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第十六章 滚动轴承,机械设计基础 ,16-1 滚动轴承的基本类型和特点,16-2 滚动轴承的代号,16-3 滚动轴承的选择计算,16-4 滚动轴承的润滑和密封,16-5 滚动轴承的组合设计,概 述,轴承应满足如下基本要求：1能承担一定的载荷，具有一定的强度和刚度。2具有小的摩擦力矩，使回转件转动灵活。3具有一定的支承精度，保证被支承零件的回转精度。,滚动轴承是标准件，主要掌握,第十六章 滚动轴承,保持架,外圈,滚动体,一、组成,概 述,第十六章 滚动轴承,概 述,第十六章 滚动轴承,概 述,第十六章 滚动轴承,概 述,第十六章 滚动轴承,概 述,第十六章 滚动轴承,二、材料:内、外圈和滚动体：铬锰高碳钢-GCr15、GCr15SiMn， 淬火，HRC6165，工作表面磨削，抛光保持架：软钢片冲压而成，也可用铜、铝合金或工程塑料,三、特点:,摩擦阻力小，功率损耗少，启动容易，效率高，润滑简 便，轴向尺寸小，标准化程度高，互换性好，成本低 抗冲击能力差，高速时噪音较大，径向尺寸大，高速重 载下寿命较短,四、几个概念:接触角 ：滚动体与外圈滚道接触点处的法线与半径 方向的夹角；游隙： 滚动体与内、外圈间的间隙；极限转速： 滚动轴承允许的最大工作转速。,概 述,第十六章 滚动轴承,第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,1.按载荷方向或接触角分：向心轴承、推力轴承、向心推力轴承,向心轴承,推力轴承,向心推力轴承,-载荷角,一、滚动轴承的类型：,第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,2. 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，圆锥滚子、球面滚子和滚针等。,第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,3. 按工作时能否调心可分为调心轴承和非调心轴承。4.按安装轴承时其内、外圈可否分别安装，分为可分离轴承和不可分离轴承。5.按公差等级可分为0、6、5、4、2级滚动轴承，其中2级精度最高，0级为普通级。另外还只有用于圆锥滚子轴承的6x公差等级。,第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,最为常用的轴承大约有下列6类:,深沟球轴承,圆柱滚子轴承,推力球轴承,角接触球轴承,圆锥滚子轴承,调心球轴承,第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,特点:主要承受径向载荷，也可同时承受小的双向轴向载荷；应用最广，价格最低。,深沟球轴承(6类）,第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,特点:可以承受径向载荷和单方向轴向载荷，一般成对使用；承受轴向载荷的能力与接触角有关，越大，承受轴向载荷的能力越强，有=15、25、40三种；价格比为2.1(6类为1）,角接触球轴承(7类),第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,圆锥滚子轴承(3类),特点:可承受径向载荷和单向轴向载荷，成对使用，承载能力大于同尺寸的角接触球轴承；内外圈可分离，安装时可调整游隙；价格比1.7,第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,特点:可以调心，自动适应内外圈的倾斜，适应于刚性较差和多支点的支承；不宜承受纯轴向载荷，因为会造成单列滚动体受载使寿命显著降低；价格比1.8、 4.4,调心球(滚子)轴承(1、2类),第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,特点 :有较大的径向承载能力；外圈(或内圈)可以分离，不能承受轴向载荷；有外圈无挡边、内圈无挡边、内圈有单挡边的多种形式；价格比2,圆柱滚子轴承(N类),第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,各类圆柱滚子轴承,第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,特点:只能承受轴向载荷；内径稍小的称为“紧圈”、“轴圈”，内径稍大的称为“松圈”、“座圈”；高速时离心力大，钢球与保持架磨损，发热严重，故极限转速很低；价格比1.1 1.8,推力球（滚子）轴承(5类),第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,特点:有较大的径向承载能力；径向尺寸小；内圈或外圈可以分离。,滚针轴承(NA类),第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,特点:可承受较大的径向冲击载荷，但由于滚子受力后变形较大，所以旋转精度不高；内外圈可分离；不能承受轴向载荷，并只能在低速下工作，寿命较短。,螺旋滚子轴承,第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,二、滚动轴承的使用性能：1. 承载能力在同样外形尺寸下，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。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(4590)以承受轴向载荷为主。轴向接触(=90)推力轴承只能承受轴向载荷。,第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,径向接触(=0)向心轴承，当以滚子为滚动体时，只能承受径向载荷；当以球为滚动体时，因内外滚道为较深的沟槽，除主要承受径向载荷外，也能承受一定量的双向轴向载荷。深沟球轴承结构简单，价格便宜，应用最广泛。,2. 极限转速 滚动轴承转速过高会使摩擦面间产生高温，润滑失效，从而导致滚动体回火或胶合破坏。 滚动轴承在一定载荷和润滑条件下，允许的最高转速称为极限转速，其具体数值见有关手册。各类轴承极限转速的比较，见表16-2。,第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,如果轴承极限转速不能满足要求，可采取提高轴承精度、适当加大间隙、改善润滑和冷却条件、选用青铜保持架等措施。,3. 角偏差轴承由于安装误差或轴的变形等都会引起内外圈中心线发生相对倾斜。其倾斜角 称为角偏差，见上图。角偏差较大时会影响轴承正常运转，故在这种场合应采用调心轴承。调心轴承的外圈滚道表面是球面，能自动补偿两滚道轴心线的角偏差，从而保证轴承正常工作。滚针轴承对轴线偏斜最为敏感，应尽可能避免在轴线有偏斜的情况下使用。各类轴承的允许角偏差见表16-2。,第一节 滚动轴承的基本类型和特点,第十六章 滚动轴承,第二节 滚动轴承的代号,第十六章 滚动轴承,国家标准GB/T292-93中规定，轴承的代号用字母加数字表示，由基本代号、前置代号和后置代号三部分构成。,前置代号表示轴承的分部件。,基本代号表示轴承的类型与尺寸等主要特征。,后置代号表示轴承的精度与材料的特征。,其中基本代号是轴承代号的基础和核心，前置代号及后置代号都是对基本代号的补充，只有在对标准轴承的结构形状、尺寸、材料、公差等级、技术要求等有改变时才使用，正常情况的可部分或全部省略。(1)基本代号 由5位数(字母)组成，分别表明轴承的内径、外径、宽度和类型 ，见上表。包括类型代号、尺寸系列代号和内径代号三部分。内径代号 表示轴承公称内径的大小，内径代号用基本代号右起的第1、2两位数字表示。,第二节 滚动轴承的代号,第十六章 滚动轴承, 尺寸系列代号为了满足不同承载能力的需要，把同一内径的轴承，做成不同的外径和宽度。GB/T272-93规定轴承的尺寸系列代号由基本代号右起第3、4位数字表示。,尺寸系列：指内径相同时，轴承有不同的外径（直径系列）和不同的宽度（宽度系列）。,第二节 滚动轴承的代号,第十六章 滚动轴承,类型代号 用基本代号左起的第一位数字或字母表示，常用轴承有：6、7、3、5、N等类型，详见表16-2第一栏。,第二节 滚动轴承的代号,第十六章 滚动轴承,(2) 前置代号表示成套轴承的分部件，用字母表示。如：L表示可分离轴承的可分离内圈或外圈；K表示轴承的滚动体与保持架组件等。(3) 后置代号表示轴承的内部结构、密封、材料、公差、游隙、配置及其它特性要求，用数字和字母表示。后置代号共分8组，排列顺序见表16-6。, 内部结构代号 表示同一类型轴承不同的内部结构，用字母表示，紧跟在基本代号的后面。内部结构代号如表16-7所示。,第二节 滚动轴承的代号,第十六章 滚动轴承, 公差等级代号 表示轴承的公差等级，用字母和数字表示。公差等级代号列于表16-8。,分为 /P0 、/P6 (/P6x) 、 /P5 、/P4 、 /P2 共五级。, 游隙代号 表示轴承径向游隙值的大小，用字母和数字表示。由小至大分为1组、2组、0组、3组、4组和5组，其中0组游隙是常用的基本组游隙，在代号中可省略不写，其它的游隙组为辅助游隙组，分别用/C1、/C2、/C3、/C4、/C5表示。 公差等级代号与游隙代号同时表示时，可进行简化，取公差等级代号加上游隙组号组合表示，如/P63。,第二节 滚动轴承的代号,第十六章 滚动轴承,滚动轴承的代号的组成,第二节 滚动轴承的代号,第十六章 滚动轴承,例16-1 试说明轴承代号61208、7315AC/P5、7206C/P63的含义。解： 61208表示内径为40mm，轻直径系列，正常宽度结构的深沟球轴承，0 级公差，0组游隙； 7315AC/P5表示内径为75mm，中窄系列角接触球轴承，接触角为250，5级公差，0组游隙。 7206C/P63表示内径30mm ，的轻窄系列角接触球轴承，=15，6级公差等级，3组径向游隙。,第二节 滚动轴承的代号,第十六章 滚动轴承,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,滚动轴承的选用，首先是轴承类型的选择。正确地选择出合适的轴承类型，首先必须熟悉各类轴承的特点，然后考虑机械设备对轴承的要求，包括工作载荷、转速、寿命、旋转性能等方面的要求。滚动轴承类型的选择应考虑下面几个因素: 1. 载荷条件：轴承受载荷的大小、方向和性质是选择轴承类型的主要依据。 2. 转速条件：选择轴承类型时应注意其允许的极限转速nlim。,3. 装拆性能：3类和N类的内外圈分离，便于拆装。为方便长轴上轴承的拆装，可选用代内锥孔和紧定套的轴承。4. 调心性能：轴承内、外圈轴线间的偏位角应控制在极限之内，对安装精度差的轴承，宜选用调心轴承。5. 经济性：在满足使用条件的情况下优先选用价格低廉的轴承。,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,一、失效形式1.滚动轴承的受载情况分析滚动轴承在通过轴心线的轴向载荷(中心轴向载荷)Fa作用下，可认为各滚动体所承受的载荷是相等的。当轴承受纯径向载荷Fr作用时，通常只有半圈滚动体受载 。,处于Fr作用线最下位置的滚动体承载最大(Fmax)，而远离作用线的各滚动体，其承载就逐渐减小。滚动体所受最大载荷为：,Fmax,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,滚动体上一点的应力分布,固定套圈上一点的应力分布,通过承载区的时间,通过非承载区的时间,应力变化,轴承转动时，承受径向载荷Fr，外圈固定。当内圈随轴转动时，滚动体滚动，内、外圈与滚动体的接触点不断发生变化，其表面接触应力随着位置的不同作脉动循环变化。滚动体在上面位置时不受载荷，滚到下面位置受载荷最大，两侧所受载荷逐渐减小。所以轴承元件受到脉动循环的接触应力。,2. 滚动轴承的失效形式,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,原因：接触应力为变应力； 危害：轴承振动加剧，摩擦阻力增大，转动灵活性降低，旋转精度下降，工作温度升高，噪声增大；主要性能参数：基本额定动载荷Cr、Ca,疲劳点蚀,原因：在过大的静载荷和冲击载荷作用下滚动体或套圈滚道上出现不均匀的塑变凹坑，多发生在低速或摆动的轴承。危害：轴承的摩擦力矩、振动噪声都将增加，运转精度也降低。主要性能参数：基本额定静载荷Cor、Coa,塑性变形,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,原因：密封不可靠以及多尘的运转条件下产生，如润滑不良， 发热严重时，可能使滚动体回火，甚至产生胶合磨损主要性能参数：极限转速nlim,磨损,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,轴承元件破裂,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,轴承的其他失效形式还有腐蚀、锈蚀和由于安装、使用、维护不当造成元件的破裂等。各类失效形式3.计算准则：转速很低或摆动的轴承，主要失效形式为塑性变形，需计算静强度。转速较高的轴承，主要失效形式为“疲劳点蚀”，需以疲劳强度计算为依据进行寿命计算。高转速轴承，主要失效形式为粘着磨损，需校核极限转速，同时进行寿命计算。,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,二、轴承寿命1.轴承的寿命:滚动轴承中任一元件出现疲劳点蚀前运转的总转数(106为单位)或在一定转速下工作的小时数。,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,寿命的离散性：大量的轴承寿命试验数据表明,一批结构尺寸、热处理、材料、加工方法完全相同的同一类型的轴承在同样条件下运转，可以有不同的寿命，最低寿命和最高寿命相差几十倍。,3.基本额定寿命(L10,Lh10):可靠度R=90时的寿命。,2.可靠度(R)：一组相同型号的轴承能达到或超过规定寿命的百分率。,L10 (Lh10):的物理意义：,对一批轴承而言： L10指90%的轴承能达到或超过的寿命；对一个具体轴承而言：指该轴承能达到或超过该寿命的概 率为90%；当可靠度不为90%时，对L10 (Lh10) 进行修正。,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,对向心轴承、角接触球轴承和圆锥滚子轴承（ 45的向心推力轴承） ，指纯径向载荷，用Cr表示；对推力轴承、 45的向心推力轴承 ，指纯轴向载荷，用Ca表示；工作温度t100载荷平稳；工作转速nlim,4.基本额定动载荷：在基本额定寿命（恰好为106r)时，轴承 所能承受的载荷值，用C（ Cr 、 Ca ）表示。,C由试验得出，查设计手册,C-轴承承载能力；同类型不同型号的轴承，C不同,说明,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,基本额定动载荷的大小表征了轴承承载能力的高低，基本额定动载荷大，意味着轴承抗点蚀破坏的能力较强。5. 轴承寿命计算大量试验表明，滚动轴承的基本额定寿命L (106r)与基本额定动载荷C (N)、实际承受的载荷P(N)间的关系为,式中：为寿命指数，对于球轴承=3，对于滚子轴承=10/3。C为基本额定动载荷，对向心轴承为Cr，对推力轴承为Ca。,或,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,实际动载荷P如果是一恒定径向（或轴向）载荷，在该载荷作用下，滚动轴承具有与实际载荷作用下相同的寿命。说明：轴承样本中列出的基本额定动载荷数值是对一般轴承而言的，其工作温度一般不应超过120。当工作温度超过120时，基本额定动载荷C有所降低，故引进温度系数ft(ftl)，对C值予以修正。ft可查表16-8。考虑到工作中的冲击和振动会使轴承寿命降低，为此又引进载荷系数fP 。fP值可查表16-9。作了上述修正后，寿命计算式可写为,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,表16-8 温度系数ft,或,表16-9 载荷系数fP,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,式(16-3)是设计计算时常用的轴承寿命计算式，由此可确定轴承的寿命或型号。各类机器中轴承预期寿命Lh的参考值列于表16-11中。,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,三、当量动载荷的计算当作用在轴上的实际载荷既有径向载荷又有轴向载荷时，为能应用额定动载荷值进行轴承的寿命计算，就必须把实际载荷转换为与确定基本额定动负荷时的载荷条件相一致的当量动载荷，才能和基本额定动载荷进行比较。当量动载荷是由轴承实际所受载荷转换得到的与基本额定动载荷 C 的确定条件及性质相同的假想载荷。当量动负荷的计算方法如下： P = XFr + YFa式中Fr、Fa分别为轴承的径向载荷及轴向载荷(N)；X、Y分别为径向动载荷系数及轴向动载荷系数，分别表示径向和轴向载荷对轴承寿命的影响， X、Y值见表16-11 。,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,对于向心轴承，当Fa/Fre时，可由表16-12查出X和Y的数值；当Fa/Fre时，轴向力的影响可以忽略不计(这时表中Y=0, X=1)。e值列于轴承标准中，其值与轴承类型和Fa/C0r比值有关(C0r是轴承的径向额定静载荷)。 向心轴承只承受径向载荷时 PFr 推力轴承(=90)只能承受轴向载荷，其轴向当量动载荷为 P=Fa 四、角接触向心轴承轴向载荷的计算1. 载荷计算中心(压力中心) 滚动体的载荷方向线与轴线的交点O即为轴承的载荷计算中心（支反力的作用点）。,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,距离 a 可查轴承手册。,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,角接触轴承由于接触角的存在，在承受径向载荷Fr作用时，会派生出内部轴向力F。,2. 内部轴向力,各滚动体上所受轴向分力Fi的和Fi即为轴承的内部轴向力F。内部轴向力F与径向力Fr 成正比，见表16-12。,F的作用位置及方向为：自压力中心指向远离轴承的一方。,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,显然，在内部轴向力F作用下，轴承的内、外圈将有脱开的趋势，如果不设法将其平衡掉，轴承就无法正常工作。因此，角接触轴承通常都是成对使用的，对称安装。,正装（面对面）,反装（背靠背）,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,3. 轴向载荷计算,1）若 Fa+ F2 F1,压紧端：Fa1 = Fa+ F2,放松端：Fa2 = F2,2）若 Fa+F2 F1,放松端： Fa1 = F1,压紧端： Fa2 = F1 - Fa,结论： 放松端轴承的轴向载荷 = 内部轴向力,压紧端轴承的轴向载荷 = 其余轴向力的代数和,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,1）若 FA+ F2 F1,与正装相同！,压紧端：Fa1 = FA+ F2,放松端：Fa2 = F2,2）若FA+F2 F1,放松端： Fa1 = F1,压紧端： Fa2 = F1 - FA,结论： 放松端轴承的轴向载荷 = 内部轴向力,压紧端轴承的轴向载荷 = 其余轴向力的代数和,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,五、滚动轴承的静强度校核,基本额定静载荷C0r、C0a当量静载荷P0: P0=X0Fr+Y0Fa,对于在工作载荷下基本不旋转或缓慢旋转或缓慢摆动的轴承，其失效形式不是疲劳点蚀，而是因滚动接触面上的接触应力过大而产生的过大的塑性变形。,按轴承静载能力选择轴承：C0S0P0,式中：X0、Y0分别为当量静载荷的径向载荷系数和轴向载荷 系数，可由轴承手册查取。,例15-2一水泵轴选用深沟球轴承支承。已知轴颈d=35mm，转速n=2900r/min，轴承所受径向载荷Fr =2300N，轴向载荷Fa =540N，要求使用寿命Lh =5000h，试选择轴承型号。,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,解(1) 先求出当量动载荷P因该向心轴承受Fr和Fa的作用，必须求出当量动载荷P。计算时用到的径向系数X、轴向系数Y要根据Fa/C0r值查取，而C0r是轴承的径向额定静载荷，在轴承型号未选出前暂不知道，故用试算法。根据表16-11，暂取Fa/C0r =0.345，则e =0.22。,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,因 ，由表16-11查得X=0.56，Y=1.99。由式(16-4)得P=XFr +YFa =0.5623001.995402360N即轴承在Fr=2300N和Fa =540N作用下的使用寿命，相当于在纯径向载荷为2360N作用下的使用寿命。,(2) 计算所需的径向基本额定动载荷值由式(16-3) , 上式中f p=1.1(表16-9)；f t =1(表16-10，工作温度不高)。所以,第三节 滚动轴承的选择计算,第十六章 滚动轴承,(3) 选择轴承型号 查手册或者附表1，选6207轴承，其Cr =25500N24800N；C0r =15200N，故6207轴承的Fa/C0r =0.436，与原估计接近，适用。,某齿轮轴上安装一个模数m=4mm，齿数Z=20的标准直齿圆柱齿轮，设该轴传递的扭矩T=182Nm，该轴由两个6307轴承支承（见图）若轴承的基本额定动载荷C=33.2KN，工作温度t=50C,载荷系数fp=1.3，试求轴承的额定寿命为多少小时？（设该轴转速为n=2900r/min）,解：根据题意：T1 =T=182103Nmm， m1 = m = 4mm ， ft = 1， = 20,例 题,第十六章 滚动轴承,答：轴承的额定寿命为6746小时。,第十六章 滚动轴承,例 题,第四节 滚动轴承的润滑和密封,第十六章 滚动轴承,一、滚动轴承的润滑1润滑的目的：减小摩擦与减轻磨损；油润滑可以到起散热、冷却作用；动体与滚道之间形成的油膜，可以起缓冲、吸振作用；轴承零件表面覆盖一层润滑剂，可以起防锈作用。2润滑方式的选择：,通常根据 dn值选择润滑方式，各类润滑方式的dn值界限表。 当dn(1.52)105 mmr/min时，一般滚动轴承可采用润滑脂润滑，超过这一范围宜采用润滑油润滑。,润滑油的粘度可根据轴承的速度因数dn和工作温度t按图16-11来确定。油量不宜过多，如果采用浸油润滑，则油面高度应不超过最低滚动体的中心，以免产生过大的搅油损耗和热量。高速轴承通常采用喷油或喷雾方法润滑。,第四节 滚动轴承的润滑和密封,第十六章 滚动轴承,油润滑常用的润滑方法:油浴润滑滴油润滑飞溅润滑喷油润滑油雾润滑,第四节 滚动轴承的润滑和密封,第十六章 滚动轴承,二、滚动轴承的密封1. 密封的目的：防止灰尘、水分等进人轴承，并阻止润滑剂的流失。,第四节 滚动轴承的润滑和密封,第十六章 滚动轴承,第四节 滚动轴承的润滑和密封,第十六章 滚动轴承,适用场合：脂润滑，要求环境清洁，轴颈圆周速度v45 m/s，工作温度不超过90,适用场合：脂或油润滑，轴颈圆周速度v1015m/s，工作温度: -40100,接触式密封：,第四节 滚动轴承的润滑和密封,第十六章 滚动轴承,适用场合： 脂润滑，要求环境干燥清洁。,靠轴与端盖之间的细小环形间隙密封，间隙愈小愈长，效果愈好，间隙取0.10.3mm。,隙缝封圈,=0.10.3mm,非接触式密封：,第四节 滚动轴承的润滑和密封,第十六章 滚动轴承,适用场合：脂润滑或油润滑，密封效果可靠。,图b为轴向曲路，因考虑到轴受热后会变长，间隙取 =1.52 mm。,曲路（迷宫式）密封,=0.10.2mm,=1.52mm,将旋转件与静止件之间的间隙做成迷宫形式，并在间隙中充填润滑脂以加强密封效果。分为径向和轴向两种结构。,适用场合：适用于脂润滑或油润滑，密封效果可靠。,组合式密封,第四节 滚动轴承的润滑和密封,第十六章 滚动轴承,第五节滚动轴承的组合设计,第十六章 滚动轴承,一、轴承的固定1. 两端固定 如下图所示，使轴的两个支点中每一个支点都能限制轴的单向移动，两个支点合起来就限制了轴的双向移动，这种固定方式称为两端固定。,轴承的组合设计的内容包括：轴承的定位和紧固、配置设计、位置的调节、配合、润滑和密封以及装拆等问题。,第五节滚动轴承的组合设计,第十六章 滚动轴承,径,第五节滚动轴承的组合设计,第十六章 滚动轴承,第五节滚动轴承的组合设计,第十六章 滚动轴承,特点：结构简单，安装调整容易，适用于温度变化不大的短轴。对于深沟球轴承，在轴承盖与外圈端面之间应留出热补偿间隙c, c=0.20.3mm(图16-12b)。2. 一端固定、一端游动这种固定方式是在两个支点中使一个支点双向固定以承受轴向力，另一个支点则可作轴向游动。可作轴向游动的支点称为游动支点，显然它不能承受轴向载荷。特点：轴的位置准确，但结构较复杂，适用于温度变化大的长轴。固定端要求轴承的内、外圈都要固定，以便能承受双向轴向载荷，保证轴系固定。,第五节滚动轴承的组合设计,第十六章 滚动轴承,游动端采用内、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；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。,动画,动画,动画,动画,动画,动画,动画,动画,第五节滚动轴承的组合设计,第十六章 滚动轴承,3. 两端游动支承 两端轴承的固定均不限制轴的轴向串动，均为游动支承。 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。,第五节滚动轴承的组合设计,第十六章 滚动轴承,人字齿轮传动,第五节滚动轴承的组合设计,第十六章 滚动轴承,轴承套圈的固定,第五节滚动轴承的组合设计,第十六章 滚动轴承,二、轴承组合的调整 1. 轴承间隙的调整,第五节滚动轴承的组合设计,第十六章 滚动轴承,第五节滚动轴承的组合设计,第十六章 滚动轴承,第五节滚动轴承的组合设计,第十六章 滚动轴承,第五节滚动轴承的组合设计,第十六章 滚动轴承,2. 轴承的预紧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。所谓预紧，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。预紧的目的：提高支承刚性；减少振动和噪音；提高旋转精度。,第五节滚动轴承的组合设计,第十六章 滚动轴承,螺纹端盖推压轴承外圈,弹簧推压外圈,不等长套筒,加金属垫片,第五节滚动轴承的组合设计,预紧方法:,第十六章 滚动轴承,预紧方法:,磨窄内外圈,加金属垫片,第五节滚动轴承的组合设计,第十六章 滚动轴承,由于预紧，轴承的载荷增大，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。3. 轴承组合位置的调整调整的目的：使轴上的零件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；蜗杆传动要求蜗轮中间平面通过蜗杆的轴线等。下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。,第五节滚动轴承的组合设计,第十六章 滚动轴承,圆锥齿轮轴承组合位置的调整,第五节滚动轴承的组合设计,第十六章 滚动轴承,三、滚动轴承的配合滚动轴承的配合是指内圈与轴颈、外圈与外壳孔的配合。滚动轴承是标准件，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。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。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。,第五节滚动轴承的组合设计,第十六章 滚动轴承,滚动轴承配合的选择原则：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k6、m6、n6 ，外径与轴承座孔之间可选间隙配合，如G7、H7、J7等。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。,第五节滚动轴承的组合设计,第十六章 滚动轴承,四、轴承的装拆 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。 装拆滚动轴承时，不能通过滚动体来传力，以免造成滚道或滚动体的损伤。由于轴承的配合较紧，装拆时以使用专门的工具为宜。,过盈量小的中、小型轴承可用手锤打入或压力机压入；,过盈量大的轴承。,2. 轴承的拆卸,采用中用工具或压力机拆卸轴承。,第五节滚动轴承的组合设计,第十六章 滚动轴承,第五节滚动轴承的组合设计,第十六章 滚动轴承,作业： 16-1、16-3、16-6,第十六章 滚动轴承,