第12章 轴 承

1、第第1212章章 轴承轴承滚动轴承滚动轴承滑动轴承滑动轴承12.1 12.1 概述概述1)1)支持轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度；支持轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度；2)2)减少转轴与支承面之间的摩擦及磨损。减少转轴与支承面之间的摩擦及磨损。根据轴承工作表面间的摩擦根据轴承工作表面间的摩擦性质性质，可以分为可以分为: :1)1)滑动轴承滑动轴承2)2)滚动轴承滚动轴承(1)(1)轴承的功用轴承的功用(2)(2)轴承的类型轴承的类型 (1)(1)干摩擦状态干摩擦状态: : f=1 (2)(2)流体摩擦状态流体摩擦状态: : f=0.0010.008(3)(3)边界摩擦状态边界摩擦状态 (4)

2、(4)混合摩擦状态混合摩擦状态 各种轴承的应用范围各种轴承的应用范围: 低速低速中速中速高速高速滑动轴承滑动轴承滚动轴承滚动轴承滑动轴承滑动轴承流体摩擦流体摩擦状态状态12.1.2 12.1.2 滑动轴承的结构与材料滑动轴承的结构与材料(1)(1)滑动轴承的主要形式滑动轴承的主要形式根据轴承所承受载荷的方向可以分为：根据轴承所承受载荷的方向可以分为：径向滑动轴承：承受与轴心线相垂直的载荷径向滑动轴承：承受与轴心线相垂直的载荷。推力滑动轴承：承受与轴心线相方向一致的载荷推力滑动轴承：承受与轴心线相方向一致的载荷。在机器的机架上镗出轴承孔在机器的机架上镗出轴承孔1)1)径向滑动轴承径向滑动轴承整体

3、式整体式径向滑动径向滑动轴承轴承与机架分离的座式轴承与机架分离的座式轴承1-1-轴承座；轴承座；2-2-轴承套；轴承套；3-3-油孔；油孔；4-4-装油杯的螺纹装油杯的螺纹 特点：特点： 结构简单、易于制造，但结构简单、易于制造，但磨损以后，轴颈和孔间增大了磨损以后，轴颈和孔间增大了的径向间隙无法调整，且轴颈的径向间隙无法调整，且轴颈只能从端部装拆。只能从端部装拆。应用：应用： 常用于低速、轻载的间歇常用于低速、轻载的间歇操作机械中，如手动机械、操作机械中，如手动机械、农业机械、纺织机械等农业机械、纺织机械等 。凸缘式轴承凸缘式轴承特点：特点：结构简单，制造方便，但磨损以后，轴颈和孔结构简单，

4、制造方便，但磨损以后，轴颈和孔 之间增大了的径向间隙无法调整，而且轴的装之间增大了的径向间隙无法调整，而且轴的装 拆不方便。拆不方便。应用：应用：低速、轻载场合。低速、轻载场合。剖分剖分式式径向滑动径向滑动轴承轴承1-1-轴承盖；轴承盖；2-2-轴承座；轴承座；3-3-剖分轴瓦；剖分轴瓦；4-4-螺柱螺柱 结构特点：结构特点： 轴承座和轴承盖轴承座和轴承盖的剖分面常制成阶的剖分面常制成阶梯状。梯状。 特点：特点： 它磨损以后可以调整径向间隙以保证旋转精它磨损以后可以调整径向间隙以保证旋转精度；度；装拆方便；但其结构比整体式复杂装拆方便；但其结构比整体式复杂自动调位滑动轴承自动调位滑动轴承应用场

5、合：应用场合： 当轴颈较长，如长径当轴颈较长，如长径比比L/d1.51.75时时，或轴的或轴的刚性较小刚性较小，或两端轴承不易或两端轴承不易精确对中时采用精确对中时采用 。结构特点：结构特点： 利用轴套与轴承座利用轴套与轴承座间的球面配合，以适应间的球面配合，以适应轴的变形。轴的变形。2)2)推力滑动轴承推力滑动轴承多环形轴径：多环形轴径： 用于载荷较用于载荷较大的场合大的场合单环形轴径：单环形轴径： 用于载荷用于载荷一般场合一般场合可调整的轴承：可调整的轴承：用于需要调心的场合用于需要调心的场合(2)(2)轴瓦结构轴瓦结构定位定位定位定位油油孔孔整体式整体式( (轴套轴套) )剖分式剖分式滑

6、动轴承的主要失效形式：滑动轴承的主要失效形式：对轴瓦和轴承衬材料的要求是：对轴瓦和轴承衬材料的要求是：(3)(3)滑动轴承的材料滑动轴承的材料1)1)具有良好的减摩性、耐磨性、抗胶合性具有良好的减摩性、耐磨性、抗胶合性 2)2)具有良好的磨合性、顺应性、嵌入性具有良好的磨合性、顺应性、嵌入性3)3)具有足够抗冲击强度、抗压强度和抗疲劳强度具有足够抗冲击强度、抗压强度和抗疲劳强度 4)4)具有良好的导热性、润滑性、加工工艺性和耐腐蚀性具有良好的导热性、润滑性、加工工艺性和耐腐蚀性疲劳破坏疲劳破坏磨损磨损胶合胶合1)1)轴承合金轴承合金分类：分类：材料结构：材料结构： 是在较软的锡或铅的基体上悬浮

7、锑锡或铜锡硬晶粒。是在较软的锡或铅的基体上悬浮锑锡或铜锡硬晶粒。这些硬晶粒起耐磨作用，而软基体具有良好的磨合性、顺这些硬晶粒起耐磨作用，而软基体具有良好的磨合性、顺应性、嵌入性应性、嵌入性材料特点：材料特点： 机械强度较低、价格高。通常将它贴附浇在青铜、软机械强度较低、价格高。通常将它贴附浇在青铜、软钢或铸铁轴瓦上作为轴承衬材料。钢或铸铁轴瓦上作为轴承衬材料。锡锑轴承合金锡锑轴承合金高速、重载的重要轴承高速、重载的重要轴承铅锑轴承合金铅锑轴承合金中速、中载轴承中速、中载轴承常用轴承合金：常用轴承合金：ZChSnSb11-6 ZChPbSb16-16-2 铝合金铝合金 铸铁（灰铸铁和铸铁（灰铸铁

8、和耐磨铸铁耐磨铸铁） 尼龙（用水润滑）尼龙（用水润滑） 塑料（用于不能加油的场合）塑料（用于不能加油的场合） 硬橡胶硬橡胶特点：特点：较高的强度、较好的减摩性和耐磨性。较高的强度、较好的减摩性和耐磨性。青铜青铜锡青铜重载、中速轴承锡青铜重载、中速轴承铅青铜抗黏附能力强，适用于重载高速轴承铅青铜抗黏附能力强，适用于重载高速轴承铝青铜铝青铜则适用于重载、低速轴承。铝青铜铝青铜则适用于重载、低速轴承。 3)3)其它材料其它材料铬镍合金灰口铁铬镍合金灰口铁钛铜合金灰口铁钛铜合金灰口铁2)2)铜合金铜合金12.1.3 12.1.3 滑动轴承的润滑与验算滑动轴承的润滑与验算润滑目的：降低摩擦系数、减少功率

9、消耗、减少磨损、润滑目的：降低摩擦系数、减少功率消耗、减少磨损、 冷却、吸收振动、缓和冲击及防锈冷却、吸收振动、缓和冲击及防锈分类分类二硫化钼主要有石墨固体润滑剂偏红高温钠基润滑脂偏黄低温防水钙基润滑脂稠化了的润滑油润滑脂应用窄，较少应用成本高化学合成油化学稳定性好成本低来源多矿物油极性好但易氧化变质动植物油有机油润滑油润滑剂、：、：，：，：，：)()(1)(1)润滑剂润滑剂 粘度粘度表示流体流动时内摩擦阻力的大小表示流体流动时内摩擦阻力的大小 所用粘度所用粘度高速重载高速重载 所用粘度所用粘度t 闪点和燃点闪点和燃点将润滑油加热，油样蒸汽与空气混合并接将润滑油加热，油样蒸汽与空气混合并接近明

10、火发生闪光时的温度称为闪点，闪光时间连续达到五近明火发生闪光时的温度称为闪点，闪光时间连续达到五秒时的油温称为燃点，它们表示了润滑油耐高温的性质。秒时的油温称为燃点，它们表示了润滑油耐高温的性质。凝点凝点润滑油冷却到不能流动时的温度称为凝点润滑油冷却到不能流动时的温度称为凝点油性油性表示润滑油在摩擦表面上的吸附性能表示润滑油在摩擦表面上的吸附性能1)1)润滑油的主要指标：润滑油的主要指标：针入度针入度表示润滑脂的软硬程度，它是以重表示润滑脂的软硬程度，它是以重0.1N 的标准圆锥，在的标准圆锥，在5秒中内沉入秒中内沉入25的润的润 滑脂的深度滑脂的深度。 2)2)润滑脂的主要指标：润滑脂的主要

11、指标：滴点滴点在专用加热器中开始滴下第一点的温度，在专用加热器中开始滴下第一点的温度， 滴点越高表示耐热性越好。滴点越高表示耐热性越好。 滴油润滑滴油润滑针阀式注油杯针阀式注油杯1)1)润滑油润滑油(2)(2)润滑方法和润滑装置润滑方法和润滑装置润滑方法润滑方法间歇供油注油枪或油壶间歇供油注油枪或油壶连续供油润滑装置连续供油润滑装置应用：应用：用于润滑油量不需要用于润滑油量不需要 太大的场合太大的场合方式：方式：通过手柄来调节滴油速通过手柄来调节滴油速 度及供油量度及供油量 浸油润滑浸油润滑油环润滑油环润滑将部分轴颈直将部分轴颈直接浸在油池接浸在油池 滚动油环把润滑滚动油环把润滑油带到轴颈上油

12、带到轴颈上 压力循环润滑压力循环润滑油泵泵油润油泵泵油润滑和冷却滑和冷却2)2)润滑脂润滑脂旋紧杯盖将润滑脂旋紧杯盖将润滑脂挤压到润滑部位挤压到润滑部位 12.1.4 12.1.4 非流体润滑滑动轴承的计算非流体润滑滑动轴承的计算 磨损磨损胶合胶合 非流体润滑滑动轴承的主要失效形式非流体润滑滑动轴承的主要失效形式简化的条件性计算方法：简化的条件性计算方法： 限制轴颈与轴瓦的相对滑动速度限制轴颈与轴瓦的相对滑动速度值值 限制轴承工作面的平均压力限制轴承工作面的平均压力p p限制轴承的平均压力与相对滑动速度的乘积限制轴承的平均压力与相对滑动速度的乘积 pp(1)(1)径向滑动轴承的计算径向滑动轴承

13、的计算1)1)为使轴承不发生过度磨损：为使轴承不发生过度磨损：pBdFp 2)2)为使轴承不发生胶合：为使轴承不发生胶合： 1910100060pBFndnBdFp 3)3)验算轴承的相对滑动速度验算轴承的相对滑动速度: 100060dn当验算结果不能满足要求时，可加大轴颈直径和当验算结果不能满足要求时，可加大轴颈直径和轴承宽度，或选用轴承宽度，或选用pp、pp、值较大的轴值较大的轴承材料后重新设计，直到满足为止。承材料后重新设计，直到满足为止。1)1)限制轴承的平均压力限制轴承的平均压力p p)(4202pddzFpa(2)(2)推力滑动轴承计算推力滑动轴承计算100060ndmm2)2)限

14、制轴承的限制轴承的pm值值 pmp，mm p 推力滑动轴承的许用推力滑动轴承的许用p值，值，MPam/s m推力滑动轴承平均直径处的圆周速度推力滑动轴承平均直径处的圆周速度12.2 12.2 滚动轴承滚动轴承特点：特点：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、易于互换等。抗冲击能力差、高速时出现噪音。易于互换等。抗冲击能力差、高速时出现噪音。12.2.1 12.2.1 滚动轴承的结构、类型、代号滚动轴承的结构、类型、代号(1)(1)滚动轴承的总体结构滚动轴承的总体结构外圈内圈滚动体保持架内圈、外圈：内圈、外圈：内外圈上的凹槽，一方面限制内外圈上的凹槽，一

15、方面限制 滚动体的轴向移动，起滚道作滚动体的轴向移动，起滚道作 用；另一方面又能降球与内外用；另一方面又能降球与内外 圈之间的接触应力圈之间的接触应力。滚动体：滚动体：变滑动摩擦为滚动摩擦变滑动摩擦为滚动摩擦。保持架：保持架：将相邻滚动体隔开将相邻滚动体隔开。各部分的作用如下各部分的作用如下: :(2)(2)滚动轴承的类型滚动轴承的类型公称接触角愈公称接触角愈大，轴承承受轴大，轴承承受轴向载荷的能力也向载荷的能力也就愈大。就愈大。公称接触角：公称接触角：滚动轴承中滚动体与外圈接触处的法线和垂滚动轴承中滚动体与外圈接触处的法线和垂直于轴承的轴心线的平面之间的夹角直于轴承的轴心线的平面之间的夹角称

16、为，简称称为，简称接触角。接触角。1)1)按承载方向或公称接触角分为：按承载方向或公称接触角分为：向心轴承：向心轴承：045，主要承受径向载荷，主要承受径向载荷。径向接触轴承径向接触轴承0 的向心轴承；的向心轴承；向心角接触轴承向心角接触轴承 045的向心轴承的向心轴承。推力轴承：推力轴承： 45 90 ，主要承受轴向载荷，主要承受轴向载荷轴向接触轴承轴向接触轴承90的推力轴承的推力轴承。推力角接触轴承推力角接触轴承 45 滚子轴承滚子轴承。5)5)经济性：经济性：在满足使用功能的前提下，应尽量选用低精在满足使用功能的前提下，应尽量选用低精度、价格便宜的轴承度、价格便宜的轴承。 (2)(2)滚

17、动轴承尺寸的选择滚动轴承尺寸的选择内径内径外径外径宽度宽度轴颈直径（结构确定）轴颈直径（结构确定）载荷计算确定载荷计算确定载荷计算确定载荷计算确定具体型号具体型号(1)(1)轴承的固定轴承的固定固定方式固定方式两端固定两端固定( (每端各固定一个方向每端各固定一个方向) )；一端固定、一端游动一端固定、一端游动。12.2.3 12.2.3 滚动轴承的组合设计滚动轴承的组合设计双支点单向固定：双支点单向固定：适用于温度变化不大的短轴适用于温度变化不大的短轴。双支点单向固定：双支点单向固定：固定支承固定支承游动支承游动支承适用于温度变化较大的长轴。适用于温度变化较大的长轴。单支点双向固定：单支点双

18、向固定：内圈与轴颈内圈与轴颈采用基孔制，孔的配合代号不用标注。采用基孔制，孔的配合代号不用标注。外圈与座孔外圈与座孔采用基轴制，轴的配合代号不用标注。采用基轴制，轴的配合代号不用标注。配合的选取原则：配合的选取原则：转动套圈、速度高、受载大、工作温度变化大转动套圈、速度高、受载大、工作温度变化大选较紧的配合（过盈）选较紧的配合（过盈）不动套圈、常拆轴承不动套圈、常拆轴承选较松的配合（间隙）选较松的配合（间隙）(2)(2)滚动轴承的配合滚动轴承的配合(3)(3)轴承的拆装轴承的拆装内圈：内圈：轴肩高度轴肩高度 内圈外径内圈外径结构不合理！结构不合理！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。1)1)滚动轴承的润滑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。(3)(3)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。润滑脂润滑脂润滑油润滑油固体润滑剂固体润滑剂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: : -