机械设计基础第12章滚动轴承2

1、第第1212章章 滚动轴承滚动轴承12.3 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算12.4 滚动轴承的润滑和密封滚动轴承的润滑和密封12.5 滚动轴承的组合设计滚动轴承的组合设计12.6 滚动轴承的公差与配合滚动轴承的公差与配合四、角接触向心轴承轴向载荷的计算四、角接触向心轴承轴向载荷的计算Qi = Si +RiS = SiFSiRiSQi 内部轴向力内部轴向力： 滚动体受力分析：滚动体受力分析： 为使内部轴向力平衡，以免轴串动，这种轴承应为使内部轴向力平衡，以免轴串动，这种轴承应成对使用，对称安装。成对使用，对称安装。表表12-7 角接触向心球轴承角接触向心球轴承 轴承类型轴承类型 角接触向心

2、球轴承角接触向心球轴承S eFr 0.68Fr 1.14Fr 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承= = 15 = = 25 = = 40Fr / (2Y)Y是是 的轴向系数的轴向系数eFr Fa S近似近似 0.4Fr 0.7Fr Fr 相同相同 外外圈圈窄窄边边相相对对安安装装S2Fr2S1Fr1a1a212O2Ka外载荷 O1压力中心正装时轴向力的确定正装时轴向力的确定1.1.若若 Ka+ + S2 S1右端右端轴承轴承1 1被被压紧压紧左端左端轴承轴承2 2被被放松放松Fa1 = = Ka + + S2 Fa2 = = S2 轴有轴有向右向右运动的趋势运动的趋势S2Fr2S1Fr1a1a212O2

3、Ka外载荷 O1压力中心外外圈圈窄窄边边相相对对安安装装正装时轴向力的确定正装时轴向力的确定2.2.若若 Ka+ +S2 S1 ： 压紧端：压紧端：Fa1 = = Ka + + S2 放松端：放松端：Fa2 = = S2 反装时轴向力的确定反装时轴向力的确定2.2.若若 Ka+ +S2 eFa / Fr eXY XY0.345 0.22 1.990.689 0.26 1.711.03 0.28 1.551.38 0.30 0.56 1.45 1 00.178 0.38 1.470.357 0.40 1.400.714 0.23 1.301.07 0.46 1.231.43 0.47 0.44

4、1.19 1 0角角接接触触球球轴轴承承- 0.68 0.41 0.87 1 0- 1.14 0.35 0.57 1 0 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承(单列单列) - 1.5tg 0.4 0.4ctg 1 0 调心球轴承调心球轴承(双列双列) - 1.5tg 0.65 0.65ctg 1 0.42ctg(单列单列)= = 1570000C= 25= 2570000AC= 4= 4070000B一、滚动承的润滑一、滚动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。12-4 12-4 滚动轴承的润滑和密封滚动轴承的润滑和密封密封目的

5、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 用于特殊场合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: : - - 常用常用- - 高速、高温高速、高温当当dn (1.52) 105 mmr/min时，采用脂润滑，否则用时，采用脂润滑，否则用油润滑。油润滑。 脂润滑优点：脂润滑优点：不容易流失、便于密封和维护，充填一不容易流失、便于密封和维护，充填一 次，可运转较长时间。次，可运转较长时间。油润滑优点：油润滑优点：摩擦阻力小、能散热，可在摩擦阻力小、能散热，可在高速、高温高速、

6、高温环环 境下使用。境下使用。dn间接反映了轴颈的圆周速度。润滑油的选择：润滑油的选择：润滑油的粘度根据速度因素润滑油的粘度根据速度因素dn和工作温度和工作温度t t来确定。来确定。1000000500000200000100000500002000010000-40-20 0 204060100 12080dn/(mmr/min)t / 润滑油粘度的选择润滑油粘度的选择5cSt(40时时)102065110250400例如：例如： dn=100000，t=90 可用可用 110 号润滑油号润滑油 110二、滚动轴承的密封二、滚动轴承的密封分类分类接触式接触式非接触式非接触式组合式密封组合式密

7、封毛毡圈密封毛毡圈密封密封圈密封密封圈密封间隙密封间隙密封迷宫式密封迷宫式密封-毛毡迷宫式密封毛毡迷宫式密封 密封目的密封目的-防止灰尘、水分进入轴承，阻止润滑剂防止灰尘、水分进入轴承，阻止润滑剂流失。流失。 适用场合：适用场合： 脂润滑，要求环境清脂润滑，要求环境清洁，轴颈圆周轴速度洁，轴颈圆周轴速度v4v45 5 m/sm/s，工作温工作温度不超过度不超过9090 。接触式密封：接触式密封：毛毡圈密封毛毡圈密封 适用场合：适用场合： 脂或油润滑，轴颈圆周速度脂或油润滑，轴颈圆周速度v4v45 m/s5 m/s， 工作温度工作温度: : -40-40100100 。防漏油防漏油防灰尘防灰尘接

8、触式密封：接触式密封：密封圈密封密封圈密封适用场合：适用场合：脂润滑，要求环境干燥清洁。脂润滑，要求环境干燥清洁。 非接触式密封：非接触式密封：间隙封圈间隙封圈0.10.3mm0.10.3mm适用场合：适用场合：脂润滑或油润滑，工作温度不高于密封脂润滑或油润滑，工作温度不高于密封用用 脂的滴点。密封效果可靠。脂的滴点。密封效果可靠。 非接触式密封：非接触式密封：迷宫式封圈迷宫式封圈0.10.2mm1.52 mm 适用场合：适用场合：适用于脂润滑或油适用于脂润滑或油润滑，密封效果可靠。润滑，密封效果可靠。 组合式密封组合式密封适用场合：适用场合： 脂润滑，要求环境干燥清洁。脂润滑，要求环境干燥清

9、洁。 靠轴与端盖之间的细小环形间隙密封，间隙愈小愈长，效果愈好，间隙取0.10.3 mm。间隙封圈间隙封圈(a)(b)=0.10.3 mm非接触式密封：非接触式密封：适用场合：适用场合：脂润滑或油润滑，工作温度不高于密封脂润滑或油润滑，工作温度不高于密封用用 脂的滴点。密封效果可靠。脂的滴点。密封效果可靠。 图b为轴向曲路，因考虑到轴受热后会变长，间隙取 =1.52 mm。迷宫式封圈迷宫式封圈=0.10.2 mm(a)(b)=1.52 mm将旋转件与静止件之间的间隙做成迷宫形式，并在间隙中充填润滑油或润滑脂以加强密封效果。分为径向和轴向两种结构。适用场合：适用场合：适用于脂润滑或油润滑，密封效

10、果可靠。适用于脂润滑或油润滑，密封效果可靠。 也可以把多种密封形式组合在一起。这是组合密封的一种型式-毛毡加迷宫，可充分发挥各自的优点，提高密封效果。组合密封的方式很多，不一一列举。组合封圈组合封圈组合式密封：组合式密封：12.5 12.5 滚动轴承的组合设计滚动轴承的组合设计一、一、轴承的固定轴承的固定固定方式固定方式为了保证轴承在机器中正常工作，除合理选择轴承类型、尺寸外，还应正确进行轴承的组合设计，处理轴承与其周围零件的之间的关系，也就是要解决轴承的轴向位置固定、轴承与其它零件的配合、间隙调整、装拆和润滑密封等一系列问题。两端固定两端固定一端固定、一端游动。一端固定、一端游动。两端固定支

11、承两端固定支承C=0.20.3 mm预留补偿间隙预留补偿间隙两端固定支承两端固定支承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力、另一端游动。一个支点双向固定以承受轴向力、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。选用深沟球轴承时， 外圈与端盖间应留有间隙。 游动支承游动支承选用圆柱滚子轴承时， 外圈应双向固定。 调整垫片调整垫片加减垫片加减垫片二、二、 轴承组合的调整轴承组合的调整调整垫片调整垫片加减垫片加减垫片1. 轴承间隙的调整轴承间隙的调整加减垫片的厚度加减垫片的厚度螺钉调整螺钉调整方法：方法：螺钉调整螺

12、钉调整2. 轴承的预紧轴承的预紧对于某些可调游隙的轴承，在安装时给与一定的轴向压紧力，使得内外圈产生相对移动而消除游隙，并在套圈和滚动体接触处产生弹性预变形，借此提高轴的旋转精度和刚度。这种方法称为轴承的预紧。方法方法加金属垫片加金属垫片磨窄套圈磨窄套圈3. 轴承组合位置的调整轴承组合位置的调整对于某些可调游隙的轴承，在安装时给与一定的轴向压紧力，使得内外圈产生相对移动而消除游隙，并在套圈和滚动体接触处产生弹性预变形，借此提高轴的旋转精度和刚度。这种方法称为轴承的预紧。目的：目的：使轴上的零件具有准确的工作位置。使轴上的零件具有准确的工作位置。例如：例如：圆锥齿轮传动，要求两个节锥顶点相重合。

13、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。才能保证正确啮合。方法：方法：套杯套杯+ +调整垫片调整垫片锥顶点不重合！锥顶点不重合！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+ +调整垫片调整垫片锥顶点重合！锥顶点重合！四、四、轴承的拆装轴承的拆装三、三、 轴承组合的配合轴承组合的配合配合类型配合类型内圈内圈轴轴一般原则：一般原则：当外载荷方向不变时，转动套圈应比固定当外载荷方向不变时，转动套圈应比固定套圈紧。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：k6、m

14、6 孔公差：孔公差： H7、J7、Js7 游动支点游动支点：G7结构不合理！结构不合理！轴肩高度轴肩高度 内圈外径内圈外径内圈与轴采用具有过盈的过渡配合较松的过渡配合 间隙配合 拉拉拔拔器器内圈：内圈：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。重重 点点1. 滚动轴承寿命计算的滚动轴承寿命计算的基本概念基本概念： 轴承寿命、可靠度、基本额定动载荷、轴承寿命、可靠度、基本额定动载荷、 当量动载荷、内部轴向力当量动载荷、内部轴向力 。2. 滚动轴承寿命滚动轴承寿命计算公式计算公式。3. 角接触向心轴承角接触向心轴承轴向载荷计算方法轴向载荷计算方法。题题1 1：锥齿轮减速器

15、主动轮由一对：锥齿轮减速器主动轮由一对30206E30206E型圆锥滚子轴承支承，如型圆锥滚子轴承支承，如图所示，已知锥齿轮平均分度圆直径图所示，已知锥齿轮平均分度圆直径d dm m=56.25mm,=56.25mm,所受圆周力所受圆周力F Ft t=1240N,=1240N,径向力径向力F Fr=400N,r=400N,轴向力轴向力F Fa a=240N,=240N,轴的转速轴的转速n n=960r/min,=960r/min,工作中有中等冲击。试求该轴承的寿命。工作中有中等冲击。试求该轴承的寿命。二、二、配合的基准制及常用公差带配合的基准制及常用公差带配合配合类型类型内圈内圈轴轴 基基孔孔制制外圈外圈轴承座孔轴承座孔 基基轴轴制制 轴公差：轴公差：k6、m6 孔公差：孔公差： H7、J7、Js7 游动支点游动支点：G7具有过盈的具有过盈的过渡配合过渡配合较松的较松的过渡配合过渡配合间隙配合间隙配合轴承精度为轴承精度为P0级时。级时。三、配合选择的三、配合选择的一般原则一般原则： 转动圈转动圈（