第四章 轴承的比较与选用

1、24857-04a 主编 第四章 第四章 第一节滑 动 轴 承 第二节滚 动 轴 承 第三节滑动轴承与滚动轴承的比较及选用 第一节滑 动 轴 承 一、滑动轴承的结构及分类 二、轴瓦结构 三、滑动轴承的失效形式及材料 四、滑动轴承的润滑 一、滑动轴承的结构及分类 (一)径向滑动轴承 1.整体式滑动轴承 2.对开式滑动轴承 A.TIF 4Z1.TIF 一、滑动轴承的结构及分类 图4-1滑动轴承的受载情况 a)径向滑动轴承b)推力滑动 1轴瓦2轴颈 图4-2整体式轴承 1轴承座2轴瓦(轴套) 一、滑动轴承的结构及分类 图4-3对开式正滑动轴承 1轴承座2轴承盖3轴瓦4螺栓 一、滑动轴承的结构及分类

2、图4-4对开式斜滑动轴承 (二)推力滑动轴承 一、滑动轴承的结构及分类 图4-5推力滑动轴承 a)空心式b)多环式 1轴颈2轴瓦 二、轴瓦结构 图4-6轴瓦与轴承衬的结合形式 A.TIF 二、轴瓦结构 4Z7.TIF 二、轴瓦结构 图4-7轴套的结构形式 a)一般轴套b)带档边的轴套 图4-8径向滑动轴承的轴瓦 二、轴瓦结构 图4-9油沟布置对油膜承载能力的影响 a)正确b)错误 二、轴瓦结构 A.TIF 4Z10.TIF 图4-10油孔和油沟 a)轴向b)周向c)斜向 二、轴瓦结构 图4-11油室 三、滑动轴承的失效形式及材料 1.主要失效形式 2.轴承材料的性能要求 1)良好的减摩性、耐磨

3、性和抗胶合性。 2)良好的跑合性、顺应性、嵌藏性和塑性。 3)足够的抗压强度和疲劳强度。 4)良好的导热性、加工工艺性，热膨胀系数低，耐腐蚀等。 3.常用轴承材料 (1)轴承合金(可称巴氏合金)轴承合金有锡锑轴承合金和铅锑轴承合 金两类。 (2)青铜在一般机械中，有50的滑动轴承采用青铜材料。 (3)铸铁常用的铸铁材料有灰铸铁和减摩铸铁。 三、滑动轴承的失效形式及材料 (4)其他材料除上述常用的三种金属材料外，轴承材料还可采用多孔 质金属材料和非金属材料。 表4-1常用轴瓦材料、性能及用途 三、滑动轴承的失效形式及材料 表4-1常用轴瓦材料、性能及用途 三、滑动轴承的失效形式及材料 表4-1常

4、用轴瓦材料、性能及用途 三、滑动轴承的失效形式及材料 2.性能比较：1为最佳；2为良好；3为较好；4为一般；5为最差。 四、滑动轴承的润滑 (一)润滑剂及其选用 1.润滑油及选用 1)在压强大或有冲击、变载荷等工作条件下，应选用粘度较大的油。 2)滑动速度高时，应选用粘度低的油。 3)轴承散热条件差，工作温度高，应选用粘度较大的油。 4)摩擦表面粗糙或未经跑合，应选用粘度较大的油。 表4-2滑动轴承常用滑润油牌号的选择 四、滑动轴承的润滑 表示全损耗系统用油。 2.润滑脂及选用 表4-3滑动轴承润滑脂(GB/T4911987)的选择 表4-4滑动轴承的加脂周期 (二)润滑方法和润滑装置 1.油

5、润滑 四、滑动轴承的润滑 (1)油杯滴油润滑图4-12和图4-13分别为针阀油杯和芯捻油杯。 (2)浸油润滑将部分轴承直接浸入油池中润滑，如图4-14所示。 四、滑动轴承的润滑 图4-12针阀油杯 1杯体2针阀3弹簧4调节螺母5手柄 四、滑动轴承的润滑 A.TIF 四、滑动轴承的润滑 4Z13.TIF 四、滑动轴承的润滑 图4-13芯捻油杯 1油芯2接头3杯体4杯盖 四、滑动轴承的润滑 图4-14浸油润滑 (3)飞溅润滑飞溅润滑主要用于润滑如减速器、内燃机等机械中的 四、滑动轴承的润滑 轴承。 图4-15飞溅润滑装置 a)松环润滑b)固定环润滑c)沟槽环 1甩油环2轴承 四、滑动轴承的润滑 图

6、4-16压力循环润滑装置 (4)压力循环润滑如图4-16所示， 四、滑动轴承的润滑 压力循环润滑是一种强制润滑方法。 2.脂润滑 图4-17脂润滑装置 a)旋盏注油油杯b)压注油杯 1杯盖2杯搭 第二节滚 动 轴 承 一、滚动轴承的结构 二、滚动轴承的主要类型及其特性 三、滚动轴承代号 四、滚动轴承的失效形式及承载能力计算 五、滚动轴承的当量动载荷计算 六、角接触轴承轴向载荷的计算 七、滚动轴承的静强度计算 八、滚动轴承的组合设计 一、滚动轴承的结构 图4-18滚动轴承 1外圈2内圈3滚动体4保持桨 一、滚动轴承的结构 图4-19滚动体形状 a)球形滚动体b)短圆柱滚子c)圆锥滚子d)鼓形滚子

7、e)长圆柱滚子f)滚针 二、滚动轴承的主要类型及其特性 图4-20滚动轴承接触角 a)径向接触轴承b)推力轴承c)向心角接触轴承 二、滚动轴承的主要类型及其特性 表4-5常用滚动轴承的类型、性能特点及应用 二、滚动轴承的主要类型及其特性 表4-5常用滚动轴承的类型、性能特点及应用 二、滚动轴承的主要类型及其特性 表4-5常用滚动轴承的类型、性能特点及应用 三、滚动轴承代号 表4-6滚动轴承代号的构成 1.基本代号 (1)内径代号用基本代号右起一、二位数字表示。 (2)直径系列代号用基本代号右起第三位数字表示。 (3)宽(高)度系列代号用基本代号右起第四位数字表示。 三、滚动轴承代号 表4-7尺

8、寸系列代号 (4)类型代号见表4-5。 2.后置代号 三、滚动轴承代号 (1)内部结构代号同一类型轴承有不同的内部结构时，用规定的字母 表示其差别。 图4-21不同尺寸系列的轴承比较 (2)公差等级代号为不同的尺寸精度和旋转精度的特定组合。 三、滚动轴承代号 (3)游隙代号游隙是指轴承在无载荷作用时，一个套圈相对另一个套 圈在某一个方向的可移动距离。 3.前置代号 例4-1说明轴承代号6203、7312AC/P5、33215/P63的含义。 解: 三、滚动轴承代号 5W1.TIF 四、滚动轴承的失效形式及承载能力计算 (一)滚动轴承的失效形式及计算准则 四、滚动轴承的失效形式及承载能力计算 图

9、4-22滚动轴承的受力情况 1.疲劳点蚀 四、滚动轴承的失效形式及承载能力计算 2.塑性变形 3.磨损 (二)滚动轴承的承载能力计算 1.滚动轴承的基本额定寿命与可靠度 四、滚动轴承的失效形式及承载能力计算 图4-23轴承寿命分布曲线 2.基本额定动载荷 四、滚动轴承的失效形式及承载能力计算 图4-246305轴承的载荷-寿命曲线 3.轴承的寿命计算 四、滚动轴承的失效形式及承载能力计算 表4-8温度系数 表4-9温度系数 表4-10轴承预期寿命荐用值L 四、滚动轴承的失效形式及承载能力计算 表4-10轴承预期寿命荐用值L 五、滚动轴承的当量动载荷计算 1)对于仅能承受径向载荷Fr的圆柱滚子轴

10、承(N0000型)和滚针轴承(NA0 000型)，当量动载荷为轴承的径向载荷Fr，即P=Fr。 2)对于仅能承受轴向载荷Fa的推力球轴承(51000型和52000型)和推力圆 柱滚子轴承(80000型)，当量动载荷为轴承的轴向载荷Fa，即P=Fa。 3)对于能同时承受径向载荷Fr和轴向载荷Fa的深沟球轴承(60000型)、调 心球轴承与调心滚子轴承(10000型和20000型)、向心角接触轴承(70000 型)和圆锥滚子轴承(30000型)，当量动载荷的计算公式为 表4-11向心轴承当量动载荷的X、Y值 五、滚动轴承的当量动载荷计算 表4-11向心轴承当量动载荷的X、Y值 六、角接触轴承轴向载

11、荷的计算 1.内部轴向力S的确定 图4-25角接触轴承的内部轴向力 表4-12内部轴向力s的近似计算公式 六、角接触轴承轴向载荷的计算 图4-26角接触球轴承轴向载荷分析 a)正装b)反装 2.角接触轴承轴向载荷Fa的计算 六、角接触轴承轴向载荷的计算 1)计算两轴承的内部轴向力S1和S2及径向外载荷Fr1和Fr2画出轴系的轴 向力分析示意图。 2)根据轴承的安装结构和轴承总轴向力的方向，判断轴承的“松紧”。 3)确定两轴承的轴向载荷Fa1和Fa2根据力的平衡条件得(推导过程略)： 对于被“压紧”端的轴承，所受的轴向力Faj等于轴系轴向外载荷FA与 被“放松”端轴承内部轴向力Ss的矢量和；对于

12、被“放松”端的轴承， 所受的轴向力Fas等于自身的内部轴向力Ss，即 七、滚动轴承的静强度计算 1)对于承受连续载荷或间断(冲击)载荷而不旋转的轴承。 2)在载荷作用下缓慢旋转(有短期过载)的轴承。 3)承受正常载荷但受到短时冲击的轴承。 表4-13静强度安全系数 表4-14当量静载荷计算的、系数 八、滚动轴承的组合设计 (一)滚动轴承的轴向定位与固定 1.双支点单向固定 图4-27双支点单向固定 a)正装场合b)反装场合c)深沟球轴承支承场合 八、滚动轴承的组合设计 2.单支点双向固定 图4-28单支点双向固定 a)深沟球轴承支承方式b)两个置于同一支点的角接触球轴承支承方式 (二)轴承的预

13、紧与轴向位置的调整 (三)滚动轴承的配合 (四)滚动轴承的润滑与密封 1.滚动轴承的润滑 八、滚动轴承的组合设计 表4-15滚动轴承的dn值界限 2.滚动轴承的密封 八、滚动轴承的组合设计 图4-29接触式密封 a)毡圈密封b)皮碗密封 八、滚动轴承的组合设计 图4-30非接触式密封 a)间隙式密封b)迷宫式密封 第三节滑动轴承与滚动轴承的比较及选用 一、滑动轴承与滚动轴承的比较 二、滑动轴承与滚动轴承的选用 一、滑动轴承与滚动轴承的比较 表4-16滚动轴承与滑动轴承的比较 一、滑动轴承与滚动轴承的比较 表4-16滚动轴承与滑动轴承的比较 二、滑动轴承与滚动轴承的选用 1.选用时应考虑的问题

14、(1)机械对轴承性能的要求主要包括承载能力的大小，允许的速度范 围，起动时摩擦力矩的大小及摩擦功耗，对外界和自身振动的抵抗能 力，起动、停车的频繁程度，运转时的噪声水平，径向精度，安装结 构要求及其润滑简易程度等因素。 (2)轴承对工作环境和条件的适应性主要包括是否高温、低温或温度 变化范围很大，有无腐蚀性大气或污染，周围有无含尘空气，是否潮 湿或干湿交替，有无废屑或磨粒污染，有无辐射，是否在真空下工作， 有无近处机械传来的振动等因素。 (3)经济性主要指轴承的寿命和耐用度，轴承本身及其附属装置的费 用，保证轴承正常工作的维护费用等因素。 2.优先选用原则 二、滑动轴承与滚动轴承的选用 (1)

15、滑动轴承的优先选用原则 1)轴承工作时有大的冲击和振动或载荷极大。 2)对寿命、可靠性要求很高。 3)定心精度要求很高，工作转速极高。 4)某些特殊的工作环境(高温、低温、腐蚀、辐射等)。 5)轴向尺寸小或轴孔直径很大，需要部分轴承的场合。 (2)滚动轴承的优先选用原则 1)用户强调经济性的要求。 2)在工作转速不高的工作范围内。 3)pv值(摩擦功耗的表征值)超过滑动轴承的允许范围。 4)要求轴向尺寸紧凑，同时承受轴向载荷和径向载荷。 5)需要经常起动、停车的场合。 二、滑动轴承与滚动轴承的选用 3.滑动轴承类型的选择 1)承受径向载荷的选择径向轴承，承受轴向载荷的选择推力轴承，同 时承受径

16、向、轴向载荷的选择径向和推力轴承的组合形式。 2)低速、轻载、手动机械，选用整体式滑动轴承。 3)中、高速，载荷大，选用对开式滑动轴承。 4.滚动轴承类型的选择 (1)考虑所承受载荷的大小、方向、性质和转速的高低 1)当载荷较大或有冲击载荷时，宜用滚子轴承；当载荷较小时，宜用 球轴承。 2)当只受径向载荷时，或虽同时受径向和轴向载荷，但以径向载荷为 主时，选用向心轴承。 二、滑动轴承与滚动轴承的选用 3)当转速较高时，宜用球轴承；当转速较低时，可用滚子轴承，也可 用球轴承。 (2)考虑刚度、调整性能、结构尺寸大小、轴承的装卸和经济性等要求 二、滑动轴承与滚动轴承的选用 图4-31圆锥滚子轴承的

17、选择计算 1)当要求支承具有较大刚度时，应用滚子轴承。 二、滑动轴承与滚动轴承的选用 2)当轴的弯曲变形大或轴承孔座同轴度较差时，或跨度大而对支承有 调心要求时，应选用调心轴承。 3)为便于轴承的拆装，可选用内、外圈可分离的轴承。 4)从经济角度看，球轴承比滚子轴承便宜，精度低的轴承比精度高的 轴承便宜，普通结构轴承比特殊结构轴承便宜。 5.滚动轴承选用的实例 1)初选轴承的类型。 2)确定轴承的尺寸和型号。 3)进行承载能力校核计算，最后确定轴承的型号。 二、滑动轴承与滚动轴承的选用 例4-2图4-31所示为一减速器输入轴，已知锥齿轮传递的圆周力Ft=10 00N，径向力Fr=2300N，轴

18、向力Fa=500N，中等冲击载荷，转速n=1000 r/min，锥齿轮平均分度圆直径dm=300mm。要求轴径，轴承预期寿命L h=20000h，试选轴承型号。 解：1)选择轴承的类型。由于锥齿轮传递轴向力，故选用圆锥滚子轴 承；又已知轴径d=30mm，初选30206轴承，由轴承的国家标准可知： Cr=43200N，Cor=50500N，e=0.37，Y=1.6。 2)计算支座反力(轴承的径向载荷)。 3)承载能力校核计算 内部轴向力计算。由表4-12得 确定轴向载荷。由于 计算两轴承的当量动载荷。由于 二、滑动轴承与滚动轴承的选用 计算径向额定动载荷。由于两支承用相同的轴承，故选用当量动载 荷较大的轴承2计算。滚子轴承的=10/3，查表4-8、表4-9，得ft=1.0，f p=1.5，则 1.滑动轴承适用于哪些场合?滑动轴承的常用材料有哪