第十二章轴承

1、第十二章第十二章 轴承轴承第一节第一节 滑动轴承的类型、结构与材料滑动轴承的类型、结构与材料第二节第二节 滑动轴承的维护与装配滑动轴承的维护与装配第三节第三节 滚动轴承的类型、代号及选择滚动轴承的类型、代号及选择第四节第四节 滚动轴承的计算滚动轴承的计算第五节第五节 滚动轴承的组合设计滚动轴承的组合设计第六节第六节 滚动轴承的维滚动轴承的维护护第七节第七节 滚动轴承的装配滚动轴承的装配n【知识目标】【知识目标】了解滑动轴承的结构的分类，掌握轴瓦的结构和常用材料。掌握滚动轴承的基本类型、结构、特点、和代号。明确滚动轴承的选择方法。了解滚动轴承的组合结构分析，掌握滚动轴承的润滑和密封方法，掌握轴承

2、装配和维护方法。n【能力目标【能力目标】会选择轴承，能对滚动轴承进行寿命计算方法，能正确装配和维护轴承。【观察与思考】【观察与思考】减速器的剖视图如图所示，请仔细观察其结构n思考图中哪个部件是轴承？n为什么轴不直接安装在机架孔中而用轴承隔开？n思考轴系在减速器中的位置是如何确定的？n如何选择轴承类型？ 根据轴承工作的摩擦性质分滚动轴承轴承的作用轴承的作用滑动轴承存在滑动摩擦，为减少摩擦、磨损，加润滑剂，具有工作平稳、噪音小、耐冲击能力和承载能力大等优点， 适用于高速、重载、高精度、结构需剖分、较大冲击的场合。 内有滚动体，运行时轴承内存在着滚动摩擦，摩擦、磨损较滑动轴承小，已标准化、系列化，有

3、专门厂家生产，供应充足，价格便宜，适用于一般速度、载荷的场合，应用十分广泛。1.1.支承轴及轴上转动的零件支承轴及轴上转动的零件2.2.保持一定的旋转精度保持一定的旋转精度3.3.减少摩擦和磨损减少摩擦和磨损第一节第一节 滑动轴承的类型、结构与材料滑动轴承的类型、结构与材料一、滑动轴承的类型和结构一、滑动轴承的类型和结构按润滑状态分按所承载方向不同分向心轴承推力轴承非液体摩擦滑动轴承液体摩擦滑动轴承润滑油膜将摩擦面完全隔开，轴颈和轴瓦表面不发生直接接触。轴颈和轴瓦表间润滑油膜很薄，无法将摩擦面完全隔开，局部金属接触，一般滑动轴承常用。只能承受径向载荷，轴承上的反作用力与轴的中心线垂直。只能承受

4、轴向载荷，轴承上的反作用力与轴的中心线方向一致。1.1.向心滑动轴承向心滑动轴承（1 1）整体式向心滑动轴承）整体式向心滑动轴承 装拆方便。(演示) 结构简单、成本低，装拆不便，间隙无法调整。整体式滑动轴承的结构 适用于低速、轻载的间歇工作场合，无法用于曲轴。（2）剖分式滑动轴承）剖分式滑动轴承 结构复杂，磨损后可调整间隙， 已标准化，有水平和45斜开两种。使用时应保证径向载荷的实际作用线与剖分面的垂直中心线夹角在35以内。 剖分斜滑动轴承 剖分式（3 3）调心式滑动轴承）调心式滑动轴承 其轴瓦外表面和轴承座孔均为球面，能自动适应轴或机架的变形，适合轴承宽度B与轴颈直径d之比大于1.5的场合。

5、2.2.推力滑动轴承推力滑动轴承 用于承受轴向载荷单环式：单环式：利用轴环的端面止推，结构简单，润滑方便，广泛用于低速轻载场合。按轴颈形状分为：实心式：实心式：结构简单，但 外缘因线速度大而 磨损大， 中心处线速度小而磨损很小 小，致使应力集中于中心 处，轴颈与 轴瓦间的压力分 布很不均匀。空心式：空心式：改善了受力状况， 且有利于润滑油由中心凹孔 处导入并储存，应用较广。 图示为一立式平面立式平面止推滑动轴承止推滑动轴承。径向轴瓦止推轴瓦多环式：多环式：特点同单环型，可承受较单环 更大的载荷，也可承受双向轴向载荷。 二、轴瓦的结构二、轴瓦的结构1.按构造分为整体式轴瓦和剖分式轴瓦。整体式轴瓦

6、整体式轴瓦：用于整体式滑动轴承。 剖分式轴瓦剖分式轴瓦：用于剖分式轴承。轴瓦：轴承中直接与轴颈接触的重要零件 2.按材料分为单金属轴瓦双金属轴瓦：以钢、铸铁或青铜做瓦背，在瓦背的内表面上浇注一层减磨材料（如轴承合金等），其厚度一般为0.56mm，此层材料称为轴承衬 为使轴承衬牢固地粘附在瓦背上，应在瓦背上预制燕尾形沟槽 3.3.油孔、油沟油孔、油沟油孔：油孔：供应润滑油。油沟：油沟：输送和分布润滑油。开油孔、油沟时应注意：开油孔、油沟时应注意：（2）油沟的轴向长度约为轴瓦长度的80%，即。（1）， 以免降低承载能力；滑动轴承材料轴瓦和轴承衬材料主要失效：磨损，其次强度不足引起的疲劳破坏等。1.

7、1.对材料的要求对材料的要求（1）良好耐磨性、减摩性及磨合性（跑合性）（2）足够的强度、塑性、嵌藏性、顺应性（3）耐腐蚀性（4）导热性好、线膨胀系数小（5）工艺性好（6）经济性三、滑动轴承的材料三、滑动轴承的材料2.2.常用材料常用材料金属材料金属材料非金属材料非金属材料粉末冶金粉末冶金材料材料用不同的金属粉末经高压烧结而成的多孔性结构材料。这种轴承的孔隙中能吸贮大量润滑油，故又称之为含油轴承。塑料、橡胶、尼龙、硬木、石墨 轴承合金轴承合金：主要成分为铜、锡、锑、铅，以锡或铅作为基体的轴承合金，又称之为巴氏合金或白合金。其摩擦系数小，抗胶合能力强，塑性和跑合性能好。但价格高，且机械强度低，适合

8、作轴承衬的材料。青铜青铜：主要成分为铜与锡、铅或铝铜与锡、铅或铝组成的合金。跑合性差，熔点高，硬度高，机械强度和耐磨性、减摩性较好，价格低廉，应用广泛。 铸铁铸铁：铸铁中的石墨被磨落后可起到辅助润滑作用，且其耐磨性好，价格便宜，但质脆、跑合性差，可用于低速轻载和无冲击的场合。一、滑动轴承的润滑一、滑动轴承的润滑（1）润滑油：）润滑油：载荷大、温度高，选粘度大的油（2）润滑脂）润滑脂：用于润滑要求不高、难以经常供油的场合1.脂润滑脂润滑第二节第二节 滑动轴承的维护与装配滑动轴承的维护与装配润滑剂（1）润滑脂的选择 脂脂润润滑滑装装置置 油脂枪旋转杯盖 2.油润滑油润滑（1）润滑油的选择）润滑油的

9、选择 （2）油润滑方式及装置）油润滑方式及装置1）间歇式供油：用于低速、轻载和不重要的轴承 2）连续式供油 A）滴油润滑针阀油杯 油绳油杯用于载荷和速度较高，需供油量不大需连续供油的轴承 用于载荷、速度不大的场合 B）油环润滑 适用于轴颈转速范围为（60100）r/minn(15002000)r/min，转速太低油环不能把油带起，过高油会被甩掉 结构C）飞溅润滑 结构D）压力循环润滑 结构二、滑动轴承常见故障及维护二、滑动轴承常见故障及维护三、滑动轴承的修复方法三、滑动轴承的修复方法n（1）当轴套孔磨损时，一般用调换轴套并通过镗削、铰削或刮削的方法修复。也可用塑性变形法，即以减少轴套长度和缩小

10、内径的方法修复。n（2）没有轴套的轴承内孔磨损后，可用镶套法修复，即把轴承孔镗大，压入加工好的衬套，然后按轴颈修整，使之达到配合要求。1. 整体式向心滑动轴承整体式向心滑动轴承2.剖分向心滑动轴承剖分向心滑动轴承（1）换瓦 轴瓦严重烧损、瓦口烧损面积大、磨损深度大、用刮研与磨合不能挽救 瓦衬的轴承合金减薄到极限尺寸轴瓦发生碎裂或裂纹严重时；磨损严重，径向间隙过大而不能调整换瓦 （2）刮研）刮研 当轴承擦伤和严重胶合（烧瓦）时，将清洗后刮研轴瓦内表面，然后再与轴颈配合刮研，直到重新获得满意的接触精度为止（3）调整径向间隙）调整径向间隙 轴承因磨损而使径向间隙增大，从而出现漏油、振动、磨损加快等现

11、象时，经常用增减轴承瓦口之间的垫片重新调整径向间隙来改善上述缺陷。修复时若能撤去轴承瓦口之间的垫片，则应按轴颈尺寸进行刮配。如果轴承瓦口之间无调整垫片时，可在轴衬背面镀铜或垫上薄铜皮，但必须垫牢防止窜动。轴衬上合金层过薄时，可重新浇注抗磨合金或更换新轴衬后刮配 轴承随着运转时间的增加，磨损逐渐增大，形成轴颈下沉，接触角度增大，使润滑条件恶化，加快磨损。在径向间隙不必调整的情况下，可用刮刀开大瓦口，减小接触角度，缩小接触范围，增大油楔尺寸的办法来修复。有时这种修复与调整径向间隙同时进行，将会得到更好的修复效果 （4）缩小接触角度、增大油楔尺寸）缩小接触角度、增大油楔尺寸（5）补焊和堆焊）补焊和堆

12、焊 对磨损、刮伤、断裂或有其它缺陷的轴承，一般用气焊进行衬焊或堆焊修复轴瓦。对常用的巴氏合金轴承采用补焊 修复工艺修复工艺： 用扁錾、刮刀等工具对需要补焊的部位进行清理，做到表面无油污、残渣、杂质、并露出金属的光泽； 选择与轴承材质相同的材料作为焊条，用气焊对轴承补焊，焊层厚度一般为23mm，较深的缺陷可补焊多层； 补焊面积较大时，可将轴承底部浸入水中冷却，或间歇作业，留有冷却时间； 局部补焊可通过手工整修与刮研完成修复，较大面积的补焊可在机床上进行切削加工 （6）重新浇注轴承瓦衬）重新浇注轴承瓦衬 对于磨损严重而失效的滑动轴承，补焊或堆焊已不能满足要求，这时需要重新浇注轴承合金 熔掉 轴瓦上

13、的旧轴承合金检查和修正瓦背 清洗、除油、去污、除锈、干燥轴瓦 挂锡 预热瓦衬、熔化轴承合金浇注轴承合金 质量检查 主要工艺过程：主要工艺过程： （7）塑性变形法）塑性变形法 对于青铜轴套或轴瓦可采用塑性变形法进行修复 镦粗法：镦粗法：用金属模和芯棒定心，在上模上加压，使轴套内径减小，然后再加工其内径，适用于轴套的长度与直径之比小于2 的情况下压缩法：压缩法：将轴套装入模具中，在压力的作用下使轴套通过模具把其内、外径都减小，减小后的外径可用金属喷涂法恢复原来的尺寸，然后再加工到需要的尺寸校正法：校正法：将两个半轴瓦合在一起，固定后在压力机上加压成椭圆形，然后将半轴瓦的接合面各切去一定厚度，使轴瓦

14、的内外径均减小，外径可用金属喷涂法修复，最后加工到所要求的尺寸。 四、滑动轴承的装配四、滑动轴承的装配1. 整体式向心滑动轴承的装配整体式向心滑动轴承的装配（1）装配前的准备1）准备所需的量具和工具 2）检查轴套和轴承座的表面情况和配合过盈量是否符合要求，按轴颈将轴套刮研好，径向配合间隙（0.0010.002）d 3）按照图纸要求检查轴套油孔、油槽和油路，确认油路畅通（2）装配）装配1）装配时，轴套涂润滑油，可用压力机将轴套压入轴承座孔内或用大锤将轴套打入轴承座孔内。但在敲打时，必须使用软金属垫和用导向环或导向芯轴轴套的装配方法1-锤子；2-垫板；3-轴套；4-导向环；5-导向芯轴；8-轴承座

15、2）为了防止轴套转动或移动，可用紧固螺钉或定位销固定 3）轴套压入后，轴套内径可能会减小。因此在未装入轴颈之前测量轴套和轴颈的直径，通常选择离轴套两端部1012 mm处和中间的断面，按互相垂直的两个方向用内径千分尺进行测量，检查其圆度、圆柱度和间隙。如果轴套内径确有减小，可用铰刀或三角刮刀来修正，使之叨叨规定的配合间隙。2.剖分式向心滑动轴承的装配剖分式向心滑动轴承的装配（1）轴瓦与轴承体的装配 轴瓦与轴承盖和轴承座的接触面积不得小于40%50% ，着色要均布。否则，对厚壁轴瓦应以轴承座孔为基准，刮研轴瓦背部，同时应保证轴瓦台肩能紧靠轴承座孔的两端面，达到H7/f7配合要求，如果太紧，应刮轴瓦

16、；薄壁轴瓦的背面不能修刮，只能进行选配。为达到配合的紧固性，厚壁轴瓦或薄壁轴瓦的剖分面都要比轴承座的剖分面高出0.050.1mm轴瓦装入时，为了避免敲毛剖分面，可在剖分面上垫木板，用锤子轻轻敲入 （2）轴瓦的定位）轴瓦的定位用定位销来防止轴瓦在轴承座内作圆周方向转动用轴瓦上的凸肩来防止轴瓦在轴承座内作轴向移动 （3）轴瓦的粗刮）轴瓦的粗刮 用工艺轴进行研点，其直径要比主轴直径小0.030.05mm 。上、下轴瓦分别刮削。当轴瓦表面出现均匀研点时，粗刮结束 在上、下轴瓦剖分面间配以适当的调整垫片，装上主轴合研，进行精刮 精刮时，在每次装好轴承盖后，稍微紧一紧螺母，再用锤子在轴承盖的顶部均匀地敲击

17、几下，使轴瓦盖更好地定位，然后再紧固所有螺母。 紧固螺母时，要转动主轴，检查其松紧程度。主轴的松紧可以随着刮削的次数，用改变垫片尺寸的方法来调节。螺母紧固后，主轴能够轻松地转动且无间隙，研点达到要求，精刮即结束。（4） 轴瓦的精刮轴瓦的精刮刮研合格的轴瓦，配合表面接触要均匀，轴瓦的两端接触点要实，中部1/3长度上接触稍虚，且一般应满足如下要求 （5）清洗轴瓦将轴瓦清洗后重新装入）清洗轴瓦将轴瓦清洗后重新装入 第三节第三节 滚动轴承的类型、代号及选择滚动轴承的类型、代号及选择、专门轴承厂生产，只需选型和组合设计。一、滚动轴承的结构一、滚动轴承的结构核心元件，滑动滚动有时无装在轴颈上 装在机座或零

18、件的轴承孔内 多数情况下，外圈不转动，内圈与轴一起转动。使滚动体等距离分布，避免滚动体间的摩擦、磨损。点击图片演示滚动轴承的材料滚动轴承的材料内外圈、滚动体内外圈、滚动体：含铬的合金钢（滚动轴承钢）制造，如 GCr15、GCr15SiMn等。保持架保持架：软材料，低碳钢板、有色金属冲压后铆接或焊接。二、滚动轴承的类型及特性二、滚动轴承的类型及特性公称：外圈滚道与滚动体接触处的法线和垂直于轴承轴心线间夹角。1.按载荷方向、按载荷方向、 的不同分为的不同分为：（0 45，主要）（450=0）（45 90，主要轴向载荷）（ 90）（90452.按滚动体的形状分为： 球轴承：球轴承：滚子轴承：滚子轴承

19、：为点接触为线接触。承载能力：球轴承滚子轴承耐冲击： 球轴承滚子轴承极限转速：球轴承滚子轴承摩擦：球轴承滚子轴承 GB/T272-93规定，滚动轴承代号包括：后置代号 基本代号是轴承代号的基础，一般由数字或字母与数字组合来表示，最多五位。三、滚动轴承的代号三、滚动轴承的代号滚动轴承的代号一般印刻在轴承座圈的端面上。前置代号基本代号基本代号1.基本代号基本代号类型代号内径代号尺寸系列代号二 一直径系列代号 宽度系列代号 三 四 五（1）内径代号内径代号右起一二位数字，表示轴承的内径d尺寸。 a) d=10, 12, 15, 17mm 时 内径代号 00 01 02 03 b) d= 20480m

20、m 时，代号代号= d (mm) / 5 c) d500mm，d=22，28，32mm时 内径代号 = 内径尺寸(mm)但用“/”与直径系列代号分开， a)直径系列代号右起第三位，表示同一内径但不同外径的系列。 用数字7、8、9、0、1、2、3、4、5 表示。 外径增大外径增大 b)宽度系列代号右起第四位 ，表示同一内径但宽（高）度不 同的系列。 向心轴承：用数字8、0、1、2、3、4、5、6 表示。 宽度增大宽度增大 推力轴承： 用数字7、9、1、2表示 高度高度T增大增大 宽度系列代号为“0”时通常不标注。但对圆锥滚子轴承(3类)和调心滚子轴承(2类)不能省略“0”。（2）尺寸系列代号）尺

21、寸系列代号 为适应不同承载能力的要求，同一内径的滚动轴承轴承，采用不同滚动体，致使外径和宽度不同。（3 3）轴承类型代号）轴承类型代号右起第五位 6深沟球轴承3圆锥滚子轴承7角接触球轴承1调心球轴承N圆柱滚子轴承5推力球轴承2调心滚子轴承4双列深沟球轴承8 推力圆柱滚子轴承 2.前置代号 表示轴承的分部件，用字母表示。 L可分离轴承的可分离内圈或外圈；K滚子和保持架组件；KIW无座圈推力轴承等。3.后置代号轴承的结构、公差、游隙及材料的特殊要求等。（1）内部结构代号 C、AC、B角接触球轴承的接触角分别为15、25、40。（2）轴承的公差等级代号 公差分2、4、5 、6、6x、 0六个级别。以

22、/P2 、/P4、 /P5、 /P6(/P6x)为代号，0级不标注 。高级 低级 （3）游隙代号 游隙分为1、2、0、3、4、5共六组， 径向游隙依次增大 代号为 /C1、/C2、/C3、/C4、/C5，0组游隙不标注 。 当公差代号与游隙代号同时表示时，可简化标注，如 /P63表示轴承公差等级为6级，径向游隙为3组 6 2 1 2N 2 2 0 8宽度系列代号为0，直径系列代号为2 2表示轴承内径 8 5=40mm 深沟球轴承圆柱滚子轴承表示轴承内径 12 5=60mm 宽度、直径系列代号分别为2 23 3 3 1 5 /P6表示轴承内径 15 5=75mm 圆锥滚子轴承宽度、直径系列代号分

23、别为3 3公差等级为6级 举例：1.1.类型的选择类型的选择（1） 载荷条件（大小、方向、性质）同时Fa、Fr：或；Fr大、Fa小：；Fa大、 Fr 小：推力角接触轴承；四、滚动轴承的选择四、滚动轴承的选择 包括类型选择、精度选择和尺寸选择。 （2） 转速条件 转速高高，选球轴承球轴承，转速低低，选滚子轴承。滚子轴承。轴的刚性刚性较差差，轴承孔不同心调心轴承调心轴承 （3 3）调心性能）调心性能（4 4）安装、调整性能）安装、调整性能便于装拆和间隙调整内、外圈可分离的轴承；3、7两类轴承应成对使用，对称安装；旋转精度较高时较高的公差等级和较小的游隙。（5 5）经济性）经济性优先考虑用普通公差等

24、级的深沟球轴承。一般球轴承比滚子轴承便宜；同型号轴承，精度越高，价格越高；2尺寸选择尺寸选择：即确定内径代号和尺寸系列再验算中、小设备：直径系列初选0、1、2 宽度系列初选用0、1 （1）内径代号）内径代号：由轴结构设计确定轴颈直径d，代号=d/5。（2）尺寸系列选择）尺寸系列选择3精度选择精度选择一般机械传动宜选用普通级（0级）精度。（2）塑性变形：n10r/min的低速滚动轴承，静载荷、冲击作用 下，出现不均匀的塑性变形、凹坑。（3）磨损：多尘、密封不可靠、润滑不良（磨粒磨损）；高速运 转（胶合磨损）。 （1）疲劳点蚀：n10r/min的回转轴承上，各元件受接触应力。第四节第四节 滚动轴承

25、的计算滚动轴承的计算一、失效形式及计算准则一、失效形式及计算准则1.主要失效形式主要失效形式FrFr0Fs0F0Fr2Fr1Fr0FrFr1Fr2点蚀磨损2.2.计算准则计算准则（1）一般条件下的回转滚动轴承（n10r/min ）：接触疲劳（重点、难点）min10rn（2）摆动、转速很低的轴承( ）：静强度计算（3）高速轴承：寿命计算和验算极限转速。limmaxnn1.：单个轴承中任一元件出现疲劳点蚀前运转 的总转数或一定转速下的工作小时数。同型号轴承：、寿命相差数十倍。一批轴承：服从一定的概率分布规律。最低寿命：过于保守 采用。最长寿命：不安全计算时，若按二、动载荷计算二、动载荷计算2.：一

26、批相同轴承在同样工作条件下运转，其中 10%的轴承发生疲劳点蚀前运转的总转数，用L10（简写 为L）表示， 单位为106r。或当给定转速n时，可用Lh表 示（小时数）。可靠度R=90%：期望能达到或超过某一规定寿命的百分率。 LnLh60106 当轴承基本额定寿命为10转即L=1时，轴承能承受的最大载荷，用C表示。3.基本额定动载荷：基本额定动载荷：C由试验得出，查手册。即：在C作用下，轴承工作106r而不点蚀失效的R=90%。Cr：基本额定动载荷对向心轴承（6、N）：Cr纯径向载荷对角接触轴承（3、7）：Cr纯径向载荷Ca：基本额定动载荷，C5类 ： Ca纯轴向载荷4.4.当量动载荷当量动载

27、荷实际工作时，轴承可能同时受Fa、Fr将Fr、Fa转化为基本额定动载荷的载荷)(arpFYFXfPX，Fr对寿命影响效应的大小；Y， Fa对寿命影响效应的大小；将Fr、Fa折合为Cr或Ca为了与基本额定动载荷C在相同条件下比较转化式中：径向载荷系数X和轴向载荷系数 Y可查表Fr实际径向载荷（N）Fa实际轴向载荷（ N）fP 考虑振动、冲击等的影响而引入的载荷系数 ，见表12-10 5.5.滚动轴承的寿命计算滚动轴承的寿命计算寿命公式：寿命公式：轴承疲劳曲线的数学表达式（方程）为： LP=常数当L=1 （10r）时，P=C，故LP=1C=常数 考虑温度对基本额定动载荷的影响，引入温度修正系数fT

28、，则LP=1（fTC）PCfLT（106r） （小时）PCfnLTh60106或式中fT 温度系数，查表；P当量动载荷；C基本额定动载荷 基本额定寿命与承受的载荷有关，作用在轴承上的载荷越大，其寿命越短。 当已知轴承转速n、当量动载荷P和预期寿命Lh时，则待选轴承所需额定动载荷C为：CnLPffChTP61060轴承预期寿命Lh参考值 【例【例12-1】试计算【例11-12】螺旋输送机中一级圆柱齿轮减速器的从动轴上所选深沟球轴承6313的寿命 解解 ：【例11-12】已算出：FHA= FHB=568N，FVA= FVB=1560.5 N轴承A、B受力相同，只需计算其中一个轴承的寿命 轴承A所受

29、径向载荷为：16605 AHArAFFF（N）轴承A所受轴向载荷为FaA=0 N查表12-10 ：载荷系数fP=1.2故当量动载荷PA=fPFRa=1.21660=1992N查表12-12 得温度系数fT=1，取轴承寿命指数=3查机械设计手册（简称“手册”）得：该轴承的基本额定动载荷Cr=72.2kN，则轴承寿命为（小时）6366108 . 819927220019060106010 PCfnLTh轴承预期寿命Lh=830024=576000（小时）故轴承寿命大于预期寿命 5.5.角接触轴承的轴向载荷计算角接触轴承的轴向载荷计算角接触轴承承受纯径向载荷时，外圈对滚动体

30、产生法向反力Fn 。由于“”存在，法向反力Fn径向分力Fr轴向分力Fs：与Fr相平衡：由径向载荷在轴承内部产生的轴承的内部轴向力Fs。 e 判断系数； Y 轴向动载系数 。 ：由轴承。3类：类：= =Fs= =FsFsFs（1）角接触轴承的内部轴向力）角接触轴承的内部轴向力 Fs存在 3000030000型、型、7000070000型轴承成对型轴承成对使用使用，使Fs与Fs方向相反，使轴受力合理。FsFsFsFs正安装(面对面) 反安装(背靠背)（2）角接触轴承的安装方式）角接触轴承的安装方式适合于传动零件在两轴承之间的场合，一般机器中多采用正安装一般机器中多采用正安装适合于传动零件处于外伸端

31、的场合径向外载荷FR在轴承1、2上产生径向载荷Fr1Fr2（3 3）轴向力计算）轴向力计算 图示为一对正安轴承，轴上作用有径向外载荷FR和轴向外载荷FA。由前知：轴承上的径向载荷Fr1、Fr2内部轴向力Fs1、Fs2产生右端轴承 “压紧”左端轴承 “放松”ASsaFFWFF122（a）若21sAsFFF合力右：轴有右移趋势Fs1Fs2FA为阻止轴右移，右端盖将施加一平衡轴向力W顶住轴承2，使其保持平衡由平衡条件得：21sAsFFFW由此，紧端轴承2同时轴向承受派生力Fs2、平衡轴向力W，故其轴向力为s松端轴承1的内、外圈被放松，不承受外部轴向载荷，其上的轴向力仅为自身的内部派生力FS1，即11

32、saFF左端“压紧”右端“放松”AssaFFWFF21122saFF（b）21sASFFF合力左：轴有左移趋势Fs1Fs2FA阻止轴左移：1）根据轴承和 、指向，判定“”和“”。2）。3）。【例1】 图示为一斜齿轮轴，轴上装有一对型号为30310轴承。已知FA=4800N，Fr1=6000N，Fr2=3200N。试求：(1)作用于轴承上的总轴向力Fa1、Fa2；（2）求当量动载荷P1、P2；（3）若要求预期寿命Lh=12000h，转速n=1000r/min，载荷平稳，试校核该轴承。【解】1.计算轴承上的轴向力Fa1、Fa2(1) 求内部派生力FS1、FS2查表，可知30310轴承的内部轴向派生

33、力计算公式为YFFrS2查机械设计手册得：Y=1.7，e=0.3517657 . 126000211YFFrS N 方向指向右9417 . 123200222YFFrSN 方向指向左（2）判断“松端”、“紧端”因FS2与FA同向，故 FA+FS2=4800+941=5741NFS1故轴承1为“紧端”，轴承2为“松端”。（3）计算作用于轴承上的总轴向力）计算作用于轴承上的总轴向力紧端 Fa1= FA+FS2=5741N松端 Fa2=FS2=941N3.校核轴承查手册得30310轴承的基本额定动载荷Cr=130kN。查表：常温下工作的温度系数fT=1则该轴承所需基本额定动载荷C2.求当量动载荷P1

34、、P2 957. 06000574111raFFe，查机械设计手册得X1=0.4 Y1=1.7因294. 0320094122raFFe， 故 X2=1 Y2=0则 P1=fp（X1Fr1+Y1Fa1）=1.1（0.46000+1.75741）=13376（N） P2= fp（X2Fr2+Y2Fa2）=1.1（13200+0941）=3520N查表12-10得载荷系数fp=1.1 1.求支反力（力平衡、力矩平衡）Fr1、Fr2；2.求附加轴向力Fs1、Fs23.根据轴承安装方式及合力的指向判定“压紧”、“放松”端，求出Fa1、Fa2；4.根据eFFra11？：是 X、Y查表，否 X=1、Y=0

35、eFFra22？：是 X、Y查表，否 X=1、Y=0)(111arPYFXFfP)(222arPYFXFfP，取),max(21PPP 球轴承：=3滚子轴承：=10/3设计选择式：CnLPfChT6106015.校核式：（小时）PCfnLTh60106：无Fs，FA由承受， 即：， FAFR三、静载荷计算三、静载荷计算1.滚动轴承的基本额定静载荷 在承受载荷最大的滚动体与滚道接触中心处，引起的接触应力达到某一定值（调心球轴承为4600MPa，其它球轴承为4200MPa，所有滚子轴承为4000MPa）时的静载荷，用C0表示 向心轴承向心轴承:指径向额定静载荷，用C0r表示推力轴承推力轴承:指轴向

36、额定静载荷，用C0a表示2.当量静载荷 为一假想载荷，在其作用下，滚动体和滚道接触处的最大塑性变形与实际载荷作用下产生的变形相同 ，以P0表示P0=X0Fr+Y0Fa 式中：P0当量静载荷（N） Fr实际径向载荷（N） Fa实际轴向载荷（N） X0径向系数 Y0轴向系数若计算出的P0 Fr，则应取P0= Fr对只承受径向的轴承，P0= Fr对只承受轴向静载荷的轴承， P0=Fa 3.3.静载荷的计算静载荷的计算 静负荷计算公式为:000000SPCSCP或式中：S0许用安全系数（参见下表） C0轴承额定静载荷（可查相关手册） 轴系轴系：轴和轴上零件组成的结构。减速器轴的结构拆装。第五节第五节

37、滚动轴承的组合设计滚动轴承的组合设计 轴承的组合设计的轴承的组合设计的要求：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。 轴承的组合设计的内容：轴承的组合设计的内容： 正确合理考虑轴承安装、固定、调整、密封、润滑、轴系安装、固定、调整、密封、润滑、轴系刚度、精度刚度、精度问题。一、滚动轴承的轴向固定一、滚动轴承的轴向固定.内圈固定：内圈固定：轴肩、弹性挡圈、轴端压板、圆螺母与止动垫圈等。.外圈固定：外圈固定：利用端盖固定、弹性挡圈、套筒等轴肩与弹性挡圈轴肩与轴端压板轴肩与圆螺母轴承端盖作单向固定 轴承端盖和弹性挡圈作双向固定 机座孔内凸台和轴承端盖作双

38、向固定 轴肩作单向固定 轴承端盖与衬套档肩作双向固定 二二 、轴系的轴向固定、轴系的轴向固定在轴向载荷、附加轴向力作用下，滚动轴承轴系有“左移”、“右移”趋势，防止轴向窜动，三种固定结构：1.（双支点单向固定） 每个轴承内、外圈沿轴向只有一个方向受约束。组合后，限制轴双向移动，承受双向轴向力。深沟球轴承，可在轴承盖与轴承外圈端面间留出0.20.4mm热补偿间隙，以防止轴因受热伸长，使轴承游隙减小甚至造成卡死。间隙量可用调整轴承盖与机座端面间的垫片厚度来控制。 调整垫片向心角接触轴承，补偿间隙留在轴承内部，轴承盖与轴承外圈端面间的间隙在图中则不应画出。 两端单向固定用于mml400t不高不大的轴

39、。2.、（单支点双向固定）： ：N类：滚子与外圈间游动，内、外圈都作双向固定。6类：外圈与座间游动，应在轴承外圈与端盖间留38mm的较大间隙。固定支点游动支点游动支点用于mml400t较高大的轴6类N类3.与其相啮合的齿轮轴系：两端单向固定（保证两轴都得到轴向定位）用于需左、右双向游动的轴，如人字齿轮的小齿轮轴。三、轴承组合的调整三、轴承组合的调整1.的调整包括的调整（2）利用调整螺钉压紧或放松压盖进行调整。（1）用增减轴承盖与机座间垫片厚度进行调整。类类L1b2.的调整：要求两齿轮。：要求。轴系的两轴承均安装在套杯中，增减套杯与箱体间的垫片使套杯（整个轴系）相对箱体移动，调整轴系的轴向位置四

40、、提高轴系刚度的措施四、提高轴系刚度的措施刚度 旋转精度、噪音、振动1.1.选用合理轴承类型选用合理轴承类型滚子轴承刚度球轴承 选用双列轴承、滚子轴承能提高轴系刚度。2.2.选择合理的轴承安装方式选择合理的轴承安装方式悬伸端：反安装时，刚度两轴承间：正安装时，刚度3.3.轴承预紧轴承预紧预紧可以轴承刚度、 旋转精度、 轴承寿命。预紧：预紧：在安装轴承时采用某种措施，使滚动轴承内保持一个相当的轴向力，以消除轴承游隙，并使滚动体和内、外套圈之间产生预变形。预紧方法预紧方法不同的内外套筒宽度4.4.增加轴承座处的箱体壁厚和设置加强肋增加轴承座处的箱体壁厚和设置加强肋5.一根轴上，两个轴承尽量取同一型

41、号一根轴上，两个轴承尽量取同一型号；若型号不同，则在小在小外径轴承外加一套圈外径轴承外加一套圈，保证相同孔径，以便一次镗出，保证同心度。五、滚动轴承的配合五、滚动轴承的配合游隙受载滚动体承载 游隙合适，其大、小受影响。影响运转精度寿命内圈膨胀外圈收缩游隙动轴承是标准件，内圈与轴的配合基孔制，常用公差带为n6、m6、k6、js6。外圈与机座孔的配合基轴制，常用公差带为J7、J6、H7、G7。在图纸上不标注轴承内径和外径的公差符号 。例：例：轴结构纠错 无定位轴肩无定位轴肩 端盖无密封端盖无密封 键槽太长键槽太长 无非定位轴肩无非定位轴肩 套筒太高套筒太高 轴承没定位轴承没定位 轴向定位不确定轴向

42、定位不确定 轴承用错或装错轴承用错或装错 无调整垫片无调整垫片 端盖端面无凹坑加工量大端盖端面无凹坑加工量大 例例：试指出图中结构不合理的地方，并予以改正。轴环太高轴环太高键槽太长键槽太长套筒太高套筒太高键槽位置不对键槽位置不对端盖端面无凹坑加工量大端盖端面无凹坑加工量大无调整垫片无调整垫片无装拆空间无装拆空间键槽未开通键槽未开通轴头长度过长轴头长度过长一、滚动轴承的润滑和密封一、滚动轴承的润滑和密封1.润滑目的：1. 摩擦阻力、磨损； 2. 吸振、冷却、防锈、密封等。方式：高速 油润滑低速 脂润滑高温、真空 固体润滑由查表脂润滑：装填量轴承空间的1/31/2,否则,摩擦发热润滑剂：取决于速度

43、、载荷、温度等。载荷大、工作温度高时高粘度油，易形成油膜；dn大或喷雾润滑低粘度油，搅油损失小、冷却好。第六节第六节 滚动轴承的维护滚动轴承的维护 2.密封目的：1. 防止润滑剂从轴承中流失； 2. 防止灰尘、水分浸入。分类： 线速度较低时用注意结构图毡圈密封，脂润滑v5m/s皮碗密封，油润滑vm/s不受速度限制二、滚动轴承的保管与使用二、滚动轴承的保管与使用n1.滚动轴承的保管n基本任务：使轴承不生锈 n轴承出厂后的防锈期为一年，确保轴承不生绣 。n轴承重新油封的步骤：清洗轴承上原有的防锈油脂涂上新的防锈油脂包装已涂油的轴承n长期存放时，拟在温度低于65%、温度为20摄氏度左右的条件下，存放

44、在高于地面30cm的架子上为宜。另外，保管场所应避开直射阳光或与寒冷的墙壁。2滚动轴承的使用滚动轴承的使用使用注意事项：n（1）维护保养应严格按照机械运转条件的作业标准，定期进行。内容包括监视运转状态、补充或更换润滑剂、定期拆卸的检查等。n（2）运转中发现异常状态，包括轴承运转的声音、振动、温度、润滑剂的状态等的变化，应立即停机检修。n（3）保持轴承及其周围环境的清洁，防止灰尘、杂质的侵入。n（4） 操作时使用恰当的工具，防止轴承的意外损坏；注意避免轴承与手的直接接触，以防止锈蚀。三、滚动轴承常见故障及维护三、滚动轴承常见故障及维护四、滚动轴承的拆卸与检查四、滚动轴承的拆卸与检查滚动轴承的拆卸

45、常见有击卸法、拉卸法、推压法及热拆法（1）击卸法）击卸法敲击力一般加在轴承内圈，容易损伤轴承。（2）拉卸法）拉卸法（3）推压法）推压法（4）热拆法）热拆法 压力机拆卸轴承 1）将拉具安装在待拆的轴承上，并施加一定拉力2）加热前，要用石棉绳或薄铁板将轴包扎好，防止轴受热胀大，否则将很难拆卸3）将加热至100左右的机油用油壶浇注在待拆的轴承上，并在其下方置一油盆，收集流下的热油。待轴承圈受热膨胀后，即可用拉具将轴承拉出4）操作者应戴石棉手套，防止烫伤 5）从轴承箱壳孔内拆卸轴承时，只能加热轴承箱壳孔，不能加热轴承（3）游隙测量）游隙测量 轴承的磨损大小，可通过测量其径向游隙来判定。将轴承放在平台上

46、，使百分表的测头抵住外圈，一手压住轴承内圈，另一手往复推动外圈，则百分表指针指示的最大与最小数值之差，即为轴承的径向游隙。所测径向游隙值一般不应超过0.10.015m2滚动轴承的检查滚动轴承的检查 外观检视、空转检验及游隙测量 （1）外观检视）外观检视 检视内外圈滚道、滚动体有无金属剥落及黑斑点；有无凹痕；保持架有无裂纹，磨损是否严重，铆钉是否有松动现象（2）空转检验）空转检验 手拿内圈旋转外圈，轴承是否转动灵活，有无噪声、阻滞等现象。轴承旋转不均匀和旷动量过大，可通过手的感觉来判断。五、滚动轴承的修复方法五、滚动轴承的修复方法滚动轴承损坏后一般不进行修复而直接更换 但在使用大中型轴承、特殊型

47、号轴承，购置同型号的新轴承比较困难，或轴承个别零件磨损等情况，修复旧轴承还是非常必要的。常用修复方法有选选配法、电镀法、电焊法及修整保持架配法、电镀法、电焊法及修整保持架等（1）选配法）选配法 不需要修复轴承中的任何一个零件，只要将同类轴承全部拆卸，并清洗、检验，把符合要求的内外圈和滚动体重新装配成套，恢复其配合间隙和安装精度即可 （2）电镀法 凡选配法不能修复的轴承，可通过外圈和内圈滚道镀铬，恢复其原来尺寸后再进行装配。镀铬层不宜太厚，否则容易剥落，降低机械性能。也可用镀铜、镀铁 （3）电焊法）电焊法 圆锥或圆柱滚子轴承的内圈尺寸若能确定修复，可采用电焊修补。其工艺过程是：检查、电焊、车削整

48、形、抛光、装配 （4）修整保持架 轴承保持架除变形过大、磨损过度外，一般都能使用专用夹具和工具进行整形。若保持架有裂纹，可用气焊修补。为了防止保持架整形和装配时断裂，应在整形前先进行正火处理，正火后再抛光待用。若保持架有小裂纹，也可通过校正后用粘接剂修补 （5）轴承代用）轴承代用代用的原则是必须满足同种轴承的技术性能要求，特别是工作寿命、转速、精度等级。代用的方法主要有：直接代用；加垫代用；以宽代窄；内径镶套改制代用；外径镶套改制代用；内外径同时镶套代用；用两套轴承代替一套轴承等 第七节第七节 滚动轴承的装配滚动轴承的装配一、滚动轴承的装配要点一、滚动轴承的装配要点n（1）滚动轴承上标有代号的

49、端面应装在可见部位，以便于将来更换时查对；n（2）轴颈或壳体孔台阶处的圆弧半径应小于轴承的圆弧半径，以保证轴承轴向定位牢靠；n（3）为了保证滚动轴承工作时有一定的热胀余地，在同轴的两个轴承中，必须有一个轴承的外圈或内圈可以在热胀时产生轴向移动；n（4）轴承的固定装置必须可靠，紧固适当；n（5）装配过程严格保持清洁，密封严密；n（6）装配后，轴承运转灵活，无噪声，工作温升不超过规定值；n（7） 将轴承装到轴颈上或支撑孔中时，不能通过滚动体传力，要先装紧配合后装松配合。二、滚动轴承的装配方法二、滚动轴承的装配方法n1. 清洗清洗n（1）零件的清洗）零件的清洗 安装轴承前应用柴油或煤油清洗轴、壳体等

50、零件，并用干净布（不能用棉纱）将配合表面擦干净，然后涂上一层薄油，以利安装。所有润滑油路都应清洗、检查，保证通畅n（2）滚动轴承的清洗）滚动轴承的清洗 用防锈油封存的轴承可用柴油或煤油清洗； 用高黏度油和防锈油脂防锈的轴承，先把轴承浸入轻质矿物清洗油内，待防锈油脂溶化后取出，冷却后再用柴油或煤油清洗； 两面带防尘盖或密封圈的轴承，在出厂前已加入润滑剂，只要轴承内的润滑剂没有损坏或变质，安装此类轴承时可不进行清洗； 涂有带防锈润滑两用脂的轴承，在安装时也可不清洗 轴承清洗后应立即填加润滑剂，涂油时应使轴承缓慢转动，使油脂进入滚动体和滚道之间。装配过程：清洗检查装配间隙调整等2.滚动轴承、轴颈和轴承座的检查滚动轴承、轴颈和轴承座的检查 （1）滚动轴承的检查）滚动轴承的检查 轴承内是否清洁干净； 轴承内外座圈、滚动体和隔离圈是否生锈、毛刺、碰伤和裂纹； 轴承的内座圈是否能与轴肩紧密相靠； 轴承的间隙是否合适； 轴承转动是否轻快自如，有无难以转动或突然卡住的现象； 轴承的附件是否齐全。（