機(jī)械基礎(chǔ)——第三節(jié)滾動(dòng)軸承

1、第三節(jié)第三節(jié) 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承 滾動(dòng)軸承在各類機(jī)器中應(yīng)用非常廣泛，它工作時(shí)摩擦阻力滾動(dòng)軸承在各類機(jī)器中應(yīng)用非常廣泛，它工作時(shí)摩擦阻力小、易啟動(dòng)、對(duì)轉(zhuǎn)速及工作溫度的適用范圍寬、軸向尺寸小、小、易啟動(dòng)、對(duì)轉(zhuǎn)速及工作溫度的適用范圍寬、軸向尺寸小、潤滑及維護(hù)保養(yǎng)方便、有較好的互換性等優(yōu)點(diǎn)。潤滑及維護(hù)保養(yǎng)方便、有較好的互換性等優(yōu)點(diǎn)。 滾動(dòng)軸承是一種標(biāo)準(zhǔn)件。滾動(dòng)軸承是一種標(biāo)準(zhǔn)件。第三節(jié)第三節(jié) 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承 軸承是支承軸頸的部件，軸承是支承軸頸的部件，有時(shí)也用來支承軸上的回轉(zhuǎn)有時(shí)也用來支承軸上的回轉(zhuǎn)零件。根據(jù)其工作時(shí)接觸面零件。根據(jù)其工作時(shí)接觸面間的摩擦性質(zhì)，分為間的摩擦性質(zhì)，分為滑動(dòng)軸滑動(dòng)軸承承和和滾

2、動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承兩大類。兩大類。 滑動(dòng)軸承上節(jié)已學(xué)，滑動(dòng)軸承上節(jié)已學(xué)，這里主要介紹滾動(dòng)軸承。這里主要介紹滾動(dòng)軸承。一、滾動(dòng)軸承的構(gòu)造一、滾動(dòng)軸承的構(gòu)造 1-1-內(nèi)圈內(nèi)圈2-2-外圈外圈3-3-滾動(dòng)體滾動(dòng)體4-4-保持架保持架內(nèi)徑內(nèi)徑外徑外徑滾動(dòng)體滾動(dòng)體 通常內(nèi)圈隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，外圈固定不動(dòng)。當(dāng)內(nèi)圈通常內(nèi)圈隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，外圈固定不動(dòng)。當(dāng)內(nèi)圈與外圈相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)體就沿滾道滾動(dòng)。與外圈相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)體就沿滾道滾動(dòng)。內(nèi)圈裝在軸頸上，外圈裝在機(jī)座內(nèi)。內(nèi)圈裝在軸頸上，外圈裝在機(jī)座內(nèi)。n軸承軸承內(nèi)、外圈和滾動(dòng)體內(nèi)、外圈和滾動(dòng)體的材料應(yīng)具有較高的接的材料應(yīng)具有較高的接觸疲勞強(qiáng)度和硬度、良好的耐磨性和沖擊韌性。

3、觸疲勞強(qiáng)度和硬度、良好的耐磨性和沖擊韌性。一般用特殊軸承鋼如一般用特殊軸承鋼如GCr15GCr15、GCr15SiMnGCr15SiMn等等制造，熱處理后硬度一般不低于制造，熱處理后硬度一般不低于61HRC61HRC，工，工作表面要求磨削和拋光。作表面要求磨削和拋光。n由于一般軸承的這些元件都經(jīng)過由于一般軸承的這些元件都經(jīng)過150150的回火的回火處理，所以通常當(dāng)軸承的工作溫度不高于處理，所以通常當(dāng)軸承的工作溫度不高于120120時(shí)，零件的硬度不會(huì)下降。時(shí)，零件的硬度不會(huì)下降。n保持架可以是用低碳鋼薄板沖壓制成，也可以保持架可以是用低碳鋼薄板沖壓制成，也可以用黃銅、塑料等制成實(shí)體式。用黃銅、塑

4、料等制成實(shí)體式。n與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承的與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承的主要優(yōu)點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)是：是：1 1、摩擦力矩和發(fā)熱較小，在通常的速度范圍內(nèi)，摩、摩擦力矩和發(fā)熱較小，在通常的速度范圍內(nèi)，摩擦力矩很少隨速度而改變；擦力矩很少隨速度而改變；2 2、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩比滑動(dòng)軸承??；、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩比滑動(dòng)軸承??；3 3、消耗潤滑劑少，便于密封，易于維護(hù)；、消耗潤滑劑少，便于密封，易于維護(hù)；4 4、大大地減少了有色金屬的消耗；、大大地減少了有色金屬的消耗；5 5、軸承單位寬度的承載能力較大；、軸承單位寬度的承載能力較大；6 6、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，成批生產(chǎn)，成本較低。、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，成批生產(chǎn)，成本較低。 滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)軸承的

5、缺點(diǎn)缺點(diǎn)是：是：1 1、接觸應(yīng)力高，承受沖擊載荷的能力較差，高速重載、接觸應(yīng)力高，承受沖擊載荷的能力較差，高速重載荷下軸承的壽命較低；荷下軸承的壽命較低；2 2、徑向尺寸比滑動(dòng)軸承大；、徑向尺寸比滑動(dòng)軸承大；3 3、減振性能比滑動(dòng)軸承差，工作時(shí)振動(dòng)和噪音較大；、減振性能比滑動(dòng)軸承差，工作時(shí)振動(dòng)和噪音較大；4 4、小批生產(chǎn)特殊的滾動(dòng)軸承時(shí)成本較高。、小批生產(chǎn)特殊的滾動(dòng)軸承時(shí)成本較高。 二、滾動(dòng)軸承的主要類型、特性和應(yīng)用二、滾動(dòng)軸承的主要類型、特性和應(yīng)用 滾動(dòng)軸承按滾動(dòng)體的種類分為滾動(dòng)軸承按滾動(dòng)體的種類分為球軸承球軸承和和滾子軸承滾子軸承。 在外廓尺寸相同的情況下，滾子軸承比球軸在外廓尺寸相同的情

6、況下，滾子軸承比球軸承的承載能力和抗沖擊能力強(qiáng)。承的承載能力和抗沖擊能力強(qiáng)。滾動(dòng)軸承的常見類型和特性見表滾動(dòng)軸承的常見類型和特性見表6-26-2（P.137P.137）1 1、調(diào)心球軸承、調(diào)心球軸承類型代號(hào)：類型代號(hào)：1 1主要性能：主要性能： 主要承受徑向載荷，也能同主要承受徑向載荷，也能同時(shí)承受較小的軸向載荷。能自動(dòng)時(shí)承受較小的軸向載荷。能自動(dòng)調(diào)心。調(diào)心。應(yīng)用：應(yīng)用： 適用于多支點(diǎn)傳動(dòng)軸、剛性適用于多支點(diǎn)傳動(dòng)軸、剛性較小的軸以及難以對(duì)中的軸。較小的軸以及難以對(duì)中的軸。2 2、調(diào)心滾子軸承、調(diào)心滾子軸承類型代號(hào)：類型代號(hào)：2 2主要性能：主要性能： 與調(diào)心球軸承基本相同，但與調(diào)心球軸承基本相

7、同，但承載能力比調(diào)心球軸承大。承載能力比調(diào)心球軸承大。應(yīng)用：應(yīng)用： 常用于其他種類軸承不能勝常用于其他種類軸承不能勝任的重載情況，如軋鋼機(jī)、吊車任的重載情況，如軋鋼機(jī)、吊車車輪等。車輪等。3 3、圓錐滾子軸承、圓錐滾子軸承類型代號(hào)：類型代號(hào)：3 3主要性能：主要性能： 能同時(shí)承受較大的徑向載荷能同時(shí)承受較大的徑向載荷和軸向載荷。因?yàn)橄稻€接觸，所和軸向載荷。因?yàn)橄稻€接觸，所以承載能力大。內(nèi)、外圈可分離，以承載能力大。內(nèi)、外圈可分離，裝拆方便。裝拆方便。應(yīng)用：應(yīng)用： 常用于斜齒輪軸、錐齒輪軸和蝸桿減速器軸常用于斜齒輪軸、錐齒輪軸和蝸桿減速器軸以及機(jī)床主軸的支撐等，一般成對(duì)使用。以及機(jī)床主軸的支撐等

8、，一般成對(duì)使用。4 4、推力球軸承、推力球軸承主要性能：主要性能： 只能承受軸向載荷，推力球只能承受軸向載荷，推力球軸承承受單向軸向載荷，雙向推軸承承受單向軸向載荷，雙向推力球軸承承受雙向軸向載荷。力球軸承承受雙向軸向載荷。應(yīng)用：應(yīng)用： 不宜在高速下工作，常用于起重機(jī)吊鉤、蝸不宜在高速下工作，常用于起重機(jī)吊鉤、蝸桿軸和立式車床主軸的支承等。桿軸和立式車床主軸的支承等。類型代號(hào)：類型代號(hào)：4 45 5、雙向推力球軸承、雙向推力球軸承類型代號(hào)：類型代號(hào)：5 56 6、深溝球軸承、深溝球軸承類型代號(hào)：類型代號(hào)：6 6主要性能：主要性能： 主要承受徑向載荷，也能同時(shí)承受主要承受徑向載荷，也能同時(shí)承受較

9、小的軸向載荷。因外圈滾道表面是以較小的軸向載荷。因外圈滾道表面是以軸承中點(diǎn)為中心的球面，故能調(diào)心。軸承中點(diǎn)為中心的球面，故能調(diào)心。應(yīng)用：應(yīng)用： 當(dāng)轉(zhuǎn)速很高而軸向載荷不太大時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)速很高而軸向載荷不太大時(shí)，可代替推力球軸承承受純軸向載荷。承可代替推力球軸承承受純軸向載荷。承受沖擊能力差，適用于剛性較大的軸，受沖擊能力差，適用于剛性較大的軸，常用于機(jī)床齒輪箱、小功率電機(jī)等。常用于機(jī)床齒輪箱、小功率電機(jī)等。7 7、角接觸球軸承、角接觸球軸承類型代號(hào)：類型代號(hào)：7 7主要性能：主要性能： 能同時(shí)承受較大的徑向載荷和能同時(shí)承受較大的徑向載荷和軸向載荷。公稱接觸越大，軸向承軸向載荷。公稱接觸越大，軸向承載

10、能力越大。載能力越大。應(yīng)用：應(yīng)用： 通常成對(duì)使用，高速時(shí)用它代通常成對(duì)使用，高速時(shí)用它代替推力球軸承較好；適用于剛性較替推力球軸承較好；適用于剛性較大、跨距較小的軸，如斜齒輪減速大、跨距較小的軸，如斜齒輪減速器和蝸桿減速器中軸的支承等。器和蝸桿減速器中軸的支承等。8 8、推力圓柱滾子軸承、推力圓柱滾子軸承類型代號(hào)：類型代號(hào)：8 89 9、圓柱滾子軸承、圓柱滾子軸承類型代號(hào)：類型代號(hào)：N N三、滾動(dòng)軸承的代號(hào)三、滾動(dòng)軸承的代號(hào) 國標(biāo)國標(biāo)GB/T27293GB/T27293規(guī)定滾動(dòng)軸承代號(hào)由三部分組成：規(guī)定滾動(dòng)軸承代號(hào)由三部分組成：前置代號(hào)前置代號(hào)基本代號(hào)基本代號(hào)后置代號(hào)后置代號(hào)1.1.基本代號(hào)基

11、本代號(hào)表示軸承的基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸，是軸承代號(hào)的基礎(chǔ)。表示軸承的基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸，是軸承代號(hào)的基礎(chǔ)。包括：包括：2 2）尺寸系列代號(hào)）尺寸系列代號(hào) 由兩位數(shù)字組成。由兩位數(shù)字組成。 前一位數(shù)字是寬（高）度系列代號(hào)，表示內(nèi)徑相前一位數(shù)字是寬（高）度系列代號(hào)，表示內(nèi)徑相同，寬（高）度不同的系列。同，寬（高）度不同的系列。 后一位數(shù)字是直徑系列。表示內(nèi)徑相同，外徑不后一位數(shù)字是直徑系列。表示內(nèi)徑相同，外徑不同的系列。同的系列。1 1）類型代號(hào)）類型代號(hào)用數(shù)字或字母表示不同類型的軸承，見用數(shù)字或字母表示不同類型的軸承，見P137P137表表6-26-2。 直徑系列的對(duì)比圖直徑系列的對(duì)比圖 向心軸

12、承尺寸系列圖表向心軸承尺寸系列圖表寬度系列代號(hào)寬度系列代號(hào)直徑系列代號(hào)直徑系列代號(hào)寬度系列為寬度系列為0 0時(shí)，多數(shù)可省略，圓錐滾子軸承不能省略。時(shí)，多數(shù)可省略，圓錐滾子軸承不能省略。 3 3）內(nèi)徑代號(hào)）內(nèi)徑代號(hào)滾動(dòng)軸承代號(hào)和標(biāo)記滾動(dòng)軸承代號(hào)和標(biāo)記前置代號(hào)前置代號(hào) 基本代號(hào)基本代號(hào) 后置代號(hào)后置代號(hào) 軸承類型代號(hào)軸承類型代號(hào) 尺寸系列代號(hào)尺寸系列代號(hào) 內(nèi)徑代號(hào)內(nèi)徑代號(hào) 如：軸承代號(hào)如：軸承代號(hào) 620462046 6：2 2：0404：類型代號(hào)，表示深溝球軸承。類型代號(hào)，表示深溝球軸承。內(nèi)徑代號(hào)（內(nèi)徑尺寸：內(nèi)徑代號(hào)（內(nèi)徑尺寸：4 45=20mm5=20mm）。）。尺寸系列（尺寸系列（0202）

13、代號(hào)（寬度系列代號(hào)為）代號(hào)（寬度系列代號(hào)為0 0、直徑系列代號(hào)為直徑系列代號(hào)為2 2）。）?；敬?hào)練習(xí)基本代號(hào)練習(xí)2.2.前置代號(hào)前置代號(hào)3.3.后置代號(hào)后置代號(hào)后置代號(hào)后置代號(hào): :用字母和數(shù)字表示用字母和數(shù)字表示軸承的結(jié)構(gòu)、公差、游隙及材料的特殊要求等軸承的結(jié)構(gòu)、公差、游隙及材料的特殊要求等1 1）內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)）內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào) C C、ACAC、B B角接觸球軸承的公稱接觸角角接觸球軸承的公稱接觸角2 2）軸承的公差等級(jí)）軸承的公差等級(jí) 精度高精度高 低低 代號(hào)代號(hào) /P2/P2、/P4/P4、/P5/P5、/P6/P6、/P6X/P6X、/P0/P0 公差等級(jí)公差等級(jí) 2 4 5 6 6

14、X 0 普通級(jí)普通級(jí)可省略可省略 402515， 3 3）軸承的徑向游隙）軸承的徑向游隙1 1組組 2 2組組 0 0組組 3 3組組 4 4組組 5 5組組 ( (徑向游隙由小到大徑向游隙由小到大) )/C1 /C2 /C3 /C4 /C5/C1 /C2 /C3 /C4 /C5表示表示 練一練練一練說明下列軸承代號(hào)的含義說明下列軸承代號(hào)的含義63066306 06 06為內(nèi)徑代號(hào)，表示內(nèi)為內(nèi)徑代號(hào)，表示內(nèi)徑為徑為30mm30mm。72211AC/P572211AC/P5公差等級(jí)為公差等級(jí)為5 5級(jí)級(jí)。深溝球軸承，深溝球軸承，寬度系列為寬度系列為0 0（省略），（省略），角接觸球軸承，角接觸球

15、軸承，寬度系列為寬度系列為2 2，直徑系列為直徑系列為2 2，軸承內(nèi)徑為軸承內(nèi)徑為55mm55mm， 公稱接觸角為公稱接觸角為2525，直徑系列為直徑系列為3 3，3021030210 圓錐滾子軸承，圓錐滾子軸承， 寬度系列為寬度系列為0 0， 直徑系列代號(hào)為直徑系列代號(hào)為2 2，內(nèi)徑為內(nèi)徑為50mm50mm。四、滾動(dòng)軸承的類型選擇四、滾動(dòng)軸承的類型選擇 從具體使用條件出發(fā)，結(jié)合軸承本身的特點(diǎn)，從具體使用條件出發(fā)，結(jié)合軸承本身的特點(diǎn)，經(jīng)過分析比較，選出比較合適的類型和型號(hào)。經(jīng)過分析比較，選出比較合適的類型和型號(hào)。 選擇軸承類型應(yīng)考慮以下幾方面因素：選擇軸承類型應(yīng)考慮以下幾方面因素：承受載荷承受

16、載荷的大小、方向和性質(zhì)；轉(zhuǎn)速與工作環(huán)境；調(diào)心性能要的大小、方向和性質(zhì)；轉(zhuǎn)速與工作環(huán)境；調(diào)心性能要求；經(jīng)濟(jì)性求；經(jīng)濟(jì)性和和其他特殊要求其他特殊要求等。等。 滾動(dòng)軸承的選擇包括滾動(dòng)軸承的選擇包括類型選擇、精度選擇類型選擇、精度選擇和和尺尺寸選擇寸選擇。滾動(dòng)軸承類型的選擇原則：滾動(dòng)軸承類型的選擇原則： （1 1）載荷條件）載荷條件 軸承承受載荷的大小、方向和性質(zhì)是選擇軸承類型軸承承受載荷的大小、方向和性質(zhì)是選擇軸承類型的主要依據(jù)。的主要依據(jù)。 載荷較大載荷較大時(shí)應(yīng)選用時(shí)應(yīng)選用滾子軸承滾子軸承。 載荷小而又平穩(wěn)時(shí)，選用載荷小而又平穩(wěn)時(shí)，選用球軸承球軸承。 主要承受徑向載荷時(shí)應(yīng)選用主要承受徑向載荷時(shí)應(yīng)選

17、用深溝球軸承深溝球軸承； 同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷時(shí)應(yīng)選用同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷時(shí)應(yīng)選用角接觸軸承角接觸軸承； 只承受軸向載荷時(shí)應(yīng)選用只承受軸向載荷時(shí)應(yīng)選用推力軸承推力軸承； 承受的軸向載荷比徑向載荷大很多時(shí)，應(yīng)選用承受的軸向載荷比徑向載荷大很多時(shí)，應(yīng)選用推力軸推力軸承和深溝球軸承承和深溝球軸承的組合結(jié)構(gòu)。的組合結(jié)構(gòu)。 承受沖擊載荷時(shí)應(yīng)選用承受沖擊載荷時(shí)應(yīng)選用滾子軸承滾子軸承。 （2 2）轉(zhuǎn)速條件）轉(zhuǎn)速條件 若軸承的尺寸和精度相同，球軸承的極限轉(zhuǎn)速較滾若軸承的尺寸和精度相同，球軸承的極限轉(zhuǎn)速較滾子軸承高。子軸承高。 轉(zhuǎn)速較高且旋轉(zhuǎn)精度要求較高時(shí)，應(yīng)選用轉(zhuǎn)速較高且旋轉(zhuǎn)精度要求較高時(shí)，應(yīng)選用

18、球軸承球軸承； 轉(zhuǎn)速較低，有沖擊載荷時(shí)，應(yīng)選用轉(zhuǎn)速較低，有沖擊載荷時(shí)，應(yīng)選用滾子軸承滾子軸承。 （3 3）調(diào)心性能）調(diào)心性能 軸承內(nèi)外圈軸線間的偏位角應(yīng)在一定的極限值以內(nèi)。軸承內(nèi)外圈軸線間的偏位角應(yīng)在一定的極限值以內(nèi)。 如果跨距較大，難以保證軸的剛度或安裝精度時(shí)，如果跨距較大，難以保證軸的剛度或安裝精度時(shí)，或受載后發(fā)生較大的撓曲變形應(yīng)選用具有調(diào)心性能的或受載后發(fā)生較大的撓曲變形應(yīng)選用具有調(diào)心性能的調(diào)調(diào)心軸承心軸承。（4 4）裝調(diào)性能）裝調(diào)性能 為便于安裝、拆卸和調(diào)整軸承游隙，根據(jù)工作要為便于安裝、拆卸和調(diào)整軸承游隙，根據(jù)工作要求可選用內(nèi)、外圈可分離的求可選用內(nèi)、外圈可分離的圓錐（或圓柱）滾子軸承圓錐（或圓柱）滾子軸承。（5 5）經(jīng)濟(jì)性）經(jīng)濟(jì)性 一般球軸承比滾子軸承的價(jià)格低；一般球軸承比滾子軸承的價(jià)格低； 深溝球軸承最便宜；深溝球軸承最便宜； 特殊結(jié)構(gòu)的軸承比普通結(jié)構(gòu)的軸承價(jià)格高。特殊結(jié)構(gòu)的軸承比普通結(jié)構(gòu)的軸承價(jià)格高。 相同型號(hào)的軸承，精度越高