第十七章__轴承

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 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算第十七章第十七章 轴承轴承滚滚动动轴轴承承 滚动轴承的润滑和密封滚动轴承的润滑和密封 滚动轴承的组合设计滚动轴承的组合设计 滚动轴承的代号滚动轴承的代号轴承的功用轴承的功用支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度减少转轴与支承之间的摩擦和磨损减少转轴与支承之间的摩擦和磨损轴承的轴承的分类分类滚动轴承滚动轴承滑动轴承滑动轴承优点多，应用广优点多，应用广用于高速、高精度、重载、结用于高速、高精度、重载、结构上要求剖分等场合构上要求剖分等场合汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电机、

2、水泥搅汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电机、水泥搅拌机、滚筒清砂机、破碎机等机械常采用滑动轴承拌机、滚筒清砂机、破碎机等机械常采用滑动轴承vvv按表面润滑情况，摩擦可分为以下几种状态按表面润滑情况，摩擦可分为以下几种状态1 1、干摩擦、干摩擦 固体表面直接接触固体表面直接接触功耗功耗 磨损磨损 温度温度 烧毁轴瓦烧毁轴瓦 滑动轴承中不允许出现干摩擦滑动轴承中不允许出现干摩擦2 2、边界摩擦、边界摩擦表面间有润滑油存在，但不足以将两金属表面表面间有润滑油存在，但不足以将两金属表面完全分开，其表面微观高峰部分仍将相互搓削完全分开，其表面微观高峰部分仍将相互搓削比干摩擦的磨损轻比干摩擦的磨损轻3

3、3、液体摩擦、液体摩擦有充足的有充足的润滑油润滑油将两金属表面隔开，彼此将两金属表面隔开，彼此不直接接触不直接接触摩擦系数小摩擦系数小一、一、 向心滑动轴承向心滑动轴承17.1 17.1 滑动轴承概述滑动轴承概述整体式向心滑动轴承整体式向心滑动轴承轴承座轴承座轴承轴承轴承座轴承座轴套或轴瓦轴套或轴瓦联接螺栓联接螺栓基基本本组组成成滑动轴承滑动轴承向心滑动轴承向心滑动轴承推力滑动轴承推力滑动轴承承受径向力承受径向力承受轴向力承受轴向力剖分式向心滑动轴承剖分式向心滑动轴承整体式向心滑动轴承整体式向心滑动轴承剖分式向心滑动轴承剖分式向心滑动轴承榫口榫口螺纹孔螺纹孔轴承座轴承座轴承盖轴承盖联接螺栓联接

4、螺栓剖分轴瓦剖分轴瓦整体轴套整体轴套卷制轴套卷制轴套薄壁轴瓦薄壁轴瓦厚壁轴瓦厚壁轴瓦轴瓦非承载区内表面开有进油口和油沟，轴瓦非承载区内表面开有进油口和油沟，以利于润滑油均匀分布在整个轴径上。以利于润滑油均匀分布在整个轴径上。进油孔进油孔油沟油沟 三三 轴承及轴承衬材料轴承及轴承衬材料轴瓦材料应具备的性能：轴瓦材料应具备的性能：1 1）摩擦系数小；）摩擦系数小；2 2）导热性好，热膨胀系数小；）导热性好，热膨胀系数小；3 3）耐磨、耐腐蚀、抗胶合能力强；）耐磨、耐腐蚀、抗胶合能力强；4 4）有足够的机械强度和塑性。）有足够的机械强度和塑性。能同时满足上述要求的材料是难找的，较常用的是用两层不能同

5、时满足上述要求的材料是难找的，较常用的是用两层不同金属做成的轴瓦，两种金属在性能上取长补短。在工艺上同金属做成的轴瓦，两种金属在性能上取长补短。在工艺上可以用浇铸或压合的方法，将薄层材料粘附在轴瓦基体上。可以用浇铸或压合的方法，将薄层材料粘附在轴瓦基体上。粘附上去的薄层材料通常称为粘附上去的薄层材料通常称为轴承衬轴承衬轴承衬轴承衬常见的轴瓦和轴承衬材料：常见的轴瓦和轴承衬材料：1 1、轴承合金（白合金、巴氏合金）、轴承合金（白合金、巴氏合金）f f 小，抗胶合性能好、对油的吸附性强、耐腐蚀性好、小，抗胶合性能好、对油的吸附性强、耐腐蚀性好、容易跑合、是优良的轴承材料，常用于高速、重载的容易跑合

6、、是优良的轴承材料，常用于高速、重载的轴承轴承优优点点缺点缺点价格贵、机械强度较差价格贵、机械强度较差只能作为轴承衬材料浇注在钢、铸铁、或青铜轴瓦上只能作为轴承衬材料浇注在钢、铸铁、或青铜轴瓦上2 2、青青 铜铜优点优点缺点缺点青铜强度高、承载能力大、耐磨性和导热性青铜强度高、承载能力大、耐磨性和导热性都优于轴承合金。工作温度高达都优于轴承合金。工作温度高达250 250 可塑性差、不易跑合、与之相配的轴颈必须淬硬可塑性差、不易跑合、与之相配的轴颈必须淬硬青铜可以单独制成轴瓦，也可以作为轴承衬浇注在钢或铸青铜可以单独制成轴瓦，也可以作为轴承衬浇注在钢或铸铁轴瓦上铁轴瓦上铝青铜铝青铜铅青铜铅青铜

7、锡青铜锡青铜中速重载中速重载中速中载中速中载低速重载低速重载3 3）具有特殊性能的轴承材料）具有特殊性能的轴承材料含油轴承含油轴承用粉末冶金法制作的轴承，具有多孔组织，可存储润滑油。用粉末冶金法制作的轴承，具有多孔组织，可存储润滑油。可用于加油不方便的场合可用于加油不方便的场合用于不重要、低速轻载轴承用于不重要、低速轻载轴承铸铸 铁铁具有较大的弹性，能减轻振动使运转平稳，可用水润滑。具有较大的弹性，能减轻振动使运转平稳，可用水润滑。常用于潜水泵、沙石清洗机、钻机等有泥沙的场合常用于潜水泵、沙石清洗机、钻机等有泥沙的场合橡胶轴承橡胶轴承具有摩擦系数低、可塑性、跑合性良好、耐磨、耐腐蚀、具有摩擦系

8、数低、可塑性、跑合性良好、耐磨、耐腐蚀、可用水、油及化学溶液等润滑的优点可用水、油及化学溶液等润滑的优点塑料轴承塑料轴承导热性差、膨胀系数大、容易变形。为改善此缺陷，可导热性差、膨胀系数大、容易变形。为改善此缺陷，可作为轴承衬粘复在金属轴瓦上使用作为轴承衬粘复在金属轴瓦上使用缺缺 点点17.2 17.2 非液体摩擦滑动轴承的计算非液体摩擦滑动轴承的计算维持边界油膜不遭破裂，是非液体摩擦滑动轴承的设计依据维持边界油膜不遭破裂，是非液体摩擦滑动轴承的设计依据1 1、 轴承的压强轴承的压强 P P限制轴承压强限制轴承压强 P P，以保证润滑油不被过大的压力挤出，以保证润滑油不被过大的压力挤出，从而避

9、免轴瓦产生过渡的磨损从而避免轴瓦产生过渡的磨损 p= pFBd2 2、轴承的、轴承的pvpv值值pvpv与功耗成正比，它表征了轴承的与功耗成正比，它表征了轴承的发热因素，发热因素，pvpv越大，温升越高，越越大，温升越高，越容易引起油膜的破裂容易引起油膜的破裂 pv = FBddn60 1000pv一、向心轴承一、向心轴承二、二、 推力轴承推力轴承 zddFp)(42122p pvm=pvFd1d2Fd1d2zddFp)(42122p pvm=pvFd1d2Fd1d217.4 17.4 滚动轴承概述滚动轴承概述滚动轴承的组成滚动轴承的组成外圈外圈内圈内圈滚动体滚动体保持架保持架支撑轴支撑轴支撑

10、零件或轴系支撑零件或轴系滑动滑动滚动滚动将滚动体分开将滚动体分开滚动副的材料要求：滚动副的材料要求：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含铬含铬合金钢制造，经热处理后合金钢制造，经热处理后硬度达：硬度达：61-65HRC61-65HRC。工作。工作表面需经磨削或抛光。表面需经磨削或抛光。保持架保持架低碳钢，有色金属或塑料低碳钢，有色金属或塑料滚动轴承的优点滚动轴承的优点 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、易于互换等。易于互换等。滚动轴承的缺点滚动轴承的缺点抗冲击能力差、高速时出现噪音抗冲击能力差、高速时出现噪音滚

11、动轴承已经标准化，并由轴承厂大量生产，设计滚动轴承已经标准化，并由轴承厂大量生产，设计人员的主要任务是熟悉标准、正确选用人员的主要任务是熟悉标准、正确选用 滚动轴承通常按其承受载荷的方向（或接触角）和滚动轴承通常按其承受载荷的方向（或接触角）和滚动体的形状分类滚动体的形状分类滚动轴承的分类滚动轴承的分类17.4.4 17.4.4 滚动轴承的基本类型和选择滚动轴承的基本类型和选择接触角接触角 滚动体与外圈接触处的法线与垂直于轴承轴心线的平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 0 4545

12、= 9= 90 45 9090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推力轴承推力轴承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轴承轴承类型类型按载荷按载荷方向分方向分按滚动体按滚动体形状分形状分向心轴承向心轴承推力轴承推力轴承圆柱滚子圆柱滚子圆锥滚子圆锥滚子球面滚子球面滚子滚针滚针球轴承球轴承滚子轴承滚子轴承分类：分类：表表17-2 滚动轴承的主要类型和特性滚动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

13、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

14、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17-2 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

15、用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

16、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17-2 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表表17-2 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

17、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(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

18、而滚针间有摩擦，极限转速低。转速低。不允许不允许 a)b)几点说明几点说明1 1、承载能力、承载能力滚子轴承滚子轴承(1.5-3)(1.5-3)球轴承球轴承当当d d 20 mm20 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。大载荷大载荷采用滚子轴承采用滚子轴承= = 0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。0 4545承受径向载荷为主；承受径向载荷为主；45 90eFr Fa 内部轴向力内部轴向力a1a2O1O2121、若、若 FA+ F2 F1压紧端：压紧

19、端：Fa1 = FA+ F2 放松端：放松端：Fa2 = F2 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、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 - FA结论：结论： 放松端轴承的轴向载荷放松端轴承的轴向载荷 = = 内部轴向力内部轴向力压紧端轴承的轴向载荷压紧端轴承的轴向载荷 = = 其余轴向力的代数和其余轴向力的代数和外圈宽边相对安装外圈宽边相对安装 (反装反装)17.6.1 17.6.1 轴承的固定轴承

20、的固定1 1、两端固定、两端固定使轴的两个支使轴的两个支点中的每一个点中的每一个支点都能限制支点都能限制轴的单向移动，轴的单向移动，两个支点合起两个支点合起来就限制了轴来就限制了轴的双向移动的双向移动17.6 17.6 滚动轴承的组合设计滚动轴承的组合设计2 2、一端固定、一端游动、一端固定、一端游动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一个支点双向固定以承受轴向力、另一端游动力、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游动支承游动支承轴承组合位置的调整轴承组合位置的调整目的：使轴上的零件具有准确的工作位置。目的：使轴上的零件具有准确的工作位置。例如：圆锥齿轮传动，要求两个节锥顶点相重合。例如：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。方法：套杯方法：套杯+ +调整垫片调整垫片17.6.2 17.6.2 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：当外载荷方向不变时，转动套圈应比固定套圈紧一般原则：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：k6k6、