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1、12.1 概 述轴承的功用：支承轴和轴上零件，保持轴的旋转精度，减轴承的类型：滑动摩擦轴承(简称滑动轴承)和滚动摩擦轴特点特点:滚动轴承：摩擦系数小，起动阻力小。已标准化，选用、滑动轴承：液体摩擦状态下，摩擦仅存在于液体内部。适用场合适用场合:滚动轴承：适用于中、低速以及精度要求较高的场合。滑动轴承：汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型发电机小轴和支承之间的摩擦和磨损。承(简称滚动轴承)。润滑及维护方便。径向尺寸较大，产生的振动、噪音与设备的精度、轴的转速有关。中多采用滑动轴承；低速而有冲击的场合也常采用滑动轴承。第1页/共97页12.2 滑动轴承的结构和材料12.2.1 滑动轴承的主要类型及结
2、构类型：向心滑动轴承(径向滑动轴承承受径向载荷)1.向心滑动轴承整体式向心滑动轴承 整体式向心滑动轴承 组成：由轴承座和轴承套(轴瓦)组成。特点：结构简单、成本低、但磨损后 适用场合：低速、轻载及间歇工作的轴承。间隙过大时无法调整，且轴颈只能从端部装入。推力滑动轴承(止推滑动轴承承受轴向载荷)轴承套(轴瓦)压装在轴承座中。轴承座用螺栓与机座联接，顶部设有安装注油油杯的螺纹孔。第2页/共97页剖分式滑动轴承1.向心滑动轴承剖分式径向滑动轴承结构及特点：由轴承盖2、轴承座1、剖分轴瓦4和双头螺柱3 根据所受载荷的方向，剖分面应尽量取在垂直于载荷的等组成。直径平面内，通常为180剖分。剖分式滑动轴承
3、在拆装轴时，轴颈不需要轴向移动，拆装方便。适当增减轴瓦剖分面之间的调整垫片，可调节轴颈与轴承间的间隙。第3页/共97页1.向心滑动轴承调心式向心滑动轴承结构及特点：调心式向心滑动轴承 轴瓦和外表面制成球面，球面中心位于轴线上，轴瓦能在一定的角度范围内摆动，以适应轴的弯曲变形。第4页/共97页2.推力滑动轴承1轴承座 2衬套 3径向轴瓦a实心 b空心 c环形 d多环形 载荷较小时：空心或环形止推轴瓦底部与轴承座球面接触，载荷较大时：多环形4止推轴瓦 5销钉 可自动调整位置，保证摩擦表面的良好接触。第5页/共97页12.2.2 轴瓦的结构及轴承材料1.轴瓦的结构 整体式轴瓦 剖分式轴瓦 整体式轴瓦
4、剖分式轴瓦第6页/共97页 油沟形式 油孔和油沟应开在非承载区；为向摩擦表面输送和分布润滑剂，轴瓦内表面开有油沟。轴承衬：为减小摩擦和磨损，且保证轴瓦的强度，通常燕尾槽螺旋槽一般油沟与轴瓦的端面保持一定的距离。在轴瓦的内表面浇铸或轧制上一薄层的轴承衬。第7页/共97页2.轴承的材料足够的强度；良好的减摩性、耐磨性和磨合性；良好的对轴承材料的基本要求：常用的轴承材料:轴承合金：可塑性好，减摩性、磨合性好，抗胶合能力青铜：较高的强度、较好的减摩性耐磨性及导热性。铸铁：一定的减摩性和耐磨性，成本低。其他材料：塑料、尼龙、橡胶和粉末冶金材料等。强。机械强度较低。摩擦顺应性和可嵌入性；良好的工艺性和经济
5、性；导热性好、热膨胀系数小等。第8页/共97页12.3 润滑剂和润滑装置12.3.1 润滑剂的选择三种类型的润滑剂：润滑油、润滑脂和固体润滑剂。润滑剂对滑动轴承的工作状态和承载能力有直接影响。润滑油包括：有机油(通常是动植物油)、矿物油(主要 润滑脂由润滑油和各种稠化剂(如钙、钠、铝、锂等 固体润滑剂包括：无机化合物、有机化合物、金属及金是石油产品)和化学合成油。金属皂)混合稠化而成。属化合物等。如石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯、酚醛树脂。第9页/共97页 大部分滑动轴承采用油润滑。选择润滑油品种时：液体摩擦轴承和非液体摩擦轴承 润滑脂主要用于非液体摩擦轴承中使用要求不高，低 固体润滑剂用于中载、
6、低速、高温、低温及产品不得 润滑剂的选择：应分别以粘度和油性为主要选择指标。速、带有冲击和不便经常加油的场合。受污染或不便加润滑油的场合。第10页/共97页12.3.2 润滑装置间歇润滑 压配式压注油杯 旋套式注油杯 旋盖式注油杯 包括手工油壶注油和油杯注油供油。只适用于低速不重要的轴承或间歇工作的轴承。重要轴承必须采用连续供油润滑。第11页/共97页连续润滑：滴油润滑(如针阀式油杯和油芯式油杯)针阀式油杯油芯式油杯油环润滑飞溅润滑压力循环润滑压力循环润滑油环润滑第12页/共97页12.4 非液体摩擦滑动轴承设计设计依据：维持边界油膜不遭破裂。1.向心轴承轴承的压强 轴承的 值 2.推力轴承
7、轴颈与轴承孔的配合：一般采用H7/f6、H8/f8配合;要求低的轴承可采用H9/f9配合。第13页/共97页12.5 液体摩擦滑动轴承简介根据润滑油膜不同的形成原理，液体摩擦滑动轴承分为：动压油膜：借助相对运动而在轴承间隙中形成的压力油膜。液体动压滑动轴承 液体静压滑动轴承 第14页/共97页12.5.1 液体动压滑动轴承 动压油膜的形成原理 a)n=0b)n0c)形成油膜d)n 0e)n=轴径轴瓦第15页/共97页形成液体动压润滑的条件:(1)轴颈与轴承孔之间形成收敛的楔形间隙；(2)两表面间必须有一定的相对速度，相对运动方向应保证(3)润滑油应有一定的粘度，并且供油量充足。另外：载荷F、速
8、度v、粘度及间隙等匹配恰当。使润滑油从楔形间隙的大口流入，从小口流出；第16页/共97页12.5.2 液体静压滑动轴承工作原理:利用油泵向轴承供给具有一定压力、流量的润滑油，强制使轴颈与轴承孔表面隔开，形成液体润滑。第17页/共97页12.6 滚动轴承的结构、类型和代号12.6.1 滚动轴承的结构外圈1、内圈2、滚动体3、保持架4第18页/共97页滚动体的类型：球形、圆柱形、圆锥形、鼓形和针形第19页/共97页1、按滚动体的形状分 12.6.2 滚动轴承的类型和特点滚动轴承的类型球轴承和滚子轴承第20页/共97页u 公称接触角越大，轴承承受轴向载荷的能力也越大。2、按承受载荷的方向或接触角的不
9、同轴承公称接触角: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。第21页/共97页(1)向心轴承：主要承受或只承受径向载荷2、按承受载荷的方向或接触角的不同(2)推力轴承：主要承受或只承受轴向载荷 第22页/共97页3、按调心性能 刚性轴承调心轴承第23页/共97页12.6.3 滚动轴承的代号滚动轴承的代号由基本代号、前置代号和后置代号构成 基本代号 内径代号、尺寸系列代号(包括直径系列和宽度系列)、类型代号第24页/共97页类型代号1 调心球轴承2 调心滚子轴承(推力调心滚子轴承)3 圆锥滚子轴承5 推力球轴承(双向推力球轴承)6 深沟球轴承7 角接触球轴承N 圆柱滚子轴承NA
10、 滚针轴承第25页/共97页宽尺寸系列代号第26页/共97页内径代号第27页/共97页前置代号 前置代号及其含义参阅GB/T27293。后置代号 用字母或加数字表示，置于基本代号的右侧，并与基本内部结构代号 轴承公差等级代号 公差等级代号代号/P0 （省略）/P6 /P6x /P5 /P4 /P2 公差等级符合标准规定的 0级 6级 6x级 5级 4级 2级 示例 6203 6203/P6 30210/P6x 6203/P5 6203/P4 6203/P2 代号空半个汉字距离或用符号“”、“/”分隔 第28页/共97页内部结构常用代号第29页/共97页例如:62203解释轴承代号的含义：622
11、03深沟球轴承宽度系列代号，2(宽)系列直径系列代号，2(轻)系列轴承内径d=17mm精度等级普通级第30页/共97页例如:7 (0)3127312AC/P6角接触球轴承宽度系列代号，0(窄)系列，代号为零，不标出直径系列代号，3(中)系列轴承内径d=12560mmAC公称接触角25/P6公差等级6级第31页/共97页 常用的滚动轴承类型及特性第32页/共97页 调心球轴承实例第33页/共97页轴承名称类型代号结构简图承载方向极限转速允许偏转角主要特性和应用调心滚子轴承20000中0.5:2 o o主要承受径向载荷同时也能承受少量的轴向载荷因为外圈轨道表面是以轴承中点为中心的球面故能调心 调心
12、滚子轴承第34页/共97页 调心滚子轴承实例第35页/共97页 圆锥滚子轴承第36页/共97页 圆锥滚子轴承实例第37页/共97页 推力球轴承第38页/共97页 推力球轴承实例第39页/共97页 深沟球轴承第40页/共97页 深沟球轴承实例第41页/共97页 角接触球轴承第42页/共97页 角接触球轴承实例角接触球轴承实例第43页/共97页 轴承名称 类型代号 结构简图 承载方向 极 限转 速 允许偏 转角 主要特性和应用 圆柱滚子轴承 N 只能承受径向载荷，内外圈沿轴向可分离 较高24 圆柱滚子球轴承第44页/共97页 圆柱滚子球轴承实例第45页/共97页 滚针轴承第46页/共97页 滚针轴
13、承实例第47页/共97页12.6.4 滚动轴承的类型选择主要考虑的因素：轴承的载荷：载荷的大小、方向和性质。轴承的转速：球轴承允许的极限转速高于滚子轴承。轴承的调心性能：轴承孔的同轴度低或工作时轴的弯曲轴承的安装和拆卸：轴承无剖分面须沿轴向安装时，优先选经济性：公差等级越高，轴承价格越贵。相同条件下，变形较大时，应选用调心轴承。内、外圈可分离的轴承便于安装和拆卸。球轴承比滚子轴承便宜。第48页/共97页12.7 滚动轴承的选择计算12.7.1 滚动轴承的受力分析和失效形式1、滚动轴承的受力分析 对于滚动体和内外滚道上的确定位置，受脉动循环变化滚动轴承的载荷分布图接触应力的作用。受通过轴心线的轴
14、向载荷 Fa 作用时：各滚动体所受的轴向载荷相同。受纯径向载荷Fr 作用时(右图)：滚动体随内圈(或外圈)滚动到不同位置，其受力不同。承载区、径向力Fr 的作用方向上，受最大载荷Fmax，向两侧逐渐减小。第49页/共97页滚动轴承受载荷体数量和滚动轴承载荷角及接触角的关系第50页/共97页2、滚动轴承的失效形式(1)疲劳点蚀 v滚动轴承的正常失效形式是滚动体或内外圈滚道的疲劳v轴承工作时，滚动体和内外圈滚道受脉动循环变化的v点蚀后轴承在工作时通常会出现较强烈的振动、噪音点蚀破坏。接触应力作用，当应力循环次数达到一定值后，会在某一元件上引起表层金属剥落现象，即疲劳点蚀。和发热现象及旋转精度的下降
15、，影响机器的正常工作。第51页/共97页 轴承元件点蚀失效实例第52页/共97页(2)塑性变形 v工作时转速很低或仅作间歇摆动，过大的静载荷或瞬v影响滚动体的滚动，引起轴承的失效。间过大的冲击载荷，均可能导致轴承元件接触部分的局部应力超出材料的屈服极限而产生塑性变形。第53页/共97页12.7.2 滚动轴承选择计算1.滚动轴承的基本额定寿命 轴承的套圈或滚动体出现第一个疲劳扩展迹象前，一个套圈相对另一个套圈的总转数，或在某一转速下的工作时间。轴承的寿命：基本额定寿命：将一组同一型号的轴承，在特定的相同条件下运转，10%轴承发生疲劳点蚀破坏时，内外圈所经历的总转数(以106r为单位)或工作小时数
16、(以小时h为单位)，以L10表示。第54页/共97页2.滚动轴承的基本额定动载荷基本额定动载荷：规定轴承的基本额定寿命为106r时，轴承所能承受的 对于向心轴承，为纯径向载荷，以Cr表示；对于推力载荷，以C表示。轴承，为纯轴向载荷，以Ca表示。第55页/共97页3.轴承的寿命计算106r 式中轴承的寿命指数，球轴承=3，滚子轴承 。h N h 第56页/共97页4.轴承当量动载荷计算当量动载荷：换算所得的一假想动载荷，用P表示。式中Fr 轴承所受径向载荷;在该载荷作用下轴承的寿命与实际载荷相同。Fa 轴承所受轴向载荷;X 径向载荷系数;Y 轴向载荷系数。第57页/共97页5.角接触向心轴承的轴
17、向载荷内部轴向力Fs：安装方式:正装与反装反装(背靠背)正装(面对面)各滚动体上所产生的轴向分力的总和。第58页/共97页(正装)(1)若 紧端松端(2)若 紧端松端v 松端轴承的轴向载荷等于其本身的内部轴向力。(反装)v 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。(3)若 第59页/共97页 轴承寿命计算程序框图已知 选择类型选择代号查 计算 计算 计算 查e值查X、Y值输出结果YY查 NN第60页/共97页例123 一农用水泵轴，轴径d=35,转速n=2900r/min，轴承径向载荷Fr=1810N,轴向载荷Fa=740N,要求轴承预期寿命 .拟选用深沟球轴承，试选择轴承
18、型号。p231 解：(1)求当量动载荷 暂取,则 e=0.22,由表1212查得X=0.56,Y=1.99.得(2)求所需的径向基本额定动载荷 查表1211 查表1210 代入公式127得(3)选择轴承型号查手册或本书附表1，选6307轴承，其 与原估计值相近，适用。第61页/共97页例123 根据工作条件，决定在某轴上安装一对角接触球轴承，如图1225所示。已知两个轴承的载荷分别为 ,，外加轴向力 ，轴 颈 d=40mm，转 速 n=5000r/min，常 温 下 运 转，有 中 等 冲 击，预 期 寿 命 ，试选择轴承型号。解：(1)计算轴承的轴向力暂定=40，由表1213查得轴承的内部轴
19、向力为方向向左方向向右因故：左端轴承1为压紧端右端轴承2为放松端(2)计算轴承的当量动载荷由表1212得，e=1.14，而查表1212得轴承的当量动载荷：第62页/共97页(续)(3)计算所需径向基本额定动载荷取较大当量动载荷轴承1计算。因有中等冲击，查表1211得，fp=1.5；常温下工作，查表1210得，ft=1。由式(127)得(4)确定轴承型号由轴径d=40，及所求的C值，由附表2查得7308B。故适用。第63页/共97页12.8 滚动轴承的润滑和密封12.8.1 滚动轴承的润滑v滚动轴承润滑的作用：减少摩擦和磨损、提高效率、延长1.润滑剂的选择润滑剂：润滑油、润滑脂和固体润滑剂v轴承
20、dn(1.52)105mmr/min时，一般采用脂润滑。v当轴承的dn值过高或具备润滑油源时(如变速器、减速2.润滑方式选择v润滑方式可按轴承类型与dn值选取。使用寿命，散热、减小接触应力、吸收振动和防止锈蚀等。器)，可采用油润滑。第64页/共97页滚动轴承润滑剂与润滑方式的选择 轴承类型轴承类型脂润滑脂润滑浸油、飞溅润滑浸油、飞溅润滑滴油润滑滴油润滑喷油润滑喷油润滑油雾润滑油雾润滑深沟球轴承深沟球轴承角接触球轴承角接触球轴承圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承（1.52）1052.5105410561056105圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承1.61052.31053105推力球轴承推力球轴承0.61051.
21、21051.5105第65页/共97页12.8.2 滚动轴承的密封v滚动轴承的密封的作用：防止灰尘、水分等进入轴承，v密封的方法：接触式、非接触式和两者的组合式。阻止润滑剂流失。第66页/共97页轴承的密封迷宫式密封间隙密封密封圈密封毛毡圈密封组合式密封接触式密封非接触式密封第67页/共97页12.9 滚动轴承的组合设计12.9.1 轴承轴系的轴向固定1.轴承套圈的轴向固定 内圈的固定 轴肩 弹性垫圈 轴端挡圈 螺母 止动垫圈 开口圆锥紧定套 圆螺母 轴肩 弹性垫圈 轴端挡圈 止动垫圈 圆螺母 第68页/共97页 外圈固定 座孔的台肩 轴承盖 止动环 孔用弹性垫圈螺纹环 套杯肩环 座孔的台肩
22、轴承盖 止动环 孔用弹性垫圈螺纹环 套杯肩环 座孔的台肩 轴承盖 可调压盖 可调压盖 第69页/共97页2.滚动轴承组件的轴向固定(1)双支点单侧固定(两端固定式)使轴的两个支点中每个支点都能限制轴的单向移动，两个支点合起来即限制了轴的双向移动。适用于工作温度变化不大的短轴。轴 肩 第70页/共97页2.滚动轴承组件的轴向固定(1)双支点单侧固定(两端固定式)第71页/共97页第72页/共97页第73页/共97页圆锥滚子轴承用于两端固定支承第74页/共97页(2)单支点双侧固定，另一支点游动(一端固定、一端游动)固定支点 游动支点 游动支点 两个支点中，使一个支点双向固定以承受轴向力，另一个支
23、点可作轴向移动。适用于工作温度变化较大的长轴。第75页/共97页一端固定，一端游动支承实例第76页/共97页第77页/共97页(3)双支点游动(两端游动式)第78页/共97页两端游动支承实例第79页/共97页圆柱滚子轴承用于两端游动支承第80页/共97页12.9.2 轴承组合的调整1.轴承间隙的调整轴承盖与机座间的垫片厚度或改变调整环厚度；利用螺钉移动轴承外圈位置进行调整，并通过螺母锁紧。调整方式：第81页/共97页2.轴承的预紧v预紧：对某些可调游隙式轴承，在安装时给予一定的轴螺母夹紧轴承外圈磨窄套圈调整外圈间隔套厚度弹簧预紧向压紧力，使内外圈产生相对位移而消除游隙，并在套圈和滚动体接触处产
24、生弹性预变形，从而提高轴的旋转精度和支承刚度。第82页/共97页3.轴承组合位置的调整轴承组合的轴向位置应可调。调整方法：加减套杯、调整机座间垫片1的厚度第83页/共97页第84页/共97页12.9.3 滚动轴承的配合轴承内圈孔与轴的配合轴承孔和外径的上偏差为0，下偏差为负。轴承外圈与轴承座孔的配合滚动轴承为标准件，为便于互换及适应大量生产基孔制基轴制内圈与轴的配合较紧，外圈与座孔的配合较松。第85页/共97页轴承的配合，参考以下原则：(1)外载荷方向不变时，转动套圈比固定套圈的配合紧一些。一般内圈转动，外圈固定，轴可取r6、n6、m6、k6、j6；轴承座孔可取G7、H7、J7、K7、M7等。
25、公差配合图第86页/共97页轴承的配合，参考以下原则：(续)(2)高速、重载应采用较紧配合。(3)作游动支承的轴承外圈与座孔间应采用间隙配合，但(4)与空心轴的配合应选用较紧配合；与剖分轴承座的配(5)应充分考虑温度变化对配合的影响。合应较松。又要防止外圈的转动。第87页/共97页12.9.4 轴承的装拆v装拆力不得通过滚动体传递 轴承的安装 第88页/共97页轴承的拆卸 第89页/共97页轴承外圈的拆卸高度和拆卸螺孔 第90页/共97页轴的安装轴的拆卸第91页/共97页第92页/共97页P208(9)P208(9)一级齿轮减速器高速轴系结构改错一级齿轮减速器高速轴系结构改错垫片垫片垫片垫片第93页/共97页轴端挡圈轴端挡圈P240(13)P240(13)蜗杆的轴系结构蜗杆的轴系结构 改错改错第94页/共97页本章知识结构框图本章知识结构框图第95页/共97页滑动轴承的结构本章重要知识点本章重要知识点轴承的组合设计非液体摩擦滑动轴承设计滚动轴承的结构类型、选择计算第96页/共97页感谢您的观看！第97页/共97页