第十四章滾動軸承

1、第 14 章滾動軸承14-1 滾動軸承的構(gòu)造、類型及代號14-2 滾動軸承的失效形式和承載能力計算14-3 滾動軸承的組合設(shè)計14-4 滾動軸承和滑動軸承的比較及其選擇帶傳動和鏈傳動都是通過中間撓性件傳遞運動和動力的，適用于兩軸中心距較大的場合與齒輪傳動相比，它們具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉等優(yōu)點。浙江大學(xué)專用14-1 滾動軸承的構(gòu)造、類型及代號一、滾動軸承的構(gòu)造外圈、內(nèi)圈、滾動體、保持架。各零件的作用：裝在機座或零件軸孔內(nèi)；內(nèi)圈：支撐軸；外圈：支撐零件或軸系；內(nèi)外圈上有滾道，當(dāng)內(nèi)外圈相對旋轉(zhuǎn)時，滾動體將沿著滾道滾動。滾動體：滑動?滾動； 保持架:將滾動體分開。滾動副的材料要求：硬度和接觸疲勞強度、

2、耐磨性和沖擊韌性用含鉻合金鋼制造，經(jīng)熱處理后硬度達： 6165HRC工作表面需經(jīng)磨削或拋光。保持架：低碳鋼，沖壓制成高速軸承：有色金屬或塑料。浙江大學(xué)專用優(yōu)點：摩擦阻力小、啟動靈敏、效率高、潤滑簡便、和易于互換等。缺點：抗沖擊能力差、高速時出現(xiàn)噪音。滾動軸承按其承受載荷的方向（接觸角）和滾動體的形狀分類。滾動軸承標準化;并由專業(yè)廠大批量生產(chǎn)。熟悉標準，正確選用。設(shè)計人員的主要任務(wù)是:二、滾動軸承的主要類型及特性接觸角：滾動體與外圈接觸處的法線與垂直于軸承軸心線的平面之間的夾角稱為公稱接觸角接觸角軸向承載能力。各類軸承的公稱接觸它角是滾動軸承的一個重要參數(shù)，軸承的受力分析和承載能力等都與接觸角有

3、關(guān)。向心軸承主要承受徑向載荷推力軸承主要承受軸向載荷軸承類型徑向接觸角接觸角接觸軸向接觸= 90=0?0 45公稱接觸角45 90浙江大學(xué)專用分類：向心軸承推力軸承球軸承滾子軸承按載荷方向分按滾動體形狀分軸承類型圓柱滾子圓錐滾子球面滾子滾針表14-滾動軸承的主要類型和特性軸承名稱、類型及代號承載方向結(jié)構(gòu)簡圖主要特性和應(yīng)用極限轉(zhuǎn)速允許角偏差主要承受徑向載荷，同時也能承受少量軸向載荷。因為外調(diào)心球軸承10000中2 3滾道表面是以軸承中點為中心的球面，故能調(diào)心。浙江大學(xué)專用表14-滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）軸承名稱、類型及代號結(jié)構(gòu)簡圖 承載方向極限轉(zhuǎn)速允許角偏差主要特性和應(yīng)用能承受很大的徑向載

4、荷和少量軸向載荷承載能力大，具有調(diào)性能。調(diào)心滾子軸承20000C低0.5? 2?比 10000 小能同時承受較大的徑向軸向聯(lián)合載荷因線性接觸，承載能力大，內(nèi)外圈可分離，裝拆方便， 稱對使用。圓錐滾子軸承30000中2 只能承受軸向載荷，且作用線必需與軸線重合分為單、雙向兩種高速時，因滾動體離心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱嚴重壽命較低，可用于軸向載荷大轉(zhuǎn)速不高之處。推力球軸承50000低不允許一)單向浙江大學(xué)專用表14-滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）軸承名稱、類型及代號結(jié)構(gòu)簡圖 承載方向極限轉(zhuǎn)速允許角偏差主要特性和應(yīng)用只能承受軸向載荷，且作用線必需與軸線重合分為單、雙向推力球軸承50000兩種高速時

5、，因滾動體離心力不允許低大，球與保持架摩擦發(fā)熱嚴重，壽命較低，可用于軸向載荷大、b)雙向轉(zhuǎn)速不高之處。能同時承受較大的徑向軸向聯(lián)合載荷因線性接觸，承載能力大，內(nèi)外圈可分離，裝拆方便， 稱對使用。深溝球軸承60000高8 16 角接觸球軸承70000C(=15? )70000AC(=25? )70000B(=40? )浙江大學(xué)專用能同時承受較大的徑向軸向聯(lián)合載荷大，承載能力越大，有三種規(guī)格稱對使用。較高2 10 表14-滾動軸承的主要類型和特性（續(xù)）軸承名稱、類型及代號結(jié)構(gòu)簡圖 承載方向極限轉(zhuǎn)速允許角偏差主要特性和應(yīng)用推力圓柱滾子軸承80000能承受很大的單向軸向載荷。不允許低能承受較大的徑向。

6、因線性接觸，內(nèi)外圈只允許有小的相對偏轉(zhuǎn)。除U 結(jié)構(gòu)外，還有內(nèi)圈無擋邊(NU)、外圈單擋邊(NF)、內(nèi)圈單擋邊(NJ)等型式圓柱滾子軸承N0000較高24只能承受徑向載荷。承載能力大，徑向尺寸特小。一般無保持架，因而滾針間有摩擦，極限轉(zhuǎn)速低。滾針軸承a)NA0000a)低不允許b)RNA0000b)浙江大學(xué)專用幾點說明：由于結(jié)構(gòu)不同，各類軸承的使用性能也不相同現(xiàn)1. 承說載明如能下力。滾子軸承 (1.53) 球軸承在同樣的外形尺寸下。大載荷采用滾子軸承當(dāng)d 20 公厘時，兩者承載能力接近，宜采用球軸承。因滾子軸承貴角接觸球軸承可以同時承受徑向載荷和軸向載荷。滾動體為滾子，則只能承受徑向載荷；=0

7、?若滾動體為球，可承受一定的軸向載荷。承受徑向載荷為主； 承受軸向載荷為主；0? 45?45? 100 時， C 表14-7引進溫度系數(shù)溫度系數(shù)K t 進行修正軸承工作 溫度100125150200250300溫度系數(shù) K浙江大學(xué)專用0.600.9510.900.800.70t106 C eL10h= 60n P h C eL= 106 r10 P 引進載荷系數(shù)K P 進行修正。工作中沖擊振動 C 表14-9 載荷系數(shù)修正結(jié)果浙江大學(xué)專用KP 60n1/ e或：C = PLh NK 106t106 K C e：Lh = t h60n KP P 載荷性質(zhì)無沖擊或輕微沖擊中等沖擊強烈沖擊KP1.0

8、1.21.21.81.83.0表14-8軸承預(yù)期壽命Lh的參考值Lh /h使用場合500不經(jīng)常使用的儀器和設(shè)備40008000短時間或間斷使用，中斷時不致引起嚴重后果800012000間斷使用，中斷時會引起嚴重后果每天 8h工作的機械1200020000每天 24h連續(xù)工作的機械4000060000滾動軸承的基本動載荷是在一定的實驗條件下確定的對于向心軸承是指軸承承受純徑向載荷；對于推力軸承是指承受中心軸向載荷實際情況可能既受徑向載荷又有軸向載荷，則必須將實、當(dāng)量動載荷的計算含義：當(dāng)量動載荷是一種際考載荷慮換算徑成與向?qū)嶒炤d條件荷相同與的載軸荷后向，才載能和荷基本雙額定重動載荷進行比較。換算后

9、的載荷是一種假定載荷，稱為當(dāng)量載影響，經(jīng)換算后的假想載荷荷。其。 效果與某一個基本額定動載荷相當(dāng)。計算公式： P=Kp(X R+Y A)X-徑向動載荷系數(shù)； Y軸向動載荷系數(shù)。查表 16 12 P260向心軸承： P=R浙江大學(xué)專用推力軸承： P=A表14-10向心軸承當(dāng)量載荷系數(shù)X、Y的值浙江大學(xué)專用軸承類型12.3AC0reA / ReA / R eXYXY深溝球軸承0.1720.3450.6891.031.380.190.220.260.280.300.562.31.991.711.551.4510角接觸球軸承(單列)= 150.1780.3570.7141.071.430.380.40

10、0.230.460.470.441.471.401.301.231.1910= 25-0.680.410.8710= 40-1.140.350.5710圓錐滾子軸承(單列)-1.5tg0.40.4ctg10調(diào)心球軸承(雙列)-1.5tg0.650.65ctg10S角接觸向心軸承軸向載荷的計算受力分析：Ni=Si+ QiSi總軸向力S= SiF的近似值可按如-內(nèi)部軸向派生力下近似公式計算由于的存在，即使在徑向載荷的作用下， 其接觸力可分解為徑向和軸向兩個分量。Ni Qi表14-13角接觸向心球軸承第 i 個滾動體角接觸向心球軸承圓錐滾子軸承軸承類型= 15= 2540=R / (2Y)SeR0.

11、68R1.14RAeY是的軸向系數(shù)R為使內(nèi)部軸向力平衡，以免軸串動，這種軸承應(yīng):成對使用，對稱安裝下面分兩個軸承面對面或背對背浙江大安學(xué)專用裝兩種情況進行詳細分析。R1.若FA+S 2 S 1由于軸承 1 的右端已固定，軸不能向右移動，軸承 1 被壓緊由平衡條件得軸承 1(壓緊端) 承受的軸向載荷：。壓緊端：A 1= FA+S 2軸承 2(放松端) 承受的軸向載荷：1O12O2放松端：A2= S22.若 FA+S 2 1 則有：壓緊端：放松端：1= FA+22O21OF2= 22a1a21a12.若FA+2 1,則有：21放松端：壓緊端：1= 2= 11-外圈寬邊相對安裝(反裝)FA結(jié)論與正裝

12、相同！浙江大學(xué)專用14-5 滾動軸承的組合一、軸承類設(shè)型計的選擇1.無軸向載荷時，宜用深溝球軸承；如直齒輪軸浙江大學(xué)專用14-5 滾動軸承的組合一、軸承類設(shè)型計的選擇1.無軸向載荷時，宜用深溝球軸承；如直齒2輪.徑軸向與軸向載荷聯(lián)合作用時，宜用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承；如斜齒輪軸浙江大學(xué)專用14-5 滾動軸承的組合一、軸承類設(shè)型計的選擇1.無軸向載荷時，宜用深溝球軸承；如直齒2輪.徑軸向與軸向載荷聯(lián)合作用時，宜用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承；如斜齒輪軸浙江大學(xué)專用14-5 滾動軸承的組合一、軸承類設(shè)型計的選擇1.無軸向載荷時，宜用深溝球軸承；如直齒2輪.徑軸向與軸向載荷聯(lián)合作用時，宜用角接觸球

13、軸承或圓錐滾子軸承；如斜齒輪軸3.純軸向載荷作用時，必須采用推力軸承。浙江大學(xué)專用浙江大學(xué)專用為了保證軸承在機器中正常工作，除合理選擇軸承類型、尺寸外， 還應(yīng)正確進行軸承的組合設(shè)計，處理軸承與其周圍零件的之間關(guān)系， 也就是要解決軸承的軸向位置固定、軸承與其它零件的配合、間隙二、軸承的固定兩端固定調(diào)整、裝拆和潤滑密封等一系列問題。一端固定、一端游動。固定方式預(yù)留補償間隙C=0.20.3 mm兩端固定支承兩端固定支承浙江大學(xué)專用2. 一端固定、一端游動一個支點雙向固定以承受軸向力、另一端游動。適用于溫度變化較大的長軸。選用深溝球軸承時，外圈與端蓋間應(yīng)留有間隙。L選用圓柱滾子軸承時， 外圈應(yīng)雙向固定

14、。游動支承游動支承固定支承浙江大學(xué)專用調(diào)整墊片加減墊片二、軸承組合的調(diào)整1. 軸承間隙的調(diào)整加減墊片的厚度方法：螺釘調(diào)整調(diào)整墊片加減墊片螺釘調(diào)整浙江大學(xué)專用對于某些可調(diào)游隙的軸承，在安裝時給與一定的軸向壓緊力，使得內(nèi)外圈產(chǎn)生相對移動而消除游隙，并在套圈和滾動體接觸處產(chǎn)生彈性預(yù)變形，借2. 軸承的預(yù)緊此提高軸的旋轉(zhuǎn)精度和剛度這種方法稱為軸承的預(yù)緊。加金屬墊片磨窄套圈方法浙江大學(xué)專用對于某些可調(diào)游隙的軸承，在安裝時給與一定的軸向壓緊力， 使得內(nèi)外圈產(chǎn)生相對移動而消除游隙，并在套圈和滾動體接觸處產(chǎn)生彈性預(yù)變形，借此提高軸的旋轉(zhuǎn)精度和剛度這種方法稱3. 軸承組合位置的調(diào)整為軸承的預(yù)緊。目的：使軸上的零

15、件具有準確的工作位置如齒輪、帶例如：圓錐齒輪傳動，要求兩個節(jié)錐頂點相重合。對于蝸桿傳動，要求蝸輪中間平面通過蝸桿的軸線。才能保證正確嚙合。輪等。方法：套杯+調(diào)整墊片浙江大學(xué)專用錐頂點不重合！軸承組合位置調(diào)整的方法： 套杯+調(diào)整墊片錐頂點重合！浙江大學(xué)專用拆。結(jié)三、軸承組合的配合內(nèi)圈孔軸內(nèi)圈與軸采用具有過盈的過渡配合軸公差： k6,m6基孔制配合類型外圈-軸承座孔 基軸制較松的過渡配合間隙配合孔公差： H7 ， J7,Js7 游動支點： G7一般原則：當(dāng)外載荷方向不變時，轉(zhuǎn)動套圈應(yīng)比固定套圈緊。設(shè)計軸承組合時，應(yīng)考慮有利于軸承的裝，以便在拆卸過程中不損壞其他零件四、軸承的拆裝內(nèi)圈：軸肩高度內(nèi)圈外

16、經(jīng)構(gòu)不合理！浙江大學(xué)專用h1h1外圈：應(yīng)留拆卸高度，或留螺孔。浙江大學(xué)專用五、滾動軸承的潤滑和密封潤滑目的-減小摩擦、減輕磨損，吸振、降溫、降噪。密封目的-防止灰塵、水分進入軸承，阻止?jié)櫥瑒┝魇?。、滾動軸承的潤滑潤滑脂潤滑油-常用高速、高溫潤滑劑固體潤滑劑用于特殊dn場 值合作為選擇潤滑劑的條件:dn 間 接反映了軸頸的圓周速度。用速度因素當(dāng) dn(1.52) 105 公厘 r/ 最小時，采用脂潤滑，否則用油潤滑。脂潤滑優(yōu)點：不容易流失、便于密封和維護，充填一 次，可運轉(zhuǎn)較長時間。油潤滑優(yōu)點：摩擦阻力小、能散熱，可在高速、高溫環(huán) 境下使用。浙江大學(xué)專用110潤滑油的選擇：潤滑油的粘度根據(jù)速度因

17、素dn/(mmr/min)1000000dn 和工作溫度t 來確定。500000例如：dn=100000 ，t=90 200000可用 110 號潤滑油、滾動承的密封滾動承的密封方式的選擇與潤滑的種類、工作環(huán)境、溫度、密封表面的圓周速度有關(guān)。1020651000005000011025020000400毛氈圈密封密封圈密封間隙密封迷宮式密封10000接觸式20 40 60 80100 120t / -40 -20 0潤滑油粘度的選擇分類非接觸式組合式密封-毛氈迷宮式密封浙江大學(xué)專用接觸式密封：矩形斷面的毛氈圈被安裝在梯形槽密封唇朝里，目的內(nèi)，它對軸密封唇朝外，產(chǎn)生一定的壓力而起到密封作用。主要

18、目的是防是防漏油?；覊m、雜質(zhì)防漏油防灰塵密封圈用皮革、塑料或耐油橡膠制成，有的具有金屬骨架， 有的沒有，制成標準件。(b)密封圈密封適用場合：毛氈圈密封適用場合：(a)脂或油潤滑，軸頸圓周軸速度 v45 m/s ，工作溫度: -40100 脂潤滑，要求環(huán)境清潔， 軸頸圓周軸速度 v45m/s ，工作溫度不超過 90浙江大學(xué)專用非接觸式密封：靠軸與端蓋之間的細小環(huán)形間隙密封，間隙愈小愈長，效果愈好，間隙取 0.10.3 公厘。=0.10.3 mm(a)(b)間隙封圈適用場合：脂潤滑，要求環(huán)境干燥清潔。浙江大學(xué)專用圖b為軸向曲路，因考慮到軸受熱后會變長，間隙取 =1.52 mm 。=1.52 mm=0.10.2 mm將旋轉(zhuǎn)件與靜止件之間的間隙做成迷宮形式，并在間隙