轴承(1)(公开课)

1、 第第11 11章章 轴承轴承11.0 11.0 引言引言11.1 11.1 滑动轴承概述滑动轴承概述11.2 11.2 滑动轴承的结构和材料滑动轴承的结构和材料 11.3 11.3 滑动轴承的润滑滑动轴承的润滑 11.4 11.4 不完全液体润滑轴承的设计计算不完全液体润滑轴承的设计计算 11.5 11.5 液体润滑轴承简介液体润滑轴承简介 11.6 11.6 滚动轴承的构造、类型及特点滚动轴承的构造、类型及特点 11.7 11.7 滚动轴承的代号及类型选择滚动轴承的代号及类型选择11.8 11.8 滚动轴承的寿命计算滚动轴承的寿命计算11.9 11.9 滚动轴承的组合设计滚动轴承的组合设计

2、11.10 11.10 滚动轴承的维护和使用滚动轴承的维护和使用轴承：轴承：机器中主要用来支承轴的部件，用以保证机器中主要用来支承轴的部件，用以保证 轴旋转精度轴旋转精度, ,并减少轴与支承物间的摩擦并减少轴与支承物间的摩擦 和磨损。和磨损。滑动轴承滑动轴承滚动轴承滚动轴承 11.0 11.0 引言引言轴承轴承11.1 滑动轴承概述一、滑动轴承类型一、滑动轴承类型径向滑动轴承：径向滑动轴承：主要承受主要承受径向载荷径向载荷止推滑动轴承：主要承受止推滑动轴承：主要承受轴向载荷轴向载荷完全液体润滑滑动轴承完全液体润滑滑动轴承不完全液体润滑滑动轴承不完全液体润滑滑动轴承按承载方向分按承载方向分按摩擦

3、状态分按摩擦状态分二、滑动轴承摩擦状态二、滑动轴承摩擦状态b)a)完全液体润滑不完全液体润滑注意：注意：滑动轴承润滑剂有液体滑动轴承润滑剂有液体( (润滑油润滑油) )、固体和、固体和 半固体半固体( (润滑脂润滑脂) ) ，应用最多的是液体。，应用最多的是液体。 摩擦小，效率高，但形成液体摩擦需要一定摩擦小，效率高，但形成液体摩擦需要一定条件，制造、安装精度要求高。条件，制造、安装精度要求高。 特点及应用：完全液体润滑滑动轴承完全液体润滑滑动轴承不完全液体润滑滑动轴承不完全液体润滑滑动轴承 摩擦大，磨损快，效率低，但结构简单，摩擦大，磨损快，效率低，但结构简单，制造精度要求低，安装、维护方便

4、。制造精度要求低，安装、维护方便。 用于低速或带有冲击、振动的机器，如水用于低速或带有冲击、振动的机器，如水泥搅拌机、剪床、破碎机等泥搅拌机、剪床、破碎机等 用于高速、高精度、重载场合。如气轮机、用于高速、高精度、重载场合。如气轮机、 大型电机、轧钢机等机器中。大型电机、轧钢机等机器中。11.2 滑动轴承的结构和材料 1. 1.整体式滑动轴承整体式滑动轴承 （1 1）构成：轴承座、轴瓦）构成：轴承座、轴瓦 装拆不便（只能从轴装拆不便（只能从轴 端装拆）端装拆）一、径向滑动轴承一、径向滑动轴承（3 3）应用：用于低速、轻载或间歇工作的机器。）应用：用于低速、轻载或间歇工作的机器。（2 2）特点：

5、）特点：结构简单、成本低结构简单、成本低 轴套磨损后，间隙轴套磨损后，间隙 无法调整无法调整2.2.对开式滑动轴承对开式滑动轴承 轴承座、轴承盖、对开轴承座、轴承盖、对开轴瓦、双头螺柱轴瓦、双头螺柱 对开面上有阶梯型止对开面上有阶梯型止口，并放有垫片，磨损后口，并放有垫片，磨损后可方便地调整径向间隙。可方便地调整径向间隙。拆装方便。拆装方便。（1 1）构成：）构成：（2 2）特点：）特点：（3 3）应用：广泛。）应用：广泛。3.3.自动调心式滑动轴承自动调心式滑动轴承R(球)R(球)（1 1）特点：）特点：（2 2）应用：）应用： 轴瓦外表面做成球轴瓦外表面做成球面状，与轴承盖和轴面状，与轴承

6、盖和轴座的内表面相配合，适座的内表面相配合，适应轴颈在轴弯曲时产应轴颈在轴弯曲时产生的偏斜，减小磨损。生的偏斜，减小磨损。 轴的刚度小或两轴轴的刚度小或两轴孔难以保证同心时采用。孔难以保证同心时采用。二、止推滑动轴承二、止推滑动轴承三、轴承材料三、轴承材料 轴瓦和轴瓦和轴承衬轴承衬（轴瓦基体上浇注的一层金属层）（轴瓦基体上浇注的一层金属层）材料的总称。主要有锡基和铅基轴承合金、铸造铜合金。材料的总称。主要有锡基和铅基轴承合金、铸造铜合金。四、轴瓦结构四、轴瓦结构注意：注意：油孔和油沟油孔和油沟应开在非承载区，应开在非承载区，以保证润滑油能很以保证润滑油能很好地分布到轴瓦整好地分布到轴瓦整个工作

7、表面。个工作表面。有整体式有整体式和对开式和对开式11.3 滑动轴承的润滑一、润滑剂的选择一、润滑剂的选择 1.1.润滑油润滑油 2.2.润滑脂润滑脂 主要性能指标是主要性能指标是粘度粘度。高速轻载时选用粘度低。高速轻载时选用粘度低的润滑油，低速重载时选用粘度高的润滑油。具体的润滑油，低速重载时选用粘度高的润滑油。具体选用查阅手册等有关资料。选用查阅手册等有关资料。 主要用在速度低（轴颈圆周速度小于主要用在速度低（轴颈圆周速度小于12m/s）载荷大、不经常加油的场合。具体选用查阅手册载荷大、不经常加油的场合。具体选用查阅手册等有关资料。等有关资料。二、润滑方式二、润滑方式1.1.选择依据选择依

8、据3pvk 其中其中：P轴颈平均压强轴颈平均压强，MPa; v轴颈平均圆周速度，轴颈平均圆周速度，m/s2.2.具体选择具体选择（4 4）k 32 压力循环的连续供油方式压力循环的连续供油方式（1 1）k2 压注油杯定期加油（油润滑）压注油杯定期加油（油润滑） 旋盖式油杯手工加油（脂润滑）旋盖式油杯手工加油（脂润滑） （2 2）k 216 针阀式油杯针阀式油杯或或油芯式油杯油芯式油杯滴油润滑滴油润滑（3 3）k 1632 油环带油油环带油或压力循环等连续供油方式或压力循环等连续供油方式 11.4 不完全液体润滑轴承的设计计算不完全液体润滑轴承的主要失效形式：不完全液体润滑轴承的主要失效形式：磨

9、损和胶合磨损和胶合 滑动轴承设计过程：先根据转速、载荷等相关条滑动轴承设计过程：先根据转速、载荷等相关条 件确定轴承的结构和尺寸，件确定轴承的结构和尺寸， 再针对主要失效形式进行校再针对主要失效形式进行校 核计算。核计算。一、径向滑动轴承校核计算一、径向滑动轴承校核计算1.1.校核平均压强校核平均压强 p 磨损指标磨损指标PBdFLdFpRR 2.2.校核校核pv值值 胶合指标胶合指标100060pvdnBdFpvR 3.3.校核轴颈圆周速度校核轴颈圆周速度v局部磨损指标局部磨损指标100060vdnv 二、止推滑动轴承校核计算二、止推滑动轴承校核计算1.1.校核平均压强校核平均压强 p2.2

10、.校核校核pv值值42122pddFpa 100060pvndpvmm 其中：其中：212dddm11.5 液体润滑轴承简介一、液体动压润滑轴承形成压力油膜的条件一、液体动压润滑轴承形成压力油膜的条件1.1.存在收敛性的油楔；存在收敛性的油楔；2.2.楔形间隙的两表面要楔形间隙的两表面要 有一定的相对速度；有一定的相对速度； 3.3.适当粘度的润滑油适当粘度的润滑油 且润滑油供应充分。且润滑油供应充分。二、动压润滑油膜二、动压润滑油膜 的形成过程的形成过程一、滚动轴承的构造一、滚动轴承的构造11.6 滚动轴承的构造、类型及特点一般由外圈、内圈、滚动体、保持架构成。一般由外圈、内圈、滚动体、保持

11、架构成。球圆柱滚子圆锥滚子滚针鼓形滚子1.1.组成组成2.2.滚动体的类型滚动体的类型二、滚动轴承的类型及特点二、滚动轴承的类型及特点（3 3）按轴承所承受的载荷方向不同分：）按轴承所承受的载荷方向不同分：1.1.分类分类（1 1）按滚动体形状分）按滚动体形状分球轴承球轴承滚子轴承滚子轴承（2 2）按滚动体列数分）按滚动体列数分单列单列双列双列多列多列 = 00 4 54 5 eFA /FR eXYXY深沟球轴承深沟球轴承（60000）0.0140.190.562.30100.0280.221.990.0560.261.710.0840.281.550.110.301.450.170.341.

12、310.280.381.150.420.421.040.560.441.00向心轴承当量动载荷的向心轴承当量动载荷的X、Y值表（续）值表（续）轴承类型轴承类型FA/C0reFA /FR eFA /FR eXYXY角角接接触触球球轴轴承承 70000C(= 15)0.0150.380.441.47100.0290.401.400.0580.431.300.0870.461.230.120.471.190.170.501.120.290.551.020.440.561.000.580.561.00 70000AC（= 25)-0.680.410.8710 70000B(= 40)-1.140.35

13、0.5710圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承（单列）（单列）（30000）-1.5tan 0.40.4cot 10四、寿命计算公式四、寿命计算公式 CP1P2O1L1L2L10(10 r)6P(N )P L10=常 数.10constLP 其中其中： 寿命指数，寿命指数， 球轴承球轴承 = 3 = 3； 滚子轴承滚子轴承 = 10/3= 10/3当当P = C 时时110CLP PCL10代入上式，有：代入上式，有：L10=1（106r）故：故：对给定对给定转速转速 n ( ( r / min ) ) ，有：，有： PCnPCnnLLh16670606010610当预期寿命当预期寿命 Lh 给定，则有

14、给定，则有: :引入温度系数引入温度系数 ft （查表）（查表）, ,有：有： PCfnLth16670注意：注意：一般将机器中一般将机器中修或大修的年限作为修或大修的年限作为轴承的预期寿命。轴承的预期寿命。hthLPCfnL 16670校核式：校核式： 1670 16nLPCh设计式：设计式：五、角接触轴承轴向载荷五、角接触轴承轴向载荷FA的计算的计算 角接触轴承的结构特点是角接触轴承的结构特点是在滚动体与外圈滚道接触处存在滚动体与外圈滚道接触处存在着接触角在着接触角。当它承受径向。当它承受径向力力FR时，在承载区内第时，在承载区内第i个滚动个滚动体的法向力体的法向力Fi可分解为径向分可分解

15、为径向分力力Fri和轴向分力和轴向分力FSi。各个滚动各个滚动体上所受轴向分力的合力体上所受轴向分力的合力即为即为轴承的轴承的内部轴向力内部轴向力FS。 故，角接触轴承在承受故，角接触轴承在承受径向载荷时会产生内部轴向力。径向载荷时会产生内部轴向力。角接触轴承内部轴向力角接触轴承内部轴向力FS计算公式计算公式1.1.内部轴向力内部轴向力FS轴承轴承类型类型角接触球轴承角接触球轴承圆锥滚圆锥滚子轴承子轴承 70000C（ =15） 70000AC（ =25） 70000B（ =40）30000FSeFR0.63FR1.14FRFR /(2Y)内部轴向力内部轴向力FS的方向从外圈的宽边指向窄边。的

16、方向从外圈的宽边指向窄边。由于内部轴向力的存在，故常成对使用。由于内部轴向力的存在，故常成对使用。角接触轴承轴向载荷角接触轴承轴向载荷FA的计算必须考虑内部轴向力的计算必须考虑内部轴向力FS的影响。的影响。注意：注意：2.2.轴向载荷轴向载荷FA的计算的计算Fr1 、 Fr2 -分别为轴承分别为轴承、 的径向载荷的径向载荷FS1 、 FS2 -分别为分别为Fr1 、 Fr2产生的内部轴向力产生的内部轴向力Fa -轴上斜齿轮作用于轴上的轴向力轴上斜齿轮作用于轴上的轴向力（1 1）若若FS1 + Fa FS2 ，则轴承，则轴承“压紧压紧”，轴承轴承“放放松松”: :FA2=Fs1+Fa FA1=

17、Fs1 （2 2）若若FS1 + Fa FS2 ，则轴承，则轴承“压紧压紧”，轴承轴承“放放松松”: :FA1=Fs2-Fa FA2= Fs2 （1 1） “压紧压紧”端轴承的轴向载荷端轴承的轴向载荷FA等于除去本身内等于除去本身内部部 轴向力外，其余所有轴向力的代数和。轴向力外，其余所有轴向力的代数和。（2 2） “ “放松放松”端轴承的轴向载荷端轴承的轴向载荷FA等于其本身的内等于其本身的内部部 轴向力。轴向力。结论：结论：注意：注意：上例中的一对轴承外圈窄边相对，为上例中的一对轴承外圈窄边相对，为“正装正装”，即即“面对面面对面”安装；若轴承外圈宽边相对，则为安装；若轴承外圈宽边相对，则

18、为“反反装装”，即，即“背靠背背靠背”安装。注意判断安装。注意判断“反装反装”时内部轴时内部轴向力的方向和向力的方向和“压紧压紧” “” “放松放松”端。端。六、滚动轴承的静强度计算六、滚动轴承的静强度计算 在低转速（在低转速（n350mm或工作温度或工作温度t 70C。3.3.两端游动两端游动 对人字齿轮传动，通常大齿轮所在的轴为两端对人字齿轮传动，通常大齿轮所在的轴为两端固定支承，小齿轮所在的轴采用两端游动支承，允固定支承，小齿轮所在的轴采用两端游动支承，允许小齿轮轴承部件作轴向游动，以补偿因人字齿轮许小齿轮轴承部件作轴向游动，以补偿因人字齿轮两侧齿的螺旋角不完全对称而使轮齿卡死或两侧受两

19、侧齿的螺旋角不完全对称而使轮齿卡死或两侧受力不均匀的影响。力不均匀的影响。二、轴向位置的调整二、轴向位置的调整图 13-16(a)(b)图 13-17L1bL2b圆锥齿轮轴承组合轴向位置的调整利用增减套杯与箱体间的垫片实现轴系轴向调整，端利用增减套杯与箱体间的垫片实现轴系轴向调整，端盖和套杯间的垫片调整轴承游隙。盖和套杯间的垫片调整轴承游隙。三、提高轴承系统的刚度和同轴度三、提高轴承系统的刚度和同轴度用加强肋增强轴承座孔刚性使用衬套的轴承座孔四、配合和装拆四、配合和装拆1.1.滚动轴承与轴和座孔的配合滚动轴承与轴和座孔的配合常采用的间隙配合有常采用的间隙配合有K7K7、J7J7、H7H7、G7

20、G7等。等。（）轴承内圈与轴（）轴承内圈与轴配合采用配合采用基孔制基孔制；标注时标注时只标注轴的偏差代号只标注轴的偏差代号；常采用的过盈配合有常采用的过盈配合有n6n6、m6m6、k6k6、js6js6等；等；（）轴承外圈与座孔（）轴承外圈与座孔配合采用配合采用基轴制基轴制； 标注时标注时只标注孔的偏差代号只标注孔的偏差代号；拆卸轴承一般可用压力机或拆卸工具拆卸轴承一般可用压力机或拆卸工具（拉玛）（拉玛）。注意：为便于轴承拆卸，轴肩高度不应大于注意：为便于轴承拆卸，轴肩高度不应大于内圈高度的内圈高度的/ /3/43/4。2.2.滚动轴承的安装和拆卸滚动轴承的安装和拆卸（）安装（）安装冷压法：借

21、助专用压套用锤打或压力机安装轴承。冷压法：借助专用压套用锤打或压力机安装轴承。热套法：将轴承放入热套法：将轴承放入100100度油中加热后套装。度油中加热后套装。（）拆卸（）拆卸轴承的拆卸11.10 滚动轴承的维护和使用一、滚动轴承的润滑一、滚动轴承的润滑1.1.目的：目的：主要是减少摩擦、磨损，同时也有冷却、吸主要是减少摩擦、磨损，同时也有冷却、吸 振、防锈和减少噪声的作用。振、防锈和减少噪声的作用。 当轴颈圆周速度当轴颈圆周速度v4v45m/s5m/s时，可采用润滑脂润时，可采用润滑脂润滑；否则，应采用润滑油润滑。滑；否则，应采用润滑油润滑。2.2.润滑剂的选择润滑剂的选择3.3.润滑方式

22、、特点及注意事项润滑方式、特点及注意事项（1 1）润滑脂润滑：不易流失，便于密封和维护。装）润滑脂润滑：不易流失，便于密封和维护。装填量一般不超过轴承内空隙的填量一般不超过轴承内空隙的1/31/31/21/2。二、滚动轴承的密封二、滚动轴承的密封（）润滑油润滑：减少摩擦阻力，且散热、冷却。（）润滑油润滑：减少摩擦阻力，且散热、冷却。浸油润滑：油面不应高于最下方滚动体中心，浸油润滑：油面不应高于最下方滚动体中心， 以免搅油损失能量，使轴承过热。以免搅油损失能量，使轴承过热。喷油或油雾润滑：用于高速轴承。喷油或油雾润滑：用于高速轴承。1.1.目的：目的：阻止灰尘、水分等杂物进入轴承，同时阻止灰尘、

23、水分等杂物进入轴承，同时 防止润滑剂流失。防止润滑剂流失。2.2.密封方法：密封方法：接触式接触式密封密封和非接触式和非接触式密封密封两大类。两大类。密封圈密封（1 1）接触式密封）接触式密封毡圈密封：用于轴颈速度毡圈密封：用于轴颈速度v45m/s。密封圈密封：材料为耐油橡胶或皮革；安装时密封密封圈密封：材料为耐油橡胶或皮革；安装时密封 唇应朝向密封部位；用于轴颈速度唇应朝向密封部位；用于轴颈速度v7m/s；比毡；比毡 圈密封效果好。圈密封效果好。（2 2）非接触式密封）非接触式密封油沟密封：油沟内填充润滑脂；用于轴颈速度油沟密封：油沟内填充润滑脂；用于轴颈速度 v56m/s。油沟密封迷宫式密封迷宫式密封迷宫式密封：静止件与转动件之间有几道宽为迷宫式密封：静止件与转动件之间有几道宽为0.20.5mm的缝隙，缝隙中添润滑