第十七章__軸承

1、 滾動軸承的基本類型和特點(diǎn)滾動軸承的基本類型和特點(diǎn) 滾動軸承的選擇計算滾動軸承的選擇計算第十七章第十七章 軸承軸承滾滾動動軸軸承承 滾動軸承的潤滑和密封滾動軸承的潤滑和密封 滾動軸承的組合設(shè)計滾動軸承的組合設(shè)計 滾動軸承的代號滾動軸承的代號軸承的功用軸承的功用支承軸及軸上零件，并保持軸的旋轉(zhuǎn)精度支承軸及軸上零件，并保持軸的旋轉(zhuǎn)精度減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦和磨損減少轉(zhuǎn)軸與支承之間的摩擦和磨損軸承的軸承的分類分類滾動軸承滾動軸承滑動軸承滑動軸承優(yōu)點(diǎn)多，應(yīng)用廣優(yōu)點(diǎn)多，應(yīng)用廣用于高速、高精度、重載、結(jié)用于高速、高精度、重載、結(jié)構(gòu)上要求剖分等場合構(gòu)上要求剖分等場合汽輪機(jī)、離心式壓縮機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、大型電機(jī)、

2、水泥攪汽輪機(jī)、離心式壓縮機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、大型電機(jī)、水泥攪拌機(jī)、滾筒清砂機(jī)、破碎機(jī)等機(jī)械常采用滑動軸承拌機(jī)、滾筒清砂機(jī)、破碎機(jī)等機(jī)械常采用滑動軸承vvv按表面潤滑情況，摩擦可分為以下幾種狀態(tài)按表面潤滑情況，摩擦可分為以下幾種狀態(tài)1 1、干摩擦、干摩擦 固體表面直接接觸固體表面直接接觸功耗功耗 磨損磨損 溫度溫度 燒毀軸瓦燒毀軸瓦 滑動軸承中不允許出現(xiàn)干摩擦滑動軸承中不允許出現(xiàn)干摩擦2 2、邊界摩擦、邊界摩擦表面間有潤滑油存在，但不足以將兩金屬表面表面間有潤滑油存在，但不足以將兩金屬表面完全分開，其表面微觀高峰部分仍將相互搓削完全分開，其表面微觀高峰部分仍將相互搓削比干摩擦的磨損輕比干摩擦的磨損輕3

3、3、液體摩擦、液體摩擦有充足的有充足的潤滑油潤滑油將兩金屬表面隔開，彼此將兩金屬表面隔開，彼此不直接接觸不直接接觸摩擦系數(shù)小摩擦系數(shù)小一、一、 向心滑動軸承向心滑動軸承17.1 17.1 滑動軸承概述滑動軸承概述整體式向心滑動軸承整體式向心滑動軸承軸承座軸承座軸承軸承軸承座軸承座軸套或軸瓦軸套或軸瓦聯(lián)接螺栓聯(lián)接螺栓基基本本組組成成滑動軸承滑動軸承向心滑動軸承向心滑動軸承推力滑動軸承推力滑動軸承承受徑向力承受徑向力承受軸向力承受軸向力剖分式向心滑動軸承剖分式向心滑動軸承整體式向心滑動軸承整體式向心滑動軸承剖分式向心滑動軸承剖分式向心滑動軸承榫口榫口螺紋孔螺紋孔軸承座軸承座軸承蓋軸承蓋聯(lián)接螺栓聯(lián)接

4、螺栓剖分軸瓦剖分軸瓦整體軸套整體軸套卷制軸套卷制軸套薄壁軸瓦薄壁軸瓦厚壁軸瓦厚壁軸瓦軸瓦非承載區(qū)內(nèi)表面開有進(jìn)油口和油溝，軸瓦非承載區(qū)內(nèi)表面開有進(jìn)油口和油溝，以利于潤滑油均勻分布在整個軸徑上。以利于潤滑油均勻分布在整個軸徑上。進(jìn)油孔進(jìn)油孔油溝油溝 三三 軸承及軸承襯材料軸承及軸承襯材料軸瓦材料應(yīng)具備的性能：軸瓦材料應(yīng)具備的性能：1 1）摩擦系數(shù)?。唬┠Σ料禂?shù)小；2 2）導(dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)?。唬?dǎo)熱性好，熱膨脹系數(shù)??；3 3）耐磨、耐腐蝕、抗膠合能力強(qiáng)；）耐磨、耐腐蝕、抗膠合能力強(qiáng)；4 4）有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和塑性。）有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和塑性。能同時滿足上述要求的材料是難找的，較常用的是用兩層不能同

5、時滿足上述要求的材料是難找的，較常用的是用兩層不同金屬做成的軸瓦，兩種金屬在性能上取長補(bǔ)短。在工藝上同金屬做成的軸瓦，兩種金屬在性能上取長補(bǔ)短。在工藝上可以用澆鑄或壓合的方法，將薄層材料粘附在軸瓦基體上?？梢杂脻茶T或壓合的方法，將薄層材料粘附在軸瓦基體上。粘附上去的薄層材料通常稱為粘附上去的薄層材料通常稱為軸承襯軸承襯軸承襯軸承襯常見的軸瓦和軸承襯材料：常見的軸瓦和軸承襯材料：1 1、軸承合金（白合金、巴氏合金）、軸承合金（白合金、巴氏合金）f f 小，抗膠合性能好、對油的吸附性強(qiáng)、耐腐蝕性好、小，抗膠合性能好、對油的吸附性強(qiáng)、耐腐蝕性好、容易跑合、是優(yōu)良的軸承材料，常用于高速、重載的容易跑合

6、、是優(yōu)良的軸承材料，常用于高速、重載的軸承軸承優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)價格貴、機(jī)械強(qiáng)度較差價格貴、機(jī)械強(qiáng)度較差只能作為軸承襯材料澆注在鋼、鑄鐵、或青銅軸瓦上只能作為軸承襯材料澆注在鋼、鑄鐵、或青銅軸瓦上2 2、青青 銅銅優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)青銅強(qiáng)度高、承載能力大、耐磨性和導(dǎo)熱性青銅強(qiáng)度高、承載能力大、耐磨性和導(dǎo)熱性都優(yōu)于軸承合金。工作溫度高達(dá)都優(yōu)于軸承合金。工作溫度高達(dá)250 250 可塑性差、不易跑合、與之相配的軸頸必須淬硬可塑性差、不易跑合、與之相配的軸頸必須淬硬青銅可以單獨(dú)制成軸瓦，也可以作為軸承襯澆注在鋼或鑄青銅可以單獨(dú)制成軸瓦，也可以作為軸承襯澆注在鋼或鑄鐵軸瓦上鐵軸瓦上鋁青銅鋁青銅鉛青銅鉛青銅

7、錫青銅錫青銅中速重載中速重載中速中載中速中載低速重載低速重載3 3）具有特殊性能的軸承材料）具有特殊性能的軸承材料含油軸承含油軸承用粉末冶金法制作的軸承，具有多孔組織，可存儲潤滑油。用粉末冶金法制作的軸承，具有多孔組織，可存儲潤滑油?？捎糜诩佑筒环奖愕膱龊峡捎糜诩佑筒环奖愕膱龊嫌糜诓恢匾?、低速輕載軸承用于不重要、低速輕載軸承鑄鑄 鐵鐵具有較大的彈性，能減輕振動使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，可用水潤滑。具有較大的彈性，能減輕振動使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，可用水潤滑。常用于潛水泵、沙石清洗機(jī)、鉆機(jī)等有泥沙的場合常用于潛水泵、沙石清洗機(jī)、鉆機(jī)等有泥沙的場合橡膠軸承橡膠軸承具有摩擦系數(shù)低、可塑性、跑合性良好、耐磨、耐腐蝕、具有摩擦系

8、數(shù)低、可塑性、跑合性良好、耐磨、耐腐蝕、可用水、油及化學(xué)溶液等潤滑的優(yōu)點(diǎn)可用水、油及化學(xué)溶液等潤滑的優(yōu)點(diǎn)塑料軸承塑料軸承導(dǎo)熱性差、膨脹系數(shù)大、容易變形。為改善此缺陷，可導(dǎo)熱性差、膨脹系數(shù)大、容易變形。為改善此缺陷，可作為軸承襯粘復(fù)在金屬軸瓦上使用作為軸承襯粘復(fù)在金屬軸瓦上使用缺缺 點(diǎn)點(diǎn)17.2 17.2 非液體摩擦滑動軸承的計算非液體摩擦滑動軸承的計算維持邊界油膜不遭破裂，是非液體摩擦滑動軸承的設(shè)計依據(jù)維持邊界油膜不遭破裂，是非液體摩擦滑動軸承的設(shè)計依據(jù)1 1、 軸承的壓強(qiáng)軸承的壓強(qiáng) P P限制軸承壓強(qiáng)限制軸承壓強(qiáng) P P，以保證潤滑油不被過大的壓力擠出，以保證潤滑油不被過大的壓力擠出，從而避

9、免軸瓦產(chǎn)生過渡的磨損從而避免軸瓦產(chǎn)生過渡的磨損 p= pFBd2 2、軸承的、軸承的pvpv值值pvpv與功耗成正比，它表征了軸承的與功耗成正比，它表征了軸承的發(fā)熱因素，發(fā)熱因素，pvpv越大，溫升越高，越越大，溫升越高，越容易引起油膜的破裂容易引起油膜的破裂 pv = FBddn60 1000pv一、向心軸承一、向心軸承二、二、 推力軸承推力軸承 zddFp)(42122p pvm=pvFd1d2Fd1d2zddFp)(42122p pvm=pvFd1d2Fd1d217.4 17.4 滾動軸承概述滾動軸承概述滾動軸承的組成滾動軸承的組成外圈外圈內(nèi)圈內(nèi)圈滾動體滾動體保持架保持架支撐軸支撐軸支撐

10、零件或軸系支撐零件或軸系滑動滑動滾動滾動將滾動體分開將滾動體分開滾動副的材料要求：滾動副的材料要求：硬度和接觸疲勞強(qiáng)度硬度和接觸疲勞強(qiáng)度 、耐磨性和沖擊韌性耐磨性和沖擊韌性含鉻含鉻合金鋼制造，經(jīng)熱處理后合金鋼制造，經(jīng)熱處理后硬度達(dá)：硬度達(dá)：61-65HRC61-65HRC。工作。工作表面需經(jīng)磨削或拋光。表面需經(jīng)磨削或拋光。保持架保持架低碳鋼，有色金屬或塑料低碳鋼，有色金屬或塑料滾動軸承的優(yōu)點(diǎn)滾動軸承的優(yōu)點(diǎn) 摩擦阻力小、啟動靈敏、效率高、潤滑簡便、摩擦阻力小、啟動靈敏、效率高、潤滑簡便、易于互換等。易于互換等。滾動軸承的缺點(diǎn)滾動軸承的缺點(diǎn)抗沖擊能力差、高速時出現(xiàn)噪音抗沖擊能力差、高速時出現(xiàn)噪音滾

11、動軸承已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，并由軸承廠大量生產(chǎn)，設(shè)計滾動軸承已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，并由軸承廠大量生產(chǎn)，設(shè)計人員的主要任務(wù)是熟悉標(biāo)準(zhǔn)、正確選用人員的主要任務(wù)是熟悉標(biāo)準(zhǔn)、正確選用 滾動軸承通常按其承受載荷的方向（或接觸角）和滾動軸承通常按其承受載荷的方向（或接觸角）和滾動體的形狀分類滾動體的形狀分類滾動軸承的分類滾動軸承的分類17.4.4 17.4.4 滾動軸承的基本類型和選擇滾動軸承的基本類型和選擇接觸角接觸角 滾動體與外圈接觸處的法線與垂直于軸承軸心線的平滾動體與外圈接觸處的法線與垂直于軸承軸心線的平面之間的夾角稱為公稱接觸角面之間的夾角稱為公稱接觸角接觸角接觸角 軸向承載能力軸向承載能力= = 0 0 4545

12、= 9= 90 45 9090各類軸承的公稱接觸角各類軸承的公稱接觸角 軸承類型軸承類型公稱接觸角公稱接觸角向心軸承向心軸承推力軸承推力軸承徑向接觸徑向接觸角接觸角接觸軸向接觸軸向接觸角接觸角接觸軸承軸承類型類型按載荷按載荷方向分方向分按滾動體按滾動體形狀分形狀分向心軸承向心軸承推力軸承推力軸承圓柱滾子圓柱滾子圓錐滾子圓錐滾子球面滾子球面滾子滾針滾針球軸承球軸承滾子軸承滾子軸承分類：分類：表表17-2 滾動軸承的主要類型和特性滾動軸承的主要類型和特性軸承名稱、軸承名稱、類型及代號類型及代號結(jié)構(gòu)簡圖結(jié)構(gòu)簡圖 承載方向承載方向極限轉(zhuǎn)速極限轉(zhuǎn)速 允許角偏差允許角偏差主要特性和應(yīng)用主要特性和應(yīng)用調(diào)心球

13、軸承調(diào)心球軸承10000中中2 3 主要承受徑向載荷，主要承受徑向載荷，同時也能承受少量同時也能承受少量軸向載荷。因為外軸向載荷。因為外滾道表面是以軸承滾道表面是以軸承中點(diǎn)為中心的球面，中點(diǎn)為中心的球面，故能調(diào)心。故能調(diào)心。調(diào)心滾調(diào)心滾子軸承子軸承20000C低低0.5 2 能承受很大的徑向載能承受很大的徑向載荷和少量軸向載荷。荷和少量軸向載荷。承載能力大，具有調(diào)承載能力大，具有調(diào)性能。性能。圓錐滾圓錐滾子軸承子軸承30000中中2 能同時承受較大的徑能同時承受較大的徑向、軸向聯(lián)合載荷。向、軸向聯(lián)合載荷。因線性接觸，承載能因線性接觸，承載能力大，內(nèi)外圈可分離，力大，內(nèi)外圈可分離，裝拆方便，稱對

14、使用。裝拆方便，稱對使用。推力球軸承推力球軸承50000低低不允許不允許 只能承受軸向載荷，且作用線只能承受軸向載荷，且作用線必需與軸線重合。分為單、雙必需與軸線重合。分為單、雙向兩種。高速時，因滾動體離向兩種。高速時，因滾動體離心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱嚴(yán)重，壽命較低，可用于軸向嚴(yán)重，壽命較低，可用于軸向載荷大、轉(zhuǎn)速不高之處。載荷大、轉(zhuǎn)速不高之處。a)單向單向表表17-2 滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）軸承名稱、軸承名稱、類型及代號類型及代號結(jié)構(gòu)簡圖結(jié)構(gòu)簡圖 承載方向承載方向極限轉(zhuǎn)速極限轉(zhuǎn)速允許角偏差允許角偏差主要特性和應(yīng)用主要特性和應(yīng)

15、用調(diào)心滾調(diào)心滾子軸承子軸承20000C低低0.5 2 能承受很大的徑向載能承受很大的徑向載荷和少量軸向載荷。荷和少量軸向載荷。承載能力大，具有調(diào)承載能力大，具有調(diào)性能。性能。圓錐滾圓錐滾子軸承子軸承30000中中2 能同時承受較大的徑能同時承受較大的徑向、軸向聯(lián)合載荷。向、軸向聯(lián)合載荷。因線性接觸，承載能因線性接觸，承載能力大，內(nèi)外圈可分離，力大，內(nèi)外圈可分離，裝拆方便，稱對使用。裝拆方便，稱對使用。推力球軸承推力球軸承50000低低不允許不允許 只能承受軸向載荷，且作用線只能承受軸向載荷，且作用線必需與軸線重合。分為單、雙必需與軸線重合。分為單、雙向兩種。高速時，因滾動體離向兩種。高速時，因

16、滾動體離心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱嚴(yán)重，壽命較低，可用于軸向嚴(yán)重，壽命較低，可用于軸向載荷大、轉(zhuǎn)速不高之處。載荷大、轉(zhuǎn)速不高之處。a)單向單向表表17-2 滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）軸承名稱、軸承名稱、類型及代號類型及代號結(jié)構(gòu)簡圖結(jié)構(gòu)簡圖 承載方向承載方向極限轉(zhuǎn)速極限轉(zhuǎn)速允許角偏差允許角偏差主要特性和應(yīng)用主要特性和應(yīng)用表表17-2 滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）軸承名稱、軸承名稱、類型及代號類型及代號結(jié)構(gòu)簡圖結(jié)構(gòu)簡圖 承載方向承載方向極限轉(zhuǎn)速極限轉(zhuǎn)速允許角偏差允許角偏差主要特性和應(yīng)用主要特性和應(yīng)用推力圓柱

17、推力圓柱滾子軸承滾子軸承80000低低不允許不允許 能承受很大的單向能承受很大的單向軸向載荷。軸向載荷。圓柱滾圓柱滾子軸承子軸承N0000較高較高24 能承受較大的徑向。因能承受較大的徑向。因線性接觸，內(nèi)外圈只允線性接觸，內(nèi)外圈只允許有小的相對偏轉(zhuǎn)。除許有小的相對偏轉(zhuǎn)。除U結(jié)構(gòu)外，還有內(nèi)圈無擋結(jié)構(gòu)外，還有內(nèi)圈無擋邊邊(NU)、外圈單擋邊、外圈單擋邊(NF)、內(nèi)圈單擋邊、內(nèi)圈單擋邊(NJ)等等型式型式滾針軸承滾針軸承a) NA0000b) RNA0000低低只能承受徑向載荷。承只能承受徑向載荷。承載能力大，徑向尺寸特載能力大，徑向尺寸特小。一般無保持架，因小。一般無保持架，因而滾針間有摩擦，極限

18、而滾針間有摩擦，極限轉(zhuǎn)速低。轉(zhuǎn)速低。不允許不允許 a)b)幾點(diǎn)說明幾點(diǎn)說明1 1、承載能力、承載能力滾子軸承滾子軸承(1.5-3)(1.5-3)球軸承球軸承當(dāng)當(dāng)d d 20 mm20 mm時，兩者承載能力接近，宜采用球軸承。時，兩者承載能力接近，宜采用球軸承。大載荷大載荷采用滾子軸承采用滾子軸承= = 0滾動體為滾子，則只能承受徑向載荷；滾動體為滾子，則只能承受徑向載荷；若滾動體為球，可承受一定的軸向載荷。若滾動體為球，可承受一定的軸向載荷。0 4545承受徑向載荷為主；承受徑向載荷為主；45 90eFr Fa 內(nèi)部軸向力內(nèi)部軸向力a1a2O1O2121、若、若 FA+ F2 F1壓緊端：壓緊

19、端：Fa1 = FA+ F2 放松端：放松端：Fa2 = F2 2、若、若 FA+F2 F1 則有：則有： 結(jié)論與正裝相同！結(jié)論與正裝相同！壓緊端：壓緊端：Fa1 = FA+ F2 放松端：放松端：Fa2 = F2 2、若、若 FA+F2 F1 ,則有：則有： 放松端：放松端： Fa1 = F1 壓緊端：壓緊端： Fa2 = F1 - FA結(jié)論：結(jié)論： 放松端軸承的軸向載荷放松端軸承的軸向載荷 = = 內(nèi)部軸向力內(nèi)部軸向力壓緊端軸承的軸向載荷壓緊端軸承的軸向載荷 = = 其余軸向力的代數(shù)和其余軸向力的代數(shù)和外圈寬邊相對安裝外圈寬邊相對安裝 (反裝反裝)17.6.1 17.6.1 軸承的固定軸承

20、的固定1 1、兩端固定、兩端固定使軸的兩個支使軸的兩個支點(diǎn)中的每一個點(diǎn)中的每一個支點(diǎn)都能限制支點(diǎn)都能限制軸的單向移動，軸的單向移動，兩個支點(diǎn)合起兩個支點(diǎn)合起來就限制了軸來就限制了軸的雙向移動的雙向移動17.6 17.6 滾動軸承的組合設(shè)計滾動軸承的組合設(shè)計2 2、一端固定、一端游動、一端固定、一端游動固定支承固定支承游動支承游動支承L一個支點(diǎn)雙向固定以承受軸向一個支點(diǎn)雙向固定以承受軸向力、另一端游動力、另一端游動適用于溫度變化較大的長軸適用于溫度變化較大的長軸游動支承游動支承軸承組合位置的調(diào)整軸承組合位置的調(diào)整目的：使軸上的零件具有準(zhǔn)確的工作位置。目的：使軸上的零件具有準(zhǔn)確的工作位置。例如：圓錐齒輪傳動，要求兩個節(jié)錐頂點(diǎn)相重合。例如：圓錐齒輪傳動，要求兩個節(jié)錐頂點(diǎn)相重合。對于蝸桿傳動，要求蝸輪中間平面通過蝸桿的軸線。對于蝸桿傳動，要求蝸輪中間平面通過蝸桿的軸線。方法：套杯方法：套杯+ +調(diào)整墊片調(diào)整墊片17.6.2 17.6.2 軸承組合的配合軸承組合的配合配合類型配合類型內(nèi)圈孔內(nèi)圈孔軸軸一般原則：當(dāng)外載荷方向不變時，轉(zhuǎn)動套圈應(yīng)比固定套圈緊一般原則：當(dāng)外載荷方向不變時，轉(zhuǎn)動套圈應(yīng)比固定套圈緊 基孔制基孔制外圈外圈軸承座孔軸承座孔 基軸制基軸制 軸公差：軸公差：k6k6、