机械设计基础课件第17章滚动轴承

1、第四篇第四篇 轴系零部件轴系零部件滑滑动动轴轴承承滚滚动动轴轴承承轴轴联联轴轴器、器、离离合合器器第十七章第十七章 滚动轴承滚动轴承17-1 概述17-2 滚动轴承的主要类型和代号17-3 滚动轴承的类型选择17-4 滚动轴承的工作情况17-5 滚动轴承尺寸的选择17-6 轴承装置的设计功用：功用：支承轴及轴上零件，保持轴的旋转精度，减少转轴与支承之间的摩擦和磨损。 轴承的功用及组成轴承的功用及组成分类：分类：根据支承处相对运动表面的摩擦性质，轴承分为滑动摩擦轴承和滚动摩擦轴承，分别简称为滑动轴承和滚动轴承。 、专门轴承厂批量生产专门轴承厂批量生产17-1 17-1 概述概述 滚动轴承是现代机

2、器中广泛应用的零件之一，滚动轴承是现代机器中广泛应用的零件之一，它是依靠主要元件间的它是依靠主要元件间的滚动接触滚动接触来支承转动零件的。来支承转动零件的。 设计人员的任务主要是熟悉设计人员的任务主要是熟悉标准、正确选用。标准、正确选用。滚动轴承的应用：滚动轴承的应用：滚动轴承在减速器中的应用滚动轴承在减速器中的应用滚动轴承在海上钻井平台上的应用滚动轴承在海上钻井平台上的应用 滚动轴承的类型和代号（认识轴承）滚动轴承的类型和代号（认识轴承） 滚动轴承的选用（包括类型选择、尺寸选择、滚动轴承的选用（包括类型选择、尺寸选择、承载能力验算）承载能力验算） 滚动轴承的装置设计（安装、调整、润滑、滚动轴

3、承的装置设计（安装、调整、润滑、密封密封学习本章的目的主要解决三个问题学习本章的目的主要解决三个问题一、构造一、构造外圈外圈保持架保持架内圈内圈滚动体滚动体gundti使滚动体等距离分布，使滚动体等距离分布，滚动体间的摩擦、磨损滚动体间的摩擦、磨损有时无有时无q组成 内圈内圈1、外圈、外圈2、滚动体、滚动体3和保持架和保持架4四个基本元件四个基本元件组组成。成。q关系 轴承的轴承的内圈内圈装在轴颈上装在轴颈上，外圈外圈装在轴承座孔或其它装在轴承座孔或其它零件的轴承孔内零件的轴承孔内。v轴承内、外圈上都开有轴承内、外圈上都开有凹槽滚道凹槽滚道，它，它起着降低起着降低接触应力及限制滚动体接触应力及

4、限制滚动体轴向移动的作用轴向移动的作用。：滑动：滑动滚动滚动滚动体滚动体滚子轴承滚子轴承：圆柱、圆锥、圆柱、圆锥、球面滚子、滚球面滚子、滚针针线接触线接触球轴承球轴承：球：球点接触点接触 滚动体是滚动轴承的核心元件，当滚动体是滚动轴承的核心元件，当内、外圈相对转动时，滚动体即在内、外圈滚内、外圈相对转动时，滚动体即在内、外圈滚道间滚动，它使相对运动表面间的滑动摩擦变道间滚动，它使相对运动表面间的滑动摩擦变为滚动摩擦。滚动体的形状、大小及数量直接为滚动摩擦。滚动体的形状、大小及数量直接影响轴承的承载能力。影响轴承的承载能力。q保持架的作用是的作用是把滚动体均匀地相互隔开，防止滚动体脱把滚动体均匀

5、地相互隔开，防止滚动体脱落，改善轴承内部载荷分配及引导滚动体运动落，改善轴承内部载荷分配及引导滚动体运动。保持架有。保持架有冲压的和实体的冲压的和实体的(如右图如右图)两种。冲压保持架一般用低碳钢板两种。冲压保持架一般用低碳钢板冲压后铆接或焊接而成，它与滚动体间有较大间隙。实体冲压后铆接或焊接而成，它与滚动体间有较大间隙。实体保持架常用铜合金、铝合金或工程塑料经切削加工而成，保持架常用铜合金、铝合金或工程塑料经切削加工而成，它具有良好的定心作用，适用于高速轴承。它具有良好的定心作用，适用于高速轴承。q滚动轴承的性能和可靠性在很大程度上滚动轴承的性能和可靠性在很大程度上取决于内、外圈及滚动体的材

6、料，它要取决于内、外圈及滚动体的材料，它要求具有高的接触疲劳强度，良好的耐磨求具有高的接触疲劳强度，良好的耐磨及耐腐蚀性及耐腐蚀性。一般用含铬合金钢制造，。一般用含铬合金钢制造，经热处理后硬度可达经热处理后硬度可达6165HRC，工作，工作表面须经磨削和抛光。表面须经磨削和抛光。 滚动轴承的类型滚动轴承的类型 按照滚动轴承所能承受的主要负荷方向滚动轴承所能承受的主要负荷方向，又可分为：向心轴承：向心轴承：主要承受径向载荷推力轴承：推力轴承：承受轴向载荷向心推力轴承：向心推力轴承：能同时承受径向载荷和轴向载荷根据滚动体的形状滚动体的形状，滚动轴承分为： 球 轴承 承载能力低，极限转速高 滚子轴承

7、承载能力高，极限转速低 二、二、滚动轴承的结构特点滚动轴承的结构特点 把把滚滚动动体体均均匀匀隔隔开开: :保保持持架架装装在在内内外外圈圈之之间间: :滚滚动动体体装装在在轴轴承承座座孔孔内内: :外外圈圈装装在在轴轴上上: :内内圈圈1 1、结结构构 高高速速时时噪噪声声大大承承受受冲冲击击载载荷荷的的能能力力低低安安装装维维护护方方便便功功率率损损失失小小摩摩擦擦小小, ,2 2、特特点点二、材料二、材料三、与滑动轴承比较三、与滑动轴承比较优点优点： 摩擦阻尼小，启动灵活摩擦阻尼小，启动灵活 可同时承受径向和轴向载荷，简化了支承结构；可同时承受径向和轴向载荷，简化了支承结构； 径向间隙小

8、，还可用预紧方法消除间隙，因此回转精度高；径向间隙小，还可用预紧方法消除间隙，因此回转精度高； 互换性好，易于维护。互换性好，易于维护。 不需有色金属，标准件，成本低。不需有色金属，标准件，成本低。缺点：缺点：抗冲击能力较差；抗冲击能力较差；高速时噪声大，寿命较低；高速时噪声大，寿命较低；径向尺寸大径向尺寸大; ;有的场合无法使用有的场合无法使用1 1、按可承受的外载荷分类：、按可承受的外载荷分类：向心轴承：向心轴承：主要用来承受径向载荷主要用来承受径向载荷推力轴承：推力轴承：只能承受轴向载荷只能承受轴向载荷向心推力轴承：向心推力轴承：能同时承受径向载荷和轴向载荷能同时承受径向载荷和轴向载荷一

9、、滚动轴承的主要类型、性能与特点一、滚动轴承的主要类型、性能与特点17-217-2、滚动轴承的主要类型及代号、滚动轴承的主要类型及代号径向平面径向平面接触点法线接触点法线径向支反力径向支反力R RN N支点总反力支点总反力S S轴向支反力轴向支反力接触角接触角载荷角载荷角2.2.载荷角载荷角：总载荷：总载荷N N与径向平面的夹角与径向平面的夹角1.1.接触角接触角：滚动体与外圈轨道接触点的法线：滚动体与外圈轨道接触点的法线 与轴承径向平面的夹角与轴承径向平面的夹角滚动体与套圈接滚动体与套圈接触处的法线与轴触处的法线与轴承的径向平面之承的径向平面之间的夹角间的夹角 ，称，称为为公称接触角公称接触

10、角。向心轴承：向心轴承： 045 主要承受径向载荷主要承受径向载荷径向接触轴承径向接触轴承0 的向心轴承；的向心轴承；向心角接触轴承向心角接触轴承 045的向心轴承；的向心轴承；径径向向接接触触轴轴承承向向心心角角接接触触轴轴承承推力轴承：推力轴承： 45 90 ，主要承受轴向载荷；，主要承受轴向载荷；轴向接触轴承轴向接触轴承90的推力轴承的推力轴承推力角接触轴承推力角接触轴承 45 只有一个滚动体受载时只有一个滚动体受载时派生的轴向力派生的轴向力 tgFrtgQiFsiFsnini11FrFstgtgFrFatgFrFa轴向力轴向力 单个滚动体受载产生的内部轴向力单个滚动体受载产生的内部轴向

11、力多个滚动体受载的条件多个滚动体受载的条件 结论：结论： 1）角接触轴承及圆锥滚子轴承必须在）角接触轴承及圆锥滚子轴承必须在Fr和和Fa的的联合作用下工作，或成对使用对称安装。联合作用下工作，或成对使用对称安装。2）为使更多的滚动体受载应使）为使更多的滚动体受载应使 tgFrFa3）Fr不变时，不变时，Fa由最小值（一个滚动体受载）逐由最小值（一个滚动体受载）逐渐增大（即载荷角增大），则受载滚动体数渐增大（即载荷角增大），则受载滚动体数tgtg25. 1当时当时 ，下半圈滚动体受载，下半圈滚动体受载4）实际工作时，至少达到下半圈滚动体受载，）实际工作时，至少达到下半圈滚动体受载，安装安装3和和

12、7类轴承不能有较大的轴向窜动量。类轴承不能有较大的轴向窜动量。 tgtg25. 1滚动体滚动体转动套圈转动套圈在承载区，载荷从零逐渐增大到最大，在承载区，载荷从零逐渐增大到最大， 再逐渐减少到零。再逐渐减少到零。二、轴承工作时轴承元件上的载荷及应力的变化二、轴承工作时轴承元件上的载荷及应力的变化固定套圈：固定套圈：滚动体滚过便受力，大小不变滚动体滚过便受力，大小不变稳定的脉动稳定的脉动循环载荷。循环载荷。根据受力分析可见，滚动轴承的各个元件所受根据受力分析可见，滚动轴承的各个元件所受载荷为循环变载荷，其表面接触应力为循环变应力。载荷为循环变载荷，其表面接触应力为循环变应力。F0，Ht tF0，

13、H三、滚动轴承的失效形式三、滚动轴承的失效形式外圈过大塑变内圈滚道磨损滚动体点蚀内圈滚道点蚀在安装、润滑和维护良好的条件下，轴承元件在在安装、润滑和维护良好的条件下，轴承元件在维护不当、润滑维护不当、润滑 不良、密封不严、不良、密封不严、多尘条件多尘条件 接触疲劳接触疲劳静强度校核。静强度校核。重点、难点重点、难点四、计算准则：四、计算准则：一般工作条件下的滚动轴承：一般工作条件下的滚动轴承：min10rn 摆动、摆动、n n很低轴承很低轴承( (）：）：高速轴承：高速轴承：maxlimnn类型选择类型选择1 1选择轴承的类型和直径系列选择轴承的类型和直径系列按轴径确定轴承内径按轴径确定轴承内

14、径滚动轴承选择的一般过程：滚动轴承选择的一般过程：对没有严格要求的轴承对没有严格要求的轴承可不进行承载能力验算可不进行承载能力验算ENDEND进行承载能力验算进行承载能力验算合格合格不合格不合格对有较严格要求的轴承对有较严格要求的轴承 承载能力：球轴承滚子轴承承载能力：球轴承滚子轴承耐冲击：耐冲击： 球轴承滚子轴承球轴承滚子轴承时选时选时选时选同时同时F Fa a、F Fr r：或或；F Fr r大、大、F Fa a小：小：；F Fa a大、大、 F Fr r 小：小：推力角接触轴承推力角接触轴承；选择方法：选择方法：经验法并考虑下列因素：工作载荷、转速、支承经验法并考虑下列因素：工作载荷、转

15、速、支承刚性、安装精度刚性、安装精度 轴刚度差、挠曲变形大、轴刚度差、挠曲变形大、座孔不平行、不同轴、座孔不平行、不同轴、 。长轴（刚度低）或多支点，要求轴承具有调心性长轴（刚度低）或多支点，要求轴承具有调心性调心轴承调心轴承n nlimlim一定载荷和润滑条件下允许的最高转速一定载荷和润滑条件下允许的最高转速 n nlimlim： 球轴承滚子轴承球轴承滚子轴承 轻载、高速、精度要求高的场合轻载、高速、精度要求高的场合 重载或有冲击场合重载或有冲击场合 2.2.尺寸选择尺寸选择选择型号：内径、外径、宽度系列选择型号：内径、外径、宽度系列 选定类型、初定型号、验算寿命选定类型、初定型号、验算寿命

16、滚针轴承滚针轴承带内锥孔与紧带内锥孔与紧定套轴承定套轴承圆锥滚子圆锥滚子轴承轴承10090 80 70 60 50 40 30 20 10 0151020未失效轴承数量 %轴承的寿命/（106r）一、轴承的基本额定寿命一、轴承的基本额定寿命1 1、轴承寿命：、轴承寿命：轴承的寿命是指单个轴承中一个套圈或滚动体轴承的寿命是指单个轴承中一个套圈或滚动体首次出现疲劳扩展之前，一套圈相对于另一套圈的首次出现疲劳扩展之前，一套圈相对于另一套圈的转数转数。一批相同轴承：各轴承寿命一批相同轴承：各轴承寿命、寿命相差数十倍。、寿命相差数十倍。如何确如何确定轴承定轴承的寿命的寿命呢？呢？17-5 17-5 滚动

17、轴承尺寸的选择滚动轴承尺寸的选择2、轴承的基本额定寿命：、轴承的基本额定寿命：一批相同轴承在同样工作条件下运转，其中一批相同轴承在同样工作条件下运转，其中10%10%轴承轴承发生点蚀破坏，发生点蚀破坏，而而90%90%的轴承不发生点蚀破坏的轴承不发生点蚀破坏前运转前运转的总转数（的总转数（L L1010）或工作的小时数（）或工作的小时数（L Lh h）。可靠度可靠度R=90%R=90%10完好完好 (1(1）基本额定寿命为轴承设计寿命）基本额定寿命为轴承设计寿命 (2(2）基本额定寿命与载荷有关）基本额定寿命与载荷有关完好完好3 3、轴承的预期寿命、轴承的预期寿命L Lh h： 设计机器时所要

18、求的轴承寿命，可参照机器的大设计机器时所要求的轴承寿命，可参照机器的大修期限取定。表修期限取定。表17-317-3基本额定动载荷基本额定动载荷C时，轴承所能承受的载荷。时，轴承所能承受的载荷。即：在即：在C C作用下，轴承工作作用下，轴承工作10106 6r r而不点蚀失效（而不点蚀失效（R=90%R=90%）。）。CrCr：基本额定动载荷基本额定动载荷对向心轴承（对向心轴承（N N，NA)NA)：CrCr纯径向载荷纯径向载荷对角接触轴承（对角接触轴承（3 3、7 7）：）：CrCr载荷的径向分量载荷的径向分量CaCa：基本额定动载荷：基本额定动载荷：5 5类类 CaCa纯轴向载荷纯轴向载荷C

19、 CC C由试验得出，同类不同型号轴承，由试验得出，同类不同型号轴承，C C不不同。（查手册）同。（查手册）轴承的基本额定动载荷是反映轴承承载轴承的基本额定动载荷是反映轴承承载能力的一项性能参数能力的一项性能参数 CC 轴承抗疲劳承载能力轴承抗疲劳承载能力设计时需满足：一定工况下的设计时需满足：一定工况下的CP 时，时，rL61010三、滚动轴承寿命的计算三、滚动轴承寿命的计算CP 时，时，?10L1 1、已知轴承型号和所受载荷已知轴承型号和所受载荷P P，计算轴承的基本计算轴承的基本额定寿命？额定寿命？2 2、已知载荷已知载荷P P 和要求轴承应达到的预期计算寿和要求轴承应达到的预期计算寿命

20、命 时，需选用具有多大的基本额定动载荷的时，需选用具有多大的基本额定动载荷的轴承（即：轴承（即：选择什么型号尺寸的轴承？）选择什么型号尺寸的轴承？）hLP PL L1010曲线曲线 rPCL61010工程中常用工程中常用小时数小时数表示寿命：表示寿命：61060hCLnPn n轴承转速轴承转速r/minr/min=常数常数 10LP，P=C )10( 1610rL110CLP610() h60thf CLnP（ ）q作了上述修正后，寿命计算式可写为作了上述修正后，寿命计算式可写为 当工作温度较高时，当工作温度较高时，C C 值会下降，用温度系数值会下降，用温度系数 f ft t 修正修正, ,

21、ttCf C610 10tf CLrP66 01 0htPnCLf预期寿命预期寿命所需基本额定动载所需基本额定动载荷荷10CLP61060thf CLnP当量动载荷当量动载荷N基本额定动载荷基本额定动载荷N，查手册，查手册166010htnLPCf 预期寿命预期寿命注意国标号！注意国标号！所需额定动载荷所需额定动载荷基本额定寿命（基本额定寿命（h）基本额定寿命（基本额定寿命（106r）2 2、已知、已知 n n, ,hLP，66010htPnCLf查手册，选型号，使查手册，选型号，使CC用于选型用于选型用于校核寿命用于校核寿命hhLL1 1、已知轴承型号、所受载荷、已知轴承型号、所受载荷P P

22、和预期使用寿命和预期使用寿命L Lh h，hL回顾两类问题回顾两类问题计算寿命？选轴承？计算寿命？选轴承？610() 60thf CLnP两类问题基本解决！两类问题基本解决！ 但实际工作时，轴承可能同时受但实际工作时，轴承可能同时受F Fa a、F Fr r，很显然，很显然，单向载荷与双向载荷作用下，轴承的寿命是不一样的。单向载荷与双向载荷作用下，轴承的寿命是不一样的。的假想载荷的假想载荷10CLP为了与为了与C C在相同条件下比较在相同条件下比较转化转化F Fa aF Fr r是在单向载荷（径向是在单向载荷（径向F Fr r或轴向或轴向F Fa a ）试验）试验条件下得出的。条件下得出的。a

23、rFYFXPX径向动载系数，径向动载系数，Fr对寿命影响效应的大小；对寿命影响效应的大小；Y轴向动载系数轴向动载系数, , Fa对寿命影响效应的大小；对寿命影响效应的大小；式中：式中：1 1、计算公式：、计算公式：X，Y值值查表查表17-817-8计及附加载荷如冲击力等的影响，计及附加载荷如冲击力等的影响，P P的公式为：的公式为：()praPfXFYF四、滚动轴承的当量动载荷四、滚动轴承的当量动载荷P P载荷系数（表载荷系数（表17-917-9）向心轴承（向心轴承（N,NAN,NA类）：类）： P=FP=Fr r；推力轴承推力轴承(5(5类类) )：P=FP=Fa a()praPfXFYF3

24、 3、7 7类轴承的类轴承的P P？F Fr rF Fa aF Fr rF Fa a7 7 类类F Fr rF Fa a3 3、7 7类轴承类轴承F1F2F2F3F3F Fr rFs内部轴向力，内部轴向力，是由于结构原因而产生是由于结构原因而产生的内部轴向力。的内部轴向力。五、角接触轴承和圆锥滚子轴承的载荷计算五、角接触轴承和圆锥滚子轴承的载荷计算 1 1、内部轴向力、内部轴向力F Fs s 内部轴向力大小方向 NidirdFFFF NidiFF径向分力：轴向分力：方向方向：由轴承由轴承使使内外圈有分离趋势内外圈有分离趋势大小：大小：查表查表， F Fs s 使内外圈有分离趋势，为使轴受力合理

25、使内外圈有分离趋势，为使轴受力合理 F Fs1s1与与F Fs2s2方向应相反方向应相反, , 3 3、7 7类轴承成对使用，对称安装类轴承成对使用，对称安装两种安装方式两种安装方式反反正正两外圈宽边相对两外圈宽边相对, , Fs 相背相背两外圈窄边相对两外圈窄边相对, F, Fs s 相对相对F Fs1s1F Fs2s2F Fs2s2F Fs1s1 F Fs1s1F Fs2s2F Fs1s1F Fs2s2= =F Fs s(2)(2)简化画法简化画法3 3类：类：F Fs sF Fs1s1F Fs2s2F Fs1s1F Fs2s2F Fs s= =7 7类：类：F Fs s1 1、载荷分析、

26、载荷分析Fs1Fs2FaeFre轴上有外载荷：轴上有外载荷：F Frere和和F Faeae F FrereF Fr2r2F Fr1r1F Fr1r1、 F Fr1r1F Fs1s1、F Fs2s2Fr1Fr2 3 3、轴承的轴向载荷、轴承的轴向载荷 Fa的计算的计算 各个轴承的轴向载荷各个轴承的轴向载荷 F Fa a ？（注：将轴承内圈与轴视为一体）（注：将轴承内圈与轴视为一体）F Fs1s1F Fs2s2F Faeaeq轴上外载荷轴上外载荷F Faeae 各轴承的内部轴向力各轴承的内部轴向力F Fs s应根据轴系受力情况和平衡条件作具体分析应根据轴系受力情况和平衡条件作具体分析! !12a

27、aedFFF22adFF合力合力左，轴有左移趋势左，轴有左移趋势阻止轴左移，阻止轴左移，若若21aeddFFF压紧压紧放松放松F Fs1s1F Fs2s2F Faeae左移趋势左移趋势21adaeFFF11adFF合力合力右：轴有右移趋势右：轴有右移趋势阻止轴右移，阻止轴右移，轴承轴承2 2外圈固定外圈固定，故，故2 2被被 “ “压紧压紧”轴承轴承1 “1 “放松放松”21aeddFFF 若若放松放松压紧压紧F Fs1s1F Fs2s2F Faeae右移趋势右移趋势FaeFre1 1）直齿圆柱齿轮轴：）直齿圆柱齿轮轴：3 3）蜗杆轴：）蜗杆轴：分别承受分别承受FaFa、FrFr4 4）滑轮轴

28、：）滑轮轴：4 4类：双列深沟球轴承类：双列深沟球轴承（轴较长）轴较长）2 2）斜齿轮、锥齿轮、蜗轮轴：）斜齿轮、锥齿轮、蜗轮轴： 根据根据F Fs s1 1、F Fs s2 2和和F Faeae，判明，判明轴向合力指向轴向合力指向及及轴可能轴可能 移动的方向；移动的方向；从而判定被从而判定被“压紧压紧”轴承轴承和被和被“放松放松”轴承轴承；“放松放松”轴承：轴承： 本身的本身的F Fs s ；“压紧压紧”轴承：轴承： 除去本身除去本身F Fs s 外，其它各轴外，其它各轴向力的代数和。向力的代数和。 3 3类和类和7 7类轴承所受轴向力类轴承所受轴向力FaFa的计算方法归纳的计算方法归纳 根

29、据安装方式判明根据安装方式判明F Fs s1 1、F Fs s2 2 的方向的方向；失效形式失效形式基本额定寿命基本额定寿命基本额定动载荷基本额定动载荷回顾：我们本节学了些什么？回顾：我们本节学了些什么？还记得我们要解决的两类基本还记得我们要解决的两类基本问题吗？问题吗？ 举例！举例！关键词：关键词： PCL10寿命计算公式寿命计算公式L L1010内部轴向力内部轴向力F Fs s径向力径向力Fr Fr 、轴向力、轴向力FaFa计算计算()praPfXFYF3 3、7 7类等类等径向、轴向动载系数径向、轴向动载系数当量动载荷当量动载荷P P1 1、求支反力（力平衡、力矩平衡）、求支反力（力平衡

30、、力矩平衡）F Fr1r1、F Fr2r2；2 2、求内部轴向力、求内部轴向力F Fs1s1、F Fs2s23 3、根据轴承安装方式及合力的指向判定、根据轴承安装方式及合力的指向判定“压压紧紧”、“放松放松”端，求出端，求出F Fa1a1、F Fa2a2；4 4、根据、根据11arFeF？：是？：是 X X、Y Y查表，否查表，否 X=1 X=1、Y=0Y=022arFeF？：是？：是 X X、Y Y查表，否查表，否 X=1 X=1、Y=0Y=0111()PraPfXFYF222()PraPfXFYF，取取),max(21PPP 设计选型式：设计选型式：66010htPnCLCf5 5、寿命校

31、核式：、寿命校核式：61060thhf CLLnP滚动轴承的静载荷滚动轴承的静载荷对向心轴承为对向心轴承为 C0r 径向基本额定静载荷径向基本额定静载荷对推力轴承为对推力轴承为 C0a 轴向基本额定静载荷轴向基本额定静载荷按静载能力选择轴承：按静载能力选择轴承： ：S0 静强度安全系数，静强度安全系数， 见表见表17-817-8P0 当量静载荷当量静载荷径向载荷径向载荷系数系数轴向载荷轴向载荷系数系数X0、Y0查轴承手册查轴承手册 对于工作于静止状态、缓慢摆动和低速转动的轴承，对于工作于静止状态、缓慢摆动和低速转动的轴承，主要是防止滚动体与滚道主要是防止滚动体与滚道接触处产生过大的塑性变形。接

32、触处产生过大的塑性变形。基本额定静载荷基本额定静载荷 C C0 0 ：限制塑性变形的极限载荷值限制塑性变形的极限载荷值 轴承不是单一的个体，它是用来支承轴的，轴承不是单一的个体，它是用来支承轴的，而轴又要带动轴上零件工作。所以轴承的设计一定而轴又要带动轴上零件工作。所以轴承的设计一定包含包含合理设计轴承装置。合理设计轴承装置。17-6 17-6 轴承装置的设计轴承装置的设计设计要求设计要求： 固定可靠、运转灵活、保证精度、调整方便。固定可靠、运转灵活、保证精度、调整方便。轴承装置轴承装置设计内容设计内容: : 轴承的定位和紧固轴承的定位和紧固轴承的配置设计轴承的配置设计轴承位置的调节轴承位置的

33、调节轴承的润滑与密封轴承的润滑与密封轴承的配合轴承的配合轴承的装拆轴承的装拆支承的刚度和同心度支承的刚度和同心度1 1、保证同心度要求、保证同心度要求安装轴承的两个轴承座安装轴承的两个轴承座孔一次加工而成。孔一次加工而成。2 2、保证支承刚度要求、保证支承刚度要求1）增加轴承座孔的壁厚；）增加轴承座孔的壁厚；2）减小轴承支点相对于箱）减小轴承支点相对于箱体孔壁的悬臂。体孔壁的悬臂。3）采用加强筋加强支承部）采用加强筋加强支承部位的刚性。位的刚性。4）采用整体式轴承座孔。）采用整体式轴承座孔。 。加强筋加强筋内圈的紧固方法：内圈的紧固方法： 弹性挡圈固定弹性挡圈固定圆螺母与止圆螺母与止动垫圈固定

34、动垫圈固定轴端挡圈固定轴端挡圈固定紧定衬套、圆螺紧定衬套、圆螺母、止动垫圈与母、止动垫圈与锥孔内圈固定。锥孔内圈固定。外圈的紧固方法：外圈的紧固方法： 端端盖盖固固定定孔孔用用挡挡圈圈轴承外圈止动槽轴承外圈止动槽螺纹环紧固螺纹环紧固 合合理理的的轴轴承承配配置置确保轴在机器中有正确的位置确保轴在机器中有正确的位置防止轴的轴向窜动防止轴的轴向窜动防止轴受热膨胀后不致将轴承卡死防止轴受热膨胀后不致将轴承卡死1 1、一个轴系应采用几个轴承支承？、一个轴系应采用几个轴承支承？2 2、如何支承？、如何支承？3 3、轴承如何配置？、轴承如何配置？常用轴承组的配置常用轴承组的配置一个支点双向固定、另一端游动

35、。一个支点双向固定、另一端游动。两端均游动两端均游动 双支点各单向固定双支点各单向固定 方案方案1、采用向心推力轴承、采用向心推力轴承(反装）反装）常采用常采用两个反装两个反装的角接触球轴承的角接触球轴承或或圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承，两个轴承各限制两个轴承各限制一个方向的轴向一个方向的轴向移动移动，（外圈都（外圈都在单方向轴向固在单方向轴向固定）。定）。其轴向间隙可在轴承内部调整，其轴向间隙可在轴承内部调整，箱体内侧箱体内侧箱体箱体外侧外侧调整垫片调整垫片（一组）（一组）调整垫片调整垫片（一组）（一组）2、采用向心推力轴承（正装）、采用向心推力轴承（正装）c=0.20.4箱体内侧箱体内侧箱体

36、外侧箱体外侧方案方案2、采用深沟球轴承、采用深沟球轴承考虑到轴的受热伸长，应留出热补偿间隙考虑到轴的受热伸长，应留出热补偿间隙 C C 。对于深沟球轴承：对于深沟球轴承：双支点各单向固定双支点各单向固定 由于轴向间隙的由于轴向间隙的存在，这种配置存在，这种配置不能作精确的轴不能作精确的轴向定位。由于轴向定位。由于轴向间隙不能过大，向间隙不能过大，因此因此只适合于工只适合于工作温升不高的短作温升不高的短轴（跨距轴（跨距 L L 400 mm400 mm）套杯套杯箱体内侧箱体内侧箱体外侧箱体外侧 一端支承的轴承，内、外圈双向固定，另一端支承的轴承可以轴向游动。一端支承的轴承，内、外圈双向固定，另一

37、端支承的轴承可以轴向游动。 双向固定端的轴承可承受双向轴向载荷，游动端的轴承端面与轴承盖之间留有较大的双向固定端的轴承可承受双向轴向载荷，游动端的轴承端面与轴承盖之间留有较大的间隙。以适应轴的伸缩量，间隙。以适应轴的伸缩量，这种支承结构这种支承结构适用于轴的温度变化大适用于轴的温度变化大和跨距较大的场合。和跨距较大的场合。固定端固定端游动端游动端套杯套杯箱体内侧箱体内侧箱体外侧箱体外侧固定端固定端游动端游动端固定支点固定支点F Fa a 不大不大 深沟球轴承（深沟球轴承（6 6）F Fa a 较大较大 一对一对3 3、7 7类轴承背靠背或面对面组类轴承背靠背或面对面组合合F Fa a 和和 F

38、 Fr r 均大均大 推力轴承与向心轴承组合推力轴承与向心轴承组合游动支点游动支点深沟球轴承（深沟球轴承（6 6） 内圈轴向需固定内圈轴向需固定N N、NANA类轴承内、外圈轴向均需固定，靠滚类轴承内、外圈轴向均需固定，靠滚子与外圈间游动来补偿受热伸长子与外圈间游动来补偿受热伸长当轴受热伸长时，游动支点随轴一起向外移动，避免轴承当轴受热伸长时，游动支点随轴一起向外移动，避免轴承受到附加载荷作用，防止轴承卡住。受到附加载荷作用，防止轴承卡住。固定支点的轴承外圈左右均固定，承担双向轴向力固定支点的轴承外圈左右均固定，承担双向轴向力。游动支点的轴承只承受径向力，不承受轴向力游动支点的轴承只承受径向力

39、，不承受轴向力。详细详细 对于人字齿轮轴，由于人字齿轮本身的相互限位作用，它们的轴承内对于人字齿轮轴，由于人字齿轮本身的相互限位作用，它们的轴承内外圈的轴向紧固应设计成只保证其中一根轴相对机座有固定的轴向位置，外圈的轴向紧固应设计成只保证其中一根轴相对机座有固定的轴向位置，而另一根轴上的两个轴承都必须是游动的，以防止齿轮卡死或人字齿的两而另一根轴上的两个轴承都必须是游动的，以防止齿轮卡死或人字齿的两侧受力不均匀。侧受力不均匀。1 1、轴承游隙的调整、轴承游隙的调整保证获得一定的热膨胀间隙。保证获得一定的热膨胀间隙。垫片调整垫片调整带螺纹零件带螺纹零件调调整整方方法法轴承游隙轴承游隙调整垫片调整

40、垫片螺纹零件螺纹零件2 2、轴承（轴系）调整、轴承（轴系）调整保证传动件有准确的工作位置保证传动件有准确的工作位置：要求两齿轮：要求两齿轮。：要求：要求。调整的方法：调整的方法：套杯套杯+ +调整垫片调整垫片锥顶点不重合！锥顶点不重合！锥顶点重合！锥顶点重合！确定圆锥齿轮的轴承安装在调整套杯中，套杯再安装在机座上。确定圆锥齿轮的轴承安装在调整套杯中，套杯再安装在机座上。通过垫片通过垫片1 1调整套筒与机座的相对位置，实现对锥齿轮轴轴向位调整套筒与机座的相对位置，实现对锥齿轮轴轴向位置的调整。通过垫片置的调整。通过垫片2 2调整轴承间隙。调整轴承间隙。轴向位置轴向位置调整垫片调整垫片轴承游隙轴承

41、游隙调整垫片调整垫片动画基孔制基孔制轴用轴用n6n6，m6m6，k6k6，js6js6等公差带。等公差带。基基轴制轴制孔用孔用J6J6，J7J7，H7H7，G7G7公差带。公差带。 b)b)外径、内径公外径、内径公差带分布特点。差带分布特点。 c)c)装配图的标注。装配图的标注。90 H740 k6转动套圈（内圈）的转速越高、载荷与振动越大、转动套圈（内圈）的转速越高、载荷与振动越大、工作温度变化大，尺寸大工作温度变化大，尺寸大选较紧的配合选较紧的配合（过盈配合（过盈配合, ,如轴公差用如轴公差用k6,m6k6,m6）不动套圈（外圈）、游动支承，或经常装拆轴不动套圈（外圈）、游动支承，或经常装

42、拆轴承承选较松的配合选较松的配合, ,座孔公差用座孔公差用H7,J7H7,J7或或G7G71 1、预紧的目的、预紧的目的 提高轴承的旋转精度，增加轴承装置的刚性，减小提高轴承的旋转精度，增加轴承装置的刚性，减小机器工作时轴的振动。机器工作时轴的振动。2 2、预紧的方法、预紧的方法 安装时用某种方法在轴承中产生并保持一轴向力，安装时用某种方法在轴承中产生并保持一轴向力，使滚动体和内、外圈接触处产生预变形，以消除轴承中使滚动体和内、外圈接触处产生预变形，以消除轴承中的游隙。的游隙。夹紧外圈（图夹紧外圈（图a a）弹簧预紧（图弹簧预紧（图b b）加长度不等的间隔套（图加长度不等的间隔套（图c c）磨

43、窄座圈并夹紧（图磨窄座圈并夹紧（图d d）装配套管装配套管拆卸器拆卸器手锤套管打手锤套管打入法；入法；压入法；压入法；温差法等。温差法等。手锤套管敲手锤套管敲击法；击法；轴承拆卸器轴承拆卸器拆卸法等。拆卸法等。2.2.装拆：温差法与压入法装拆装拆：温差法与压入法装拆（1 1）温差法：）温差法：加热轴承或冷却轴加热轴承或冷却轴（2 2）压入法装拆：）压入法装拆：专用工具，正确施压专用工具，正确施压要求：1）压力应直接加于配合较紧的套圈上2）不允许通过滚动体传递装拆力3）要均匀施加装拆力装拆滚动轴承时，要特别注意以下两点：装拆滚动轴承时，要特别注意以下两点：1)1)不允许通过滚动体来传力，以免使滚

44、道或滚动体造不允许通过滚动体来传力，以免使滚道或滚动体造 成损伤。成损伤。2)2)由于轴承的配合较紧，装拆时应使用专门的工具。由于轴承的配合较紧，装拆时应使用专门的工具。 错误的施力错误的施力正确的施力正确的施力错误错误 正确正确 轴承的定位轴肩和定位凸肩高度轴承的定位轴肩和定位凸肩高度过大，会导致轴承拆卸困难。其合理的高度尺寸过大，会导致轴承拆卸困难。其合理的高度尺寸d da a、D Da a可查轴承手册。可查轴承手册。daDa轴肩过高轴肩过高凸肩孔过小凸肩孔过小飞溅润滑飞溅润滑油雾润滑油雾润滑油浴润滑油浴润滑油面不能超过轴油面不能超过轴承最低滚动体的中心。承最低滚动体的中心。目的：目的：

45、方式：方式：高速高速 油润滑油润滑低速低速 脂润滑脂润滑高温、真空高温、真空 固体润滑固体润滑由由查表查表17-1017-10目的：目的：1. 1. 防止润滑剂从轴承中流失；防止润滑剂从轴承中流失； 2. 2. 防止灰尘、水分浸入。防止灰尘、水分浸入。分类分类：1 1）、）、 线速度较低时用线速度较低时用注意结构图注意结构图毡圈密封，脂润滑毡圈密封，脂润滑v v5m/s5m/s密封圈密封，油润滑密封圈密封，油润滑v v412m/s412m/s不受速度限制不受速度限制 转速不高时用接触式密封转速不高时用接触式密封 转速较高时用非接触式密封转速较高时用非接触式密封分析计算题分析计算题1有一个型号为

46、208的深沟球轴承，轴的转速为n(rpm)，当量动载荷C(N)为时寿命为1600小时。已知滚动轴承寿命计算公式L=(C/P)(106转)。试求： （1）将L(106转)转化为以小时Lh(小时)表示的寿命计算式； （2）当该轴承的转速n保持不变的条件下，当量动载荷P增加一倍(2P)时其寿命为多少小时？ （3）当转速不变时，欲将寿命增大一倍(32000h)，当量动载荷P变化为何值？例题例题2 一轴由一对一轴由一对7211AC的轴承支承，的轴承支承，Fr1=3300N, Fr2=1000N, FA=900N, 如图。试求两轴承的当量动载如图。试求两轴承的当量动载荷荷P。 (S=0.68Fr e=0.

47、68 X=0.41,Y=0.87)解：解：S=0.68Fr S1=0.68Fr1=0.68*3300N=2244N S2=0.68Fr2=0.68*1000N=680N S2+Fx=680+900=1580Ne P1=3300N P2= 0.41*1000+0.87*1344=1579N 滚动轴承例题分析滚动轴承例题分析 设根据工作条决定在轴的两端反装两个角接设根据工作条决定在轴的两端反装两个角接触球轴承。已知轴上齿轮受切向力触球轴承。已知轴上齿轮受切向力F Ft t=2200N=2200N，径向，径向力力F Fr r=900N=900N，轴向力，轴向力F Fa a=400 N=400 N，齿

48、轮分度圆直径，齿轮分度圆直径d=314 mmd=314 mm，齿轮转速，齿轮转速n=520 rpmn=520 rpm，运转中有中等，运转中有中等冲击载荷，轴承预期计算寿命冲击载荷，轴承预期计算寿命L Lh h=15000 h=15000 h。设初。设初选两个轴承型号均为选两个轴承型号均为7207C7207C，试验算轴承是否可达，试验算轴承是否可达到预期计算寿命的要求。到预期计算寿命的要求。解：解：1. 1. 求径向载荷求径向载荷320+2002/200=-1dFFFaereVrNFFFVrreVr62.674=12-teHrFF320+200200=1NFFFHrteHr85.1353=12-

49、3203202002002 21 1F Fr2Vr2VF Fr1Vr1VF Fr2Hr2HF Fr1Hr1HF FteteF FaeaeF FrereF FaeaeF FrereF FteteN38.225=5202/314400200900=-N15.846=2200520200=F Fs s= =eFeFr r21211+=HrVrrFFF求总径向载荷求总径向载荷 22222+=HrVrFFF2. 2. 求两轴承的计算轴向力求两轴承的计算轴向力F Fs1s1和和F Fs2s2 查表得查表得7207C7207C轴承的基本额定动载荷与轴承的基本额定动载荷与基本额定静载荷为基本额定静载荷为 C=

50、30500 N CC=30500 N C0 0=20000 N=20000 N对于对于70000C70000C型轴承，内部轴向力型轴承，内部轴向力 F Fs s=1.14=1.14F Fr rF Fs s=0.68=0.68F Fr rF Fs s= =eFeFr rF Fs s= =F Fr r(2Y)(2Y)70000B(70000B(a a =40 =40) )70000AC(70000AC(a a =25 =25) )70000C(70000C(a a=15=15) )角接触球轴承角接触球轴承圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承其中其中e e为判断系数，按下表为判断系数，按下表17-517-5选取

51、选取 2 21 1F FaeaeF FrereF FteteN65.875=15.846+38.225=22N62.1512=85.1353+62.674=22F Fd2d2F Fd1d1F Fs1s1=eF=eFr1 r1 F Fs2s2=eF=eFr2 r2 于是于是 F Fa1a1= F= Faeae +F +Fs2 s2 F Fa2a2= F= Fs2s2 =605.05 N =605.05 N F Fa1a1/C/C0 0= 1005.05/20000 =0.0503 = 1005.05/20000 =0.0503 F Fa2a2/C/C0 0= 605.05/20000 =0.0303 = 605.05/20000 =0.0303 内部轴向力内部轴向力: :=0.4=0.4875.65=350.26 N 875.65=350.26 N =0.4=0.41512.62=605.05 N 1512.62=605.05 N =400+605.05=1005.05 N =400+605.05=1005.05 N 重新查表选取判断系数重新查表选取判断系数e e 重新计算轴