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1、第1页，共93页，编辑于2022年，星期一u组组成成 内圈1、外圈2、滚动体3和保持架4四个基本元件组成。u关关系系轴承的内圈装在轴颈上，外圈装在轴承座孔或其它零件的轴承孔内。v轴承内、外圈上都开有凹槽滚道，它起着降低接触应力及限制滚动体轴向移动的作用。v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、大小及数量直接影响轴承的承载能力。第2页，共93页，编辑于2022年，星期一u保持架的作用是把滚动体均匀地相互隔开，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。保持架有冲压的和实体的(图16-1)两
2、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。u滚动轴承的性能和可靠性在很大程度上取决于内、外圈及滚动体的材料，它要求具有高的接触疲劳强度，良好的耐磨及耐腐蚀性。一般用含铬合金钢制造，经热处理后硬度可达6165HRC，工作表面须经磨削和抛光。u滚动轴承已经标准化，并由轴承厂大批生产。设计人员的任务主要是熟悉标准、正确选用。第3页，共93页，编辑于2022年，星期一v与滑动轴承相比，滚动轴承具有摩擦阻力小、起动灵敏、效率高、润滑简便和易于互换等优点，所以获得广泛应用。它的缺点是
3、抗冲击能力较差，高速时出现噪声，工作寿命也不及液体摩擦的滑动轴承。第4页，共93页，编辑于2022年，星期一u滚动轴承通常按其承受载荷的方向(或接触角)和滚动体的形状分类。u滚动体与外圈接触处的法线与垂直于轴承轴心线的平面之间的夹角称为公称接触角，简称接触角。接触角是滚动轴承的一个主要参数，轴承的受力分析和承载能力等都与接触角有关。接触角越大，轴承承受轴向载荷的能力也越大。16-1 16-1 滚动轴承的基本类型和特点滚动轴承的基本类型和特点 第5页，共93页，编辑于2022年，星期一按照承受载荷的方向或公称接触角的不同，滚动轴承可分为：1)向心轴承、主要用于承受径向载荷，其公称接触角从0到45
4、；2)推力轴承，主要用于承受轴向载荷，其公称接触角从大于45到90(表16-1)。第6页，共93页，编辑于2022年，星期一u按照滚动体形状，可分为球轴承和滚子轴承。滚子又分为圆柱滚子(图16-2a),圆锥滚子(图b)、球面滚子(图c)和滚针(图a)等。v我国机械工业中常用滚动轴承的类型和特性，见表16-2。第7页，共93页，编辑于2022年，星期一第8页，共93页，编辑于2022年，星期一第9页，共93页，编辑于2022年，星期一第10页，共93页，编辑于2022年，星期一第11页，共93页，编辑于2022年，星期一13第12页，共93页，编辑于2022年，星期一第13页，共93页，编辑于2
5、022年，星期一第14页，共93页，编辑于2022年，星期一第15页，共93页，编辑于2022年，星期一第16页，共93页，编辑于2022年，星期一第17页，共93页，编辑于2022年，星期一第18页，共93页，编辑于2022年，星期一第19页，共93页，编辑于2022年，星期一第20页，共93页，编辑于2022年，星期一第21页，共93页，编辑于2022年，星期一第22页，共93页，编辑于2022年，星期一第23页，共93页，编辑于2022年，星期一第24页，共93页，编辑于2022年，星期一第25页，共93页，编辑于2022年，星期一u 由于结构的不同，各类轴承的使用性能也不相同。1.承载
6、能力u在同样外形尺寸下，滚子轴承的承载能力约为球轴承的1.53倍。所以，在载荷较大或有冲击载荷时宜采用滚子轴承。但当轴承内径d20mm时，滚子轴承和球轴承的承载能力已相差不多，而球轴承的价格一般低于滚子轴承，故可优先选用球轴承。u角接触轴承可以同时承受径向载荷和轴向载荷。角接触向心轴承(045)以 承 受 径 向 载 荷 为 主；角 接 触 推 力 轴 承(45e时，可由表16-12查出X和Y的数值；当Fa/FrF1，由于轴承1的右端已固定，轴不能向右移动，即轴承1被压紧，由力的平衡条件得轴承1（紧压端）承受的轴向载荷轴承2（放松端）承受的轴向载荷(2)若FA+F2F2，则轴承2被压紧，由力的
7、平衡条件得 第55页，共93页，编辑于2022年，星期一轴承1（紧压端）承受的轴向载荷:轴承2（放松端）承受的轴向载荷:v显然，放松端轴承的轴向载荷等于它本身的内部轴向力，压紧端轴承的轴向载荷等于除本身内部轴向力外其余轴向力的代数和。当轴向外载荷FA与图示方向相反时，FA应取负值。v为了对图16-9所示反装结构能同样使用式(16-7)和(16-8)来计算轴承的轴向载荷，只需将图中左边轴承(即轴向外载荷FA与内部轴向力F的方向相反的轴承)定为轴承1，右边为轴承2。第56页，共93页，编辑于2022年，星期一u现将角接触轴承轴向载荷的计算方法归纳如下：比较内部向力和轴向外载荷，判断其合力的指向，确
8、定“压紧”端和“放松”端轴承；“压紧”端轴承的轴向载荷等于除了其本身内部轴向力以外的其他所有轴向力的代数和；“放松”端轴承的轴向载荷就等于其本身内部轴向力。五、滚动轴承的静载荷计算u滚动轴承的静载荷是指轴承内外圈之间相对转速为零或接近为零时作用在轴承上的载荷。为了限制滚动轴承在过载或冲击载荷下产生的永久变形，有时还需按静载荷进行校核。其计算方法可参阅有关机械设计手册。第57页，共93页，编辑于2022年，星期一u例16-2 某支承根据工作条件决定选用6300系列的深沟球轴承。轴承所受径向载荷Fr=5500N，轴向载荷Fa=2700N，轴承转速n=1250r/min，装轴承处的轴径可在5060m
9、m范围内选择。机械运转时有轻微冲击、工作温度为100，预期寿命Lh=5000h，试确定该轴承型号。解 初步计算当量动载荷 Fa/Fr=2700/5500=0.49u查表16-12，深沟球轴承的最大e 值为0.44，故Fa/Fr e，由此得 X=0.56，Y 值需在已知型号后，根据12.3 Fa/C0r的值查表16-12才能得到，现暂选一近似中间值Y=1.5。则 PXFrYFa=0.565500+1.52700=7130 N第58页，共93页，编辑于2022年，星期一计算轴承应有的基本额定动载荷Crcau查表16-9和16-10得ft=1，fP=1.2，又=3，则由式(11-3)得初选轴承型号v
10、查轴承样本或本书附表1，初步选择Cr=61800 N的6310轴承，其基本额定静负荷C0r=38000 N。验算并确定轴承型号求e 和Y 值 12.3 Fa/C0r=12.32700/38000=0.874，在表16-12中，介于0.6891.03之间，e在0.260.28之间，轴向载荷系数 Y 应在1.711.55之间，用线性插值法求 Y 值。第59页，共93页，编辑于2022年，星期一计算当量动载荷 PXFrYFa=0.565500+1.622700=7454 N验算6310轴承的寿命，由式(11-3)得v即低于预期寿命。故改选6311轴承，Cr=71500 N，C0r=44800N。验算
11、6311轴承的寿命第60页，共93页，编辑于2022年，星期一u求e 和Y 值 12.3 Fa/C0r=12.32700/44800=0.741，在表16-12中，介于0.6891.03之间，e在0.260.28之间，轴向载荷系数 Y 应在1.711.55之间，用线性插值法求 Y 值。v满足要求，故选择6311轴承。v计算当量动载荷 PXFrYFa=0.565500+1.6862700=7632.2 Nv验算6311轴承的寿命，由式(11-3)得第61页，共93页，编辑于2022年，星期一u润滑的主要目的是减小摩擦与减轻磨损。滚动接触部位如能形成油膜，还有吸收振动、降低工作温度和噪声等作用。u
12、密封的目的是防止灰尘、水分等进人轴承，并阻止润滑剂的流失。一、滚动轴承的润滑u一般情况下，滚动轴承采用润滑脂润滑，但在轴承附近已经具有润滑油源时，也可采用润滑油润滑。具体选择可按速度因数dn值来定。dn值间接地反映了轴颈的圆周速度，当dn350mm)、工作温度较高(t50)时，轴受热伸长量较大，必须给轴系以热膨胀的余地，以免轴承被卡死，同时又要保证轴系相对固定以实现其正确的工作位置，应采用一端双向固定，另一支点游动的配置型式。第67页，共93页，编辑于2022年，星期一u固定端可采用单个深沟球轴承、两个角接触球轴承或圆锥滚子轴承组合及向心轴承与推力轴承组合等，要求轴承的内、外圈都要固定，以便能
13、承受双向轴向载荷，保证轴系固定。u游动端既可采用深沟球轴承这样的内、外圈不可分离的轴承，也可采用内、外圈可分离的圆柱滚子轴承或滚针轴承。当采用内、外圈不可分离的轴承时，只需固定轴承内圈，而让外圈可以在轴承座孔内自由游动(图16-13a)；当采用内、外圈可分离的轴承时，轴承的内、外圈均需固定，此时靠滚子与套圈间的游动来保证轴的自由伸缩(图b)。u如下是几种常见的一端固定、一端游动的配置。第68页，共93页，编辑于2022年，星期一第69页，共93页，编辑于2022年，星期一第70页，共93页，编辑于2022年，星期一第71页，共93页，编辑于2022年，星期一第72页，共93页，编辑于2022年
14、，星期一u有时为了满足某种特殊需要还采用两端游动的配置形式。如图所示的人字齿轮传动，大齿轮设计成两端单向固定式结构，由于人字齿轮本身的相互轴向限位作用，小人字齿轮轴系的轴向位置被限定了，不必再另外考虑其轴向固定问题，为了防止齿轮被卡死或人字齿轮两侧受力不均，此时可采用两端均为圆柱滚子轴承的两端游动式配置。二、轴承组合的调整1.轴承间隙的调整u轴承间隙的调整方法有：第73页，共93页，编辑于2022年，星期一1)靠加减轴承盖与机座间垫片厚度进行调整（图16-14a）2)利用螺钉1通过轴承外圈压盖3移动外圈位置进行调整（图16-14b），调整之后，用螺母2锁紧防松。第74页，共93页，编辑于202
15、2年，星期一2.轴承的预紧u滚动轴承的旋转精度主要取决于轴承装置的刚性大小。为了提高轴承装置的刚性，对于成对并列安装使用的角接触球轴承和圆锥滚子轴承，常采用预紧轴承。u所所谓谓预预紧紧，是指在安装时用某种方法使轴承中产生并保持一个相当大的轴向力，以消除轴承的轴向游隙，并使滚动体与内、外圈接触处产生初始预变形。u预紧的目的是：预紧的目的是：提高支承刚性；减少振动和噪音；提高旋转精度。第75页，共93页，编辑于2022年，星期一u预紧力可以利用金属垫片（图16-15a）、磨窄套圈（图16-15b）、用螺纹端盖推压轴承外圈（用于圆锥滚子轴承）或利用弹簧推压外圈（如图所示）等方法获得。v由于预紧，轴承
16、的载荷增大，预紧量过大，轴承在工作时的磨损和发热也大大增加，使轴承寿命相应降低，因此轴承是否采用预紧应按照需要决定。同时要严格控制预紧力，必要时应通过试验确定。第76页，共93页，编辑于2022年，星期一第77页，共93页，编辑于2022年，星期一3.轴承组合位置的调整u轴承组合位置调整的目的，是使轴上的零件（如齿轮、带轮等）具有准确的工作位置。如圆锥齿轮传动，要求两个节锥顶点相重合，方能保证正确啮合，又如蜗杆传动，则要求蜗轮中间平面通过蜗杆的轴线等。如图所示为圆锥齿轮轴承组合位置的调整，套杯与机座间的垫片用来调整圆锥齿轮轴的轴向位置，而套杯与轴承盖之间的垫片则用来调整轴承游隙。三、滚动轴承的
17、配合u滚动轴承是标准件，因此，轴承内孔与轴的配合为基孔制，轴承外圈与轴承座孔的配合为基轴制。第78页，共93页，编辑于2022年，星期一u国家标准规定，轴承的内孔与外径均为上偏差为零、下偏差为负的公差带，这与普通圆柱体公差的国家标准不同，这一规定使轴承内孔与轴的配合比通常的基孔制同类配合要紧得多。另外，由于外径公差值较小，因而外径与轴承座孔的配合与通常的基轴制同类配合相比也较为紧密。u轴承配合的选择，应考虑轴承的类型和尺寸，载荷的大小、方向和性质，工作温度，旋转精度要求等因素。u几条选择原则：几条选择原则：载荷方向不变时，对于内圈回转而外圈固定不动的轴承，轴承内孔与轴颈之间必须选过盈配合，如k
18、6、m6、n6，外径与轴承座孔之间可选间隙配合，如G7、H7、J7等。第79页，共93页，编辑于2022年，星期一载荷与内圈同步旋转时，轴承内孔与轴颈之间可选间隙配合，而外圈与座孔之间必须选过盈配合。转速愈高、载荷愈大、冲击振动愈严重、工作温度愈高时，应选愈紧一些的配合。剖分式箱体，轴承外圈与座孔间应选用较松的配合。游动支承的轴承，外圈与座孔应选用间隙配合。四、轴承的装拆u设计轴承组合时，应考虑有利于轴承装拆，以便在装拆过程中不致损坏轴承和其他零件。第80页，共93页，编辑于2022年，星期一u如图16-17所示，若轴肩高度大于轴承内圈外径时，就难以放置拆卸工具的钩头。对外圈拆卸要求也是如此，
19、应留出拆卸高度h1，（图16-18a、b）或在壳体上做出能放里拆卸螺钉的螺孔（图c）。第81页，共93页，编辑于2022年，星期一第82页，共93页，编辑于2022年，星期一第83页，共93页，编辑于2022年，星期一第84页，共93页，编辑于2022年，星期一第85页，共93页，编辑于2022年，星期一第86页，共93页，编辑于2022年，星期一第87页，共93页，编辑于2022年，星期一第88页，共93页，编辑于2022年，星期一第89页，共93页，编辑于2022年，星期一第90页，共93页，编辑于2022年，星期一第91页，共93页，编辑于2022年，星期一第92页，共93页，编辑于2022年，星期一滚动轴承内外圈之间存在着一定的间隙，该间隙称为游隙。一个套圈固定不动，另一个套圈在径向的最大可能移动量称为径向游隙ur，同样也有轴向游隙ua，如图所示。返回目录第93页，共93页，编辑于2022年，星期一