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1、第第8章章 滚动轴承滚动轴承8.1 滚动轴承的功用、类型滚动轴承的功用、类型功用：功用：在保证轴承有足够寿命条件下，在保证轴承有足够寿命条件下， 用以支承转动（或摆动）用以支承转动（或摆动） 零件，可以减少运动付之间零件，可以减少运动付之间 的摩擦，使运动付转动灵活。的摩擦，使运动付转动灵活。优点优点：摩擦阻力小、摩擦阻力小、 起动灵活起动灵活 效率高、效率高、 润滑简便、易于互换润滑简便、易于互换 使用、维修方便、价格便宜，应用广使用、维修方便、价格便宜，应用广 结构紧凑结构紧凑 可同时承受轴向和径向载荷可同时承受轴向和径向载荷缺点：缺点：承受冲击载荷能力差承受冲击载荷能力差, 高速下寿命低

2、高速下寿命低, 振动及噪声较大振动及噪声较大 组成组成：内圈、外圈、滚动体、保持架内圈、外圈、滚动体、保持架 内圈与轴径配合、外圈与轴承内圈与轴径配合、外圈与轴承座孔配合：座孔配合： 内圈动，外圈不动内圈动，外圈不动 外圈动，内圈不动外圈动，内圈不动 内圈、外圈都动内圈、外圈都动 凹槽滚道用以降低接触应力、限制滚动体轴向移动凹槽滚道用以降低接触应力、限制滚动体轴向移动保持架使滚动体等距离分开，减小摩擦和磨损保持架使滚动体等距离分开，减小摩擦和磨损滚动体的种类：滚动体的种类： 球、圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子、球、圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子、 滚针滚针 内圈、外圈和滚动体内圈、外圈和滚动体:

3、: 要求强度高、耐磨性好要求强度高、耐磨性好 一般用铬锰高碳钢一般用铬锰高碳钢如：如：GCr15 GCr15SiMn 等。不等。不 低于低于HRC6065,工作表面需经磨削抛光。轴承元件工作表面需经磨削抛光。轴承元件 都经过都经过150C的回火处理，通常轴承工作温度不高于的回火处理，通常轴承工作温度不高于 120C，所以轴承元件的硬度不会下降。，所以轴承元件的硬度不会下降。保持架保持架多用软钢冲压而成，多用软钢冲压而成，也有的用铜及塑料制成。也有的用铜及塑料制成。火车轮轴减速器上的应用1、滚动轴承的类型、滚动轴承的类型在新的国家标准中滚动轴承共分为在新的国家标准中滚动轴承共分为12种类型，各类

4、轴种类型，各类轴承的结构形式，工作性能都有所不同，分别适用于不承的结构形式，工作性能都有所不同，分别适用于不同载荷、转速及特殊的工作条件。同载荷、转速及特殊的工作条件。公称接触角公称接触角：滚动体与外圈接触处的法线与垂直于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承轴心线的平面之间的夹角 （简称接触角）（简称接触角）滚动轴承的类型名称、代号、简图和特点见滚动轴承的类型名称、代号、简图和特点见p232表表8-1按承载方向和接触角分：按承载方向和接触角分： 向心轴承向心轴承(主要承受径向载荷主要承受径向载荷)：公称接触角：公称接触角00到到450 推力轴承推力轴承(主要承受轴向载

5、荷主要承受轴向载荷)：公称接触角：公称接触角450到到900滚滚 动动 轴轴 承承向向 心心 轴轴 承承球轴承球轴承双列角接触球轴承双列角接触球轴承 （6，0 ） 角接触球轴承角接触球轴承 （6 ，7 ） 四点接触球轴承四点接触球轴承 （6 ，QJ ) 滚子轴承滚子轴承球轴承球轴承滚子轴承滚子轴承推力轴承推力轴承球轴承球轴承滚子轴承滚子轴承04509045深沟球轴承深沟球轴承 （0 ，6 ） 双列深沟球轴承双列深沟球轴承 （0 ，4 ） 调心球轴承调心球轴承 （1 ，1 ） 外球面球轴承外球面球轴承 （0 ，U ） 圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承 （2 ，N ） 调心滚子轴承调心滚子轴承 （3 ，2

6、 ） 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 （7 ，3 ）推力球轴承推力球轴承 （8 ，5 ） 双向推力球轴承双向推力球轴承 （8 ，5 ） 推力调心滚子轴承推力调心滚子轴承 （9 ，2 ） 推力圆柱滚子轴承推力圆柱滚子轴承 （9 ，8 ）00 450450Fs2 轴有右移的趋势，此时轴承轴有右移的趋势，此时轴承2 被压紧，轴承被压紧，轴承1 被放松。根据被放松。根据力的平衡原理，轴承力的平衡原理，轴承2 的外环的外环上必产生上必产生S2力来加以平衡。力来加以平衡。轴承轴承1（ 松轴承）上的轴向力为：松轴承）上的轴向力为： Fa1= Fs1 轴承轴承2 （紧轴承）上的轴向力为：（紧轴承）上的轴向力为： F

7、a2 = Fs1+FA2SFs1Fs2FRFAFr1Fr2S2S2 Fs1+FA = Fs2+S2 故故S2 = Fs1+FA - Fs2iFsiFFiFriFsiFr21SASFFF（2）如果如果Fs1+FAeFa / Fr eXYXY0.040 0.24 1.80.070 0.27 1.60.130 0.31 1.40.250 0.37 0.56 1.2 1 0 0.015 0.38 1.470.029 0.40 1.400.058 0.43 1.30 0.087 0.46 1.23 = 15 0.120 0.47 0.44 1.19 1 0 角角接接触触球球轴轴承承= 25 - 0.68

8、 0.41 0.87 1 0= 40 - 1.14 0.35 0.57 1 0 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 - (e) 0.40 ( Y ) 1 0 调心球轴承调心球轴承 - ( Y2 ) ( Y1 ) 0.65 - 1 表表 8-8 载荷系数载荷系数 fP 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fP1.0 1.21.2 1.81.8 3.0kkkmmhPanPanPanCPCnL.16670)(16670222111102) 载荷和转速有变化时的寿命计算：载荷和转速有变化时的寿命计算： 特殊情况下的轴承的计算方法：特殊情况下的轴承的计算方法：1)

9、 若硬度降至若硬度降至58HRC以下或高温时，要修正以下或高温时，要修正C CT = gTC 或或 CH = gHC 其中，其中， CT 经过温度修正的基本额定动载荷，经过温度修正的基本额定动载荷，N gT温度系数，见温度系数，见p246表表8-9 CH 经过材料硬度修正的基本额定动载荷，经过材料硬度修正的基本额定动载荷，N gH硬度系数，硬度系数， gH （HRC/58）3.63) 可靠度不为可靠度不为90%、特殊轴承性能和运转条件的额定、特殊轴承性能和运转条件的额定寿命：寿命： a1可靠性寿命修正系数，见可靠性寿命修正系数，见p247表表8-10 a2寿命修正系数，由轴承厂提供寿命修正系数

10、，由轴承厂提供 a3轴承运转条件系数，由轴承厂提供轴承运转条件系数，由轴承厂提供 10321LaaaLna2、滚动轴承的静强度计算、滚动轴承的静强度计算静载荷：静载荷： 指轴承套圈相对转速为零时作用在轴承上的载荷指轴承套圈相对转速为零时作用在轴承上的载荷静载荷计算：静载荷计算： C0 S0 P0 其中，其中， C0基本额定静载荷基本额定静载荷 S0 安全系数，见安全系数，见p247表表8-11 当量静载荷：当量静载荷： p0r = X0Fr + Y0Fa 其中，其中， X0径向静载荷系数径向静载荷系数 Y0轴向静载荷系数轴向静载荷系数3、极限转速、极限转速Nlim：指轴承在一定工作条件下，达到

11、所能承受最高指轴承在一定工作条件下，达到所能承受最高热平衡温度时的转速值热平衡温度时的转速值工作转速应低于极限转速工作转速应低于极限转速 在脂润滑和油润滑的条件下，在脂润滑和油润滑的条件下，0级公差、润滑级公差、润滑冷却正常、与刚性轴承座和轴配合、轴承载荷冷却正常、与刚性轴承座和轴配合、轴承载荷P 0.1C的轴承，的轴承，Nlim可查可查否则，要修正：否则，要修正： N = f1 f2 Nlim 其中，其中， f1载荷变化系数，见载荷变化系数，见p248图图8-11 f2载荷分布系数，见载荷分布系数，见p248图图8-123、成对安装角接触轴承的计算、成对安装角接触轴承的计算( 按一个轴承计算

12、按一个轴承计算)基本额定动载荷：基本额定动载荷： 角接触球轴承：角接触球轴承： Cr = 20.7 Cr 1.62 Cr 圆锥滚子轴承：圆锥滚子轴承： Cr = 27/9 Cr 1.71 Cr基本额定静载荷：基本额定静载荷： C0r = 2 C0r极限转速：极限转速： Nlim =(0.60.8) Nlim 成对安装的角接触球轴承组计算当量动载荷时，径向动成对安装的角接触球轴承组计算当量动载荷时，径向动载荷系数载荷系数X和轴向动载荷系数和轴向动载荷系数Y值按双列轴承选用，值按双列轴承选用，e值与值与单列轴承相同。单列轴承相同。 5、滚动轴承的类型选择、滚动轴承的类型选择1）转速高，载荷小，要求

13、旋转精度高，宜选球轴承；否）转速高，载荷小，要求旋转精度高，宜选球轴承；否则，宜选滚子轴承则，宜选滚子轴承2）同时受径向和轴向载荷，一般选角接触球轴承或圆锥）同时受径向和轴向载荷，一般选角接触球轴承或圆锥滚子轴承；滚子轴承； 若径向载荷大，轴向载荷小，可选深沟球轴承；若径向载荷大，轴向载荷小，可选深沟球轴承；而轴向载荷大，径向载荷小，可选推力角接触球轴承、四而轴向载荷大，径向载荷小，可选推力角接触球轴承、四点接触球轴承或选用推力球轴承和深沟球轴承的组合结构点接触球轴承或选用推力球轴承和深沟球轴承的组合结构3） 内、外圈间的倾斜角应控制在允许角偏斜值之内内、外圈间的倾斜角应控制在允许角偏斜值之内

14、4）刚度要求大的轴系，宜选双列球轴承、滚子轴承或四）刚度要求大的轴系，宜选双列球轴承、滚子轴承或四点接触球轴承点接触球轴承5）为便于安装拆卸和调整间隙，可选内、外圈可分离的）为便于安装拆卸和调整间隙，可选内、外圈可分离的分离型轴承分离型轴承6）选用时注意经济性。）选用时注意经济性。见见p249例例8-1见见p250例例8-2滚动轴承尺寸选择的过程滚动轴承尺寸选择的过程 由力分析确定轴承所承受的由力分析确定轴承所承受的Fr与与Fa计算当量动载荷计算当量动载荷 P=fP(XFr+YFa)明确轴承的工作转速明确轴承的工作转速n与预期寿命与预期寿命Lh61060hnLPC计算轴承应满足的基本额定动载荷

15、计算轴承应满足的基本额定动载荷 由手册查取合适的轴承由手册查取合适的轴承 C C手册手册 C C计算滚动轴承寿命的过程计算滚动轴承寿命的过程: : PCnLh60106由轴上零件的载荷情况求出由轴上零件的载荷情况求出Fr与与Fa计算当量动载荷计算当量动载荷P=fP( XFr+YFa )计算轴承的寿命计算轴承的寿命当当L Lh h L Lh h 时，则满足使用要求时，则满足使用要求8.4 滚动轴承的组合结构设计滚动轴承的组合结构设计1、轴系支点的轴向固定型式、轴系支点的轴向固定型式 见动画见动画（1）两端固定）两端固定mm4020（2） 一端双向固定，一端游动一端双向固定，一端游动两端游动两端游

16、动（3）两端游动）两端游动轴承的拆卸轴承的拆卸:外圈：外圈：应留拆卸高度，或留螺孔。应留拆卸高度，或留螺孔。轴承内圈的拆卸轴承内圈的拆卸滚动轴承的安装滚动轴承的安装装内圈于轴上装内圈于轴上内外圈上同时受力内外圈上同时受力内圈的轴向固定：内圈的轴向固定：1. 轴肩、轴环与套筒轴肩、轴环与套筒弹性挡圈弹性挡圈2.2.轴系常用紧固件轴系常用紧固件圆螺母圆螺母轴端挡圈轴端挡圈2.2.轴系常用紧固件轴系常用紧固件 3.3.其它其它端盖端盖螺纹环螺纹环2、滚动轴承的配合、滚动轴承的配合内圈与轴的配合是基孔制，外圈与轴承座的配合内圈与轴的配合是基孔制，外圈与轴承座的配合是基轴制是基轴制回转圈套常取过盈的过度

17、配合，如回转圈套常取过盈的过度配合，如k5,k6不回转圈套常取间隙配合，如不回转圈套常取间隙配合，如H7,G7640k772H6745kH3、轴承组合的调整、轴承组合的调整（1）轴承间隙的调整）轴承间隙的调整 方法：调整垫片厚度；调整螺钉方法：调整垫片厚度；调整螺钉（2） 轴承的预紧轴承的预紧常用的预紧方法如下：常用的预紧方法如下：1）把轴承内环（或外环）磨窄并加轴向预紧，使成对安装的）把轴承内环（或外环）磨窄并加轴向预紧，使成对安装的角接触轴承达到预紧的目的。安装的角接触轴承达到预紧的目角接触轴承达到预紧的目的。安装的角接触轴承达到预紧的目的。的。2）在内外环之间用加金属垫片的方法，通过加轴

18、向预紧力，）在内外环之间用加金属垫片的方法，通过加轴向预紧力，使成对安装的角接触轴承达到预紧的目的。使成对安装的角接触轴承达到预紧的目的。3）对于成对安装的圆锥滚子轴承，只需在外环加轴向预紧力，）对于成对安装的圆锥滚子轴承，只需在外环加轴向预紧力，即可达到预紧的目的。即可达到预紧的目的。（3） 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。如齿轮、带轮等例如：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

19、。方法：套杯方法：套杯+调整垫片调整垫片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4、滚动轴承的画法、滚动轴承的画法 (P256)5、滚动轴承的润滑、滚动轴承的润滑目的：目的： 降低摩擦阻力，减轻磨损；吸振、冷却、防锈、密封降低摩擦阻力，减轻磨损；吸振、冷却、防锈、密封润滑剂：润滑剂：脂润滑：脂润滑：只适用于转速较低，温度不高处。当只适用于转速较低，温度不高处。当 采用脂润滑。油脂的添装量为安装部位的采用脂润滑。油脂的添装量为安装部位的 过多易摩擦过多易摩擦生热。一次加脂可维持很长时间。生热。一次加脂可维持很长时间。油润滑：油润滑：一般速度高的轴承都采用油润滑，润滑和冷却效果都一般速度高的轴承都采用油润滑，润滑和冷却效果都较好。浸油高度不超过最下方滚动体的中心。当较好。浸油高度不超过最下方滚动体的中心。当 时，搅油能量损失大，会使轴承发热，宜采用喷油或油雾润滑。时，搅油能量损失大，会使轴承发热，宜采用喷油或油雾润滑。55103102pwnD21315106pwnD固体润滑剂：固体润滑剂：6、滚动轴承的密封、滚动轴承的密封目的：目的：阻止润滑剂的流失和外界灰尘、水分等的侵入阻止润滑剂的流失和外界灰尘、水分等的侵入按密封原理不同可分为：按密封原理不同可分为：接触式密封接触式密封、非接触式密封非接触式密封（1