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文档简介

项目11轴承下图所示为减速器低速轴(阶梯轴)的结构示意图,图中③轴段、⑦轴段安装有轴承用来支持轴的旋转,图中④轴端、①轴端安装工作零件齿轮与联轴器。日常生活中的自行车就有前轮轴、后轮轴、中轴和脚蹬子轴等。图11-1减速器低速轴轴承返回目录11-2滚动轴承11-3滑动轴承按摩擦性质,轴承可分为滚动轴承(上图)与滑动轴承(下图)。按所受载荷方向的不同,又可分为承受径向载荷的向心轴承和承受轴向载荷的推力轴承。滚动轴承具有摩擦力矩小,易起动,载荷、转速及工作温度的适用范围较广,轴向尺寸小,润滑、维修方便等优点。滚动轴承已标准化,由专业工厂大批生产,在机械中应用非常广泛。11.1轴承的功用和特点点击播放点击播放轴承返回目录11.2滚动轴承的构造及类型11.4滚动轴承基本结构如右图所示,滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体及保持架等四部分组成。通常内圈用过盈配合与轴颈装配在一起,外圈则以较小的间隙配合装在轴承座孔内,内、外圈的一侧均有滚道,工作时,内、外圈作相对转动,滚动体可在滚道内滚动。为防止滚动体相互接触而增加摩擦,常用保持架将滚动体均匀地分开。轴承11.5滚动体的形状圆柱滚子球圆锥滚子滚针长圆柱滚子鼓形滚子滚动体的形状有球形、圆柱形、圆锥形、鼓形、滚针形等多种,如右图所示。轴承

滚动轴承的内圈、外圈和滚动体均采用强度高、耐磨性好的铬锰高碳钢制造,常用材料有GCr15、GCr15SiMn

等。淬火后硬度可达60HRC以上。保持架多用低碳钢或铜合金制造,也可采用塑料或其他材料。滚动轴承的类型如下所述:

l)按滚动体形状,滚动轴承可分为球轴承和滚子轴承两大类。2)按滚动轴承所承受载荷的方向不同,滚动轴承可分为以承受径向载荷为主的向心轴承和以承受轴向载荷为主的推力轴承两类。轴承11-6滚动轴承的接触角3)接触角是滚动轴承的一个重要参数。接触角越大,承受轴向载荷的能力也越大。按接触角分,公称接触角α=O的称为径向接触向心轴承(如深沟球轴承、圆柱滚子轴承);公称接触角O°<α≤45°的称为角接触向心轴承(如角接触球轴承、圆锥滚子轴承);公称接触角α=90°的称为轴向推力轴承。轴承11-7滚动轴承的轴心线倾斜4)由于轴的安装误差或轴的变形等都会引起内、外圈轴心线发生相对倾斜,其倾斜角用θ表示(见右图)。当内、外圈倾斜角过大时,可采用外滚道为球面的调心轴承,这类轴承能自动适应两套圈轴心线的偏斜。滚动轴承已完全标准化,由专业化工厂生产,故本章只介绍滚动轴承的类型、代号、选择方法及寿命计算等问题。轴承返回目录前置代号基本代号后置代号规定了滚动轴承代号。滚动轴承代号由基本代号、前置代号及后置代号构成,其排列顺序如右图所示:基本代号的组成轴承代号的组成11.3滚动轴承的代号1.基本代号基本代号用来表示轴承的基本类型、结构和尺寸,其组成如右图所示。轴承调心球轴承是一种带球面外滚道的双列球轴承,它具有自动调心性,可以自动补偿由于轴的挠曲和壳体变形而引起的同轴度误差。主要承受径向载荷,也可以承受不大的轴向载荷,允许角偏差<2°~3°,适用于多支点传动轴、刚性较小的轴以及难以对中的轴,如右图所示。图11-10调心球轴承1105实物图类型代号--11)调心球轴承点击播放轴承调心滚子轴承是两列对称布置的球面滚子,滚子在外圈内球面滚道里可以自由调位,可以补偿轴变形和轴承座的不对中的误差。允许角偏差<1°~2.5°,承载能力比调心球轴承大,常用于其他种类型轴承不能胜任的重载情况,如轧钢机、大功率减速器、吊车车轮等,如右图所示。图11-11调心滚子轴承22211实物图类型代号--22)调心滚子轴承点击播放轴承类型代号--2推力调心滚子轴承是由下支撑滚道、上支撑滚道与保持架和滚动体味一体的几部分组成。主要承受轴向载荷;承载能力比推力球轴承大得多,并能承受一定的径向载荷。下滚道为球形滚道,能自动调心,允许角偏差<3

。,极限转速较推力球轴承高;适用于重型机床、大型立式电动机轴的支承等,如图右所示。图11-11推力调心滚子轴承29418轴承实物图轴承简图3)推力调心滚子轴承点击播放轴承类型代号--3圆锥滚子轴承的外圈是倾斜的,内圈与保持架、滚动体为一整体,内、外圈可以分离,轴向和径向间隙容易调整。可同时承受径向载荷和较大的单向轴向载荷,承载能力高,常用于斜齿轮轴、锥齿轮轴和蜗杆减速器轴、汽车的前后轴以及机床主轴的支承等。允许角偏差2′,一般成对使用,如右图所示。图11-13圆锥滚子轴承30204实物图4)圆锥滚子轴承点击播放轴承类型代号--5推力球轴承分为:51000型用于承受单向轴向载荷,52000型用于承受双向轴向载荷。推力球轴承只能承受轴向载荷,不能承受径向力,不宜在高速下工作,常用于起重机吊钩、蜗杆轴和立式车床主轴的支承等,如右图所示。51314轴承52314轴承图11-14推力球轴承5)推力轴承点击播放点击播放轴承类型代号--6滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体及保持架等四部分组成,主要承受径向载荷,也能承受一定的轴向载荷,极限转速较高,当量摩擦因数最小,高转速时可用来承受不大的纯轴向载荷,允许角偏差<2′~10′,承受冲击能力差,适用于刚性较大的轴上,常用于机床齿轮箱、小功率电机与普通民用设备等,如右图所示。图11-15深沟球轴承(6224)实物图轴承简图6)深沟球轴承点击播放轴承类型代号--7角接触球轴承的基本结构和深沟球轴承几乎一样,只是轴承的外圈一个方向是倾斜的,有一个接触角,可承受单向轴向载荷和径向载荷,接触角α越大,承受轴向载荷的能力也越大,通常应成对使用。高速时用它代替推力球轴承较好。适用于刚性较大、跨距较小的轴,如斜齿轮减速器和蜗杆减速器中轴的支承等。允许角偏差<2′~10‘,如右图所示。图11-16角接触球轴承(7224)实物图轴承简图7)角接触球轴承点击播放轴承类型代号—N、NU、NJ圆柱滚子轴承的外圈的内滚道是平的,内圈与保持架、滚动体为一整体,内、外圈可以分离,装拆方便。可承受较大的径向载荷,不能承受轴向载荷。承载能力比深沟球轴承大,能承受较大的冲击载荷。适用于刚性较大、对中良好的轴,常用于大功率电机、人字齿轮减速器等。图11-17单列圆柱滚子轴承N213实物图轴承简图8)圆柱滚子轴承点击播放轴承类型代号—NA图11-18滚子轴承(NA4904)实物图轴承简图

滚针轴承的结构与组成和圆柱滚子轴承类似,不同的是把圆柱滚子换成滚针,有的轴承还没有保持架。该轴承的结构类型较多,有的就只有保持架和滚针,而没有内、外圈。径向承受载荷能力较大,不能承受轴向力。一般用于对轴承外径有严格要求的场合,如右图所示。9)滚针轴承点击播放轴承宽(高)度系列对比6020562205

尺寸系列代号由轴承的宽(高)度系列代号和直径系列代号组合而成。对于同一内、外径的轴承,根据不同的工作条件可做成不同的宽(高)度,如右图所示,称为宽(高)度系列(对于向心轴承表示宽度系列,对于推力轴承则表示高度系列),用基本代号右起第四位数字表示,其代号见下表。1)宽(高)度系列代号

点击播放轴承当宽度系列代号为O时,在轴承代号中通常省略,但在调心轴承和圆锥滚子轴承代号中不可省略。轴承的宽(高)系列代号轴承对于同一内径的轴承,由于工作所需承受负荷大小不同,寿命长短不同,必须采用大小不同的滚动体,因而使轴承的外径和宽度随着改变,这种内径相同而外径不同的变化称为直径系列,用基本代号右起第三位数字表示,其代号见下表。右图所示是不同直径系列深沟球轴承的外径和宽度对比。直径系列对比6205640563052)直径系列代号点击播放轴承滚动轴承的直径系列代号轴承组合排列时,宽(高)度系列在前,直径系列在后,详见下表。滚动轴承尺寸系列代号轴承内径代号表示轴承内径尺寸的大小,用基本代号右起第一、第二位数字表示,常用内径尺寸代号见下表

。3)内径代号滚动轴承常用内径代号轴承

滚动轴承基本代号一般由五个数字或字母加四个数字组成,当宽度系列为“

0”时,可省略。例如:轴承内径代号:d=08×5=40mm尺寸系列代号:(0)2,宽度系列0(代号中省略),直径系列2(轻)轴承类型代号:深沟球轴承轴承内径代号:d=04×5=20mm尺寸系列代号:直径系列2(轻)尺寸系列代号:宽度系列0(窄)轴承类型代号:角接触球轴承轴承轴承内径代号:d=11×5=60mm尺寸系列代号:直径系列3(中)尺寸系列代号:宽度系列2(宽)轴承类型代号:圆柱滚子轴承轴承(1)前置代号前置代号表示成套轴承分部件,用字母表示,例如:L表示可分离轴承的可分离内圈或外圈,K表示滚子和保持架组件等。(2)后置代号后置代号是轴承在结构形状、尺寸公差、技术要求等方面有改变时,在基本代号右侧添加的补充代号。一般用字母(或加数字)表示,与基本代号相距半个汉字距。后置代号共分八组,例如,第一组是内部结构,表示内部结构变化情况,现以角接触球轴承的接触角变化为例,说明其标注含义:①角接触球轴承,公称接触角α=40°,代号标注:7210B②角接触球轴承,公称接触角α=25°,代号标注:7210AC

③角接触球轴承,公称接触角α=15°,代号标注:7005C轴承返回目录l)轴承工作载荷的大小、方向和性质。2)轴承转速的高低。3)轴颈和安装空间允许的尺寸范围。4)对轴承提出的特殊要求。1.选择轴承类型应考虑的因素11.4滚动轴承类型的选择轴承2.滚动轴承选择的一般原则l)球轴承与同尺寸和同精度的滚子轴承相比,它的极限转速和旋转精度较高,因此更适用于高速或旋转精度要求较高的场合。

2)滚子轴承比同尺寸的球轴承的承载能力大,承受冲击载荷的能力也较高,因此适用于重载及有一定冲击载荷的地方。3)非调心的滚子轴承对于轴的挠曲敏感,因此这类轴承适用于刚性较大的轴和能保证严格对中的地方。轴承4)各类轴承内、外圈轴线相对偏转角不能超过许用值,否则会使轴承寿命降低,故在刚度较差或多支点轴上,应选用调心轴承。5)推力轴承的极限转速较低,因此在轴向载荷较大和转速较高的装置中,应采用角接触球轴承。6)当轴承同时受较大的径向和轴向载荷且需要对轴向位置进行调整时,宜采用圆锥滚子轴承。7)当轴承的轴向载荷比径向载荷大很多时,采用向心和推力两种不同类型轴承的组合来分别承担轴向和径向载荷,其效果和经济性都比较好。8)考虑经济性,球轴承比滚子轴承价格便宜;公差等级越高,价格越贵。轴承返回目录滚动轴承寿命计算是保证轴承在一定载荷条件和工作期限内不发生疲劳点蚀失效。1.寿命滚动轴承任一滚动体或内外圈滚道出现疲劳点蚀前所经历的总转数,或在某一给定的恒定转速下的工作小时数称为轴承的寿命。2.基本额定寿命一批同样型号的轴承,在相同的工作条件下,由于制造精度、材料均质程度的不同,寿命并不相同,甚至会相差数十倍。基本额定寿命是指一批同型号的轴承,在相同的运转条件下,当有10%的轴承发生疲劳点蚀,而90%的轴承未发生疲劳点蚀前所运转的总转数(L10)或在给定转速下运转的总工作时数(Lh10),其可靠度为90%。基本额定寿命和基本额定动载荷11.6滚动轴承的寿命计算轴承3.基本额定动载荷轴承的基本额定寿命为一百万(106)转时所能承受的最大载荷称为基本额定动载荷,用C表示。基本额定动载荷是衡量轴承承载能力的主要指标,对于主要承受径向载荷的向心轴承为径向基本额定动载荷Cr

,对于主要承受轴向载荷的推力轴承为轴向基本额定动载荷Ca

。各种轴承的基本额定动载荷值可在有关轴承标准或机械手册中查得。轴承

在高速、重载、高精密度和结构要求剖分或大直径和很小直径的场合,尤其是在低速、有较大冲击的机械中(如水泥搅拌机、破碎机等)不便使用滚动轴承,应使用滑动轴承。滑动轴承一般由轴承座、轴瓦(或轴套)、润滑装置和密封装置等部分组成。滑动轴承根据承受载荷方向的不同可分为向心滑动轴承和推力滑动轴承两类。向心滑动轴承只能承受径向载荷。它有整体式和对开式两种形式。11.10滑动轴承轴承右图所示为典型的整体式滑动轴承,它由轴和轴套组成。整体式滑动轴承结构简单,制造容易,成本低,常用于低速、轻载、间歇工作而不需要经常装拆的场合。它的缺点是轴只能从轴承的端部装入,装拆不便;轴瓦磨损后,轴与孔之间的间隙无法调整。

图11-35整体式滑动轴承1.整体式滑动轴承轴承2.对开式滑动轴承右图所示为典型的对开式滑动轴承。它由轴承座,轴承盖,剖分的上轴瓦和下轴瓦以及双头螺柱等组成。这种轴承的轴瓦采用对开式,在分合面上配置有调整垫片,当轴瓦磨损后,可适当调整垫片或对轴瓦分合面进行刮削、研磨等切削加工来调

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