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1、第十章 滾動(dòng)軸承,10-1 滾動(dòng)軸承的類型和代號(hào),10-2 滾動(dòng)軸承的類型選擇,10-3 滾動(dòng)軸承的尺寸選擇,10-4 滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì),13-1 滾動(dòng)軸承的構(gòu)造和類型,滑動(dòng)軸承概述1,1. 構(gòu)造,裝在軸上。,裝在軸承座孔中。,在兩套圈之間滾動(dòng)并傳遞載荷。,將滾動(dòng)體均勻隔開。滾動(dòng)體間的摩擦、磨損。,概述,,2、材料,內(nèi)外圈、滾動(dòng)體：軸承鉻鋼GCr15，硬度 6065 HRC,保持架：軟材料，低碳鋼板沖壓后鉚接或焊接。,3、特點(diǎn)：與滑動(dòng)軸承比較,優(yōu)點(diǎn)：,1）起動(dòng)力矩小，可在負(fù)載下起動(dòng)；,2）徑向游隙較小，運(yùn)動(dòng)精度高；,3）軸向?qū)挾容^小；,4）可同時(shí)承受徑向、軸向載荷,軸承組 合較簡(jiǎn)單;,5）

2、便于密封、易于維護(hù)；,6）不需有色金屬，標(biāo)準(zhǔn)件，成本低。,缺點(diǎn)：,1）承受沖擊載荷能力差；,2）振動(dòng)、噪音較大；,3）徑向尺寸較大；,4）有的場(chǎng)合無(wú)法使用；,一、滾動(dòng)軸承的幾個(gè)基本特性,1、 接觸角：,滾動(dòng)體與外圈的接觸法線和半徑方向之間所夾銳角。,接觸角反映了軸承承受載荷方向的特性。接觸角是滾動(dòng)軸承的一個(gè)主要參數(shù)，軸承的受力分析和承載能力等都與接觸角有關(guān)。接觸角越大，軸承承受軸向載荷的能力也越大。,10-1 滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)類型和代號(hào),,2、 游隙 ,滾動(dòng)體內(nèi)圈、外圈滾道之間的最大間隙。,游隙是影響軸承運(yùn)轉(zhuǎn)精度、使用壽命、噪聲級(jí)別以 及溫升的重要數(shù)據(jù)，控制游隙是項(xiàng)重要的工作。,3、 偏斜角(量

3、),一般指調(diào)心軸承內(nèi)、外圈軸線相對(duì)傾斜時(shí)所夾的銳角。,此類軸承通常具有偏 位角的自適應(yīng)性能， 當(dāng)軸承座孔與軸發(fā)生軸 線偏離時(shí)，它可以自動(dòng) 適應(yīng)軸心的偏斜。 故這種軸承也稱作 調(diào)心軸承。,,二、滾動(dòng)軸承的主要類型 滾動(dòng)軸承通常按其承受載荷的方向(或接觸角)和滾動(dòng)體的形狀分類。,2、按照滾動(dòng)體形狀，可分為球軸承和滾子軸承。 滾子又分為圓柱滾子,圓錐滾子、球面滾子和滾 針等。,1、按照承受載荷的方向或公稱接觸角的不同，滾 動(dòng)軸承 可分為：1)向心軸承、主要用于承受徑 向載荷，其公稱接 觸角從0到45；2)推力軸 承，主要用于承受軸向載荷，其公稱接觸角從 大于45到90(前表)。,按

4、載荷方向、的不用分為：,承受軸向載荷能力,向心軸承= 0 45，主要徑向載荷。,推力軸承= 4590，主要軸向載荷；,,3、按結(jié)構(gòu)形式不同，標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)軸承分為13類，最常用的有六類:,構(gòu)造和類型4,調(diào)心滾子軸承（2）,滾針軸承 （NA),,,向心角接觸軸承,徑向接觸軸承,推力滾子軸承（8）,,軸向接觸軸承,深溝球軸承,6,3、常用滾動(dòng)軸承的類型及主要特性,角接觸球軸承,7,圓錐滾子軸承,3,面對(duì)面,背靠背,圓柱滾子軸承,N,,滾針軸承,NA,,調(diào)心球軸承,1,雙列深溝球軸承,4,,滾動(dòng)軸承代號(hào)是表示結(jié)構(gòu)、尺寸、公差等級(jí)和技術(shù)性能等特征的產(chǎn)品代號(hào),三、滾動(dòng)軸承的代號(hào)（GB/T27293）,,（1

5、）類型代號(hào)---左起第1位,1、基本代號(hào) 表示類型、結(jié)構(gòu)和尺寸的代號(hào),數(shù)字或字母表示不同類型的軸承,（2）尺寸系列代號(hào),,向心軸承寬度增加,推力軸承高度增加,常用代號(hào)： 1（特輕）；2（輕）；3（中）； 4（重）,,直徑增加,（3）內(nèi)徑代號(hào)-左起第4，5位,滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑d=10480mm的范圍內(nèi)，其代號(hào)有以下的規(guī)律：,2、前置代號(hào) 表示可拆分軸承或其分部件的代號(hào)（不常見）,3、后置代號(hào) 表示結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、公差等級(jí)、游隙組別、 材料及密封、技術(shù)要求等發(fā)生改變時(shí) 的補(bǔ)充代號(hào)。,（1）內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變代號(hào)及含義,（2）密封、防塵與外部形狀改變代號(hào)及含義,（3）公差等級(jí)代號(hào)及

6、含義,（4）游隙組別代號(hào)及含義,當(dāng)公差等級(jí)和游隙組別同時(shí)標(biāo)注時(shí)，“/”號(hào)可省略。,面對(duì)面（/DF） 背對(duì)背(/DB) 串聯(lián)(/DT),7 2 0 8 AC / P5,公差等級(jí)為5級(jí),內(nèi)徑為d=40mm,直徑系列為“輕”,寬度系列為“正?！保? 代號(hào)省略）,軸承類型為：角接觸球軸承,游隙組別為：基本組（/C0代號(hào)省略）,接觸角為 =25o,,7306AC/P4,角接觸球軸承，=20，d=30mm，精度為4級(jí),3 0 3 0 8,軸承類型為：圓錐滾子軸承,直徑系列為“中”,內(nèi)徑為d=40mm,寬度系列為“正?！保?字頭不可省略）,6 3 1 0,軸承類型為：深溝球軸承,寬度系列為“正?！保?/p>

7、0 代號(hào)省略）,直徑系列為“中”,內(nèi)徑為d=50mm,6 2 1 2,N 2 2 0 8,,3 3 3 1 5 E,10-2、滾動(dòng)軸承的類型選擇,一、滾動(dòng)軸承的主要類型,主要掌握：,雙向：雙向A,1、60000型:深溝球軸承,4、N0000型:圓柱滾子軸承:內(nèi)外圈間可自由移動(dòng),3、30000型:圓錐滾子軸承,二、類型的選擇,1、軸承的轉(zhuǎn)速 球軸承為點(diǎn)接觸、滾子軸承為線接觸。,承載能力：球軸承滾子軸承,耐沖擊： 球軸承滾子軸承,nlim： 球軸承滾子軸承,載荷大、有沖擊時(shí)選滾子軸承，轉(zhuǎn)速高時(shí)選球軸承。,2、載荷性質(zhì),同時(shí)A、R：角接觸球軸承或圓錐滾子軸承；,R大、A小：深溝球軸承；,A大、

8、R 小：推力角接觸軸承；,3、軸剛度差、彎曲變形大、座孔不平行、不同軸、多支點(diǎn)軸：調(diào)心軸承。,座孔不平形,不同軸,彎曲變形,4、根據(jù)裝拆要求選擇類型,考慮裝拆方便時(shí)，宜選用內(nèi)外圈可分離的軸承如： N0000型、30000型。,5、根據(jù)經(jīng)濟(jì)性選擇類型,舉例：,一、向心軸承中作用力的分布,由于內(nèi)部游隙，最多只有半圈滾動(dòng)體受載，且受載大小不同。,線接觸軸承：,0Fr作用線下滾動(dòng)體變形量。,由于： i <0, F2

9、：回轉(zhuǎn)軸承上，各元件受脈動(dòng)接觸應(yīng)力。,安裝潤(rùn)滑和維護(hù)良好,轉(zhuǎn)速較高的軸承，主要失效形式為“點(diǎn)蝕”，需進(jìn)行壽命計(jì)算。,轉(zhuǎn)速很低或擺動(dòng)的軸承，主要失效形式為塑性變形，需計(jì)算靜強(qiáng)度。,3、磨損：磨粒磨損、粘著磨損；,4、其它：電腐蝕、銹蝕、元件破裂等；,潤(rùn)滑不良、密封不嚴(yán)、多塵條件,高轉(zhuǎn)速軸承，主要失效形式為粘著磨損，需校核極限轉(zhuǎn)速。,三、滾動(dòng)軸承計(jì)算準(zhǔn)則,1、一般條件下的回轉(zhuǎn)滾動(dòng)軸承：,接觸疲勞壽命計(jì)算,、靜強(qiáng)度計(jì)算。,三個(gè)基本性能參數(shù)：,C0r、C0a 基本額定靜載荷：靜強(qiáng)度,N0 極限轉(zhuǎn)速：控制磨損,1.軸承壽命 在一定的載荷下作用，滾動(dòng)軸承的任一滾動(dòng)體或套圈滾道上出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕前，所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)

10、數(shù)或工作小時(shí)數(shù)。,四、滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算,Cr：徑向基本額定動(dòng)載荷,對(duì)角接觸軸承（3、7）：Cr載荷的徑向分量,Ca：軸向基本額定動(dòng)載荷：5類 Ca純軸向載荷,1）C由試驗(yàn)得出，查手冊(cè)；,2）C 軸承抗疲勞承載能力；同類不同型號(hào)軸承，C不同。,3）設(shè)計(jì)時(shí)需滿足：一定工況下的軸承所需的CC,說明：,材質(zhì)、工作溫度、零件硬度變化：對(duì)C修正,根據(jù)疲勞曲線方程：,4、滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算,,實(shí)際計(jì)算中常用小時(shí)表示壽命：,（10-5）,（10-4）,并引入溫度系數(shù)：,注意：Lh與n有關(guān)，L與n無(wú)關(guān)。,壽命計(jì)算公式10-4的使用方法：,壽命計(jì)算公式10-5的使用方法：,,,向心類軸承: NA0000 N00

11、00,加純徑向載荷 R,推力類軸承: 50000,加純軸向載荷 A,基本額定動(dòng)載荷C是實(shí)驗(yàn)條件下的載荷量,其加載特點(diǎn)為：,五、 滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P計(jì)算,,,大部分軸承實(shí)際承受兩種載荷 R和 A，實(shí)用中應(yīng)將其換成相當(dāng)于實(shí)驗(yàn)時(shí)的單一載荷即：當(dāng)量動(dòng)載荷 P,式中：,R 軸承所受的徑向載荷(N),A 軸承所受的軸向載荷(N),X、Y- 徑向系數(shù)和軸向系數(shù)（查表及設(shè)計(jì)手冊(cè)滾動(dòng)軸承表）,由表10-4知，X、Y受e軸向載荷“判斷系數(shù)”影響,考慮機(jī)器沖擊振動(dòng)等，P的公式為：,,fp沖擊載荷系數(shù)（表105）,滾動(dòng)軸承尺寸的選擇,滾動(dòng)軸承尺寸選擇的過程,確定軸承所承受的R與A,向心類徑向接觸軸承與向心類軸向接

12、觸軸承的軸向載荷分析：,六、向心推力軸承的軸向載荷（派生軸向力）,向心推力軸承的內(nèi)部軸向力,每個(gè)軸承派生軸向力的方向：由外圈寬邊指向窄邊,每個(gè)軸承派生軸向力的作用點(diǎn)：滾動(dòng)體與外圈滾道的公法線與軸線的交點(diǎn),以正裝角接觸球軸承為例建立軸向載荷 Fa 的計(jì)算公式：,例1：試判斷軸承的松緊端及軸向載荷。,（1） FS1=2500N，F(xiàn)S2=1800N， FA=500N,,（2） FS1=1700N，F(xiàn)S2=2200N， FA=600N,,角接觸滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算小結(jié)：,1)、求支反力（力平衡、力矩平衡）Fr1、Fr2；,3)、根據(jù)軸承安裝方式及合力的指向判定“壓緊”、“放松”端，求出Fa1、Fa2；,4

13、)、根據(jù),5)、校核式：,,深溝球軸承：無(wú)Fs，F(xiàn)A由壓緊端承受， 即：Fa壓緊=FA， Fa放松=0,球軸承：=3 滾子軸承：=10/3,,設(shè)計(jì)選擇式：,組合設(shè)計(jì)內(nèi)容： 正確合理考慮軸承安裝、固定、調(diào)整、密封、潤(rùn)滑、軸系剛度、精度問題。 組合設(shè)計(jì)要求： 固定可靠、運(yùn)轉(zhuǎn)靈活、保證精度、調(diào)整方便。,軸承不是單一的個(gè)體，它是用來支承軸的，而軸又要帶動(dòng)軸上零件工作。所以軸承的設(shè)計(jì)一定包含合理設(shè)計(jì)軸承的組合。,10-4 滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì),一、滾動(dòng)軸承的軸向定位,1 、雙支承單向固定（全固式）,適用于適用于溫度變化不大的短軸，跨距400mm）,二、軸的支承結(jié)構(gòu)型式,每個(gè)軸承承受一個(gè)方向的

14、軸向力。組合后，限制軸雙向移動(dòng)，承受雙向軸向力A。安裝時(shí)，軸承外圈與端蓋間隙：0.250.4mm,允許軸少量熱膨脹，用墊片或調(diào)整螺釘調(diào)節(jié)。,,3類和7類,2、單支承雙向固定（固游式）,一端軸承的固定即限制軸的雙向串動(dòng)承受雙向軸向力（6；一對(duì)3、7類；向心推力組合）；另一端軸承不固定，為游動(dòng)支承防止卡死。 特點(diǎn)：軸的位置準(zhǔn)確，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，,適用于溫度變化大的長(zhǎng)軸,（跨距 400mm）,N類：滾子與外圈間游動(dòng),內(nèi)圈與軸固定,,6類,6類,N類,,,6類,N類,一對(duì)7類,一對(duì)3類,,6類,向心推力組合,,3、雙支承雙向都不固定（全游式）,適用于嚙合位置隨機(jī)調(diào)整的人字齒輪軸。與其相嚙合的齒輪軸系：兩

15、端單向固定（保證兩軸都得到軸向定位）,兩端軸承的固定均不限制軸的軸向移動(dòng)，均為游動(dòng)支承。,三、滾動(dòng)軸承的配合和選擇,游隙受載滾動(dòng)體承載, 游隙合適，其大、小受配合影響。,,內(nèi)圈與軸的配合形式,,k5.m5. m6. n6. p6. r6.,外圈與座孔的配合形式,,H7.G7.J7.,四、滾動(dòng)軸承的預(yù)緊,滾動(dòng)體和外圈滾道間處于適當(dāng)壓緊稱為預(yù)緊。預(yù)緊可以提高軸承系統(tǒng)的工作剛度和運(yùn)轉(zhuǎn)精度。,五、滾動(dòng)軸承的拆裝,（1）冷壓法（適用于小型軸承） 用專用壓套在壓力機(jī)上壓入，或用手錘均勻擊打裝入。,（2）熱壓法（適用于大型軸承） 將軸承放入油池或加熱爐中加熱至80-90oC左右然后套裝在軸頸上。,安裝原則：

16、 禁止通過滾 動(dòng)體施力！,1、軸承的安裝,2、滾動(dòng)軸承的安裝方式及調(diào)整,1）、安裝方式,正、反安裝將影響軸系剛度。,,2）、軸承（軸系）調(diào)整,a 軸承間隙的調(diào)整,b 軸系位置的調(diào)整,,錐齒輪傳動(dòng)：要求兩齒輪錐頂重合。,蝸桿傳動(dòng)：要求蝸輪中間平面通過蝸桿軸線。,,3、軸承的拆卸,,（1）用軸承拆卸器拆卸（適用于小型軸承） 用專用軸承爪子扣在軸承內(nèi)圈拆卸。,軸承拆卸器,（2）用液壓裝置拆卸（適用于大型軸承） 在液壓裝置上用專用器械拆卸。,軸肩高度低于內(nèi)圈高度的3/4。,六、軸承系統(tǒng)的支承剛度和同心度,1.提高軸承支承部位的剛度與同軸度，有助于避免軸承系統(tǒng)的變形，從而避免軸承中滾動(dòng)體運(yùn)轉(zhuǎn)不良造成早期

17、損壞。,措施如下：,2.軸承孔一次鏜出,總結(jié)：提高軸系剛度的措施,剛度 旋轉(zhuǎn)精度、噪音、振動(dòng),1）、選用合理軸承類型,滾子軸承剛度球軸承, 選用雙列軸承、滾子軸承、四點(diǎn)接觸軸承。,2）、軸承預(yù)緊,可以軸承剛度、 旋轉(zhuǎn)精度、 軸承壽命,減小軸的振動(dòng)。,3）、機(jī)架上安裝軸承處加筋或增加厚度。,4）、一根軸上，兩個(gè)軸承盡量取同一型號(hào)；若型號(hào)不同，則在小外徑軸承外加一套圈，保證相同孔徑，以便一次鏜出，保證同心度。,5）、選擇合理的軸承安裝方式,兩軸承間：正安裝時(shí)，剛度,七、滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑,潤(rùn)滑的主要目的是減磨、提效、吸振、冷卻、防腐等。,1、潤(rùn)滑方式的確定,脂 潤(rùn) 滑,裝填量軸承空間的1/31/2,否則,摩擦發(fā)熱,油 潤(rùn) 滑,油 潤(rùn) 滑,2、潤(rùn)滑介質(zhì)的確定,取決于速度、載荷、溫度等。 載荷大、工作溫度高時(shí)高粘度油，易形成油膜dn大或噴霧潤(rùn)滑低粘度油，攪油損失小、冷卻 好。,八、滾動(dòng)軸承的密封,密封的主要目的是防止外界灰塵和水分等進(jìn)入軸承，并阻止軸承內(nèi)潤(rùn)滑介質(zhì)流失。,1、接觸式密封 線速度較低時(shí)用,靜止件與運(yùn)動(dòng)件不能直接接觸，軸與端蓋間應(yīng)有間隙。,2、非接觸式密封,,,,