新編軸承121219課件

1、16.1 軸承的功用和類型16.2 滾動軸承的組成、類型及特點16.3 滾動軸承的代號16.4 滾動軸承類型的選擇16.5 滾動軸承的工作情況分析及計算16.6 滾動軸承的組合設(shè)計 第16章 滾動軸承16.1 軸承的功用和類型軸承的作用是支承軸。軸承工作時既可以旋轉(zhuǎn)，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)，可分為滑動軸承和滾動軸承。一、軸承應(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

2、向止推軸承）一、滾動軸承的組成16.2 滾動軸承的結(jié)構(gòu)、主要類型和特性滾動軸承一般由內(nèi)圈1、外圈2、滾動體3和保持架4組成。內(nèi)圈裝在軸上，與軸一起轉(zhuǎn)動；外圈裝在機(jī)座的軸承孔內(nèi)，一般不轉(zhuǎn)動。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，滾動體沿著滾道滾動。保持架使?jié)L動體均勻分布在滾道上，減少滾動體之間的碰撞和磨損。21341234硬度和接觸疲勞強(qiáng)度 、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(dá)：6165HRC。工作表面需經(jīng)磨削或拋光。保持架：低碳鋼；沖壓制成的高速軸承：有色金屬或塑料。滾動副的材料要求：裝在機(jī)座或零件軸孔內(nèi)，支撐軸；支撐軸系或零件；常見的滾動體有六種形狀，一種是球形，五種

3、是滾子。滾動軸承的內(nèi)外圈和滾動體應(yīng)具有較高的硬度和接觸疲勞強(qiáng)度、良好的耐磨性和沖擊韌性。一般用特殊軸承鋼制造，常用材料有GCr15、GCr15SiMn、GCr6、GCr9等滾動軸承的工作表面必須經(jīng)磨削拋光，以提高其接觸疲勞強(qiáng)度。 保持架多用低碳鋼板通過沖壓成形方法制造，也可采用有色金屬或塑料等材料。 為適應(yīng)某些特殊要求，有些滾動軸承還要附加其他特殊元件或采用特殊結(jié)構(gòu)，如軸承無內(nèi)圈或外圈、帶有防塵密封結(jié)構(gòu)或在外圈上加止動環(huán)等。 二、滾動軸承的類型及特點（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。向心軸承徑向接觸軸承：公稱接觸角=0，主要承受徑向載荷Fr，也可承受較小的

4、軸向載荷Fa。向心角接觸軸承：公稱接觸角= 045，同時承受徑向載荷和軸向載荷。推力軸承推力角接觸軸承：公稱接觸角=4590，主要承受軸向載荷，也可承受較小的軸向載荷。軸向接觸軸承：公稱接觸角=90，只能承受軸向載荷。1.常用滾動軸承的類型（2）按滾動體的種類 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。 球軸承滾子軸承（3）按工作時能否調(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。（5）按公差等級可分為0、6、5、4、2級滾動軸承，其中2級精度最高，0級為普

5、通級。另外還有只用于圓錐滾子軸承的6x公差等級。（6）按照運(yùn)動方式可分為回轉(zhuǎn)運(yùn)動軸承和直線運(yùn)動軸承。（1）游隙：滾動軸承中滾動體與內(nèi)外圈滾道之間的間隙。徑向游隙：一個座圈不動，另一個座圈沿徑向從一極端位置移至另一極限位置的移動量。 軸向游隙：一個座圈不動，另一個座圈沿軸向從一極端移至另一極限位置的移動量。2. 滾動軸承的結(jié)構(gòu)特性（2）偏移角軸承內(nèi)外圈軸線相對傾斜時所夾銳角。能自動適應(yīng)角偏移的軸承，成為調(diào)心軸承。16.3 滾動軸承的代號前置代號 基本代號 后置代號 軸承的分部件代號內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號密封與防塵結(jié)構(gòu)代號保持架及其材料代號特殊軸承材料代號公差等級代號游隙代號多軸承配置代號其它代號五四三二一

6、類型代號尺寸系列代號內(nèi)徑代號寬度系列代號直徑系列代號滾動軸承代號構(gòu)成：代號用于表征滾動軸承的結(jié)構(gòu)、尺寸、類型、精度等，由GB/T272規(guī)定。 前置代號表示軸承的分部件?；敬柋硎据S承的類型與尺寸等主要特征。后置代號表示軸承的精度與材料的特征。類型代號為字母時與后數(shù)字空半格1、基本代號 （1）軸承類型-基本代號右起第五位 軸承類型代號軸承類型代號雙列角接觸球軸承0深溝球軸承6調(diào)心球軸承1角接觸球軸承7調(diào)心滾子軸承和推力調(diào)心滾子軸承2推力圓柱滾子軸承8圓錐滾子軸承3圓柱滾子軸承N雙列深溝球軸承4外球面球軸承U推力球軸承5四點接觸球軸承QJ寬度系列右起第四位 數(shù)字 0 9（2）尺寸系列-基本代號右

7、起第三、四位 寬度系列在前（四），直徑系列在后（三） 8 （0） 1 2 3 4 5 6 7 9 1 2特窄 窄 正常 寬 特寬 特低 低 正常 向心軸承寬度增加推力軸承高度增加但對圓錐滾子軸承(3類)和調(diào)心滾子軸承(2類)不能省略“0”。寬度系列代號：一般正常寬度為“0”，通常省略不標(biāo)注。直徑系列右起第三位 數(shù)字 0 97 8 9 0 1 2 3 4超特輕 超 輕 特輕 輕 中 重直徑增加內(nèi)徑相同，而直徑系列代號不同的四種軸承的比較。（3）軸承的內(nèi)徑代號右起第一二位數(shù)字 a) d=10, 12, 15, 17mm 時 代號 00 01 02 03 b） d= 20 480mm 時d=代號5（

8、mm ）c） d500mm，d=22，28，32mm 時 代號直接用內(nèi)徑尺寸（mm）表示 即：直徑系列代號 + “/” +內(nèi)徑代號 代號 0496 2、前置代號 表示軸承的分部件，用字母表示 L可分離軸承的可分離內(nèi)圈或外圈，如：LN207K軸承的滾動體與保持架組件，如：K81107R不帶可分離內(nèi)圈或外圈的軸承，如：RNU207NU表示內(nèi)圈無擋邊的圓柱滾子軸承WS、GS分別為推力圓柱滾子軸承的軸圈和座圈，如：WS81107、GS81107。3、后置代號（8組）軸承的結(jié)構(gòu)、公差、游隙及材料的特殊要求等（1）內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號 C、 AC、B角接觸球軸承的接觸角（2）密封、防塵與外部形狀變化代號 （3）軸

9、承的公差等級 精度高 低 代號 /P2、/P4、/P5、 /P6X 、 /P6、/P0 公差等級 2 4 5 6X 6 0普通級可省略 =15、25、40圓錐滾子軸承 用字母或加數(shù)字表示注：公差等級中0級最低，向左依次增高，2級最高。（4）軸承的徑向游隙 （5）保持架代號 游隙代號：游隙分1 、2、 0 、3 、4 、5共六個組別。 以/C1 、/C2、 /C3 、/C4 、/C5為代號，0組不標(biāo)注。 游隙值：小 大 例：說明滾動軸承 62203 和 7312AC/P6 的含義。6 2 2 037 （0） 3 12 AC / P6軸承內(nèi)徑 d=17 mm直徑系列代號，2（輕）系列 寬度系列代號

10、，2（寬）系列 深溝球軸承 公稱接觸角 =25 軸承內(nèi)徑 d=125=60 mm直徑系列代號，3（中）系列 寬度系列代號，0（窄）系列，代號為0，不標(biāo)角接觸球軸承 公差等級6級 6308：6深溝球軸承，3中系列，08 內(nèi)徑d =40mm， 公差等級為0級，游隙組為0組； N105/P5：7214AC/P4：7角接觸球軸承，2輕系列，14內(nèi)徑d=70mm，公差等級為4級，游隙組為0組，公稱接觸角=15；30213：3圓錐滾子軸承，2輕系列，13內(nèi)徑d=65mm，0正常寬度(0不可省略)，公差等級為0級，游隙組為0組；6103：6深溝球軸承，1特輕系列，03內(nèi)徑d=17mm，公差等級為0級，游隙組

11、為0組；N圓柱滾子軸承，1特輕系列，05內(nèi)徑d=20mm，公差等級為5級，游隙組為0組；課堂練習(xí)：說出下列代號的含義。16.4 滾動軸承類型的選擇一、影響軸承承載能力的參數(shù)1.游 隙 內(nèi)、外滾道與滾動體之間的間隙稱為游隙，即當(dāng)一個座圈固定時，另一座圈沿徑向或軸向的最大移動量。 游隙可影響軸承的運(yùn)動精度、壽命、噪聲、承載能力等。2.極限轉(zhuǎn)速 滾動軸承在一定載荷和潤滑條件下，允許的最高轉(zhuǎn)速稱為極限轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速過高會產(chǎn)生高溫，潤滑失效產(chǎn)生破壞。3.偏移角 安裝誤差或軸的變形等都會引起內(nèi)外圈中心線相對傾斜，其傾斜角 稱為偏位角。4.接觸角 由軸承結(jié)構(gòu)類型所決定的接觸角稱為公稱接觸角。二、 滾動軸承類型的

12、選擇載荷條件轉(zhuǎn)速條件裝調(diào)性能調(diào)心性能經(jīng)濟(jì)性軸承受載荷的大小、方向和性質(zhì)是選擇軸承類型的主要依據(jù)選擇軸承類型時應(yīng)注意其允許的極限轉(zhuǎn)速 nlim3類和N類的內(nèi)外圈分離，便于拆裝。為方便長軸上軸承的拆裝，可選用代內(nèi)錐孔和緊定套的軸承軸承內(nèi)、外圈軸線間的偏移角應(yīng)控制在極限之內(nèi)，對安裝精度差的軸承，宜選用調(diào)心軸承。在滿足使用條件的情況下優(yōu)先選用價格低廉的軸承。1.無軸向載荷時，宜用深溝球軸承；如直齒輪軸2.徑向與軸向載荷聯(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3.純軸向載荷作用時，必須采用推力軸承。6005：N209/P6：7207B/P4：30202：6132：復(fù)習(xí)：說出下列代號的含義

13、。一、 滾動軸承的受載情況分析軸承轉(zhuǎn)動時，承受徑向載荷Fr，外圈固定。當(dāng)內(nèi)圈隨軸轉(zhuǎn)動時，滾動體滾動，內(nèi)、外圈與滾動體的接觸點不斷發(fā)生變化，其表面接觸應(yīng)力隨著位置的不同作脈動循環(huán)變化。滾動體在上面位置時不受載荷，滾到下面位置受載荷最大，兩側(cè)所受載荷逐漸減小。所以軸承元件受到脈動循環(huán)的接觸應(yīng)力。點擊上圖觀看動畫演示16.5 滾動軸承的工作情況分析及計算二、滾動軸承的失效形式和計算準(zhǔn)則1.失效形式滾動軸承的失效形式主要有三種：疲勞點蝕、塑性變形和磨損2.計算準(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，軸承的主要失效形式為疲勞點蝕，因此應(yīng)以疲勞強(qiáng)

14、度計算為依據(jù)進(jìn)行軸承的壽命計算。對于高速軸承，除疲勞點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)行壽命計算外還應(yīng)校驗其極限轉(zhuǎn)速。對于低速軸承，即n1r/min，可近似地認(rèn)為軸承各元件是在靜載荷作用下工作的，其失效形式為塑性變形，應(yīng)進(jìn)行以不發(fā)生塑性變形為準(zhǔn)則的強(qiáng)度計算。三、滾動軸承的壽命計算滾動軸承的壽命是指軸承的滾動體或套圈首次出現(xiàn)點蝕之前，軸承的轉(zhuǎn)數(shù)或相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)小時數(shù)。顯然，通常談的滾動軸承壽命是指滾動軸承的疲勞壽命。與一般結(jié)構(gòu)件的疲勞壽命一樣，滾動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：具有90可靠度時軸承的壽命，用L10表示。 基本額定動載荷：使軸承的基本額

15、定壽命恰好為106轉(zhuǎn)時，軸承所能承受的載荷值，用字母C 表示。軸承的壽命/（106r）滾動軸承尺寸的選擇4在進(jìn)行軸承壽命計算時，應(yīng)把作用在軸承上的實際載荷轉(zhuǎn)換為與確定軸承C值的載荷條件相一致的當(dāng)量動載荷（用字母P表示）。各類軸承的當(dāng)量動載荷可按下式計算：式中：Fr 與Fa分別為軸承實際承受的徑向載荷與軸向載荷 X、Y分別為軸承的徑向動載荷系數(shù)與軸向動載荷系數(shù)為了考慮實際載荷波動的影響，可對當(dāng)量動載荷乘上一個載荷系數(shù) f p 。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、動力機(jī)械、起重機(jī)、造紙機(jī)、選礦機(jī)、冶金機(jī)械

16、、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)、振動篩等四、 滾動軸承的靜強(qiáng)度計算1.基本額定靜載荷C0調(diào)心軸承4600MPa所有其他型號的球軸承4200MPa滾子軸承4000MPa2.當(dāng)量靜載荷P0a0o的向心球軸承和向心滾子軸承為a0o的向心滾子軸承為a90o的推力軸承為a90o的推力軸承為.靜強(qiáng)度計算滾動軸承的選擇滾動軸承的選擇可分為兩個步驟進(jìn)行：按工作條件首先確定滾動軸承的類型選擇軸承的尺寸公差等級的選擇對于靜止軸承、緩慢擺動或極低速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承按靜載荷計算對于一般運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承，按壽命計算進(jìn)行軸承尺寸的選擇當(dāng)軸承的工作轉(zhuǎn)速n在110r/min之間時，有兩種選擇方法：按n =10r/

17、min選擇軸承尺寸；利用壽命公式計算出C值，再按靜載荷強(qiáng)度公式計算C0值。進(jìn)行比較，選用其中較大值對應(yīng)的軸承尺寸的軸承。對于轉(zhuǎn)速較高又同時承受沖擊載荷的軸承，不但進(jìn)行壽命計算，還要進(jìn)行軸承的強(qiáng)度校核對于高速軸承，除進(jìn)行壽命計算外還應(yīng)檢驗極限轉(zhuǎn)速。出于成本考慮，在一般的機(jī)械傳動中宜選用普通級精度的軸承。16.6 滾動軸承的組合設(shè)計 為了保證軸與軸上旋轉(zhuǎn)零件正常運(yùn)行，還應(yīng)解決軸承組合的結(jié)構(gòu)問題，其中包括:軸承組合的軸向固定，軸承與相關(guān)零件的配合，間隙調(diào)整、裝拆、潤滑等一系列問題。一、軸承的軸向固定二、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。即正確解決

18、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2.一端固定、一端游動式 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。雙向固定端的軸承可承受雙向軸向載荷，游動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。點擊圖像看大圖3.兩端游動式三、軸承組合的調(diào)整1.軸承間隙的調(diào)整2.軸系位置的調(diào)整四、軸承組合支承部分的剛度和同軸度軸承座孔壁應(yīng)有足夠的厚度，并用加強(qiáng)肋增強(qiáng)其剛性。支撐結(jié)構(gòu)中同一根軸上的軸承座孔盡可能同心。角接觸軸承安裝方式不同時軸承組合的剛性也不同。五、 軸承的預(yù)緊軸承的預(yù)緊就是在安裝軸承時使其受到一定的軸向力，以消除軸承的游隙并使?jié)L動體和內(nèi)、外圈接觸處產(chǎn)生彈性預(yù)變形。預(yù)緊的目的在于提高軸承的剛度和旋轉(zhuǎn)精度。六、 滾動軸承的配合與裝拆1滾動軸承的配合滾動軸