第十三章滾動(dòng)軸承

1、13.1 軸承的功用和類型13.2 徑向滑動(dòng)軸承的主要類型 13.3 滑動(dòng)軸承的材料及軸瓦結(jié)構(gòu) 13.4 滑動(dòng)軸承的潤滑13.5 非液體潤滑滑動(dòng)軸承的計(jì)算 13.6 滾動(dòng)軸承的組成、類型及特點(diǎn)13.7 滾動(dòng)軸承的代號13.8 滾動(dòng)軸承類型的選擇13.9 滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)13.10 滾動(dòng)軸承的工作情況分析及計(jì)算第十三章 滑動(dòng)軸承 13.1 軸承的功用和類型軸承的作用是支承軸。軸在工作時(shí)可以是旋轉(zhuǎn)的，也可以是靜止的。1能承擔(dān)一定的載荷，具有一定的強(qiáng)度和剛度。2具有小的摩擦力矩，使回轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。3具有一定的支承精度，保證被支承零件的回轉(zhuǎn)精度。根據(jù)軸承中摩擦的性質(zhì)，可分為滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承。一、軸

2、承應(yīng)滿足如下基本要求：二、軸承的分類根據(jù)能承受載荷的方向，可分為向心軸承、推力軸承、向心推力軸承。 (或稱為徑向軸承、止推軸承、徑向止推軸承）。 13.1 軸承的功用和類型滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承示例 一、滑動(dòng)軸承類型 徑向軸承（向心軸承）（受Fr）止推軸承（推力軸承）（受Fa） 按承載：按潤滑狀態(tài)：流體潤滑軸承、非流體潤滑軸承、無潤滑軸承 二、滑動(dòng)軸承的特點(diǎn) 13.1 軸承的功用和類型 13.2 徑向滑動(dòng)軸承的主要類型一、整體式徑向滑動(dòng)軸承 特點(diǎn)：1）結(jié)構(gòu)簡單、成本低 2）軸套磨損后，間隙無法調(diào)整 3）裝拆不便（只能從軸端裝拆）適于低速、輕載或間隙工作的機(jī)器。由軸承座、整體軸套、油孔等組成軸承座整

3、體軸套螺紋孔油杯孔 二、剖分式徑向滑動(dòng)軸承 三、自動(dòng)調(diào)心式 四、調(diào)隙式徑向滑動(dòng)軸承 13.2 徑向滑動(dòng)軸承的主要類型螺栓軸承蓋軸承座油杯座孔螺母套管上軸瓦下軸瓦對開式軸承(剖分軸套) 13.3 滑動(dòng)軸承的材料及軸瓦結(jié)構(gòu) 一、滑動(dòng)軸承的材料 主要失效形式：磨損和膠合、疲勞破壞 1、對軸承材料的要求 2、常用材料 金屬材料： 1）鑄鐵 2）軸承合金 3）銅合金 4）鋁基合金 5）多孔質(zhì)金屬材料（粉末冶金） 非金屬材料塑料、橡膠 二、軸瓦結(jié)構(gòu) 1、軸瓦的形式與結(jié)構(gòu)（如圖）剖分式軸瓦2、油孔、油槽和油室 整體式軸瓦 油孔、油槽開設(shè)原則 ：1、潤滑油應(yīng)從油膜壓力最小處輸入軸承 2、油槽（溝）開在非承載區(qū)

4、，否則會(huì)降低油膜的承載能力 3、油槽軸向不能開通，以免油從油槽端部大量流失 4、水平安裝軸承油槽開半周，不要延伸到承載區(qū)，全周油槽應(yīng)開在靠近軸承端部處。13.4 徑向滑動(dòng)軸承的主要類型 13.5 滑動(dòng)軸承的潤滑 一、潤滑劑的選擇 工作載荷、相對滑動(dòng)速度、工作溫度和特殊工作環(huán)境 1、潤滑油 （1）壓力大、溫度高、載荷沖擊變動(dòng)大 粘度大的潤滑油 （2）滑動(dòng)速度大 粘度較低的潤滑油 （3）粗糙或未經(jīng)跑合的表面 粘度較高的潤滑油 2、潤滑脂 3、固體潤滑劑 二、潤滑方法 1、油潤滑 連續(xù)供油: 間歇供油:油壺或油槍1) 滴油潤滑 2) 繩芯潤滑3) 油環(huán)潤滑 4) 浸油潤滑 5) 飛濺潤滑 6) 壓力

5、循環(huán)潤滑 2、脂潤滑 旋蓋式油脂杯、黃油槍 13.5 滑動(dòng)軸承的潤滑 13.6 非液體潤滑滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、徑向滑動(dòng)軸承 1、限制平均比壓P 目的：避免在載荷作用下潤滑油被完全擠出 pdBFp2、限制軸承的p、v值 目的：限制pv是控制軸承溫升，避免邊界膜的破裂 19100100060vpBFndndBFvp 3、限制滑動(dòng)速度v 目的：當(dāng)p較小時(shí)，避免由于v過高而引起軸瓦加速磨損 100060vdnv二、推力滑動(dòng)軸承 dFadd0FaFadd0Fadd0( a )( b )( c )( d )限制軸承平均比壓p和pvm值 13.6 非液體潤滑滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算 13.7 滾動(dòng)軸承的組成、

6、類型及特點(diǎn)一、滾動(dòng)軸承的組成滾動(dòng)軸承一般由內(nèi)圈1、外圈2、滾動(dòng)體3和保持架4組成。內(nèi)圈裝在軸徑上，與軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。外圈裝在機(jī)座的軸承孔內(nèi)，一般不轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)外圈上設(shè)置有滾道，當(dāng)內(nèi)外圈之間相對旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾動(dòng)體沿著滾道滾動(dòng)。保持架使?jié)L動(dòng)體均勻分布在滾道上，減少滾動(dòng)體之間的碰撞和磨損。 常見的滾動(dòng)體有七種形狀，一種是球形，六種是滾子。13.7 滾動(dòng)軸承的組成、類型及特點(diǎn) 二、滾動(dòng)軸承的類型及特點(diǎn)1.按所能承受載荷的方向或公稱接觸角的不同可分為向心軸承和推力軸承1）向心軸承徑向接觸軸承徑向接觸軸承：公稱接觸角=0，主要承受徑向載荷，可承受較小的軸向載荷。向心角接觸軸承向心角接觸軸承：公稱接觸角=045，同時(shí)承

7、受徑向載荷和軸向載荷。公稱接觸角公稱接觸角 的概念的概念13.7 滾動(dòng)軸承的組成、類型及特點(diǎn) 2）推力軸承推力角接觸軸承推力角接觸軸承：公稱接觸角=4590，主要承受軸向載荷，可承受較小的軸向載荷。軸向接觸軸承軸向接觸軸承：公稱接觸角=90，只能承受軸向載荷。13.7 滾動(dòng)軸承的組成、類型及特點(diǎn) 2.按滾動(dòng)體的種類可分為球軸承和滾子軸承在外廓尺寸相同的條件下，滾子軸承比球軸承的承載能力和耐沖擊能力都好，但球軸承摩擦小、高速性能好。 3.按工作時(shí)能否調(diào)心可分為調(diào)心軸承和非調(diào)心軸承。 4.按安裝軸承時(shí)其內(nèi)、外圈可否分別安裝，分為可分離軸承和不可分離軸承。13.7 滾動(dòng)軸承的組成、類型及特點(diǎn) 13.

8、8 滾動(dòng)軸承的代號前置代號表示軸承的分部件。后置代號表示軸承的精度與材料的特征。前置代號基本代號后置代號基本代號表示軸承的基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸，是軸承代號的基礎(chǔ)?；敬栍奢S承類型代號、尺寸代號及內(nèi)徑代號構(gòu)成。 例：6 3 05 (/P0)6 3 05 (/P0) 例：7 2 12 C7 2 12 C 深溝球軸承深溝球軸承直徑系列為直徑系列為3(3(中中), ),寬度系列為寬度系列為0(0(不標(biāo)不標(biāo)) )內(nèi)徑內(nèi)徑d=25mm0 0級公差級公差( (不標(biāo)不標(biāo)) )角接觸球軸承角接觸球軸承直徑系列為直徑系列為2(2(輕輕), ),寬度系列為寬度系列為0(0(不標(biāo)不標(biāo)) ) 內(nèi)徑內(nèi)徑d =60mmd

9、 =60mm=15=1513.8 滾動(dòng)軸承的代號 13.9 滾動(dòng)軸承類型的選擇滾子軸承承載能力比球軸承大一一. . 軸承的載荷軸承的載荷二二. . 軸承的轉(zhuǎn)速軸承的轉(zhuǎn)速球軸承的極限轉(zhuǎn)速比滾子軸承大三三. . 軸承的調(diào)心性能軸承的調(diào)心性能剛度差、跨距大、軸承孔精度低的場合選用四四. . 軸承的安裝和拆卸軸承的安裝和拆卸內(nèi)外圈可分離的軸承安裝方便五五. . 軸承的價(jià)格軸承的價(jià)格 球軸承比滾子軸承便宜 13.10 滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)一、軸承的軸向固定內(nèi)圈固定：內(nèi)圈固定：軸肩、軸端壓板、圓螺母與止動(dòng)墊圈等外圈固定：外圈固定：端蓋固定、彈性擋圈、套筒等組合設(shè)計(jì)是指軸承的軸向位置固定、軸承與其它零件的配合

10、、軸承的調(diào)整與裝拆等。 二、 軸承組的軸向固定 除了合理選擇軸承的類型和尺寸外，還必須正確、合理地進(jìn)行軸承的組合設(shè)計(jì)。即正確解決軸承的軸向位置固定、軸承與其它零件的配合、軸承的調(diào)整與裝拆等問題。1.兩端固定式13.10 滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)徑向載荷由左右兩個(gè)軸承共同承擔(dān) 2.一端固定、一端游動(dòng)式 一端支承的軸承，內(nèi)、外圈雙向固定，另一端支承的軸承可以軸向游動(dòng)。雙向固定端的軸承可承受雙向軸向載荷，游動(dòng)端的軸承端面與軸承蓋之間留有較大的間隙。以適應(yīng)軸的伸縮量，這種支承結(jié)構(gòu)適用于軸的溫度變化大和跨距較大的場合。13.10 滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì) 三、滾動(dòng)軸承的安裝與拆卸（1）軸承的安裝冷壓法熱套法（2）軸

11、承的拆卸采用專用工具或壓力機(jī)拆卸軸承 為方便拆卸，軸上定位軸肩的高度應(yīng)小于軸承內(nèi)圈的高度。13.10 滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì) 13.10 滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)四、滾動(dòng)軸承的配合由于滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，因此內(nèi)圈與軸采用基孔制。n6、m6、k6、js6。 外圈與箱體座孔采用基軸制。J7、J6、H7、G7。 13.11 滾動(dòng)軸承的工作情況分析及計(jì)算一、滾動(dòng)軸承的受載情況分析 軸承轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，承受徑向載荷Fr，外圈固定。當(dāng)內(nèi)圈隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)體滾動(dòng)，內(nèi)、外圈與滾動(dòng)體的接觸點(diǎn)不斷發(fā)生變化，其表面接觸應(yīng)力隨著位置的不同作脈動(dòng)循環(huán)變化。滾動(dòng)體在上面位置時(shí)不受載荷，滾到下面位置受載荷最大，兩側(cè)所受載荷逐漸減小。所以軸承元

12、件受到脈動(dòng)循環(huán)的接觸應(yīng)力。 二、滾動(dòng)軸承的失效形式和計(jì)算準(zhǔn)則1.失效形式滾動(dòng)軸承的失效形式主要有三種：疲勞點(diǎn)蝕、塑性變形和磨損(1)疲勞破壞(點(diǎn)蝕)(2)過大塑性變形疲勞接觸應(yīng)力極低、較大(3)磨損、膠合、內(nèi)外圈和保持架破損不正常壽命計(jì)算13.11 滾動(dòng)軸承的工作情況分析及計(jì)算 2.計(jì)算準(zhǔn)則對于一般轉(zhuǎn)速的軸承，即10r/minnnlim,如果軸承的制造、保管、安裝、使用等條件均良好時(shí)，軸承的主要失效形式為疲勞點(diǎn)蝕，因此應(yīng)以疲勞強(qiáng)度計(jì)算為依據(jù)進(jìn)行軸承的壽命計(jì)算。對于高速軸承，除疲勞點(diǎn)蝕外其工作表面的過熱也是重要的失效形式，因此除需進(jìn)行壽命計(jì)算外還應(yīng)校驗(yàn)其極限轉(zhuǎn)速對于低速軸承，即n1r/min，可

13、近似地認(rèn)為軸承各元件是在靜盈利作用下工作的，其失效形式為塑性變形，應(yīng)進(jìn)行以下不發(fā)生塑性變形為準(zhǔn)則的強(qiáng)度計(jì)算。13.11 滾動(dòng)軸承的工作情況分析及計(jì)算 三、滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算滾動(dòng)軸承的壽命是指軸承的滾動(dòng)體或套圈首次出現(xiàn)點(diǎn)蝕之前，軸承的轉(zhuǎn)數(shù)或相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)。顯然，通常談的滾動(dòng)軸承壽命是指滾動(dòng)軸承的疲勞壽命。與一般結(jié)構(gòu)件的疲勞壽命一樣，滾動(dòng)軸承的疲勞壽命的離散性也是相當(dāng)大的（見右圖）。 基本額定壽命基本額定壽命：具有90可靠度時(shí)軸承的壽命，用L10表示。 基本額定動(dòng)載荷基本額定動(dòng)載荷：使軸承的基本額定壽命恰好為106轉(zhuǎn)時(shí)，軸承所能承受的載荷值，用字母C表示。為軸承的工作轉(zhuǎn)速載荷；為軸承所承受的當(dāng)量

14、動(dòng)（滾子軸承）；（球軸承）；其中：min)/(3103rnPPCL10或PCnL60106h1013.11 滾動(dòng)軸承的工作情況分析及計(jì)算 滾動(dòng)軸承尺寸的選擇4在進(jìn)行軸承壽命計(jì)算時(shí)，應(yīng)把作用在軸承上的實(shí)際載荷轉(zhuǎn)換為與確定軸承C值的載荷條件相一致當(dāng)量動(dòng)載荷當(dāng)量動(dòng)載荷（用字母P表示）。各類軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷可按下式計(jì)算：arYFXFP式中：Fr與Fa分別為軸承實(shí)際承受的徑向載荷與軸向載荷 X、Y分別為軸承的徑向動(dòng)載荷系數(shù)與軸向動(dòng)載荷系數(shù)為了計(jì)及實(shí)際載荷波動(dòng)的影響，可對當(dāng)量動(dòng)載荷乘上一個(gè)載荷系數(shù) f p 。)(arPYFXFfP：即載荷性質(zhì)載荷系數(shù) f p舉例無沖擊或輕微沖擊1.01.2電機(jī)、汽輪機(jī)、通

15、風(fēng)機(jī)、水泵等中等沖擊或中等慣性力1.21.8機(jī)床、車輛、動(dòng)力機(jī)械、起重機(jī)、造紙機(jī)、選礦機(jī)、冶金機(jī)械、卷揚(yáng)機(jī)械等強(qiáng)大沖擊1.83.0碎石機(jī)、軋鋼機(jī)、鉆探機(jī)、振動(dòng)篩等13.11 滾動(dòng)軸承的工作情況分析及計(jì)算 只能承受純徑向載荷的軸承（N、NA類）PfP Fr 設(shè)計(jì)軸承的基本方法： 由工作條件定軸承類型0000 由結(jié)構(gòu)定軸承直徑 00 初選型號 查C、C0 驗(yàn)算壽命： 計(jì)算軸承載荷查e、X、Y 計(jì)算P計(jì)算Lh 分析軸承是否合格只能承受純軸向載荷的軸承（5類）： PfP Fa13.11 滾動(dòng)軸承的工作情況分析及計(jì)算 例：已知齒輪軸采用一對6211軸承，已知軸承載荷1=3500，F(xiàn)a1=1606，R2=

16、2500，F(xiàn)a2=fP1.2，試求P1、P2。解：查得：C0=29200查e ：求X、Y: 求:f0Fa1/C0 =14.71606/29200 = 0.8085e1在0.260.28之間,查值得 e1 = 0.27Fa1/R1 = 1606/3500 = 0.459e X1=0.56 , Y1=1.7Fa2=0 X2=1 , Y2=0 P1=fP(X1R1+Y1Fa1)=1.2(0.563500+1.71606) =5628 P2=fPR2=1.22500=3000 P1P2 軸承危險(xiǎn)，計(jì)算1的壽命8085. 003. 1689. 003. 126. 028. 028. 01e 四、軸承的軸

17、向載荷Fa 1.徑向軸承 (6 、 1 、 2類)F Faeae1 12 21 12 2F FaeaeF Fd d 2.角接觸軸承 (3、7類) 一端固定、一端游動(dòng) Fa1= Fae , Fa2=0Fae指向者受力Fa 1=0 , Fa 2= Fae(1)派生軸向力F d ，在作用下Fd內(nèi)外圈分離 成對使用 Fd的大小查表(13-7) 兩端固定固定端受力13.11 滾動(dòng)軸承的工作情況分析及計(jì)算 松邊松邊緊邊緊邊松邊松邊緊邊緊邊角接觸軸承軸向力角接觸軸承軸向力Fa計(jì)算方法如下：計(jì)算方法如下：1.判斷全部軸向力指向，確定那邊被壓緊，判斷全部軸向力指向，確定那邊被壓緊，那邊被放松。那邊被放松。2.被

18、放松邊軸承的軸向載荷是其內(nèi)部軸向被放松邊軸承的軸向載荷是其內(nèi)部軸向力，被壓緊邊的軸向力等于除自身內(nèi)部軸力，被壓緊邊的軸向力等于除自身內(nèi)部軸向力以外的其他所有軸向力的代數(shù)和。向力以外的其他所有軸向力的代數(shù)和。 一軸由一對一軸由一對7211AC的軸承支承，的軸承支承，F(xiàn)r1=3300N, Fr2=1000N, Fx=900N, 如圖。試求兩軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷如圖。試求兩軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 。(S=0.68Fr e=0.68 X=0.41,Y=0.87)Fr1Fr2Fs1Fs2Fa1Fa2解：解：1）判斷松緊邊）判斷松緊邊Fs1=0.68Fr1=0.683300=2244NFs2=0.68Fr1=0.681000=680NFs2+Fx=680+900=1580NFs1=2244n松邊松邊緊邊緊邊2）求松邊和緊邊軸向力）求松邊和緊邊軸向力Fa1=Fs1=2244NFa2=Fs1-Fx=2244-900=1344N當(dāng)量動(dòng)載荷：當(dāng)量動(dòng)載荷：P=(XFr+YFa)Fa1/Fr1=2244/3300=0.68e=0.68Y=0P1=