想载荷，用P P表示。表示。对于推力轴承，对于推力轴承，C C指轴向载荷指轴向载荷(C(Ca a)。但实际轴承可能同时承受径向载荷但实际轴承可能同时承受径向载荷F Fr r和轴向载荷和轴向载荷F Fa a，为了，为了与与C C在相同条件下进行比较，引入当量动载荷的概念。在相同条件下进行比较，引入当量动载荷的概念。Pfp（X Fr YFa）式中式中：寿命指数寿命指数 球轴承球轴承 滚子轴承滚子轴承10/3 （h）或：或：基本额定动载荷，查基本额定动载荷，查机械零件设计手册机械零件设计手册基本额定基本额定寿命寿命当量动载当量动载荷荷，N轴承转速，轴承转速，r/min预期寿命，预期寿命，查表查表基本额定动载基本额定动载荷计算值荷计算值四、滚动四、滚动轴承寿命轴承寿命的计算公式的计算公式1 1、轴承在轴的受力分析中的简化表示和径向载荷、轴承在轴的受力分析中的简化表示和径向载荷Fr的计算的计算Fa2Fr2Ft22Fr3Ft3Fa33五、向心推力轴承的载荷计算五、向心推力轴承的载荷计算abcABFrvAFrvBFrhAFrhBFt2Ft3FrhAFrhBFrAFrBFrvAFrvB求 FrvA和FrvBFt2Ft3FrhAFrhB求 FrhA和FrhBFrAFrBFrvAFrvBFt2Ft3FrhAFrhBF Fr r的计算见轴系受力分析，即的计算见轴系受力分析，即而轴向载荷而轴向载荷 F Fa a=F=FA A？2 2、轴向载荷、轴向载荷F Fa a的计算的计算Fa1径向载荷：径向载荷：1)附加轴向力附加轴向力FS O O支反力作用点，即法线与轴线的交点支反力作用点，即法线与轴线的交点轴承受径向外载荷轴承受径向外载荷,就产生附加轴向力就产生附加轴向力F FS S，与与轴向外载荷无关。轴向外载荷无关。F FS S的大小的大小:查表查表F FS S的方向的方向:由外圈的宽边指向窄边方向由外圈的宽边指向窄边方向 (对轴的推力方向对轴的推力方向)Fa2正装正装两外圈窄边相对安装。两外圈窄边相对安装。(面对面面对面)反装反装两外圈宽边相对安装两外圈宽边相对安装(背靠背背靠背)2)2)轴承的轴承的安装型式安装型式为使为使F FS S得到平衡，轴承必须得到平衡，轴承必须成对使用，一般有两种安装成对使用，一般有两种安装方法方法正装时跨距小因而轴刚度大正装时跨距小因而轴刚度大反装时跨距长因而轴刚度小反装时跨距长因而轴刚度小“”型型型型“”型型型型右端轴承“压紧”左端轴承“放松”（1）若合力右：轴有右移趋势Fs1Fs2FA阻止轴右移：Fs2Fs23)3)轴向载荷轴向载荷F Fa a的计算的计算取轴和内圈为分离体取轴和内圈为分离体左端“压紧”右端“放松”正安装正安装正安装正安装：合力指向端为：合力指向端为：合力指向端为：合力指向端为“压紧端压紧端压紧端压紧端”（2）合力左：轴有左移趋势Fs1Fs2FA阻止轴左移：Fs1Fs1反安装：反安装：反安装：反安装：合力指向端为合力指向端为合力指向端为合力指向端为“放松端放松端放松端放松端”1）根据轴承安装方式安装方式安装方式安装方式和 F F F FA A A A、F F F Fs1s1s1s1、F F F Fs2s2s2s2合力合力合力合力指向，判定“压紧端压紧端压紧端压紧端”和“放松端放松端放松端放松端”。2）放松端放松端放松端放松端：F F F Fa a a a等于本身等于本身等于本身等于本身F F F Fs s s s。3）压紧端压紧端压紧端压紧端：F F F Fa a a a等于除本身等于除本身等于除本身等于除本身F F F Fs s s s外，其它轴向力的代数和外，其它轴向力的代数和外，其它轴向力的代数和外，其它轴向力的代数和。反安装时：反安装时：反安装时：反安装时：“”型型型型总结：总结：总结：总结：向心推力滚动轴承寿命计算小结：向心推力滚动轴承寿命计算小结：向心推力滚动轴承寿命计算小结：向心推力滚动轴承寿命计算小结：1 1、求支反力（力平衡、力矩平衡）、求支反力（力平衡、力矩平衡）F Fr1r1、F Fr2r2；2 2、求、求附加轴向力附加轴向力F Fs1s1、F Fs2s2；3 3、根据轴承、根据轴承安装方式安装方式及及合力的指向合力的指向判定判定“压紧压紧”、“放松放松”端，求出端，求出F Fa1a1、F Fa2a2；4 4、根据、根据？：是？：是 X X、Y Y查表，否查表，否 X=1 X=1、Y=0Y=0？：是？：是 X X、Y Y查表，否查表，否 X=1 X=1、Y=0Y=0，取取5 5、校核式：、校核式：设计选择式：设计选择式：球轴承：球轴承：=3=3滚子轴承：滚子轴承：=10/3=10/3深沟球轴承深沟球轴承深沟球轴承深沟球轴承：无Fs，FA由压紧端压紧端压紧端压紧端承受，即：F F F Fa a a a压紧压紧压紧压紧=F=F=F=FA A A A，F F F Fa a a a放松放松放松放松=0=0=0=0FAFR例：一工程机械传动装置中的轴，其支撑采用例：一工程机械传动装置中的轴，其支撑采用7208AC的角接触球的角接触球轴承，如图所示，已知轴承，如图所示，已知Fr1=1000N,Fr2=2060N,作用于轴上的轴向载作用于轴上的轴向载荷荷FA=880N，基本额定动载荷，基本额定动载荷r=35200N,转速转速5000r/min,中中等冲击，预期寿命等冲击，预期寿命2000h,所选轴承是否恰当？（判断系数所选轴承是否恰当？（判断系数0.68)解：解：（）计算轴承，的（）计算轴承，的轴向力轴向力Fa1和和Fa2查表得附加轴向力查表得附加轴向力轴承为压紧端，轴承为放松端，有轴承为压紧端，轴承为放松端，有（）计算轴承的当量动载荷（）计算轴承的当量动载荷因因Fa1/Fr1=2280/1000=2.28 eFa2/Fr2=1440/2060=0.68=e查表得查表得X1=0.41,Y1=0.87,X2=1,Y2=0,载荷为中等冲击，取载荷为中等冲击，取p1.5两轴承的当量动载荷为：两轴承的当量动载荷为：（）计算当量载荷下所需的基本额定动载荷（）计算当量载荷下所需的基本额定动载荷r因因r1r，故所选轴承满足要求。，故所选轴承满足要求。滚动轴承尺寸选择的过程滚动轴承尺寸选择的过程 由力分析确定轴承所承受的由力分析确定轴承所承受的Fr与与Fa计算当量动载荷计算当量动载荷P=fP(XFr+YFa)明确轴承的工作转速明确轴承的工作转速n与预计寿命与预计寿命L10计算轴承应满足的基本额定动载荷计算轴承应满足的基本额定动载荷由轴承样本（手册）查取合适的轴承由轴承样本（手册）查取合适的轴承10-710-7滚动轴承的组合结构设计滚动轴承的组合结构设计 轴承不是单一的个体，它是用来支承轴轴承不是单一的个体，它是用来支承轴的，而轴又要带动轴上零件工作。所以轴承的，而轴又要带动轴上零件工作。所以轴承的设计一定包含合理设计轴承装置。的设计一定包含合理设计轴承装置。组合设计内容：组合设计内容：轴承装置的设计时要是正确解决轴承的装拆、配置、固定、调整、密封、润滑等问题。组合设计要求：组合设计要求：固定可靠、运转灵活、保证精度、调整方便。一、滚动轴承的配置一、滚动轴承的配置设计轴系的支点设计轴系的支点在轴承部件轴向固定的基础上，保证轴系能正常传递轴向力而不发在轴承部件轴向固定的基础上，保证轴系能正常传递轴向力而不发生窜动，同时又能保证发生热变形时有伸缩的可能。生窜动，同时又能保证发生热变形时有伸缩的可能。1 1）两端固定支承）两端固定支承(双支点各单向固定双支点各单向固定)轴的热伸长量可由轴轴的热伸长量可由轴承自身的游隙补偿，或在承自身的游隙补偿，或在轴承外圈与轴承盖之间留轴承外圈与轴承盖之间留有少量间隙有少量间隙(用垫片调节用垫片调节)特点：结构简单，安特点：结构简单，安装调整容易，装调整容易，适用于温适用于温度变化不大的短轴度变化不大的短轴。F FA A大大:3000030000 7000070000F FA A小小:6000060000型型轴承类型轴承类型2).一端固定一端游动支承一端固定一端游动支承 一端轴承的固定即限制轴的双向串动；另一端轴承不固定，为游动支承。一端轴承的固定即限制轴的双向串动；另一端轴承不固定，为游动支承。游游动动端端采采用用内内、外外圈圈不不可可分分离离的的轴轴承承时时，只只需需固固定定轴轴承承内内圈圈，而而让让外外圈圈可可以以在在轴轴承承座座孔孔内内自自由由游游动动；当当采采用用内内、外外圈圈可可分分离离的的轴轴承承时时，轴轴承承的的内内、外外圈圈均均需需固固定定，此此时时靠滚子与套圈间的游动来保证轴的自由伸缩。靠滚子与套圈间的游动来保证轴的自由伸缩。特点：轴的位置准确，但结构较复杂，特点：轴的位置准确，但结构较复杂，适用于温度变化大的长轴适用于温度变化大的长轴。二、滚动轴承的配合二、滚动轴承的配合轴承内圈与轴轴承内圈与轴 松松 紧紧js6，j6，k6，m6，n6 松松 紧紧G7，H7，JS7，J7轴承外圈与轴承座孔轴承外圈与轴承座孔基孔制：基孔制：基轴制：基轴制：国家标准规定，国家标准规定，轴承的内孔与外径均为上轴承的内孔与外径均为上偏差为零、下偏差为负的公差带偏差为零、下偏差为负的公差带，这与普，这与普通圆柱体公差的国家标准不同，这一规定通圆柱体公差的国家标准不同，这一规定使轴承内孔与轴的配合比通常的基孔制同使轴承内孔与轴的配合比通常的基孔制同类配合要紧得多。另外，由于外径公差值类配合要紧得多。另外，由于外径公差值较小，因而外径与轴承座孔的配合与通常较小，因而外径与轴承座孔的配合与通常的基轴制同类配合相比也更为紧密。的基轴制同类配合相比也更为紧密。5）与空心轴配合的轴承应取较紧的配合。）与空心轴配合的轴承应取较紧的配合。滚动轴承配合的选择原则：滚动轴承配合的选择原则：1）不动圈比转动圈配合紧一些；）不动圈比转动圈配合紧一些；2）高速、重载、有冲击、振动时，配合应紧一些，）高速、重载、有冲击、振动时，配合应紧一些，载荷平稳时，配合应松一些；载荷平稳时，配合应松一些；3）旋转精度要求高时，配合应紧一些；）旋转精度要求高时，配合应紧一些；4）常拆卸的轴承或游动套圈应取较松的配合；）常拆卸的轴承或游动套圈应取较松的配合；1）轴承间隙轴承间隙轴承间隙轴承间隙的调整2）轴系位置轴系位置轴系位置轴系位置的调整锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动锥齿轮传动：要求两齿轮锥顶重合锥顶重合锥顶重合锥顶重合。三、滚动轴承游隙和轴系轴向位置的调整三、滚动轴承游隙和轴系轴向位置的调整蜗杆传动蜗杆传动蜗杆传动蜗杆传动：要求蜗轮中间平面通过蜗杆轴线蜗轮中间平面通过蜗杆轴线蜗轮中间平面通过蜗杆轴线蜗轮中间平面通过蜗杆轴线。方法：调整套杯端面与轴承座端面间垫片厚度方法：调整套杯端面与轴承座端面间垫片厚度四、滚动轴承预紧四、滚动轴承预紧 向心推力轴承预变形预紧轴承带负游隙运行可以轴承刚度、旋转精度、轴承寿命。轴向预紧：轴向预紧：径向预紧：径向预紧：过盈配合五、轴承的安装和拆卸五、轴承的安装和拆卸温差法温差法（大尺寸轴承）：热油8090加热轴承或干冰冷却轴颈。压入法压入法（大批量）：中小型轴承用软锤敲入或用一段管子压住内圈敲入。装：轴肩高度低于内圈高度的轴肩高度低于内圈高度的轴肩高度低于内圈高度的轴肩高度低于内圈高度的3/43/43/43/4。拆：专用拆卸器。一、滚动轴承的润滑一、滚动轴承的润滑 润滑方式：润滑方式：1）脂润滑）脂润滑2）油润滑）油润滑油浴或飞溅润滑、滴油润滑、喷油润滑、油雾润滑油浴或飞溅润滑、滴油润滑、喷油润滑、油雾润滑3）固体润滑）固体润滑注意：油浴润滑油面不能超过轴承最低滚动体的中心。注意：油浴润滑油面不能超过轴承最低滚动体的中心。润滑脂在轴承中的填入量一般应不超过轴承空间的润滑脂在轴承中的填入量一般应不超过轴承空间的1/3 1/3 1/21/2。由速度因数速度因数速度因数速度因数dndndndn查表10-810-8滚动轴承的润滑与密封滚动轴承的润滑与密封目的：目的：1.1.防止润滑剂从轴承中流失；防止润滑剂从轴承中流失；2.2.防止灰尘、水分侵入。防止灰尘、水分侵入。分类：分类：接触式接触式接触式接触式 线速度较低时用线速度较低时用注意结构图注意结构图静止件与运动件不能直接接触，静止件与运动件不能直接接触，静止件与运动件不能直接接触，静止件与运动件不能直接接触，轴轴轴轴与与与与端盖端盖端盖端盖间应有间隙。间应有间隙。间应有间隙。间应有间隙。毡圈密封，脂润滑毡圈密封，脂润滑v v5m/s5m/s密封圈密封，油润滑密封圈密封，油润滑v v412m/s412m/s二、滚动轴承的密封二、滚动轴承的密封非接触式非接触式非接触式非接触式不受速度限制滑动轴承概述2二、滑动轴承设计内容二、滑动轴承设计内容一、滑动轴承的特点一、滑动轴承的特点滚动轴承绝大多数都已标准化，故得到广泛的应用。但是在以下场合，则主要使用滑动轴承：工作转速很高，如汽轮发电机。要求对轴的支承位置特别精确，如精密磨床。承受巨大的冲击与振动载荷，如轧钢机。特重型的载荷，如水轮发电机。根据装配要求必须制成剖分式的轴承，如曲轴轴承。在特殊条件下工作的轴承，如军舰推进器的轴承。径向尺寸受限制时，如多辊轧钢机。轴承的型式和结构选择；轴瓦的结构和材料选择；轴承的结构参数设计；润滑剂及其供应量的确定；轴承工作能力及热平衡计算。10-910-9滑动轴承概述滑动轴承概述径向滑动轴承的典型结构110-10 10-10 滑动轴承的结构形式滑动轴承的结构形式 一、径向滑动轴承的结构一、径向滑动轴承的结构整体式径向滑动轴承特点：结构简单，成本低廉。应用：低速、轻载或间歇性工作的机器中。轴承座整体轴套螺纹孔油杯孔因磨损而造成的间隙无法调整。只能从沿轴向装入或拆出。径向滑动轴承的典型结构2对开式径向滑动轴承特点：结构复杂、可以调整磨损而造成的 间隙、安装方便。应用场合：低速、轻载或间歇性工作的机器中。(虚拟演示)对开式轴承(整体轴套)对开式轴承(剖分轴套)径向滑动轴承的典型结构3二、止推滑动轴承的结构二、止推滑动轴承的结构止推滑动轴承由轴承座和止推轴颈组成。常用的轴颈结构形式有：空心式：轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件较实心式的改善。空心式：轴颈接触面上压力分布较均匀，润滑条件较实心式的改善。单环式：利用轴颈的环形端面止推，结构简单，润滑方便，广泛用于低速、单环式：利用轴颈的环形端面止推，结构简单，润滑方便，广泛用于低速、轻载的场合。轻载的场合。多环式：不仅能承受较大的轴向载荷，有时还可承受双向轴向载荷。多环式：不仅能承受较大的轴向载荷，有时还可承受双向轴向载荷。由于各环由于各环 间载荷分布不均，其单位面积承载能力比单环式低间载荷分布不均，其单位面积承载能力比单环式低50%。空心式单环式多环式 滑动轴承的失效形式及常用材料2一、轴瓦的材料一、轴瓦的材料1 1、轴瓦材料性能要求：、轴瓦材料性能要求：减摩性：材料副具有较低的摩擦系数。耐磨性：材料的抗磨性能，通常以磨损率表示。抗咬粘性：材料的耐热性与抗粘附性。摩擦顺应性：材料通过表层弹塑性变形来补偿轴承滑动表面初 始配合不良的能力。嵌入性：材料容纳硬质颗粒嵌入，从而减轻轴承滑动表面发生 刮伤或磨粒磨损的性能。此外还应有足够的强度和抗腐蚀能力、良好的导热性、工艺性和经济性。磨合性：轴瓦与轴颈表面经短期轻载运行后，形成相互吻合的 表面形状和粗糙度的能力（或性质）。10-11 10-11 轴瓦的材料和结构轴瓦的材料和结构2 2、常用材料、常用材料1、金属材料轴承合金轴承合金轴承合金轴承合金（巴氏合金巴氏合金巴氏合金巴氏合金）、青铜等；3、非金属材料塑料、橡胶等。强度低，仅用作轴承衬2、粉末冶金材料含油轴承含油轴承含油轴承含油轴承，低速重载，具有自润滑性能。（多孔结构）滑动轴承的轴瓦结构1二、轴瓦的形式和结构二、轴瓦的形式和结构按构造分类整体式对开式按加工分类铸造轧制按尺寸分类厚壁薄壁按材料分类单材料多材料需从轴端安装和拆卸，可修复性差。可以直接从轴的中部安装和拆卸，可修复。节省材料，但刚度不足，故对轴承座孔的加工精度要求高。具有足够的强度和刚度，可降低对轴承座孔的加工精度要求。强度足够的材料可以直接作成轴瓦，如黄铜，灰铸铁。轴瓦衬强度不足，故采用多材料制作轴瓦。铸造工艺性好，单件、大批生产均可，适用于厚壁轴瓦。只适用于薄壁轴瓦，具有很高的生产率。滑动轴承的轴瓦结构2单材料、整体式厚壁铸造轴瓦多材料、整体式、薄壁轧制轴瓦多材料、对开式厚壁铸造轴瓦多材料、对开式薄壁轧制轴瓦 滑动轴承的轴瓦结构3三、轴瓦的定位三、轴瓦的定位 目的：防止轴瓦相对于轴承座产生轴向和周向的相对移动。方法：对于轴向定位有：对于周向定位有：凸缘轴瓦一端或两端做凸缘定位唇;定位唇（凸耳）紧定螺钉紧定螺钉（也可做轴