机械基础-学做一体化 课件 任务七 滚动轴承及其选择

任务七滚动轴承及其选择7.1滚动轴承的结构、类型和应用特点7.2

滚动轴承代号7.3

滚动轴承的选择7.4

滚动轴承组合设计

轴承的功用是支撑轴及轴上零件，减少轴与支承之间的摩擦和磨损，保证轴的旋转精度。根据工作面摩擦性质的不同，轴承可分为滑动轴承(图7-2)和滚动轴承(图7-1)。图7-1滚动轴承图7-2滑动轴承

7.1滚动轴承的结构、类型和应用特点1.滚动轴承的组成滚动轴承的结构如图7-3所示，它是由内圈1、外圈2、滚动体3和保持架4组成的。内圈装在轴径上，与轴一起转动。外圈装在机座的轴承孔内，一般不转动。内、外圈上设置有滚道，当内、外圈之间相对旋转时，滚动体沿着滚道滚动，保持架使滚动体均匀分布在滚道上，减少了滚动体之间的碰撞和磨损。滚动体的形状多种多样，常见的滚动体形状如图7-4所示，有球形滚子、圆柱滚子、滚针、圆锥滚子、球面滚子等。图7-3滚动轴承的结构图7-4滚动体形状

2.滚动轴承的基本类型

1)按轴承所能承受载荷的方向或公称接触角的大小分类

(1)向心轴承：当公称接触角α = 0°时，称为径向接触轴承，主要承受径向载荷，有些可承受较小的轴向载荷。当公称接触角α = 0°～45°时，称为向心角接触轴承，可同时承受径向载荷和轴向载荷。

(2)推力轴承：当公称接触角α = 45°～90°时，称为推力角接触轴承，主要承受轴向载荷，可承受较小的径向载荷。当公称接触角α = 90°时，称为轴向接触轴承，只能承受轴向载荷。

如图7-5所示，α为滚动体与外圈接触点的法线与垂直于轴承轴心线的径向平面之间的夹角，称为滚动轴承的公称接触角。它的数值越大，轴承承受轴向载荷的能力越强，因此，它是滚动轴承的一个重要参数。图7-5轴承的公称接触角

2)按滚动体类型分类

滚动体为球体的轴承为球轴承。除了球轴承以外，其他的滚动轴承均为滚子轴承。

3)按轴承在工作中能否调心分类

调心轴承允许内圈对外圈的轴线偏位角大，非调心轴承则相对较小。

常用滚动轴承的类型和主要特性见表7.1。

3.滚动轴承的应用特点

滚动轴承具有摩擦阻力小，启动灵敏，效率高，可用预紧的方法提高轴承的支承刚度与旋转精度，润滑简便且具有互换性等优点。其主要缺点是抗冲击能力较差，高速时会出现噪声和轴承径向尺寸较大。

7.2滚动轴承代号

如图7-6所示，滚动轴承的代号由前置代号、基本代号和后置代号三部分组成。其中，基本代号是滚动轴承代号的核心；前置代号和后置代号只有在轴承的尺寸、技术要求等有所改变时才使用，一般情况下可部分或全部省略，故本内容只介绍基本代号。图7-6滚动轴承的代号示例

1.类型代号

基本代号中右起第五位数字或字母为类型代号，见表7.1。

2.尺寸系列代号

尺寸系列代号包括轴承的宽(高)度系列和直径系列代号。直径系列代号为右起第三位数字，表示同一内径不同的外径系列，见表7.2，用两位数字表示。宽(高)度系列代号为右起第四位数字，表示轴承的内径、外径相同，宽(高)度不同的系列，见表7.3。

3.内径代号

基本代号中右起第一、二位数字表示内径代号，用以表示轴承的内径，轴承内径代号与其内径对应关系见表7.4。

7.3滚动轴承的选择1.类型选择(1)当转速较高，载荷较小时选择球轴承；转速较低，载荷较大或有冲击载荷时，选择滚子轴承。(2)若以径向载荷为主，则选择深沟球轴承；若以轴向载荷为主，则选择推力轴承；当径向、轴向载荷相差不多时，选择角接触轴承。(3)当跨度较大，或难以保证轴承孔的同轴度时，可选择调心轴承。(4)为了便于安装或经常拆卸，可选用内、外圈能分离的圆锥滚子轴承。

2.尺寸选择

1)类比法选择

轴承内径根据轴颈直径选取，轴承外廓系列根据空间位置用类比法选取。这种方法较简便，适用于一般机械的轴承。

2)计算法选择

(1)对于低速轴承(n＜1 r/min)，其主要失效形式为塑性变形，适合于静强度计算，这种情况应用较少，本节不作介绍。

(2)对于一般转速的轴承(10 r/min < n < nlim)，其主要失效形式为疲劳点蚀，应该用寿命计算，设计公式如下：

设计公式的意义是所选轴承的基本额定动载荷C，应略大于工作所要求基本额定动载荷的计算值。

例7.1一鼓风机选用深沟球轴承，已知轴的直径d = 50 mm，转速n = 1450 r/min，轴承所受的径向载荷Fr = 1700 N，工作温度正常，要求轴承预期寿命为12 000 h，试选择轴承型号。

例7.2一水泵选用深沟球轴承，已知轴的直径d = 35 mm，转速n = 2900 r/min，轴承所受的径向载荷Fr = 2300 N，轴向载荷Fa = 540 N，工作温度正常，要求轴承预期寿命为5000 h，试选择轴承型号。

确定所需轴承基本额定动载荷为

因Cr = 25 500 N > 24 356 N，故轴承6207可用。

注：若试算结果不可用，则应把预选轴承型号进行调整，重新选择轴承型号，再进行计算。

7.4滚动轴承组合设计

1.轴承组合的轴向固定1)轴承内圈的轴向固定图7-7(a)为利用轴肩作单向固定，它能承受较大的轴向力；图7-7(b)为利用轴肩和轴用弹性挡圈作双向固定，挡圈能承受的轴向力较小；图7-7(c)为利用轴肩和轴端挡板作双向固定，挡板能承受中等的轴向力；图7-7(d)为利用轴肩和圆螺母，能受较大的轴向力。图7-7轴承内圈的轴向固定

2)轴承外圈的轴向固定

图7-8(a)为利用轴承盖作单向固定，能承受较大的轴向力；图7-8(b)为利用孔内凸肩和孔用弹性挡圈作双向固定，挡圈能承受的轴向力较小；图7-8(c)为利用孔内凸肩和轴承盖作双向固定，能承受较大的轴向力。图7-8轴承外圈的轴向固定

2.支承结构的基本形式

1)两端单向固定

如图7-9所示，考虑到轴受热伸长，对于深沟球轴承可在轴承盖与外圈端面之间留出热补偿间隙0.2～0.4 mm。间隙量的大小可用一组垫片来调整。这种支承结构简单，安装调整方便，它适用于工作温度变化不大的短轴。图7-9两端单向固定

2)一端双向固定，一端游动

如图7-10所示，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(3～8 mm)，以适应轴的伸缩量。这种支承结构适用于轴的温度变化大且跨距较大的场合。图7-10一端双向固定，一端游动

3.滚动轴承的配合和装拆

1)滚动轴承的配合

滚动轴承是标准件，因此，轴承内圈与轴颈的配合采用基孔制，轴承外圈与座孔的配合采用基轴制。为了防止轴颈与内圈在旋转时有相对运动，轴承内圈与轴颈一般选用m5、m6、n6、p6、r6、js6等较紧的配合。轴承外圈与座孔一般选用J7、K7、M7、H7等较松的配合。

2)滚动轴承的装拆

轴承的内圈与轴颈配合较紧，对于小尺寸的轴承，一般可用压力直接将轴承的内圈压入轴颈，如图7-11所示。图7-11轴承的装拆