第16章 滚动轴承精.ppt

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1、第16章 滚动轴承第1页，本讲稿共69页本章主要内容本章主要内容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 滚动轴承的代号滚动轴承的代号16-3 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算16-4 滚动轴承的润滑和密封滚动轴承的润滑和密封16-5 滚动轴承的组合设计滚动轴承的组合设计第2页，本讲稿共69页1234n轴承：轴承：用来支承轴的部件叫轴承。n分类：分类：滚动轴承和滑动轴承。n滚动轴承的特点：滚动轴承的特点：n 优点：优点：摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、润滑简便、易于互换等。缺点：缺点：抗冲击能力差，高速时有噪音，工作 寿命不及液体摩擦滑动轴承。概述概述第3页，本讲稿

2、共69页 主要任务n滚动轴承已经标准化，所以使用者滚动轴承已经标准化，所以使用者 的主要任务是：的主要任务是：1、熟悉国家标准；2、正确选择轴承类型和尺寸；3、进行轴承的组合结构设计；4、确定润滑方式和密封方式等。第4页，本讲稿共69页n一、滚动轴承的结构及材料一、滚动轴承的结构及材料n组成：外圈1、内圈2、滚动体3、保持架4。第5页，本讲稿共69页 滚动体的类型第6页，本讲稿共69页 保持架n作用：作用：将滚动体分开，避免滚动体之间的磨损。第7页，本讲稿共69页 滚动轴承的材料滚动轴承的材料n内外圈及滚动体的材料：内外圈及滚动体的材料：轴承钢GCr15、GCr15SiMn。硬度和接触疲劳强度

3、硬度和接触疲劳强度 、耐磨性和冲击、耐磨性和冲击韧性韧性 经热处理后硬度达：经热处理后硬度达：6165HRC6165HRC。工作表。工作表面需经磨削或抛光。面需经磨削或抛光。n保持架的材料：保持架的材料：低碳钢板冲压而成，实体保持架常用铜合金、铝合金、酚醛胶布或塑料制成。第8页，本讲稿共69页n1 1、按滚动体的形状可分为：按滚动体的形状可分为：球轴承和滚子轴承。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第9页，本讲稿共69页 公称接触角 轴承公称接触角轴承公称接触角 :滚动体与外圈接触处的法线与垂直于轴承轴心线的 平面之间的夹角。公称接触角越大，轴承承受轴向 载荷的能力也越大

4、。第10页，本讲稿共69页1.1.向心轴承、向心轴承、2.2.推力轴承推力轴承2、按承受载荷的方向或接触角的不同第11页，本讲稿共69页3 3、与轴承性能有关的几点说明、与轴承性能有关的几点说明1.承载能力承载能力承受径向载荷为主；承受径向载荷为主；滚子轴承滚子轴承(1.53)球轴承球轴承2.极限转速极限转速当当d 20 mm时，两者承载能力接近，宜采用球轴承。时，两者承载能力接近，宜采用球轴承。0 4545 45 90100 时，时，C 引进温度系数引进温度系数 ft 进行修正。进行修正。310/3=一恒定径向(或轴向)载荷，在该载荷作用下，滚动轴承具有与实际载荷作用下的寿命。表表16-9

5、温度系数温度系数 轴承工作轴承工作 温度温度 温度系数温度系数 ft 10025020015012530010.950.900.700.800.60第45页，本讲稿共69页表表16-10 载荷系数载荷系数 载荷性质载荷性质 无冲击或轻微冲击无冲击或轻微冲击 中等冲击中等冲击 强烈冲击强烈冲击fP1.01.21.21.81.83.0修正结果：修正结果：工作中冲击振动工作中冲击振动 C 引进载荷系数引进载荷系数 fP 进行修正。进行修正。第46页，本讲稿共69页表表16-11 轴承预期寿命轴承预期寿命Lh的参考值的参考值 使使 用用 场场 合合 不经常使用的仪器和设备不经常使用的仪器和设备 500

6、 Lh/h 短时间或间断使用，中断时不致引起严重后果短时间或间断使用，中断时不致引起严重后果 40008000 间断使用，中断时会引起严重后果间断使用，中断时会引起严重后果 800012000 每天每天8h工作的机械工作的机械 1200020000 每天每天24h连续工作的机械连续工作的机械 4000060000 四、当量动载荷的计算四、当量动载荷的计算滚动轴承的基本动载荷是在一定的实验条件下确定的。对于向心轴承是指轴承承受纯径向载荷；对于推力轴承是指承受中心轴向载荷。实际情况可能既受径向载荷又有轴向载荷，则必须将实际载荷换算成与实验条件相同的载荷后，才能和基本额定动载荷进行比较。换算后的载荷

7、是一种假定载荷，称为当量载荷。含义：含义：当量动载荷是一种考虑径向载荷与轴向载荷当量动载荷是一种考虑径向载荷与轴向载荷双重影响双重影响，经换算后的，经换算后的假想载假想载荷荷。其效果与某一个基本额定动载荷相当。其效果与某一个基本额定动载荷相当。计算公式：计算公式：P=X Fr+Y FaX-径向动载荷系数；径向动载荷系数；Y-轴向动载荷系数。轴向动载荷系数。向心轴承：向心轴承：P=Fr推力轴承：推力轴承：P=Fa查表查表查表查表1611 P280 1611 P280 第47页，本讲稿共69页 五、角接触轴承的轴向载荷计算五、角接触轴承的轴向载荷计算受力分析：受力分析：Fr由于的存在，即使在径向载

8、荷的作用下，其接触力可分解为径向和轴向两个分量。Fri=Fi cosFsiFriFs总轴向力Fs=Fsi为使内部轴向力平衡，以免轴串动，这种轴承应为使内部轴向力平衡，以免轴串动，这种轴承应:成对使用，对称安装。成对使用，对称安装。下面分两个轴承面对面或背对背安装两种情况进行详细分析Fi表表16-13 角接触向心球轴承角接触向心球轴承 轴承类型轴承类型 角接触向心球轴承角接触向心球轴承Fs eFr 0.68Fr 1.14Fr 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承=15 =25 =40Fr/(2Y)Y是是 的轴向系数的轴向系数eFr Fa-内部轴向力内部轴向力F的近似值可按如下近似公式计算 第i个滚动体Fsi

9、=Fi sin第48页，本讲稿共69页结论：结论：放松端轴承的轴向载荷等于它本身的内部轴向力，压紧端轴承的轴向载荷等于除本身内部轴向力外其余轴向力的代数和。FAa1a2O1O212Fs2Fr2Fs1Fr1a2a1O1O212FAFs2Fr2Fs1Fr1压紧端：压紧端：Fa1=FA+Fs2 放松端：放松端：Fa2=Fs2 2.2.若若 FA+Fs2 Fs11.若若 FA+Fs2 Fs1 则有：则有：压紧端：压紧端：Fa1=FA+Fs2 放松端：放松端：Fa2=Fs2 2.若若 FA+Fs2 eFa/FreXYXY0.680.410.8710第50页，本讲稿共69页16-4 滚动轴承的润滑和密封滚

10、动轴承的润滑和密封一、滚动轴承的润滑一、滚动轴承的润滑润滑剂润滑剂 润滑目的润滑目的-减小摩擦、减轻磨损，吸振、降温、降噪。减小摩擦、减轻磨损，吸振、降温、降噪。密封目的密封目的-防止灰尘、水分进入轴承，阻止润滑剂流失。防止灰尘、水分进入轴承，阻止润滑剂流失。润滑脂润滑脂润滑油润滑油固体润滑剂固体润滑剂 用于特殊场合用速度因素用速度因素dn 值作为选择润滑剂的条件值作为选择润滑剂的条件:-常用常用-高速、高温高速、高温dn(1.52)105 mmr/min时，采用脂润滑，否则用油润滑。时，采用脂润滑，否则用油润滑。脂润滑优点：脂润滑优点：不容易流失、便于密封和维护，充填一次，可运不容易流失、便

11、于密封和维护，充填一次，可运转较长时间。转较长时间。油润滑优点：油润滑优点：摩擦阻力小、能散热，可在高速、高温环境下摩擦阻力小、能散热，可在高速、高温环境下使用。使用。dn间接反映了轴颈的圆周速度。第51页，本讲稿共69页二、滚动承的密封二、滚动承的密封润滑油的选择：润滑油的选择：润滑油的粘度根据速度因素润滑油的粘度根据速度因素dn和工作温和工作温度度t来确定。来确定。1000000500000200000100000500002000010000-40-20 0 20 4060100 12080dn/(mmr/min)t/润滑油粘度的选择润滑油粘度的选择5cSt(40时时)102065110

12、250400滚动承的密封方式的选择与滚动承的密封方式的选择与润滑的种类、工作润滑的种类、工作环境、温度、密封表面的圆周速度环境、温度、密封表面的圆周速度有关。有关。分类分类接触式接触式非接触式非接触式组合式密封组合式密封毛毡圈密封毛毡圈密封密封圈密封密封圈密封间隙密封间隙密封迷宫式密封迷宫式密封-毛毡迷宫式密封毛毡迷宫式密封例如：例如：dn=100000，t=90 110 号润滑油号润滑油 110第52页，本讲稿共69页毛毡圈密封毛毡圈密封适用场合：适用场合：脂润滑，要求环境清洁，轴颈圆周脂润滑，要求环境清洁，轴颈圆周轴速度轴速度v45 m/s，工作温度不超过，工作温度不超过90 矩形断面的毛

13、毡圈被安装在梯形槽内，它对轴产生一定的压力而起到密封作用。适用场合：适用场合：脂或油润滑，轴颈圆周轴速度脂或油润滑，轴颈圆周轴速度v7 m/s，工作温度，工作温度:-40100(a)(b)防漏油防漏油防灰尘防灰尘密封圈密封密封圈密封密封圈用皮革、塑料或耐油橡胶制成，有的具有金属骨架，有的没有，制成标准件。密封唇朝里，目的是防漏油。密封唇朝外，主要目的是防灰尘、杂质接触式密封：接触式密封：第53页，本讲稿共69页适用场合：适用场合：脂润滑，要求环境干燥清洁。脂润滑，要求环境干燥清洁。靠轴与端盖之间的细小环形间隙密封，间隙愈小愈长，效果愈好，间隙取0.10.3 mm。间隙封圈间隙封圈(a)(b)=

14、0.10.3 mm非接触式密封：非接触式密封：第54页，本讲稿共69页适用场合：适用场合：脂润滑或油润滑，工作温度不高于密封用脂润滑或油润滑，工作温度不高于密封用 脂的滴点。密封效果可靠。脂的滴点。密封效果可靠。图b为轴向曲路，因考虑到轴受热后会变长，间隙取=1.52 mm。迷宫式封圈迷宫式封圈=0.10.2 mm(a)(b)=1.52 mm将旋转件与静止件之间的间隙做成迷宫形式，并在间隙中充填润滑油或润滑脂以加强密封效果。分为径向和轴向两种结构。第55页，本讲稿共69页适用场合：适用场合：适用于脂润滑或油润滑，密封效果可靠。适用于脂润滑或油润滑，密封效果可靠。也可以把多种密封形式组合在一起。

15、这是组合密封的一种型式-毛毡加迷宫，可充分发挥各自的优点，提高密封效果。组合密封的方式很多，不一一列举。组合封圈组合封圈组合式密封：组合式密封：第56页，本讲稿共69页16-5 滚动轴承的组合设计滚动轴承的组合设计一、轴承类型的选择一、轴承类型的选择1.无轴向载荷时，宜用深沟球轴承；无轴向载荷时，宜用深沟球轴承；如直齿轮轴第57页，本讲稿共69页16-5 滚动轴承的组合设计滚动轴承的组合设计一、轴承类型的选择一、轴承类型的选择1.无轴向载荷时，宜用深沟球轴承；无轴向载荷时，宜用深沟球轴承；如直齿轮轴2.径向与轴向载荷联合作用时，宜用角接触球轴承或圆径向与轴向载荷联合作用时，宜用角接触球轴承或圆

16、 锥滚子轴承；锥滚子轴承；如斜齿轮轴第58页，本讲稿共69页16-5 滚动轴承的组合设计滚动轴承的组合设计一、轴承类型的选择一、轴承类型的选择1.无轴向载荷时，宜用深沟球轴承；无轴向载荷时，宜用深沟球轴承；如直齿轮轴2.径向与轴向载荷联合作用时，宜用角接触球轴承或圆径向与轴向载荷联合作用时，宜用角接触球轴承或圆 锥滚子轴承锥滚子轴承；如斜齿轮轴第59页，本讲稿共69页16-5 滚动轴承的组合设计滚动轴承的组合设计一、轴承类型的选择一、轴承类型的选择1.无轴向载荷时，宜用深沟球轴承；无轴向载荷时，宜用深沟球轴承；如直齿轮轴2.径向与轴向载荷联合作用时，宜用角接触球轴承或圆径向与轴向载荷联合作用时

17、，宜用角接触球轴承或圆 锥滚子轴承；锥滚子轴承；如斜齿轮轴3.纯轴向载荷作用时，必须采用推力轴承。纯轴向载荷作用时，必须采用推力轴承。第60页，本讲稿共69页固定方式固定方式为了保证轴承在机器中正常工作，除合理选择轴承类型、尺寸外，还应正确进行轴承的组合设计，处理轴承与其周围零件的之间的关系，也就是要解决轴承的轴向位置固定、轴承与其它零件的配合、间隙调整、装拆和润滑密封等一系列问题。两端固定两端固定一端固定、一端游动。一端固定、一端游动。两端固定支承两端固定支承C=0.20.3 mm预留补偿间隙预留补偿间隙第61页，本讲稿共69页第62页，本讲稿共69页2.一端固定、一端游动一端固定、一端游动

18、固定支承固定支承游动支承游动支承L一个支点双向固定以承受轴向力、另一端游动。一个支点双向固定以承受轴向力、另一端游动。适用于温度变化较大的长轴。适用于温度变化较大的长轴。选用深沟球轴承时，外圈与端盖间应留有间隙。游动支承游动支承选用圆柱滚子轴承时，外圈应双向固定。第63页，本讲稿共69页调整垫片调整垫片加减垫片加减垫片二、二、轴承组合的调整轴承组合的调整加减垫片的厚度加减垫片的厚度调整垫片调整垫片加减垫片加减垫片1.轴承间隙的调整轴承间隙的调整螺钉调整螺钉调整方法：方法：螺钉调整螺钉调整第64页，本讲稿共69页2.轴承的预紧轴承的预紧对于某些可调游隙的轴承，在安装时给与一定的轴向压紧力，使得内

19、外圈产生相对移动而消除游隙，并在套圈和滚动体接触处产生弹性预变形，借此提高轴的旋转精度和刚度。这种方法称为轴承的预紧。方法方法加金属垫片加金属垫片磨窄套圈磨窄套圈第65页，本讲稿共69页3.轴承组合位置的调整轴承组合位置的调整对于某些可调游隙的轴承，在安装时给与一定的轴向压紧力，使得内外圈产生相对移动而消除游隙，并在套圈和滚动体接触处产生弹性预变形，借此提高轴的旋转精度和刚度。这种方法称为轴承的预紧。目的：目的：使轴上的零件具有准确的工作位置。使轴上的零件具有准确的工作位置。如齿轮、带轮等例如：例如：圆锥齿轮传动，要求两个节锥顶点相重合。圆锥齿轮传动，要求两个节锥顶点相重合。对于蜗杆传动，要求

20、蜗轮中间平面通过蜗杆的轴线。对于蜗杆传动，要求蜗轮中间平面通过蜗杆的轴线。才能保证正确啮合。方法：方法：套杯套杯+调整垫片调整垫片第66页，本讲稿共69页锥顶点不重合！锥顶点不重合！轴承组合位置调整的方法：轴承组合位置调整的方法：套杯套杯+调整垫片调整垫片锥顶点重合！锥顶点重合！第67页，本讲稿共69页四、轴承的拆装四、轴承的拆装三、三、轴承组合的配合轴承组合的配合配合类型配合类型内圈孔内圈孔-轴轴一般原则：一般原则：当外载荷方向不变时，转动套圈应比固定套圈紧。当外载荷方向不变时，转动套圈应比固定套圈紧。基孔制基孔制外圈外圈-轴承座孔轴承座孔 基轴制基轴制 轴公差：轴公差：k6、m6 内圈：内圈：设计轴承组合时，应考虑有利于轴承的拆装，以便在拆卸过程中不损坏其他零件。孔公差：孔公差：H7、J7、Js7 游动支点：游动支点：G7内圈与轴采用具有过盈的过渡配合较松的过渡配合 间隙配合 结构不合理！结构不合理！轴肩高度轴肩高度 内圈外径内圈外径第68页，本讲稿共69页h1h1外圈：外圈：应留拆卸高度，或留螺孔。应留拆卸高度，或留螺孔。第69页，本讲稿共69页