机械设计第16章滚动轴承.ppt

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1、第第16章章 滚动轴承滚动轴承116-1 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116-1 滚动轴承的基本类型和特点滚动轴承的基本类型和特点各零件的作用：各零件的作用：外圈：外圈：支撑零件或轴系；支撑零件或轴系；保持架保持架:将滚动体分开。将滚动体分开。内圈：内圈：支撑轴；支撑轴；滚动体：滚动体：滑动滑动滚动；滚动；硬度和接触疲劳强度硬度和接触疲劳强度、耐磨性和冲击韧性、耐磨性和冲击韧性 用含铬合金钢制造，

2、经热处理后硬度达：用含铬合金钢制造，经热处理后硬度达：6165HRC。工作表面需经磨削或抛光。工作表面需经磨削或抛光。保持架：低碳钢，保持架：低碳钢，冲压制成高速轴承：有色金属或塑料。高速轴承：有色金属或塑料。滚动轴承的组成：滚动轴承的组成：外圈、内圈、滚动体、保持架。外圈、内圈、滚动体、保持架。内外圈上有滚道，当内外圈相对旋转时，滚动体将沿着滚道滚动。装在机座或零件轴孔内；滚动副的材料要求：滚动副的材料要求：2优点：优点：摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、润滑简便、摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、润滑简便、和易于互换等。和易于互换等。缺点：缺点：抗冲击能力差、高速时出现噪音。抗冲击能力差、高速时出

3、现噪音。接触角：接触角：滚动体与外圈接触处的法线与垂直于轴承轴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称为公称接触角。心线的平面之间的夹角称为公称接触角。接触角接触角 轴向承载能力轴向承载能力=0 表表16-1 各类轴承的公称接触角各类轴承的公称接触角 轴承类型轴承类型公称接触角公称接触角向心轴承向心轴承主要承受径向载荷推力轴承推力轴承主要承受轴向载荷径向接触径向接触角接触角接触轴向接触轴向接触角接触角接触0 4545=9=90 它是滚动轴承的一个重要参数，轴承的受力分析和承载能力等都与接触角有关。45 90要成对使用)承载能力类 承受FR+单向FA (要成对使用)角接触球

4、轴承角接触球轴承(6)类(7)类3.角接触轴承(45)22以F为主 5()类只承受轴向(F)载荷推力球轴承推力球轴承推力滚子轴承推力滚子轴承 类单向FA（大）双向FA单向FA4.推力轴承231.承载能力承载能力承受径向载荷为主；承受径向载荷为主；几点说明：几点说明：由于结构不同，各类轴承的使用性能也不相同，现说明如下。滚子轴承滚子轴承(1.53)球轴承球轴承 在同样的外形尺寸下。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。因滚子轴承贵角接触球轴承可以同时承受径向载荷和轴向载荷。0 4545 45 90e时，可由表16-11查出X

5、和Y的数值；当Fa/FreFr 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431.1.若若 FA+F2 F1压紧端：压紧端：Fa1=FA+F2 放松端：放松端：Fa2=F2 2.2.若若 FA+F2 F1 则有：则有：结论与正装相同！结论与正装相同！压紧端：压紧端：Fa1=FA+F2 放松端：放松端：Fa2=F2 2.2.若若 FA+F2 F1 ,则有：则有：放松端：放松端：Fa1=F1 压紧端：压紧端：Fa2=F1-FA45现将角接触轴承轴向载荷的计算方法归纳如下：比较内部向力和轴向外载荷，判断其合力的指向，确定“压紧”端和“放松”端轴承；“压紧”端轴承的轴向载荷

6、等于除了其本身内部轴向力以外的其他所有轴向力的代数和；“放松”端轴承的轴向载荷就等于其本身内部轴向力。滚动轴承的静载荷计算滚动轴承的静载荷计算滚动轴承的静载荷是指轴承内外圈之间相对转速为零或接近为零时作用在轴承上的载荷。为了限制滚动轴承在过载或冲击载荷下产生的永久变形，有时还需按静载荷进行校核。46例题47一、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。19-4 滚动轴承的润滑和密封滚动轴承的润滑和密封密封目的密封目的-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。

7、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、高温当当dn (1.52)105 mmr/min时，采用脂润滑，否则时，采用脂润滑，否则用油润滑。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，充填一不容易流失、便于密封和维护，充填一 次，可运转较长时间。次，可运转较长时间。油润滑优点：油润滑优点：摩擦阻力小、能散热，可在摩擦阻力小、能散热，可在高速、高温高速、高温环环 境下使用。境下使用。dn间接反映了轴颈的圆周速度。48二、滚动承的密封二、滚动承的密封润滑油的选择：润

8、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和工作温度和工作温度t t来确定。来确定。油量不宜过多，如果采用浸油润滑，油量不宜过多，如果采用浸油润滑，则油面高度应不超过最低滚动体的中心，以则油面高度应不超过最低滚动体的中心，以免产生过大的搅油损耗和热量。高速轴承通免产生过大的搅油损耗和热量。高速轴承通常采用喷油或喷雾方法润滑常采用喷油或喷雾方法润滑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)1020651102

9、50400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润滑的种类、工作环境、温度、滑的种类、工作环境、温度、密封表面的圆周速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-毛毡迷宫式密毛毡迷宫式密封封110495051为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，处理好轴承与其周围零件之间的关系。也就是要解决轴承的轴向位置固定、轴承与其他零件的配合、间隙调整、装拆和润滑密封等一系列问题。一、轴承的固定1.两端固定如图16-12a所示，

10、使轴的两个支点中每一个支点都能限制轴的单向移动，两个支点合起来就限制了轴的双向移动，这种固定方式称为两端固定。16-5 滚动轴承的组合设计 52它适用于工作温度变化不大的短轴，考虑到轴因受热而伸长，在轴承盖与外圈端面之间应留出热补偿间隙c,c=0.20.3mm(图16-12b)。2.一端固定、一端游动v两个支点中使一个支点双向固定以承受轴向力，另一个支点则可作轴向游动(图16-13)。可作轴向游动的支点称为游动支点，显然它不能承受轴向载荷。v适用于温度变化较大的长轴。53固定端可采用单个深沟球轴承、两个角接触球轴承或圆锥滚子轴承组合及向心轴承与推力轴承组合等，要求轴承的内、外圈都要固定，以便能

11、承受双向轴向载荷，保证轴系固定。游动端既可采用深沟球轴承这样的内、外圈不可分离的轴承，也可采用内、外圈可分离的圆柱滚子轴承或滚针轴承。当采用内、外圈不可分离的轴承时，只需固定轴承内圈，而让外圈可以在轴承座孔内自由游动(图16-13a)；当采用内、外圈可分离的轴承时，轴承的内、外圈均需固定，此时靠滚子与套圈间的游动来保证轴的自由伸缩(图b)。54555657581)靠加减轴承盖与机座间垫片厚度进行调整（图16-14a）2)利用螺钉1通过轴承外圈压盖3移动外圈位置进行调整（图16-14b），调整之后，用螺母2锁紧防松。二、轴承组合的调整 1.轴承间隙的调整轴承间隙的调整方法有：592.轴承的预紧所

12、所谓谓预预紧紧，是指在安装时用某种方法使轴承中产生并保持一个相当大的轴向力，以消除轴承的轴向游隙，并使滚动体与内、外圈接触处产生初始预变形。预紧的目的是：预紧的目的是：提高支承刚性；减少振动和噪音；提高旋转精度。60预紧力可以利用金属垫片（图16-15a）、磨窄套圈（图16-15b）等方法获得。v由于预紧，轴承的载荷增大，预紧量过大，轴承在工作时的磨损和发热也大大增加，使轴承寿命相应降低，因此轴承是否采用预紧应按照需要决定。同时要严格控制预紧力，必要时应通过试验确定。613.轴承组合位置的调整轴承组合位置调整的目的，是使轴上的零件（如齿轮、带轮等）具有准确的工作位置。如图所示为圆锥齿轮轴承组合

13、位置的调整，套杯与机座间的垫片用来调整圆锥齿轮轴的轴向位置，而套杯与轴承盖之间的垫片则用来调整轴承游隙。三、滚动轴承的配合滚动轴承是标准件，因此，轴承内孔与轴的配合为基孔制，轴承外圈与轴承座孔的配合为基轴制。62轴承配合的选择，应考虑轴承的类型和尺寸，载荷的大小、方向和性质，工作温度，旋转精度要求等因素。选择原则：选择原则：（1）载荷方向不变时，转动套圈应比固定套圈配合紧一些。对于内圈回转而外圈固定不动的轴承，轴承内孔与轴颈之间选过盈配合，如k6、m6，外径与轴承座孔之间可选较松的过渡配合。（2）游动支承的轴承，外圈与座孔应选用间隙配合。63 四、轴承的装拆设计轴承组合时，应考虑有利于轴承装拆，以便在装拆过程中不致损坏轴承和其他零件。若轴肩高度大于轴承内圈外径时，就难以放置拆卸工具的钩头。对外圈拆卸要求也是如此，应留出拆卸高度h1，（图16-18a、b）或在壳体上做出能放里拆卸螺钉的螺孔（图c）。64656667686970本本 章章 重重 点点(1)(1)了解滚动轴承的基本结构和特点。了解滚动轴承的基本结构和特点。(2)(2)熟练掌握滚动轴承类型选择，轴承代号。熟练掌握滚动轴承类型选择，轴承代号。(3)(3)掌握常用滚动轴承的尺寸选择计算。掌握常用滚动轴承的尺寸选择计算。(4)(4)能够进行滚动轴承的组合设计。能够进行滚动轴承的组合设计。71