机械设计基础单元13-轴承.ppt

1、1.滑动轴承的类型、结构、特点2.滑动轴承的材料及润滑学会正确选用滑动轴承任务任务1 1 认识滑动轴承认识滑动轴承知识目标知识目标：技能目标技能目标：首页退出任务任务1 1 认识滑动轴承认识滑动轴承1.1.滑动轴承的类型滑动轴承的类型首页退出轴承是机器中主要用来支撑轴的部件，用以保证轴的旋转精度，并减少轴与支承物间的摩擦和磨损。滑动轴承的运动形式是以轴颈与轴瓦相对滑动摩擦为主要特征的。按照轴承承载方向分为：主要承受径向载荷Fr的径向滑动轴承，如图13-1a；主要承受轴向载荷Fa的推力滑动轴承，如图13-1b。图13-1 滑动轴承滑动轴承主要由轴承座、轴瓦或轴套组成。常用的径向滑动轴承的结构有整

2、体式和剖分式两种。表13-1 常用滑动轴承的结构特点任务任务1 1 认识滑动轴承认识滑动轴承首页退出类型类型图例图例特点特点径向滑动轴承整体式结构简单、价格低廉，但轴的装拆不方便，磨损后轴承的径向间隙无法调整。适用于轻载、低速或间歇工作的场合剖分式装拆方便，磨损后轴承的径向间隙可以调整，应用较广止推滑动轴承靠轴的端面或轴肩、轴环的端面向推力支承面传递轴向载荷1、轴承座 2、衬套 3、轴套 4、止推垫圈 5、销钉滑动轴承的特点和应用见表13-2所示。表13-2 滑动轴承的特点和应用任务任务1 1 认识滑动轴承认识滑动轴承2.2.滑动轴承的特点和应用滑动轴承的特点和应用首页退出优点优点1）结构简单

3、，制造、加工、拆装方便；2）具有良好的耐冲击性和良好的吸振性能，运转平稳，旋转精度高；3）寿命长。缺点缺点1）维护复杂，对润滑条件较高；2）边界润滑轴承，摩擦损耗较大。应用应用1）大型汽轮机、发电机、压缩机、轧钢机及高速磨床上多采用滑动轴承。2）在低速而带有冲击载荷的机器中，如水泥搅拌器、滚筒清砂机、破碎机等冲压机械、农业机械中也多采用滑动轴承。常用的轴瓦有整体式和对开式两种结构。整体式轴承采用整体式轴瓦，结构如图13-2所示，分为不带挡边（图13-2a）和带挡边（图13-2b）的两种结构。对开式轴承的轴瓦由上下两半组成，如图13-3所示。任务任务1 1 认识滑动轴承认识滑动轴承3.3.轴瓦的

4、结构轴瓦的结构首页退出 图13-2 整体式图13-3剖分式轴瓦 滑动轴承的特点和应用见表13-2所示。为使轴瓦既有一定的强度，又有良好的减磨性，常在轴瓦内表面浇铸一层减磨性好的材料（如轴承合金），称为轴承衬。轴承衬应可靠的贴合在轴瓦表面上，为此可以采用如图13-4所示的结合形式（图中涂黑层表示轴承衬）。为了将润滑油引入轴承，并布满于工作表面，常在其上开有供油孔和油沟；供油孔和油沟应开在轴瓦的非承载区，否则会降低油膜的承载能力。任务任务1 1 认识滑动轴承认识滑动轴承首页退出 a)b)c)d)图13-4 轴瓦与轴承衬的结合形式图13-5 油沟形式图13-5 油沟形式为了将润滑油引入轴承，并布满于

5、工作表面，常在其上开有供油孔和油沟；供油孔和油沟应开在轴瓦的非承载区，否则会降低油膜的承载能力。常用的材料可以分为三大类：金属材料，如轴承合金、铜合金、铝基合金；铸铁等；多孔质金属材料；非金属材料，如工程塑料、碳石磨等。（1）轴承合金（通称巴氏合金或白合金）适用于重载、中高速场合，价格较贵。（2）铜合金锡青铜的减摩性和耐磨性最好，应用广泛，适用于重载及中速场合。铅青铜抗胶合能力强，适用于高速、重载轴承。铝青铜的强度及硬度较高，抗胶合能力较差，适用于低速重载轴承。（3）铝基轴承合金铝基轴承合金在许多国家获得了广泛的应用。它有相当好的耐蚀性和较高的疲劳强度，摩擦性也较好。铝基轴承合金可以制成单金属

6、零件（如轴套、轴承等），也可以制成双金属零件，双金属轴瓦以铝基轴承合金为轴承衬，以钢作衬背。任务任务1 1 认识滑动轴承认识滑动轴承4.4.轴承的材料轴承的材料首页退出（4）灰铸铁和耐磨铸铁铸铁性脆、磨合性能差，故只适用于轻载低速和不受冲击载荷的场合。（5）多孔质金属材料其韧性较小，故宜用于平稳无冲击载荷及中低速情况。（6）非金属材料非金属材料中应用最广的是各种塑料，如酚醛树脂、尼龙、聚四氟乙烯等。聚合物的特性是：与许多化学物质不起反应，抗腐蚀性好。碳石墨是电机电刷的常用材料，也是不良环境中的轴承材料。碳石墨轴承具有自润滑性，它的自润性和减摩性取决于吸附的水蒸气量。橡胶主要用于以水作润滑剂或环

7、境较脏污之处。橡胶轴承内壁上带有纵向沟槽，便于润滑剂的流通、加强冷却效果并冲走脏物。木材具有多孔质结构，可用填充剂来改善其性能。任务任务1 1 认识滑动轴承认识滑动轴承首页退出润滑剂分为润滑油、润滑脂和固体润滑剂三类。（1 1）润滑油）润滑油润滑油是滑动轴承中应用最广的润滑剂，目前使用的润滑油多位矿物油。润滑油最重要的物理性能是粘度，它也是选择润滑油的主要依据。粘度的大小可用动力粘度或运动粘度来表示，其单位为m2/s，mm2/s，即cst(厘斯)。工业上多用运动粘度标定润滑油的粘度。（2 2）润滑脂）润滑脂润滑脂是在润滑油中添加稠化剂（如钙、钠、铝、锂等金属）后形成的胶状润滑剂。因为它稠度大，

8、不宜流失，所以承载能力较大，但它的物理、化学性质不如润滑油稳定，摩擦功耗也大，故不宜在温度变化大或高速条件下使用。目前使用最多的是钙基润滑脂，它有耐水性，常用于60C以下的各种机械设备中的轴承润滑。钠基润滑脂可用于115145C以下，但抗水性较差。锂基润滑脂性能优良，抗水性好，在-20150C范围内广泛使用，可以代替钙基、钠基润滑脂。任务任务1 1 认识滑动轴承认识滑动轴承首页退出5.5.润滑剂润滑剂（3）固体润滑剂）固体润滑剂常用的固体润滑剂有石墨和二硫化钼。在滑动轴承中主要以粉剂加入润滑油或润滑脂中，用于提高其润滑性能，减少摩擦损失，提高轴承使用寿命。尤其高温、重载下工作的轴承，采用添加二

9、硫化钼的润滑剂，能获得良好的润滑效果。任务任务1 1 认识滑动轴承认识滑动轴承首页退出表13-2 常用的滑动轴承润滑方法及装置任务任务1 1 认识滑动轴承认识滑动轴承首页退出6.6.润滑方法和润滑装置润滑方法和润滑装置润滑方式润滑方式图例图例说明说明间歇润滑针阀式油杯用于油润滑：将手柄提置垂直位置，针阀上升，油孔打开供油；手柄放置水平位置，针阀降回原位，停止供油。旋动调节螺母可调节注油量的大小旋套式油杯 用于油润滑：转动旋套，使旋套孔与杯体注油孔对正时可用油壶或油枪注油。不注油时，旋套壁遮挡杯体注油孔，起密封作用压配式油杯用于油润滑或脂润滑：将钢球压下可注油。不注油时，钢球在弹簧的作用下，使杯

10、体注油孔封闭旋盖式油杯用于脂润滑：杯盖与杯体采用螺纹连接，旋合时在杯体和杯盖中都装满润滑脂，定期旋转杯盖，可将润滑脂挤入轴承内任务任务1 1 认识滑动轴承认识滑动轴承首页退出连续润滑芯捻式油杯用于油润滑：杯体中储存润滑油，靠芯捻的毛细作用实现连续润滑。这种润滑方式注油量较小，适用于轻载及轴颈转速不高的场合油环润滑用于油润滑油环套在轴颈上并垂入油池，轴旋转时，靠摩擦力带动油环转动，将润滑油带到轴颈处进行润滑。这种润滑方式结构简单，但由于靠摩擦力带动油环甩油，故需轴的转速适当方能充足供油压力润滑用于油润滑利用油泵将压力润滑油送入轴承进行润滑。这种润滑方式工作可靠，但结构复杂，对轴承的密封要求高，且

11、费用较高。适用于大型、重载、高速、精密和自动化机械设备任务任务1 1 认识滑动轴承认识滑动轴承 练习题练习题1.判断题（1）推力滑动轴承主要承受径向载荷。（）（2）剖分式径向滑动轴承磨损后，可以调整轴承的间隙。（）（3）滑动轴承工作时的噪声小，工作平稳。（）2.选择题（1）整体式滑动轴承（）a.结构简单，制造成本低 b.装拆方便 c.磨损后可调整 d.比剖分式应用广泛（2）用于重要、高速、重载机械中的滑动轴承的润滑方法，宜采用（）a.芯捻式油杯 b.油环润滑 c.针阀式油杯 d.压力润滑（3）滑动轴承（）a.承载能力小，抗冲击能力强 b.运转平稳可靠，径向尺寸大 c.不能在恶劣的条件下工作 d

12、.适用于低速、重载的场合 3.填空题（1）根据受载荷的方向不同，滑动轴承有 滑动轴承和 滑动轴承两种形式。（2）常用径向滑动轴承的结构形式有 和 两种。（3）常用的轴瓦有 和 两种形式。（4）常用的轴承材料有 、和 等三种。（5）润滑剂分 、和 三种。（6）滑动轴承常用的连续供油润滑方法有 、和 三种。首页退出1.滚动轴承的类型、特点；2.滚动轴承的代号正确识读滚动轴承的代号任务任务2 2认识滚动轴承认识滚动轴承知识目标知识目标：技能目标技能目标：首页退出滚动轴承依靠主要元件间的滚动接触来支撑转动零件，也即摩擦性质为滚动摩擦。（1 1）滚动轴承的结构）滚动轴承的结构滚动轴承严格来说是一个组合标

13、准件，其基本结构如图13-6所示。它主要有内圈1、外圈2、滚动体3和保持架4等四个部分所组成。滚动体是滚动轴承中必不可少的元件，常见的滚动体种类如图13-7所示，主要有球、圆柱滚子、滚针、圆锥球面滚子、非对称球面滚子等。任务任务2 2认识滚动轴承认识滚动轴承1.1.滚动轴承的结构、类型及特点滚动轴承的结构、类型及特点首页退出 图13-6 滚动轴承结构 图13-7 滚动体种类（2 2）滚动轴承的类型）滚动轴承的类型滚动轴承的分类主要依据承受的载荷方向（或公称接触角）和滚动体的种类。接触角是滚动体和套圈接触处的法线与轴承径向平面（垂至于轴承轴心线的平面）之间的夹角称为公称接触角。越大，则轴承承受轴

14、向载荷的能力就越大。常用滚动轴承的类型和特性见表13-3。表13-3 常用滚动轴承类型和特性任务任务2 2认识滚动轴承认识滚动轴承首页退出名称结构图简图承载方向类型代号基本特性调心球轴承1主要承受径向载荷，同时可承受少量的双向轴向载荷。外圈内滚道为球面，能自动调心，允许角偏差小于23，适用于弯曲刚度小的轴调心滚子轴承2主要用于承受径向载荷，同时能承受少量的双向轴向载荷。其承载能力比调心球轴承大，具有自动调心性能，允许角偏差小于12.5，适用于重载和冲击载荷的场合任务任务2 2认识滚动轴承认识滚动轴承首页退出轴承名称轴承名称结构图结构图简图及承载方简图及承载方向向类型代号类型代号基本特性基本特性

15、 圆锥滚子轴承3能同时承受较大径向载荷和单向轴向载荷。内、外圈可分离，通常成对使用，对称布置安装双列深沟球轴承4主要承受径向载荷，也能承受一定的双向轴向载荷。它比深沟球轴承的承载能力大推力球轴承单向5（5100）只能承受单向轴向载荷，适用于轴向载荷大而转速不高的场合双向5（5200）可承受双向轴向载荷，用于轴向载荷大、转速不高的场合任务任务2 2认识滚动轴承认识滚动轴承首页退出轴承名称轴承名称结构图结构图简图及承载方简图及承载方向向类型类型代号代号基本基本特性特性 深沟球轴承6主要承受径向载荷，也可同时承受少量双向轴向载荷。摩擦阻力小，极限转速高，结构简单，价格便宜，应用最广泛角接触球轴承7能

16、同时承受径向载荷和轴向载荷，公称接触角 有15，25，40三种。接触角越大，承受轴向载荷的能力越大，适用于转速较高、同时承受径向和轴向载荷的场合推力圆柱滚子轴承8能承受很大的单向轴向载荷。承载能力比推力球轴承大得多，不允许有角偏差圆柱滚子轴承N外圈无挡边，只能承受纯径向载荷。与球轴承相比，承受载荷的能力较大，尤其是承受冲击载荷，但极限转速较低任务任务2 2认识滚动轴承认识滚动轴承首页退出 滚动轴承的代号有三个部分代号所组成：前置代号、基本代号和后置代号，见表13-4。2.2.滚动轴承的代号滚动轴承的代号表13-4 轴承代号前置代号基本代号后置代号五四三二一轴承分部件代号类型代号尺寸系列代号内径

17、代号轴承在结构、形状、尺寸、公差及技术要求等的补充代号（1 1）基本代号）基本代号基本代号是表示轴承主要特征的基础部分，也是我们应着重掌握的内容，包括轴承类型、尺寸系列和内径。任务任务2 2认识滚动轴承认识滚动轴承首页退出类型代号类型代号轴承类型轴承类型类型代号类型代号轴承类型轴承类型0双列角接触球轴承6深沟球轴承1调心球轴承7角接触球轴承2调心滚子轴承和推力滚子轴承8推力圆柱滚子轴承3圆锥滚子轴承N圆柱滚子轴承4双列深沟球轴承U外球面球轴承5推力球轴承QJ四点接触球轴承1)1)类型代号类型代号轴承类型代号用数字或字母表示，见表13-5。表13-5 轴承的类型代号任务任务2 2认识滚动轴承认识

18、滚动轴承首页退出 2 2）尺寸系列代号）尺寸系列代号 尺寸系列是是由轴承的直径系列代号和宽（高）度系列代号组合而成，用两位数字表示。宽度系列是指径向轴承或向心推力轴承的结构、内径和直径都相同，而宽度为一系列不同尺寸，依8、0、16次序递增（推力轴承的高度依7、9、1、2顺序递增）。当宽度系列为0系列时，对多数轴承在代号种可以不予标出（但对调心轴承需要标出）。直径系列表示同一类型、相同内径的轴承在外径和宽度上的变化系列，用基本代号右起第三位数字表示（滚动体尺寸随之增大）。即按7、8、9、0、1、5顺序外径尺寸增大，如图13-8所示。图13-8 直径系列示意图任务任务2 2认识滚动轴承认识滚动轴承

19、 3 3）内径代号）内径代号内径代号是用两位数字表示轴承的内径：内径d=10480mm的轴承内径表示方法见表13-6，其它有关尺寸的轴承内径需查阅有关手册和标准。表13-6 轴承内径代号 首页退出内径代号内径代号000102030496轴承内径（轴承内径（mmmm）10121517代号数5任务任务2 2认识滚动轴承认识滚动轴承 （2 2）前置代号、后置代号）前置代号、后置代号前置、后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时，在基本代号左右添加的补充代号。前置代号用字母表示，用以说明成套轴承部件的特点,一般轴承无需作此说明，则前置代号可以省略。后置代号用字母和字母数字的组合来表示，

20、按不同的情况可以紧接在基本代号之后或者用“”、“/”符号隔开，其含义见轴承代号表格所示。首页退出表13-7 内部结构代号代号代号含义及示例含义及示例C角接触球轴承 公称接触角 15 调心滚子轴承 C型 AC角接触球轴承 公称接触角 25 B角接触球轴承 公称接触角 45 7210B圆锥滚子轴承 接触角加大 32310BE加强型（即内部结构设计改进，增大轴承承载能力）N207E任务任务2 2认识滚动轴承认识滚动轴承 表13-8 轴承公差代号 首页退出代号代号含义和示例含义和示例新标准新标准GB/T272GB/T2729393原标准原标准GB272GB2728888/P0G公差等级符合标准规定的0

21、级，代号中省略不标 6203/P6E公差等级符合标准中的6级 6203/P6/P6XEX公差等级符合标准中的6X级 6203/P6XP5D公差等级符合标准中的5级 6203/P5P4C公差等级符合标准中的4级 6203/P4P2B公差等级符合标准中的2级 6203/P2其精度等级按上表中的顺序依次提高。其它各符号的含义查阅GB/T27293。任务任务2 2认识滚动轴承认识滚动轴承 滚动轴承的类型很多，选用轴承首先是选择类型。而选择类型必须依据各类轴承的特性。（1 1）轴承所受的载荷（大小、方向和性质）轴承所受的载荷（大小、方向和性质）受纯径向载荷时应选用向心轴承，受纯轴向载荷应选用推力轴承，对

22、于同时承受径向载荷和轴向载荷的轴承，应根据两者（a/r）的比值来确定：若a相对于r较小时，可选用深沟球轴承或接触角不大的角接触球轴承及圆锥滚子轴承；当r相比较大时，可选用接触角较大的角接触球轴承；当a比r大很多时，则应考虑采用向心轴承和推力轴承的组合结构，以分别承受径向载荷和轴向载荷。（2 2）轴承的转速）轴承的转速在一般转速下，转速的高低对类型选择不发生什么影响，只有当转速较高时，才会有比较显著的影响。首页退出3 3.滚动轴承选择滚动轴承选择任务任务2 2认识滚动轴承认识滚动轴承 （3 3）调心性能的要求）调心性能的要求对于因支点跨距大而使轴刚性较差、或因轴承座孔的同轴度低等原因而使轴挠曲时

23、，为了适应轴的变形，应选用允许内外圈有较大相对偏斜的调心轴承。在使用调心轴承的轴上，一般不宜使用其它类型的轴承，以免受其影响而失去了调心作用。滚子轴承对轴线的偏斜最敏感，调心性能差。在轴的刚度和轴承座的支撑刚度较低的情况下，应尽可能避免使用。（4 4）拆装方便等其它因素）拆装方便等其它因素选择轴承类型时，还应考虑到轴承装拆的方便性、安装空间尺寸的限制以及经济性问题。在轴承座没有剖分面而必须沿轴向安装和拆卸时，应优先选择内、外圈可分离的轴承。球轴承比滚子轴承便宜，在能满足需要的情况下应优先选用球轴承。同型号不同公差等级的轴承价格相差很大，故对高精度轴承应慎重选用。首页退出任务任务2 2认识滚动轴

24、承认识滚动轴承首页退出 保证良好的润滑是维护保养轴承的主要手段。润滑可以降低摩擦阻力，减轻磨损。同时，还具有降低接触应力、缓冲吸振及防腐蚀等作用。常用滚动轴承的润滑剂为润滑脂和润滑油两种。4.4.滚动轴承的润滑滚动轴承的润滑5.5.滚动轴承的密封滚动轴承的密封轴承密封装置是为了防止灰尘、水等其它杂质进入轴承，并防止润滑剂流出而设置的。常见的密封装置如图所示，有接触式和非接触式密封两类。（1 1）接触式密封）接触式密封在轴承盖内放置软材料（毛毡、橡胶圈或皮碗等），与转动轴直接接触而起密封作用。这种密封多用于转速不高的情况，同时要求与密封接触的轴表面硬度大于40HRC，表面粗糙度小于0.8m。接触

25、式密封有毡圈密封和皮碗密封两种。任务任务2 2认识滚动轴承认识滚动轴承首页退出 1 1）毡圈密封）毡圈密封如图13-9a所示。在轴承盖上开出梯形槽，将矩形剖面的细毛毡防止在梯形槽中与轴接触。这种密封结构简单，但摩擦较严重，主要用于轴径圆周速度小于45m/s的油脂润滑结构。2 2）皮碗密封）皮碗密封如图13-9 b所示。在轴承盖中防止一个密封皮碗，它是用耐油橡胶等 材料制成的，并装在一个钢外壳之中（有的没有钢壳）的整体部件，皮碗与轴紧密接触而起密封作用。为增强封油效果，用一个螺旋弹簧押在皮碗的唇部。唇的方向朝向密封部位，主要目的是防止漏油；唇朝外，主要目的是防尘。当采用两个皮碗相背防止时，既可以

26、防尘又可以起密封作用。这种结构安装方便，使用可靠，一般适用于轴径圆周速度小于67m/s的场合。图13-9 接触式密封任务任务2 2认识滚动轴承认识滚动轴承首页退出 （2 2）非接触式密封）非接触式密封非接触式密封不与轴直接接触，多用于速度较高的场合。1）油沟式密封（也称为隙缝密封)如图13-10 a所示，在轴与轴承盖的通孔壁之间留有0.10.3 mm的间隙，并在轴承盖上车出沟槽，并在槽内填满油脂，以起密封作用。适用于润滑脂润滑。2）迷宫式密封 如图13-10 b所示，将旋转的和固定的密封零件间的间隙制成迷宫（曲路）形式，缝隙间填满润滑脂以加强密封效果。适用于轴径圆周速度可达30m/s。3）油环

27、与油沟组合密封 如图13-10c所示,在油沟密封区内的轴上安装一个甩油环，当向外流失的润滑油落在甩油环上时，由于离心力的作用而甩落，然后通过导油槽流会油箱，这种组合适用于密封形式在高速时密封效果好。图13-10 非接触式密封任务任务2 2认识滚动轴承认识滚动轴承首页退出 (1)6206(1)6206：（从左至右）6深沟球轴承；2尺寸系列代号，直径系列为2，宽度系列为0（省略）；06为轴承内径30mm；公差等级为0级。32315E32315E：（从左至右）3为圆锥滚子轴承；23为尺寸系列代号，直径系列为3、宽度系列为2；15为轴承内径75mm；E加强型；公差等级为0级。7312C7312C：（从

28、左至右）7为角接触球轴承；3为尺寸系列代号，直径系列为3、宽度系列为0（省略）；12为轴承内径60mm；C公称接触角15；公差等级为0级。51410/P651410/P6：（从左至右）5为双向推力轴承；14为尺寸系列代号，直径系列为4、了宽度系列为1；10为轴承直径50mm；P6前有“/”，为轴承公差等级。6.6.滚动轴承的代号识读实例滚动轴承的代号识读实例任务任务2 2认识滚动轴承认识滚动轴承首页退出 1.1.填空题填空题（1）滚动轴承主要由 、和 组成。（2）滚动轴承代号由 代号、代号和 代号构成。其中基本代号由 代号、代号和 代号构成。（3）滚动轴承的润滑剂有 和 两种。常用的密封装置有

29、 和 两类。2.2.简答题简答题：（1）在选择滚动轴承时，要考虑哪几个方面的因素？（2）滚动轴承的润滑和密封的目的是什么？3 3说明下列滚动轴承基本代号的含义说明下列滚动轴承基本代号的含义（1）N210（2）51213（3）30312 练习题练习题1.滚动轴承寿命计算2.组合设计方法根据给定的条件合理选择轴承型号任务任务3 3滚动轴承寿命计算及组合设计滚动轴承寿命计算及组合设计知识目标知识目标：技能目标技能目标：首页退出（1 1）滚动轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷）滚动轴承的基本额定寿命和基本额定动载荷轴承的寿命滚动轴承在点蚀破坏前所经历的转数（以106r为单位）或小时数。基本额定寿命组在

30、相同条件下运转的近于相同的轴承，按有10%的轴承发生点蚀破坏，而其余90%的轴承未发生点蚀破坏前的转数L10（以106r为单位）或工作小时数Lh。也就是说，以轴承的基本额定寿命为计算依据时，轴承的失效概率为10，而可靠度为90。滚动轴承的基本额定寿命与所受工作载荷大小有关，载荷越大，产生的接触应力越大，从而发生点蚀破坏前所能经受的应力变化次数也就越少，折合成轴承能够旋转的次数也就越少，轴承的寿命也就越短。为了在计算时有一个基准，就引入了基本额定动载荷的概念，用符号C表示。基本额定动载荷轴承的基本额定寿命恰好为106r时，轴承所能承受的载荷值。对于向心及向心推力轴承指的是径向力，对于推力轴承指的

31、是轴向力。基本额定动载荷代表了不同型号轴承的承载特性，在使用时可以直接查取。任务任务3 3滚动轴承寿命计算及组合设计滚动轴承寿命计算及组合设计1 1.滚动轴承的寿命计算滚动轴承的寿命计算首页退出 （2 2）当量动载荷）当量动载荷滚动轴承的基本额定动载荷C是在一定条件下确定的，实际情况下轴承受载情况也往往与试验不一致，必须把实际载荷换算为与上述条件等效的载荷，才能和C进行比较。这个经换算而得到的载荷是一个假定的载荷，就称为当量动载荷P。对于只能承受轴向力Fa的推力轴承，P=Fa；对于只能承受径向力Fr的向心轴承，P=Fr；对于可以同时承受Fa和Fr的轴承，例如深沟球轴承、调心轴承和向心推力轴承，

32、当量动载荷P应与实际作用的复合外载有同样的效果，即：P=xFr+yFa 式中 x径向载荷系数，见表13-9；Y轴向载荷系数，见表13-9；Fa轴承所受轴向载荷，N；Fr轴承所受径向载荷，N。任务任务3 3滚动轴承寿命计算及组合设计滚动轴承寿命计算及组合设计首页退出 任务任务3 3滚动轴承寿命计算及组合设计滚动轴承寿命计算及组合设计 表13-9 径向载荷系数x和轴向载荷系数y 首页退出轴承类型轴承类型F Fa a/C/Corore eF Fa a/F/Fr re eF Fa a/F/Fr re ex xy yx xy y深沟球轴承0.0140.0280.0560.0840.110.170.280

33、.420.560.190.220.260.280.300.340.380.420.440.562.301.991.711.551.451.311.151.041.0010角接触球轴承7000(=15)0.0150.0290.0580.0870.120.170.290.440.580.380.400.430.460.470.500.550.560.560.441.471.401.301.231.191.121.021.001.00107000AC(=25)-7000B(=40)-圆锥滚子轴承-1.5tan0.40.4cot10任务任务3 3滚动轴承寿命计算及组合设计滚动轴承寿命计算及组合设计 利

34、用P=xFr+yFa所求得的当量动载荷只是理论值，实际上机器的惯性、零件的不精确性及其它因素的影响，必须给予修正,引入载荷系数fp：P=fp(xFr+yFa)式中 fp载荷系数，见表13-10所示。表13-10 载荷系数fp 首页退出载荷性质载荷性质载荷系数载荷系数f fp p应用举例应用举例无冲击或轻微冲击1.01.2电动机、汽轮机、通风机、水泵等中等冲击或中等惯性力1.21.8车辆、动力机械、起重机、造纸机、冶金机械、卷扬机、水力机械、机床等强大冲击1.83.0破碎机、轧钢机、石油钻机、振动筛等任务任务3 3滚动轴承寿命计算及组合设计滚动轴承寿命计算及组合设计 （3 3）寿命计算公式）寿命

35、计算公式滚动轴承的基本额定寿命L与承受的载荷P有关，图13-11所示为轴承的疲劳曲线，它反映载荷P与寿命L的关系，用方程表示，PL=常数。首页退出已知轴承基本寿命L=1106r时，寿命计算公式：式中 C基本额定动载荷，N；P当量动载荷，N；寿命指数，对于球轴承=3；对于滚子轴承=10/3。为了工程上的使用方便性，多用小时数表示寿命，若转速为n，寿命Lh为：图13-11 滚动轴承的P-L曲线PCnLh60106任务任务3 3滚动轴承寿命计算及组合设计滚动轴承寿命计算及组合设计 实际工作中，影响轴承寿命的因素很多，考虑到温度与载荷性质的影响，寿命公式为 首页退出PfCfnLpth60106式中 f

36、t温度系数，见表13-11。表13-11 温度系数ft轴承工作温度轴承工作温度/C C100125150175200225250300温度系数温度系数f ft t10.950.90.850.80.750.70.6任务任务3 3滚动轴承寿命计算及组合设计滚动轴承寿命计算及组合设计 2.2.向心推力轴承的轴向载荷计算向心推力轴承的轴向载荷计算 向心推力轴承在承受径向载荷时，要派生处轴向力,工作时，通常都是成对安装使用,如图13-12所示。图13-12a为背对背安装，称为反装。图13-12b的为面对面安装，称为正装。首页退出由上图可以看出，两个轴承的径向载荷Fr1、Fr2可以由径向力平衡条件求出。相

37、应的派生轴向力可以由表13-10所列的计算公式求出。轴承类型轴承类型角接触球轴承圆锥滚子轴承7000C（15）7000AC（25）7000B（40）内部轴向内部轴向S S0.4Fr0.6FrFrS=Fr/2y图13-12 向心推力轴承安装形式表13-10 内部轴向力S任务任务3 3滚动轴承寿命计算及组合设计滚动轴承寿命计算及组合设计 当在轴上作用有外载轴向力Fa时，我们如果把派生轴向力的方向与Fa的方向相一致的轴承记作2，另一端的轴承记作1，则当Fa+S2=S1时，达到轴向平衡。若不满足上述关系时，就会出现两种情况：（1）当Fa+S2S1时，因为轴承的位置已经确定，轴不可能窜动，所以在轴承1的

38、内部由外圈通过滚动体对轴施加一个轴向平衡反力。轴承1实际承受的轴向载荷为：Fa1=Fa+S2；轴承2实际承受的轴向载荷为：Fa2=S2。（2）当Fa+S2S1时，则：Fa1=S1，Fa2=S1-Fa 若Fa的方向与图13-12中所示的方向相反，只需将派生轴向力与Fa同向的轴承标为2，上述两式仍可应用。首页退出任务任务3 3滚动轴承寿命计算及组合设计滚动轴承寿命计算及组合设计 3 3.滚动轴承的组合设计滚动轴承的组合设计为了保证轴承的正常工作，除了合理的选择轴承的类型和尺寸外，还必须合理解决轴承安装、配合、紧固、调整等问题。（1）支撑结构形式机器中的轴的位置是靠轴承来定位的。当轴工作时，既要防止

39、轴向传动，又要保证轴承工作受热膨胀时的影响（不致受热膨胀而卡死），轴承必须有适当的轴向固定措施。首页退出图13-13 两端单向固定1 1）两端单向固定）两端单向固定普通温度下工作的短轴（跨距L400mm），支点常采用两端单向固定方式，每个轴承分别承受一个方向的轴向力，如图13-13所示。为允许轴工作时有少量热膨胀，轴承安装时应留有0.250.4mm的轴向间隙，间隙量可用垫片或调节螺钉调节。任务任务3 3滚动轴承寿命计算及组合设计滚动轴承寿命计算及组合设计 2 2）一端双向固定、一端游动）一端双向固定、一端游动对于工作温度较高的长轴，受热后伸长量比较大，应该采用一端固定，而另一端游动的支撑结构。

40、作为固定支撑的轴承，应能承受双向载荷，故此内、外圈都要固定，如图13-14a。作为游动支撑的轴承，若使用的是可分离型的圆柱滚子轴承等，则其内、外圈都应固定，如图13-14c）；若使用的是内外圈不可分离的轴承，则固定其内圈，其外圈在轴承座孔中应可以游动，如图13-14b。首页退出 a)b)c)图13-14 一端双向固定、一端游动任务任务3 3滚动轴承寿命计算及组合设计滚动轴承寿命计算及组合设计 3 3）两端游动）两端游动两个支承均无轴向约束，双叫双端游动支承，多用于人字齿轮传动的高速轴，如图13-15所示。首页退出图13-15 两端游动任务任务3 3滚动轴承寿命计算及组合设计滚动轴承寿命计算及组

41、合设计 （2 2）滚动轴承的调整）滚动轴承的调整1)1)轴承间隙的调整轴承间隙的调整轴承在装配时，一般要留有适当间隙，以利轴承正常运转。常用的调整方法有以下几种。调整垫片靠加减轴承盖与机座之间的垫片厚度来调整轴承间隙，如图13-16所示。调节螺钉用螺钉1通过轴承外圈压盖3移动外圈的位置来进行调整的，如图13-17所示的结构，调整后，用螺母2锁紧防松。首页退出 图13-16 调整垫片 图13-17 调节螺钉任务任务3 3滚动轴承寿命计算及组合设计滚动轴承寿命计算及组合设计 2)2)滚动轴承的预紧滚动轴承的预紧轴承预紧的目的是提高轴承的旋转精度和刚度。对某些可调整游隙的轴承，常在安装时施加一定的轴

42、向预紧力，以消除轴承内部的原始游隙，并使套圈和滚动体接触处产生微小弹性变形，这种方法称为轴承的预紧。预紧方法可在一对轴承内圈或外圈之间加金属垫片（图13-18a），磨窄套圈（图13-18b)。首页退出a)b)图13-18 预紧方法任务任务3 3滚动轴承寿命计算及组合设计滚动轴承寿命计算及组合设计 （3 3）滚动轴承的配合）滚动轴承的配合滚动轴承是标准件，轴承内孔与轴径的配合采用基孔制，就是以轴承内孔确定轴的直径；轴承外圈与轴承座孔的配合采用机轴制，就是用轴承的外圈直径确定座孔的大小。在具体选取时，要根据轴承的类型和尺寸、载荷的大小和方向以及载荷的性质来确定：工作载荷不变时，转动圈（一般为内圈）

43、要紧。转速越高、载荷越大、振动越大、工作温度变化越大，配合应该越紧。常用的配合有n6、m6、k6、js6；固定套圈（通常为外圈）、游动套圈或经常拆卸的轴承应该选择较松的配合。常用的配合有J7、J6、H7、G7。首页退出任务任务3 3滚动轴承寿命计算及组合设计滚动轴承寿命计算及组合设计 （4 4）滚动轴承的装拆）滚动轴承的装拆轴承内圈与轴颈的配合通常较紧，可以采用压力机在内圈上施加压力将轴承压套在轴颈上。有时为了便于安装，尤其是大尺寸轴承，可用热油（不超过8090C）加热轴承，或用干冰冷却轴颈。中小型轴承可以使用软锤直接敲入或用另一段管子压住内圈敲入，如图13-19所示。在拆卸时要考虑便于使用拆

44、卸工具，以免在拆装的过程中损坏轴承和其它零件。如图13-20所示。首页退出 图13-19 轴承安装 图13-20 轴承拆卸装置任务任务3 3滚动轴承寿命计算及组合设计滚动轴承寿命计算及组合设计 4 4.滚动轴承设计计算实例分析滚动轴承设计计算实例分析已知某减速器轴上的轴承型号为6312，径向载荷Fr=2000N，轴向载荷Fa=880N。求轴承的当量载荷P。表13-11 滚动轴承设计的计算步骤 首页退出计算步骤计算步骤计算过程计算过程计算结果计算结果1.查表求C0r该轴承为深沟球轴承，普通级，内径d=60mm，查机械设计手册，轴承基本额定静载荷C0r=51.8kNC0r=51.8kN2.确定eF

45、a/C0r=880/51800=0.017,查表13-9，用插入法得e=0.1964e=0.1964 Fa/Fr=0.44 3.确定x、y值Fa/Fr=880/2000=0.44e=0.1964x=0.56，y=2.234x=0.56y=2.2344.计算当量动载荷PP=xFr+yFa=0.562000+2.234880=3086（N）P=3086N任务任务3 3滚动轴承寿命计算及组合设计滚动轴承寿命计算及组合设计 练习题练习题有一对型号6310深沟球轴承，所受当量动载荷P=2200N，轴承转速n=970r/min，中等冲击，常温下工作求轴承的工作寿命？首页退出滚动轴承是用来支承轴的，灰尘对轴

46、承都是有害的，在更换损坏的轴承时，建议使用汽油清洗对其进行清洗。拆卸轴承时应使用专用工具。为便于拆卸，设计时轴肩高度不能大于内圈高度。（1）拆卸轴承之前，先擦净油污；（2）用顶拔器抵住轴承内圈，将轴承慢慢拉出，注意不要刮伤配合表面，正确的拆卸方法见图13-22所示任务任务4 4 实践课题实践课题滚动轴承的拆装滚动轴承的拆装1.1.滚动轴承的拆卸滚动轴承的拆卸首页退出 a)b)c)d)图13-22滚动轴承的拆卸方法滚动轴承安装之前，先对与之配合的轴、端盖、壳体孔进行严格的检验，不合要求的要进行修复或更换。（1 1）利用铜棒和手锤安装）利用铜棒和手锤安装这是安装中小型轴承的一种简便办法。当轴承内圈

47、为紧配合，外圈为较松配合时，将铜棒紧贴轴承内圈端面，用锤直接敲击铜棒，通过铜棒传力，将轴承徐徐装到轴上。轴承内圈较大时，可用铜棒沿轴承内圈端面周围均匀用力敲击，切忌只敲打一边，也不能用力过猛，要对称敲打，轻轻敲打慢慢装上，以免装斜击裂轴承。当轴承外圈为紧配合，内圈为较松配合时，可采用与上述相反的方法，用手锤敲击紧贴轴承外圈端面的铜棒，把轴承压入轴承座中，最后装到轴上，此法不易损伤机件。任务任务4 4 实践课题实践课题滚动轴承的拆装滚动轴承的拆装首页退出2.2.滚动轴承的安装滚动轴承的安装（2 2）利用套筒安装）利用套筒安装此法与利用铜棒安装轴承道理相同。它是将套筒直接压在轴承端面上，用手锤敲击

48、力能均匀地分布在安装的轴承整个套圈端面上，并能与压力机配合使用，安装省力省时，质量可靠，如图13-23 所示。任务任务4 4 实践课题实践课题滚动轴承的拆装滚动轴承的拆装首页退出 a)锤击套筒 b)在内外圈上同时施力 c)装内圈于轴上图13-23 利用铜棒和手锺击安装任务任务4 4 实践课题实践课题滚动轴承的拆装滚动轴承的拆装首页退出3.3.安装时注意事项安装时注意事项利用套筒安装轴承时，如机件不大，可置于台钳上安装。钳口垫以铜片或铝片，以防轴被夹伤。如机件尺寸较大，应放在木架上安装。先将轴承装到轴上，再安装套筒，用手锤均匀敲击套筒慢慢装合。当套筒端盖为平顶时，手锤应沿其圆周依次均匀敲击套。注

49、意事项：（1）对于尺寸较大的轴承，可先将轴承放在温度为80100的热油中加热，使内孔胀大，然后用压力机装在轴颈上。（2）将轴承内孔与轴颈对准，将内圈压装在轴颈上。注意要使轴承内圈的端面与轴颈定位面贴合为止。任务任务4 4 实践课题实践课题滚动轴承的拆装滚动轴承的拆装首页退出4.4.拆卸工具拆卸工具 锤子套筒铜棒通用二爪或三爪拉马任务任务4 4 实践课题实践课题滚动轴承的拆装滚动轴承的拆装首页退出（1 1）安装要求：）安装要求：1）轴承端面是否与轴肩定位面贴合，转动轴承是否灵活；2）轴承端面是否安装到位，轴承转动是否灵活自如。（2 2）学生分组拆卸和安装滚动轴承步骤：）学生分组拆卸和安装滚动轴承

50、步骤：1）清洗轴承和连接部件；2）检查相关部件尺寸和精度情况汇报；3）拆卸和安装时；4）安装好后的检查；5）供给润滑剂。5.5.拆卸和安装滚动轴承步骤拆卸和安装滚动轴承步骤（1 1）清点、归还工量具；）清点、归还工量具；（2 2）整理工作台；）整理工作台；（3 3）搞好实训场地卫生。）搞好实训场地卫生。（4 4）操作时注意安全。）操作时注意安全。任务任务4 4 实践课题实践课题滚动轴承的拆装滚动轴承的拆装首页退出6.6.清理现场清理现场7.7.思考与练习思考与练习1.滚动轴承内孔与轴颈的配合属于_制的配合，外圈与机座孔的配合属于_制的配合。2.安装滚动轴承的方法主要有_。任务任务5 5 实践课