机械设计基础第16章-滚动轴承ppt课件.ppt
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1、第十六章第十六章 滚动轴承滚动轴承 概述概述16-1 16-1 滚动轴承的基本类型和特点滚动轴承的基本类型和特点16-2 16-2 滚动轴承的代号滚动轴承的代号16-3 16-3 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算16-4 16-4 滚动轴承的润滑和密封滚动轴承的润滑和密封16-5 16-5 滚动轴承组合设计滚动轴承组合设计概概 述述一、组成:一、组成: 内圈内圈 外圈外圈 滚动体滚动体 保持架保持架二、材料:二、材料: 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 低碳钢;铜、铝、工程塑料低碳钢;铜、铝、工程塑料内圈、外圈、滚动体:内圈、外圈、滚动
2、体: 高硬度、高接触疲劳强度、良好耐磨性和冲击韧性高硬度、高接触疲劳强度、良好耐磨性和冲击韧性 含铬轴承钢,硬度含铬轴承钢,硬度6065 HRC三、特点三、特点( (与滑动轴承比较)与滑动轴承比较): :1 1)起动力矩小,可在负载下起动;)起动力矩小,可在负载下起动;2 2)径向游隙较小,运动精度高;)径向游隙较小,运动精度高;3 3)轴向宽度较小;)轴向宽度较小;4 4)可同时承受径向、轴向载荷)可同时承受径向、轴向载荷, ,轴承组合较简单轴承组合较简单; ;5 5)便于密封、易于维护;)便于密封、易于维护;6 6)不需有色金属,标准件,成本低。)不需有色金属,标准件,成本低。1 1)承受
3、冲击载荷能力差;)承受冲击载荷能力差;2 2)振动、噪音较大;)振动、噪音较大;3 3)径向尺寸较大;)径向尺寸较大;4 4)有的场合无法使用;)有的场合无法使用;一、分类:一、分类: (1 1)按受载方向分)按受载方向分 (2 2)按滚动体形状分)按滚动体形状分 (1)按受载方向(公称接触角):按受载方向(公称接触角):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: =
4、9016-1 16-1 滚动轴承的基本类型和特点滚动轴承的基本类型和特点 球轴承球轴承 滚子轴承滚子轴承圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承滚针轴承滚针轴承圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承球面滚子轴承球面滚子轴承(2)按滚动体形状分:按滚动体形状分:二、各类轴承的使用性能:二、各类轴承的使用性能:1 1、承载能力:、承载能力:一般:滚子轴承一般:滚子轴承(1.5 (1.5 3)3)球轴承球轴承但当但当d d 20 mm20 mm时,宜采用球轴承(两者承载时,宜采用球轴承(两者承载能力接近,球轴承便宜)能力接近,球轴承便宜)大载荷宜采用滚子轴承大载荷宜采用滚子轴承 在同样的外形尺寸下,滚子轴承的承载能力在同样的外形
5、尺寸下,滚子轴承的承载能力大于球轴承。大于球轴承。承受径向载荷为主;承受径向载荷为主;0 4545(向心角接触轴承)向心角接触轴承): 45 9090 (推力角接触轴承):推力角接触轴承):承受轴向载荷为主;承受轴向载荷为主;= = 0(向心轴承)向心轴承): = 9= 90(推力轴承):推力轴承): 滚动体为滚子,则只能承受径向载荷;滚动体为滚子,则只能承受径向载荷;若滚动体为球,可承受一定的轴向载荷。若滚动体为球,可承受一定的轴向载荷。只能承受轴向载荷。只能承受轴向载荷。2、承载方向、承载方向3、 极限转速极限转速 转速过高转速过高 温度温度 润滑失效润滑失效 滚动体回火滚动体回火胶合破坏
6、胶合破坏极限转速:极限转速:滚动轴承在一定载荷与润滑条件下,允许的滚动轴承在一定载荷与润滑条件下,允许的最高转速。具体可查阅设计手册或轴承样本。最高转速。具体可查阅设计手册或轴承样本。选用原则:选用原则: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;2. 在高速时,以选用超轻、特轻及轻系列的轴承;在高速时,以选用超轻、特轻及轻系列的轴承;3. 保持架的材料对轴承转速影响极大,实体保持架比冲保持架的材料对轴承转速影响极大,实体保持架比冲 压保持架允许有更高一些的转速;压保持架允许有更高一些的转速;4. 推力轴承的极限转速很低,当工作转速高时
7、,若轴向推力轴承的极限转速很低,当工作转速高时,若轴向 载荷不是十分大,可以采用角接触球轴承来承受纯轴载荷不是十分大,可以采用角接触球轴承来承受纯轴 向力;向力;4、角偏差、角偏差影响轴承正常运转。影响轴承正常运转。角偏差角偏差 可采用调心轴承。可采用调心轴承。 滚针轴承对轴线倾斜最敏感,应滚针轴承对轴线倾斜最敏感,应紧可能避免在轴线有倾斜的情况下紧可能避免在轴线有倾斜的情况下使用。使用。 轴承由于安装误差或轴的变形等都会轴承由于安装误差或轴的变形等都会引起内外圈中心线发生相对倾斜。其倾引起内外圈中心线发生相对倾斜。其倾斜角称为角偏差。斜角称为角偏差。表表16-2 滚动轴承的主要类型和特性滚动
8、轴承的主要类型和特性轴承名称、轴承名称、类型及代号类型及代号结构简图结构简图 承载方向承载方向极限转速极限转速 允许角偏差允许角偏差主要特性和应用主要特性和应用调心球轴承调心球轴承10000中中2 3 主要承受径向载荷,主要承受径向载荷,同时也能承受少量同时也能承受少量轴向载荷。因为外轴向载荷。因为外滚道表面是以轴承滚道表面是以轴承中点为中心的球面,中点为中心的球面,故能调心。故能调心。调心滚调心滚子轴承子轴承20000C低低0.5 2 能承受很大的径向载能承受很大的径向载荷和少量轴向载荷。荷和少量轴向载荷。承载能力大,具有调承载能力大,具有调性能。性能。圆锥滚圆锥滚子轴承子轴承30000中中
9、2 能同时承受较大的径能同时承受较大的径向、轴向联合载荷。向、轴向联合载荷。因线性接触,承载能因线性接触,承载能力大,内外圈可分离,力大,内外圈可分离,装拆方便,称对使用。装拆方便,称对使用。推力球轴承推力球轴承50000低低不允许不允许 只能承受轴向载荷,且作用线只能承受轴向载荷,且作用线必需与轴线重合。分为单、双必需与轴线重合。分为单、双向两种。高速时,因滚动体离向两种。高速时,因滚动体离心力大,球与保持架摩擦发热心力大,球与保持架摩擦发热严重,寿命较低,可用于轴向严重,寿命较低,可用于轴向载荷大、转速不高之处。载荷大、转速不高之处。a)单向单向表表16-2 滚动轴承的主要类型和特性(续)
10、滚动轴承的主要类型和特性(续)轴承名称、轴承名称、类型及代号类型及代号结构简图结构简图 承载方向承载方向极限转速极限转速允许角偏差允许角偏差主要特性和应用主要特性和应用推力球轴承推力球轴承50000低低不允许不允许 只能承受轴向载荷,且作用线只能承受轴向载荷,且作用线必需与轴线重合。分为单、双必需与轴线重合。分为单、双向两种。高速时,因滚动体离向两种。高速时,因滚动体离心力大,球与保持架摩擦发热心力大,球与保持架摩擦发热严重,寿命较低,可用于轴向严重,寿命较低,可用于轴向载荷大、转速不高之处。载荷大、转速不高之处。b)双向双向深沟球轴承深沟球轴承60000高高816 能同时承受较大的径能同时承
11、受较大的径向、轴向联合载荷。向、轴向联合载荷。因线性接触,承载能因线性接触,承载能力大,内外圈可分离,力大,内外圈可分离,装拆方便,称对使用。装拆方便,称对使用。角接触角接触球轴承球轴承70000C(=15=15 )70000AC(=25=25 )70000B(=40=40 )较高较高210 能同时承受较大的径能同时承受较大的径向、轴向联合载荷。向、轴向联合载荷。 大,承载能力越大,大,承载能力越大,有三种规格。称对使有三种规格。称对使用。用。表表16-2 滚动轴承的主要类型和特性(续)滚动轴承的主要类型和特性(续)轴承名称、轴承名称、类型及代号类型及代号结构简图结构简图 承载方向承载方向极限
12、转速极限转速允许角偏差允许角偏差主要特性和应用主要特性和应用表表13-2 滚动轴承的主要类型和特性(续)滚动轴承的主要类型和特性(续)轴承名称、轴承名称、类型及代号类型及代号结构简图结构简图 承载方向承载方向极限转速极限转速允许角偏差允许角偏差主要特性和应用主要特性和应用推力圆柱推力圆柱滚子轴承滚子轴承80000低低不允许不允许 能承受很大的单向能承受很大的单向轴向载荷。轴向载荷。圆柱滚圆柱滚子轴承子轴承N0000较高较高24 能承受较大的径向。因能承受较大的径向。因线性接触,内外圈只允线性接触,内外圈只允许有小的相对偏转。除许有小的相对偏转。除U结构外,还有内圈无挡结构外,还有内圈无挡边边(
13、NU)、外圈单挡边、外圈单挡边(NF)、内圈单挡边、内圈单挡边(NJ)等等型式型式滚针轴承滚针轴承a) NA0000b) RNA0000低低只能承受径向载荷。承只能承受径向载荷。承载能力大,径向尺寸特载能力大,径向尺寸特小。一般无保持架,因小。一般无保持架,因而滚针间有摩擦,极限而滚针间有摩擦,极限转速低。转速低。不允许不允许 a)b)滚动轴承为标准件:滚动轴承为标准件:GB/T 272-1993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 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
14、部结结构构代代号号 密密封封与与防防尘尘代代号号 保保持持架架及及材材料料代代号号 公公差差等等级级代代号号字母字母 2位数字位数字1位数位数1位数位数1位数位数字母字母(+数字数字) 16-2 16-2 滚动轴承的代号滚动轴承的代号游游隙隙代代号号基本代号基本代号1、内径代号、内径代号表示内径表示内径0010mm,0112mm,0215mm,0317mm0496数字数字x 5 mm 对于内径对于内径 (500mm,以及,以及22mm、28mm、32mm的轴的轴承,用公称内径数值直接表示,但在与尺寸系列代号之承,用公称内径数值直接表示,但在与尺寸系列代号之间用间用“/”分开分开尺寸系列尺寸系列
15、代代 号号 类型类型代号代号内径内径代号代号直径系直径系列代号列代号 宽度系宽度系列代号列代号 2 、尺寸系列代号、尺寸系列代号直径系列代号:直径系列代号: 指指结构结构相同、相同、内径内径相同的相同的轴承,使用不同直径的滚动体,轴承,使用不同直径的滚动体,在外径在外径和和宽度宽度方面的变化系列方面的变化系列 宽度系列代号:宽度系列代号: 表示同一表示同一内径内径和和外径外径的轴的轴承,可以有不同的承,可以有不同的宽度宽度。 0,1特轻特轻2轻轻5轻宽轻宽3中中6中宽中宽4重重尺寸系列尺寸系列代代 号号 类型类型代号代号内径内径代号代号直径系直径系列代号列代号 宽度系宽度系列代号列代号 8特窄
16、特窄0窄窄1正常正常2宽宽3、4、5、6特宽特宽可省,但可省,但2、3类轴承应标出类轴承应标出2-2-调心滚子轴承调心滚子轴承3-3-圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承3 、类型代号、类型代号用数字或字母表示用数字或字母表示代号为代号为0,省略,省略具体见表具体见表16-2尺寸系列尺寸系列代代 号号 类型类型代号代号内径内径代号代号直径系直径系列代号列代号 宽度系宽度系列代号列代号 潘存云教授研制6 6深沟球轴承深沟球轴承L L直线轴承直线轴承5 5推力球轴承推力球轴承U U外球面球轴承外球面球轴承4 4双列深沟球轴承双列深沟球轴承NANA滚针轴承滚针轴承3 3圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承N N圆柱滚子轴承
17、圆柱滚子轴承2929推力调心滚子轴承推力调心滚子轴承9 9推力圆锥滚子轴承推力圆锥滚子轴承2 2调心滚子轴承调心滚子轴承8 8推力滚子轴承推力滚子轴承1 1调心球轴承调心球轴承7 7角接触球轴承角接触球轴承0 0双列角接触球轴承双列角接触球轴承代号代号轴承类型轴承类型代号代号轴承类型轴承类型代号为代号为0可省略可省略尺寸系列尺寸系列代代 号号 类型类型代号代号内径内径代号代号直径系直径系列代号列代号 宽度系宽度系列代号列代号 代号为代号为0可省略,可省略, 2、3类轴承除外类轴承除外630560305深沟球轴承深沟球轴承宽度系列为宽度系列为0(不标不标)内径内径d=25mm直径系列为直径系列为
18、3(中中),06305双列角接触球轴承双列角接触球轴承宽度系列为宽度系列为6(特宽特宽)内径内径d=25mm直径系列为直径系列为3(中中),(正确)(正确)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内部结构代号:内部结构代号: 如:如:C =15、AC =25、B =40公差等级公差等级(精度精度)代号:代号: 表示成:表示成:/P0(可省可省) 、/P6x 、/P6、/P5、/P4、/P2(精度逐渐精度逐渐增高增高)轴承径向游隙系列代号:轴承径向游隙系列代号: 表示成:表示成: /C1、
19、/C2、/C0 (可省可省) 、 /C3、/C4、/C5(游隙由小游隙由小到大到大)后置代号后置代号v用字母(用字母(+数字)表示,空半个汉字距离,或用数字)表示,空半个汉字距离,或用,/分隔分隔v表示轴承内部结构、密封与防尘、保持架及其材料、公差表示轴承内部结构、密封与防尘、保持架及其材料、公差等级、游隙代号(按此顺序)等级、游隙代号(按此顺序)一、失效形式:一、失效形式: 受力状况:受力状况: HHt t内圈或滚动体上某一点H的变化规律。外圈上某一点H的变化规律。 HHt t均为FrFNi失效形式:失效形式:v疲劳点蚀疲劳点蚀 最主要的失效形式,滚动体表面、套圈滚道最主要的失效形式,滚动体
20、表面、套圈滚道都可能发生点蚀都可能发生点蚀v过大塑性变形过大塑性变形 低速轴承的主要失效形式,接触应力过低速轴承的主要失效形式,接触应力过大大(载荷过大或冲击载荷载荷过大或冲击载荷),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磨损、胶合、内外圈和保持架破损等磨损、胶合、内外圈和保持架破损等使用维护不当而使用维护不当而引起的,属于非正常失效引起的,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 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 按静强度按静强度(额定静载荷额定
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- 机械设计 基础 16 滚动轴承 ppt 课件
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