精密机械设计第12章轴承ppt课件

1、 轴轴 承承1 1 概概 述述2 2 滑动摩擦轴承滑动摩擦轴承3 3 滚动摩擦轴承滚动摩擦轴承第第1212章章 轴承轴承12-1 12-1 概述概述一、组成一、组成运动件运动件( (轴颈轴颈) )承导件承导件( (轴承轴承) )承导件运动件一、组成一、组成二、分类二、分类: :按摩擦性质分按摩擦性质分滑动摩擦轴承滑动摩擦轴承滚动摩擦轴承滚动摩擦轴承弹性摩擦轴承弹性摩擦轴承流体摩擦轴承流体摩擦轴承运动件运动件( (轴颈轴颈) )承导件承导件( (轴承轴承) )滑动摩擦支承的组成滑动摩擦支承的组成（1 1圆柱支承圆柱支承（2 2圆锥支承圆锥支承（3 3顶尖支承顶尖支承（4 4轴尖支承轴尖支承12-

2、2滑动摩擦支承滑动轴承）一一. .圆柱面支承圆柱面支承轴颈结构轴颈结构 向心滑动轴承向心滑动轴承 推力滑动轴承推力滑动轴承 滑动轴承组成：轴承体、轴瓦及轴承衬、润滑与密封装置滑动轴承组成：轴承体、轴瓦及轴承衬、润滑与密封装置 滑动轴承分类：滑动轴承分类： 向心滑动轴承向心滑动轴承 整体式、剖分式、自动调心式整体式、剖分式、自动调心式 推力滑动轴承推力滑动轴承轴承结构轴承结构1.1.整体式向心滑动轴承整体式向心滑动轴承轴承座轴承座整体轴套整体轴套油孔油孔螺纹孔螺纹孔 构造：轴承座、轴套整体）构造：轴承座、轴套整体）; ;轴承座设有安装润滑轴承座设有安装润滑油杯的螺纹孔，轴套上开有油孔，内表面开有

3、油槽；油杯的螺纹孔，轴套上开有油孔，内表面开有油槽； 特点：结构简单，成本低；但磨损后间隙过大时无法特点：结构简单，成本低；但磨损后间隙过大时无法调整调整; ;轴颈只能从轴承端部安装和拆卸；轴颈只能从轴承端部安装和拆卸； 运用：低速、轻载或间歇性工作的机器运用：低速、轻载或间歇性工作的机器; ;2.剖分式向心滑动轴承 构造：轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦、螺柱构造：轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦、螺柱 特点：剖分面作成阶梯状，垂直载荷方向特点：剖分面作成阶梯状，垂直载荷方向, ,装拆方便，装拆方便，常在轴瓦表面粘附轴承衬常在轴瓦表面粘附轴承衬, ,磨损后可调整间隙磨损后可调整间隙; ; 运用：运用：3

4、.3.自动调心式向心滑动轴承自动调心式向心滑动轴承 构造：轴瓦瓦背制成凸球面构造：轴瓦瓦背制成凸球面, ,其支承面制成凹球面其支承面制成凹球面; ; 特点：轴瓦能摆动，适应轴的变形特点：轴瓦能摆动，适应轴的变形; ; 运用：用于支承挠度较大或多支点的长轴运用：用于支承挠度较大或多支点的长轴; ;4.4.推力滑动轴承推力滑动轴承 轴上的轴向力应采用推力轴承来承受轴上的轴向力应采用推力轴承来承受 止推面：轴端面、轴中段做凸肩或装上推力圆盘止推面：轴端面、轴中段做凸肩或装上推力圆盘 分类：空心式、单环式、多环式分类：空心式、单环式、多环式 轴瓦或轴承衬：轴颈应比轴瓦耐磨轴瓦或轴承衬：轴颈应比轴瓦耐磨

5、对材料性能的要求对材料性能的要求: : 良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性 良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性 足够的强度和抗腐蚀能力足够的强度和抗腐蚀能力 良好的导热性、工艺性和经济性等良好的导热性、工艺性和经济性等常用材料：常用材料：金属：青铜、轴承合金、粉末冶金、灰铸铁等金属：青铜、轴承合金、粉末冶金、灰铸铁等非金属：工程塑料、硬木、橡胶、聚四氟乙烯非金属：工程塑料、硬木、橡胶、聚四氟乙烯 轴承盖、轴承座：灰铸铁，铸钢轴承盖、轴承座：灰铸铁，铸钢 轴颈：钢轴颈：钢二、滑动轴承的材料二、滑动轴承的材料2.2.润滑装置润滑装置润滑油润滑

6、装置：油孔、芯捻或线纱油杯、针阀滴油杯、润滑油润滑装置：油孔、芯捻或线纱油杯、针阀滴油杯、油杯、飞溅润滑、压力润滑油杯、飞溅润滑、压力润滑润滑脂润滑装置：旋转油杯、压注油嘴润滑脂润滑装置：旋转油杯、压注油嘴 油槽结构：油槽结构：1.1.润滑剂润滑剂作用：减少摩擦、减轻工作表面的磨损、冷却、吸振等作用：减少摩擦、减轻工作表面的磨损、冷却、吸振等; ;常用润滑剂：润滑油、润滑脂、固体润滑剂常用润滑剂：润滑油、润滑脂、固体润滑剂 滚动轴承组成滚动轴承组成12-3 滚动摩擦支承滚动摩擦支承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 圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴

7、承 球面滚子轴承球面滚子轴承 滚针轴承滚针轴承一、一、 滚动轴承的主要类型滚动轴承的主要类型2. 2. 按受载方向分按受载方向分 按受载方向和公称接触角按受载方向和公称接触角 分：分：滚动体与套圈接触处滚动体与套圈接触处的法线与轴承的径向的法线与轴承的径向平面之间的夹角平面之间的夹角 常用滚动轴承 1 调心球轴承 2 调心滚子轴承 3 圆锥滚子轴承 4 双列深沟球轴承 5 推力球轴承 6 深沟球轴承 7 角接触轴承 8 推力圆柱滚子轴承 N 圆柱滚子轴承 NA 滚针轴承3.3.主要类型、特点主要类型、特点二二. . 滚动轴承类型的选择原则滚动轴承类型的选择原则 根据载荷大小、性质、轴承的转速、

8、调心性能、安装根据载荷大小、性质、轴承的转速、调心性能、安装和拆卸、价格等确定轴承类型和拆卸、价格等确定轴承类型 高速，平稳低载：高速，平稳低载：6000060000深沟球轴承）深沟球轴承） 载荷较大载荷较大+ +冲击：滚子轴承冲击：滚子轴承 径径/ /轴向载荷较大：轴向载荷较大： 较低转速：较低转速：3000030000圆锥滚子）圆锥滚子） 较高转速：较高转速：7000070000角接触球轴承角接触球轴承 轴向载荷轴向载荷径向载荷：推力径向载荷：推力+ +向心组合向心组合选择原则：选择原则： 球轴承高中速、轻载）球轴承高中速、轻载） 滚子轴承中低速、重载）滚子轴承中低速、重载） 滚动轴承为标

9、准件：滚动轴承为标准件：GB/T 272-1993前置代号前置代号 基基 本本 代代 号号后置代号后置代号 尺寸系列尺寸系列代代 号号 分分部部件件代代号号 类类型型代代号号内内径径代代号号直径直径系列系列代号代号 宽度宽度系列系列代号代号 内内部部结结构构代代号号 密密封封与与防防尘尘代代号号 公公差差等等级级代代号号 字母字母 2 1 3 4 5 字母字母(+数字数字) 12-4 12-4 滚动轴承的代号滚动轴承的代号1. 1. 内径尺寸代号内径尺寸代号 对于内径对于内径 大于大于500mm500mm以上，以及内径为以上，以及内径为22mm22mm、28mm28mm、32mm32mm的的

10、轴承，用公称内径数值直接表示，但在与尺寸系列代号之间轴承，用公称内径数值直接表示，但在与尺寸系列代号之间 用用“/ /”分开分开基本代号基本代号 表示轴承的内径、直径系列、宽度系列、类型，是轴承表示轴承的内径、直径系列、宽度系列、类型，是轴承代号的的基础代号的的基础( (右起第右起第1 1、2 2位数字位数字) ) 内内 径径 代代 号号000001010202030304049999轴承内轴承内径尺寸径尺寸/mm/mm1010121215151717数字数字5 52. 2. 尺寸系列代号尺寸系列代号 ( (直径系列代号、宽度系列代号直径系列代号、宽度系列代号) )直径系列代号：右起第三位数字

11、直径系列代号：右起第三位数字指结构相同、内径相同的轴承使指结构相同、内径相同的轴承使用不同直径的滚动体，在外径用不同直径的滚动体，在外径和宽度方面的变化系列和宽度方面的变化系列0,1特轻特轻 2轻轻 3中中 4重重宽度系列代号：右起第四位数宽度系列代号：右起第四位数字，常与直径系列代号同时字，常与直径系列代号同时使用使用表示同一内径和外径的轴承可表示同一内径和外径的轴承可以有不同的宽度以有不同的宽度多数正常系列可不标多数正常系列可不标 64106310621061103. 3. 类型代号类型代号具体见具体见p189p189表表12-112-1代号代号轴承类型轴承类型旧代号旧代号3圆锥滚子轴承圆

12、锥滚子轴承75推力球轴承推力球轴承86深沟球轴承深沟球轴承07角接触球轴承角接触球轴承6N圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承2NA滚针轴承滚针轴承4（右起第五位，用数字或字母表示）（右起第五位，用数字或字母表示） 1.1.公差等级公差等级( (精度精度) )代号：代号：0 0 、 6 6 、6x 6x 、5 5、4 4、2 2六级精度，逐渐增高六级精度，逐渐增高表示成：表示成：/P0 /P0 、/P6x /P6x 、/P6/P6、/P5/P5、/P4/P4、/P2/P2后置代号后置代号 表示轴承内部结构、密封与防尘、保持架及其材料、轴承材料表示轴承内部结构、密封与防尘、保持架及其材料、轴承材料及公差等级

13、等及公差等级等（用字母（用字母（+ +数字表示）数字表示） 代代 号号省略省略/P6/P6/P6x/P6x/P5/P5/P4/P4/P2/P2公差等级符合公差等级符合标准规定的标准规定的0 0级级6 6级级6x6x级级5 5级级4 4级级2 2级级示示 例例620362036203/6203/P6P63021030210/P6x/P6x6203/6203/P5P56203/6203/P4P46203/6203/P2P2轴轴 承承 类类 型型代代 号号含含 义义示示 例例角接触球轴承角接触球轴承B BC CACAC a = 40a = 40 a a = 15= 15 a a = 25= 2572

14、10B7210B7005C7005C7210AC7210AC圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承B B接触角接触角a a加大加大32310B32310BE E加强型加强型N207EN207E2.2.内部结构代号：内部结构代号：3.3.轴承径向游隙系列代号：轴承径向游隙系列代号：/C1/C1、 /C2/C2、/C0/C0、 /C3/C3、/C4/C4、/C5/C5六组游隙，由小到大六组游隙，由小到大0 0组组( /C0)( /C0)）游隙常用，可省略）游隙常用，可省略一、滚动轴承的载荷分布、失效形式及计算准则一、滚动轴承的载荷分布、失效形式及计算准则1.1.载荷分布载荷分布轴承受轴向载荷时，载荷由各滚动体平

15、均分担；轴承受轴向载荷时，载荷由各滚动体平均分担；轴承受径向载荷时，上半圈滚动体不受载，下半圈滚动体受载轴承受径向载荷时，上半圈滚动体不受载，下半圈滚动体受载不均匀，最下方的滚动体受载最大。不均匀，最下方的滚动体受载最大。zFFr50zFFr6 . 40（点接触）（点接触） 球轴承球轴承 （线接触）（线接触） 滚子轴承滚子轴承 12-12- 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算一般转速的轴承一般转速的轴承 进行寿命进行寿命( (额定动载荷额定动载荷) )计算，计算， 防止疲劳点蚀破坏防止疲劳点蚀破坏转速极低的轴承转速极低的轴承 按静强度按静强度( (额定静载荷额定静载荷) )计算，计算， 防止

16、塑性变形防止塑性变形2.2.失效形式：失效形式：3.设计准则：设计准则：1 .1 .基本概念基本概念寿命寿命轴承寿命：轴承寿命：( 106 r ( 106 r 或或 h ) h )轴承中任一元件出现疲劳点蚀前，所经历的总转数或总工作小时数轴承中任一元件出现疲劳点蚀前，所经历的总转数或总工作小时数基本额定寿命：用基本额定寿命：用 L L表示表示 一批相同的轴承，在相同的条件下运转，其中一批相同的轴承，在相同的条件下运转，其中9090的轴承不发生的轴承不发生疲劳点蚀前所经历的总转数或总工作小时数疲劳点蚀前所经历的总转数或总工作小时数9010完好完好二、滚动轴承寿命计算二、滚动轴承寿命计算基本额定动

17、载荷基本额定动载荷 (用用 C 表示表示)规定轴承在基本额定寿命规定轴承在基本额定寿命L L为为106 106 转时转时, ,所能承受的最大载荷所能承受的最大载荷; ;即即: :在在C C 的作用下，运转的作用下，运转106 106 转时，有转时，有1010的轴承出现点蚀，的轴承出现点蚀，9090的轴承完好的轴承完好; ;额定动载荷越大额定动载荷越大轴承的承载能力越大轴承的承载能力越大轴承同时承受径向载荷轴承同时承受径向载荷Fr Fr 和轴向载荷和轴向载荷 Fa, Fa,为了与为了与C C在相同的条件在相同的条件下进行比较，引入当量动载荷的概念下进行比较，引入当量动载荷的概念当量动载荷：一假想

18、载荷，与当量动载荷：一假想载荷，与C C 同类型，它对轴承的作用与实际同类型，它对轴承的作用与实际载荷的作用等效。用载荷的作用等效。用 P P 表示表示当量动载荷当量动载荷 P P X X 径向载荷系数径向载荷系数 Y Y 轴向载荷系数轴向载荷系数 见见p196p196表表12-1112-11FaFrarYFXFP=2.2.当量动载荷当量动载荷 P P 留意：留意：Fr Fr 为轴承所受的径向力，由力为轴承所受的径向力，由力矩平衡原理求出。矩平衡原理求出。 FaFa是轴承所受的轴向力，不仅有是轴承所受的轴向力，不仅有外界的轴向载荷，还包括由径向外界的轴向载荷，还包括由径向载荷载荷FrFr产生的

19、内部轴向力产生的内部轴向力FSFS。 RV1RV2RH1RH2FRFAFT3.3.寿命计算寿命计算载荷与额定寿命的关系曲线：载荷与额定寿命的关系曲线： PeL=常数常数式中：式中： e为寿命指数，为寿命指数，球轴承球轴承 e =3，滚子轴承，滚子轴承e =10/3 当载荷为额定动载荷当载荷为额定动载荷C 时：时：L 106rPCP11L1轴承的疲劳曲线轴承的疲劳曲线L2P2rPCL=610610=CLPhPCnLh = =60106或：或：NnLPCh 61060 = = 轴承的额定寿命：轴承的额定寿命：式中：式中：P P 当量动载荷当量动载荷 N N，C C 额定动载荷额定动载荷 N N 寿

20、命指数球轴承寿命指数球轴承 =3 =3 滚子轴承滚子轴承 =10/3 =10/3）轴承额定寿命轴承额定寿命L L计算公式计算公式rPCL610 =hPfCfnPfCfnLPtPth 16670 60106= C166701/=htPjLnfPfC实际工作条件下，需引入载荷系数实际工作条件下，需引入载荷系数 fP (fP (见表见表12-12-修正修正P,P,引引入温度系数入温度系数ftft对值予以修正对值予以修正( (见表见表12-8) 12-8) 轴轴承承类类型型 角角 接接 触触 向向 心心 球球 轴轴 承承圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 70000C(a a=150) 70000AC (a a

21、=250） 70000B（ a a=400） Fr/(2Y)(Y是是Fa/Fre时时的轴向系数的轴向系数) Fs eFr 0.68Fr 1.14 Fr内部轴向力内部轴向力Fs使轴承套圈互相分离使轴承套圈互相分离三三. .角接触轴承轴向载荷的计算角接触轴承轴向载荷的计算atgFFFrssi25. 1=3000030000型型7000070000型型轴承受径向载荷作用时会产生轴承受径向载荷作用时会产生内部轴向力内部轴向力 角接触轴承的附加轴向力角接触轴承的附加轴向力FSFS成对使用，有两种安装方式正装、反装）成对使用，有两种安装方式正装、反装） 以抵消内部轴向力以抵消内部轴向力 和避免轴产生轴向窜

22、动和避免轴产生轴向窜动正装正装反装反装判断轴上的全部轴向力合力指向含外载荷和派生判断轴上的全部轴向力合力指向含外载荷和派生轴向力）轴向力）,确定放松或压紧端轴承。确定放松或压紧端轴承。压紧端轴承的轴向力等于除去自身派生的轴向力后，压紧端轴承的轴向力等于除去自身派生的轴向力后，其他所有轴向力的代数和；放松端轴承的轴向力就等于其他所有轴向力的代数和；放松端轴承的轴向力就等于本身派生的轴向力。本身派生的轴向力。计算轴向力计算轴向力A A的方法的方法 例：某轴选用例：某轴选用3031130311轴承，已知轴承，已知Fr1=4000 NFr1=4000 N，Fr2=5000 NFr2=5000 N，FA

23、=2000 NFA=2000 N，n=1500 r/min n=1500 r/min ，中等冲击，温度，中等冲击，温度100C100C以下，寿命以下，寿命 Lh=5000hLh=5000h，验算是否适用？，验算是否适用？FAFr2FS2F S1Fr1 C10601/6= htjLnfPC解：解： e=0.35 Y=1.7 C=152kNe=0.35 Y=1.7 C=152kNFS2+ FA=1470+2000=3470 FS1 FS1=Fr1/2Y=1176 NFS2=Fr2/2Y=1470 NFa2 = FS2=1470 N轴承轴承1 1压紧轴承压紧轴承2 2放松）放松）Fa1 = FS2

24、+ FA = 3470 N12-12- 滚动轴承部件的结构设计滚动轴承部件的结构设计1.1.轴承的固定轴承的固定 一端固定、一端游动一端固定、一端游动（用于长轴，温升较高。）（用于长轴，温升较高。） 1 1两种支承固定方式两种支承固定方式两端固定两端固定用于短轴，温升不高。用于短轴，温升不高。每个滚动轴承固定一个方向每个滚动轴承固定一个方向2).2).内圈的轴向固定方法内圈的轴向固定方法轴肩固定轴肩固定压板固定压板固定圆螺母和止动垫圈固定圆螺母和止动垫圈固定3).3).外圈的轴向固定方法外圈的轴向固定方法轴承座上轴承座上的凸台固定的凸台固定轴承端盖轴承端盖 压紧固定压紧固定轴承盖和轴承座轴承盖和轴承座的凸肩固定的凸肩固定2.轴承游隙调整轴承间隙调整 改变轴承端盖处垫片组的厚度 利用圆螺母调整轴承间隙调整 利用螺钉和压板调整轴承间隙调整3.轴承预紧 对某些可调游隙式轴承，在安装时给予一定的轴向压紧力