精密机械设计第12章轴承.ppt

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1、轴 承,1 概 述,2滑动摩擦轴承,3 滚动摩擦轴承,第12章 轴承,12-1 概述,一、组成,运动件(轴颈)承导件(轴承),承导件,运动件,一、组成,二、分类:,按摩擦性质分,滑动摩擦轴承,滚动摩擦轴承,弹性摩擦轴承,流体摩擦轴承,运动件(轴颈)承导件(轴承),滑动摩擦支承的组成,12-2滑动摩擦支承（滑动轴承）,一.圆柱面支承,轴颈结构,向心滑动轴承 推力滑动轴承,滑动轴承组成：轴承体、轴瓦及轴承衬、润滑与密封装置滑动轴承分类：向心滑动轴承 整体式、剖分式、自动调心式推力滑动轴承,轴承结构,1.整体式向心滑动轴承,轴承座整体轴套油孔螺纹孔,结构：轴承座、轴套（整体）;轴承座设有安装润滑油杯

2、的螺纹孔，轴套上开有油孔，内表面开有油槽；特点：结构简单，成本低；但磨损后间隙过大时无法调整;轴颈只能从轴承端部安装和拆卸；应用：低速、轻载或间歇性工作的机器;,2.剖分式向心滑动轴承,结构：轴承座、轴承盖、剖分式轴瓦、螺柱特点：剖分面作成阶梯状，垂直载荷方向,装拆方便，常在轴瓦表面粘附轴承衬,磨损后可调整间隙;应用：,3.自动调心式向心滑动轴承,结构：轴瓦瓦背制成凸球面,其支承面制成凹球面;特点：轴瓦能摆动，适应轴的变形;应用：用于支承挠度较大或多支点的长轴;,4.推力滑动轴承,轴上的轴向力应采用推力轴承来承受止推面：轴端面、轴中段做凸肩或装上推力圆盘,分类：空心式、单环式、多环式,轴瓦或轴

3、承衬：轴颈应比轴瓦耐磨对材料性能的要求:良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性 良好的摩擦顺应性、嵌入性和磨合性 足够的强度和抗腐蚀能力 良好的导热性、工艺性和经济性等常用材料：金属：青铜、轴承合金、粉末冶金、灰铸铁等非金属：工程塑料、硬木、橡胶、聚四氟乙烯,轴承盖、轴承座：灰铸铁，铸钢 轴颈：钢,二、滑动轴承的材料,2.润滑装置,润滑油润滑装置：油孔、芯捻或线纱油杯、针阀滴油杯、油杯、飞溅润滑、压力润滑润滑脂润滑装置：旋转油杯、压注油嘴,油槽结构：,1.润滑剂,作用：减少摩擦、减轻工作表面的磨损、冷却、吸振等;常用润滑剂：润滑油、润滑脂、固体润滑剂,润滑,滚动轴承组成,12-3 滚动摩擦支承,1 按

4、滚动体形状分,球轴承滚子轴承,圆柱滚子轴承 圆锥滚子轴承 球面滚子轴承 滚针轴承,一、滚动轴承的主要类型,2.按受载方向分,按受载方向和公称接触角 分：,滚动体与套圈接触处的法线与轴承的径向平面之间的夹角,常用滚动轴承1 调心球轴承 2 调心滚子轴承3 圆锥滚子轴承 4 双列深沟球轴承5 推力球轴承 6 深沟球轴承7 角接触轴承 8 推力圆柱滚子轴承N 圆柱滚子轴承 NA 滚针轴承,3.主要类型、特点,二.滚动轴承类型的选择原则,根据载荷大小、性质、轴承的转速、调心性能、安装和拆卸、价格等确定轴承类型,高速，平稳低载：60000（深沟球轴承）载荷较大+冲击：滚子轴承径/轴向载荷较大：较低转速：

5、30000（圆锥滚子）较高转速：70000角接触球轴承轴向载荷径向载荷：推力+向心组合,选择原则：球轴承（高中速、轻载）滚子轴承（中低速、重载）,滚动轴承为标准件：GB/T 272-1993,前置代号,基 本 代 号,后置代号,尺寸系列代 号,分部件代号,类型代号,内径代号,直径系列代号,宽度系列代号,内部结构代号,密封与防尘代号,公差等级代号,字母,2 1,3,4,5,字母(+数字),12-4 滚动轴承的代号,1.内径尺寸代号,对于内径 大于500mm以上，以及内径为22mm、28mm、32mm的 轴承，用公称内径数值直接表示，但在与尺寸系列代号之间 用“/”分开,基本代号,表示轴承的内径、

6、直径系列、宽度系列、类型，是轴承代号的的基础,(右起第1、2位数字),2.尺寸系列代号(直径系列代号、宽度系列代号),直径系列代号：右起第三位数字指结构相同、内径相同的轴承使用不同直径的滚动体，在外径和宽度方面的变化系列0,1特轻 2轻 3中 4重,宽度系列代号：右起第四位数字，常与直径系列代号同时使用表示同一内径和外径的轴承可以有不同的宽度多数正常系列可不标,6410,6310,6210,6110,3.类型代号,具体见p189表12-1,（右起第五位，用数字或字母表示）,1.公差等级(精度)代号：0、6、6x、5、4、2六级精度，逐渐增高表示成：/P0、/P6x、/P6、/P5、/P4、/P

7、2,后置代号,表示轴承内部结构、密封与防尘、保持架及其材料、轴承材料及公差等级等,（用字母（+数字）表示）,2.内部结构代号：,3.轴承径向游隙系列代号：/C1、/C2、/C0、/C3、/C4、/C5六组游隙，由小到大0组(/C0)）游隙常用，可省略,一、滚动轴承的载荷分布、失效形式及计算准则,1.载荷分布,轴承受轴向载荷时，载荷由各滚动体平均分担；轴承受径向载荷时，上半圈滚动体不受载，下半圈滚动体受载不均匀，最下方的滚动体受载最大。,（点接触）球轴承,（线接触）滚子轴承,12-滚动轴承的选择计算,一般转速的轴承 进行寿命(额定动载荷)计算，防止疲劳点蚀破坏转速极低的轴承 按静强度(额定静载荷

8、)计算，防止塑性变形,2.失效形式：,3.设计准则：,1.疲劳点蚀(n10r/min)2.塑性变形(n10r/min)3.磨损、胶合,1.基本概念寿命,轴承寿命：(106 r 或 h)轴承中任一元件出现疲劳点蚀前，所经历的总转数或总工作小时数基本额定寿命：用 L表示 一批相同的轴承，在相同的条件下运转，其中90的轴承不发生疲劳点蚀前所经历的总转数或总工作小时数,90,10,完好,二、滚动轴承寿命计算,基本额定动载荷(用 C 表示),规定轴承在基本额定寿命L为106 转时,所能承受的最大载荷;即:在C 的作用下，运转106 转时，有10的轴承出现点蚀，90的轴承完好;,额定动载荷越大,轴承的承载

9、能力越大,轴承同时承受径向载荷Fr 和轴向载荷 Fa,为了与C在相同的条件下进行比较，引入当量动载荷的概念当量动载荷：一假想载荷，与C 同类型，它对轴承的作用与实际载荷的作用等效。用 P 表示,当量动载荷 P,X 径向载荷系数Y 轴向载荷系数 见p196表12-11,2.当量动载荷 P,注意：Fr 为轴承所受的径向力，由力矩平衡原理求出。Fa是轴承所受的轴向力，不仅有外界的轴向载荷，还包括由径向载荷Fr产生的内部轴向力FS。,3.寿命计算,载荷与额定寿命的关系曲线：PeL=常数式中：e为寿命指数，球轴承 e=3，滚子轴承e=10/3,当载荷为额定动载荷C 时：,或：,轴承的额定寿命：,式中：P

10、 当量动载荷 N，C 额定动载荷 N 寿命指数（球轴承=3 滚子轴承=10/3）,轴承额定寿命L计算公式,实际工作条件下，需引入载荷系数 fP(见表12-）修正P,引入温度系数ft对值予以修正(见表12-8),内部轴向力Fs使轴承套圈互相分离,三.角接触轴承轴向载荷的计算,30000型70000型,轴承受径向载荷作用时会产生内部轴向力,角接触轴承的附加轴向力FS,成对使用，有两种安装方式（正装、反装）以抵消内部轴向力 和避免轴产生轴向窜动,正装,反装,判断轴上的全部轴向力合力指向（含外载荷和派生轴向力）,确定放松或压紧端轴承。,压紧端轴承的轴向力等于除去自身派生的轴向力后，其他所有轴向力的代数

11、和；放松端轴承的轴向力就等于本身派生的轴向力。,计算轴向力A的方法,例：某轴选用30311轴承，已知Fr1=4000 N，Fr2=5000 N，FA=2000 N，n=1500 r/min，中等冲击，温度100C以下，寿命 Lh=5000h，验算是否适用？,解：e=0.35 Y=1.7 C=152kN,FS2+FA=1470+2000=3470 FS1,FS1=Fr1/2Y=1176 N,FS2=Fr2/2Y=1470 N,Fa2=FS2=1470 N,轴承1（压紧）轴承2（放松）,Fa1=FS2+FA=3470 N,12-滚动轴承部件的结构设计,1.轴承的固定,一端固定、一端游动（用于长轴，

12、温升较高。）,1）两种支承固定方式,两端固定用于短轴，温升不高。,每个滚动轴承固定一个方向,2).内圈的轴向固定方法,轴肩固定,压板固定,圆螺母和止动垫圈固定,3).外圈的轴向固定方法,轴承座上的凸台固定,轴承端盖 压紧固定,轴承盖和轴承座的凸肩固定,2.轴承游隙调整,轴承间隙调整,改变轴承端盖处垫片组的厚度,利用圆螺母调整,轴承间隙调整,利用螺钉和压板调整,轴承间隙调整,3.轴承预紧,目的:提高轴承的旋转精度和刚度。,对某些可调游隙式轴承，在安装时给予一定的轴向压紧力（预紧力），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生弹性预变形，称为轴承的预紧。,轴承预紧,加金属垫片,磨窄

13、套圈,预紧力可以利用金属垫片(a)或磨窄套圈(b)等方法获得。,润滑 目的：减少摩擦磨损、冷却、吸振、防锈 方式：脂；浸油、滴油、喷油、油雾,4.润滑与密封,密封,目的：防尘、防水、防止润滑剂流失,方式：接触式密封：毡圈、O形密封圈、唇形密封圈 非接触式密封：缝隙密封、迷宫密封,接触式密封,毡圈,唇形密封圈,非接触式密封,缝隙密封,迷宫密封,5.轴承的配合与装拆,滚动轴承的配合内圈与轴颈：采用基孔制外圈与座孔：采用基轴制,选择的原则：紧些的配合旋转精度高、振动小转动套圈、速度高、受载大、工作温度变化大 选较紧的配合（过盈配合）不动套圈、常拆轴承选较松的配合（间隙配合),安装:,1)对中小型轴承：手锤轻轻敲入,2）对大型轴承：压力机压入或加热后套装,3）同时安装内外圈：用专用工具,滚动轴承的装拆,滚动轴承的拆卸,轴肩高度应低于内圈厚度拆卸时不损坏轴承内圈轴肩处安装轴承轴段不宜过长易装易拆,1）专用工具拆卸,2）内外圈分离轴承：压力机、螺钉将外圈顶出。,滚动轴承习题-请改错,请看答案,