已看 機(jī)械設(shè)計(jì)第8章 滾動(dòng)軸承

1、第第8章章 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承8.1 滾動(dòng)軸承的功用、類型滾動(dòng)軸承的功用、類型功用：功用：在保證軸承有足夠壽命條件下，在保證軸承有足夠壽命條件下， 用以支承轉(zhuǎn)動(dòng)（或擺動(dòng)）用以支承轉(zhuǎn)動(dòng)（或擺動(dòng)） 零件，可以減少運(yùn)動(dòng)付之間零件，可以減少運(yùn)動(dòng)付之間 的摩擦，使運(yùn)動(dòng)付轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。的摩擦，使運(yùn)動(dòng)付轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：摩擦阻力小、摩擦阻力小、 起動(dòng)靈活起動(dòng)靈活 效率高、效率高、 潤滑簡便、易于互換潤滑簡便、易于互換 使用、維修方便、價(jià)格便宜，應(yīng)用廣使用、維修方便、價(jià)格便宜，應(yīng)用廣 結(jié)構(gòu)緊湊結(jié)構(gòu)緊湊 可同時(shí)承受軸向和徑向載荷可同時(shí)承受軸向和徑向載荷缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：承受沖擊載荷能力差承受沖擊載荷能力差, 高速下壽命低

2、高速下壽命低, 振動(dòng)及噪聲較大振動(dòng)及噪聲較大 組成組成：內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體、保持架內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體、保持架 內(nèi)圈與軸徑配合、外圈與軸承內(nèi)圈與軸徑配合、外圈與軸承座孔配合：座孔配合： 內(nèi)圈動(dòng)，外圈不動(dòng)內(nèi)圈動(dòng)，外圈不動(dòng) 外圈動(dòng)，內(nèi)圈不動(dòng)外圈動(dòng)，內(nèi)圈不動(dòng) 內(nèi)圈、外圈都動(dòng)內(nèi)圈、外圈都動(dòng) 凹槽滾道用以降低接觸應(yīng)力、限制滾動(dòng)體軸向移動(dòng)凹槽滾道用以降低接觸應(yīng)力、限制滾動(dòng)體軸向移動(dòng)保持架使?jié)L動(dòng)體等距離分開，減小摩擦和磨損保持架使?jié)L動(dòng)體等距離分開，減小摩擦和磨損滾動(dòng)體的種類：滾動(dòng)體的種類： 球、圓柱滾子、圓錐滾子、球面滾子、球、圓柱滾子、圓錐滾子、球面滾子、 滾針滾針 內(nèi)圈、外圈和滾動(dòng)體內(nèi)圈、外圈和滾動(dòng)體:

3、: 要求強(qiáng)度高、耐磨性好要求強(qiáng)度高、耐磨性好 一般用鉻錳高碳鋼一般用鉻錳高碳鋼如：如：GCr15 GCr15SiMn 等。不等。不 低于低于HRC6065,工作表面需經(jīng)磨削拋光。軸承元件工作表面需經(jīng)磨削拋光。軸承元件 都經(jīng)過都經(jīng)過150C的回火處理，通常軸承工作溫度不高于的回火處理，通常軸承工作溫度不高于 120C，所以軸承元件的硬度不會(huì)下降。，所以軸承元件的硬度不會(huì)下降。保持架保持架多用軟鋼沖壓而成，多用軟鋼沖壓而成，也有的用銅及塑料制成。也有的用銅及塑料制成?；疖囕嗇S減速器上的應(yīng)用1、滾動(dòng)軸承的類型、滾動(dòng)軸承的類型在新的國家標(biāo)準(zhǔn)中滾動(dòng)軸承共分為在新的國家標(biāo)準(zhǔn)中滾動(dòng)軸承共分為12種類型，各類

4、軸種類型，各類軸承的結(jié)構(gòu)形式，工作性能都有所不同，分別適用于不承的結(jié)構(gòu)形式，工作性能都有所不同，分別適用于不同載荷、轉(zhuǎn)速及特殊的工作條件。同載荷、轉(zhuǎn)速及特殊的工作條件。公稱接觸角公稱接觸角：滾動(dòng)體與外圈接觸處的法線與垂直于軸滾動(dòng)體與外圈接觸處的法線與垂直于軸承軸心線的平面之間的夾角承軸心線的平面之間的夾角 （簡稱接觸角）（簡稱接觸角）滾動(dòng)軸承的類型名稱、代號(hào)、簡圖和特點(diǎn)見滾動(dòng)軸承的類型名稱、代號(hào)、簡圖和特點(diǎn)見p232表表8-1按承載方向和接觸角分：按承載方向和接觸角分： 向心軸承向心軸承(主要承受徑向載荷主要承受徑向載荷)：公稱接觸角：公稱接觸角00到到450 推力軸承推力軸承(主要承受軸向載

5、荷主要承受軸向載荷)：公稱接觸角：公稱接觸角450到到900滾滾 動(dòng)動(dòng) 軸軸 承承向向 心心 軸軸 承承球軸承球軸承雙列角接觸球軸承雙列角接觸球軸承 （6，0 ） 角接觸球軸承角接觸球軸承 （6 ，7 ） 四點(diǎn)接觸球軸承四點(diǎn)接觸球軸承 （6 ，QJ ) 滾子軸承滾子軸承球軸承球軸承滾子軸承滾子軸承推力軸承推力軸承球軸承球軸承滾子軸承滾子軸承04509045深溝球軸承深溝球軸承 （0 ，6 ） 雙列深溝球軸承雙列深溝球軸承 （0 ，4 ） 調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承 （1 ，1 ） 外球面球軸承外球面球軸承 （0 ，U ） 圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承 （2 ，N ） 調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承 （3 ，2

6、 ） 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 （7 ，3 ）推力球軸承推力球軸承 （8 ，5 ） 雙向推力球軸承雙向推力球軸承 （8 ，5 ） 推力調(diào)心滾子軸承推力調(diào)心滾子軸承 （9 ，2 ） 推力圓柱滾子軸承推力圓柱滾子軸承 （9 ，8 ）00 450450Fs2 軸有右移的趨勢，此時(shí)軸承軸有右移的趨勢，此時(shí)軸承2 被壓緊，軸承被壓緊，軸承1 被放松。根據(jù)被放松。根據(jù)力的平衡原理，軸承力的平衡原理，軸承2 的外環(huán)的外環(huán)上必產(chǎn)生上必產(chǎn)生S2力來加以平衡。力來加以平衡。軸承軸承1（ 松軸承）上的軸向力為：松軸承）上的軸向力為： Fa1= Fs1 軸承軸承2 （緊軸承）上的軸向力為：（緊軸承）上的軸向力為： F

7、a2 = Fs1+FA2SFs1Fs2FRFAFr1Fr2S2S2 Fs1+FA = Fs2+S2 故故S2 = Fs1+FA - Fs2iFsiFFiFriFsiFr21SASFFF（2）如果如果Fs1+FAeFa / Fr eXYXY0.040 0.24 1.80.070 0.27 1.60.130 0.31 1.40.250 0.37 0.56 1.2 1 0 0.015 0.38 1.470.029 0.40 1.400.058 0.43 1.30 0.087 0.46 1.23 = 15 0.120 0.47 0.44 1.19 1 0 角角接接觸觸球球軸軸承承= 25 - 0.68

8、 0.41 0.87 1 0= 40 - 1.14 0.35 0.57 1 0 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 - (e) 0.40 ( Y ) 1 0 調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承 - ( Y2 ) ( Y1 ) 0.65 - 1 表表 8-8 載荷系數(shù)載荷系數(shù) fP 載荷性質(zhì)載荷性質(zhì) 無沖擊或輕微沖擊無沖擊或輕微沖擊 中等沖擊中等沖擊 強(qiáng)烈沖擊強(qiáng)烈沖擊fP1.0 1.21.2 1.81.8 3.0kkkmmhPanPanPanCPCnL.16670)(16670222111102) 載荷和轉(zhuǎn)速有變化時(shí)的壽命計(jì)算：載荷和轉(zhuǎn)速有變化時(shí)的壽命計(jì)算： 特殊情況下的軸承的計(jì)算方法：特殊情況下的軸承的計(jì)算方法：1)

9、 若硬度降至若硬度降至58HRC以下或高溫時(shí)，要修正以下或高溫時(shí)，要修正C CT = gTC 或或 CH = gHC 其中，其中， CT 經(jīng)過溫度修正的基本額定動(dòng)載荷，經(jīng)過溫度修正的基本額定動(dòng)載荷，N gT溫度系數(shù)，見溫度系數(shù)，見p246表表8-9 CH 經(jīng)過材料硬度修正的基本額定動(dòng)載荷，經(jīng)過材料硬度修正的基本額定動(dòng)載荷，N gH硬度系數(shù)，硬度系數(shù)， gH （HRC/58）3.63) 可靠度不為可靠度不為90%、特殊軸承性能和運(yùn)轉(zhuǎn)條件的額定、特殊軸承性能和運(yùn)轉(zhuǎn)條件的額定壽命：壽命： a1可靠性壽命修正系數(shù)，見可靠性壽命修正系數(shù)，見p247表表8-10 a2壽命修正系數(shù)，由軸承廠提供壽命修正系數(shù)

10、，由軸承廠提供 a3軸承運(yùn)轉(zhuǎn)條件系數(shù)，由軸承廠提供軸承運(yùn)轉(zhuǎn)條件系數(shù)，由軸承廠提供 10321LaaaLna2、滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算、滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算靜載荷：靜載荷： 指軸承套圈相對(duì)轉(zhuǎn)速為零時(shí)作用在軸承上的載荷指軸承套圈相對(duì)轉(zhuǎn)速為零時(shí)作用在軸承上的載荷靜載荷計(jì)算：靜載荷計(jì)算： C0 S0 P0 其中，其中， C0基本額定靜載荷基本額定靜載荷 S0 安全系數(shù)，見安全系數(shù)，見p247表表8-11 當(dāng)量靜載荷：當(dāng)量靜載荷： p0r = X0Fr + Y0Fa 其中，其中， X0徑向靜載荷系數(shù)徑向靜載荷系數(shù) Y0軸向靜載荷系數(shù)軸向靜載荷系數(shù)3、極限轉(zhuǎn)速、極限轉(zhuǎn)速Nlim：指軸承在一定工作條件下，達(dá)到

11、所能承受最高指軸承在一定工作條件下，達(dá)到所能承受最高熱平衡溫度時(shí)的轉(zhuǎn)速值熱平衡溫度時(shí)的轉(zhuǎn)速值工作轉(zhuǎn)速應(yīng)低于極限轉(zhuǎn)速工作轉(zhuǎn)速應(yīng)低于極限轉(zhuǎn)速 在脂潤滑和油潤滑的條件下，在脂潤滑和油潤滑的條件下，0級(jí)公差、潤滑級(jí)公差、潤滑冷卻正常、與剛性軸承座和軸配合、軸承載荷冷卻正常、與剛性軸承座和軸配合、軸承載荷P 0.1C的軸承，的軸承，Nlim可查可查否則，要修正：否則，要修正： N = f1 f2 Nlim 其中，其中， f1載荷變化系數(shù)，見載荷變化系數(shù)，見p248圖圖8-11 f2載荷分布系數(shù)，見載荷分布系數(shù)，見p248圖圖8-123、成對(duì)安裝角接觸軸承的計(jì)算、成對(duì)安裝角接觸軸承的計(jì)算( 按一個(gè)軸承計(jì)算

12、按一個(gè)軸承計(jì)算)基本額定動(dòng)載荷：基本額定動(dòng)載荷： 角接觸球軸承：角接觸球軸承： Cr = 20.7 Cr 1.62 Cr 圓錐滾子軸承：圓錐滾子軸承： Cr = 27/9 Cr 1.71 Cr基本基本額定靜載荷：額定靜載荷： C0r = 2 C0r極限轉(zhuǎn)速：極限轉(zhuǎn)速： Nlim =(0.60.8) Nlim 成對(duì)安裝的角接觸球軸承組計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷時(shí)，徑向動(dòng)成對(duì)安裝的角接觸球軸承組計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷時(shí)，徑向動(dòng)載荷系數(shù)載荷系數(shù)X和軸向動(dòng)載荷系數(shù)和軸向動(dòng)載荷系數(shù)Y值按雙列軸承選用，值按雙列軸承選用，e值與值與單列軸承相同。單列軸承相同。 5、滾動(dòng)軸承的類型選擇、滾動(dòng)軸承的類型選擇1）轉(zhuǎn)速高，載荷小，要求

13、旋轉(zhuǎn)精度高，宜選球軸承；否）轉(zhuǎn)速高，載荷小，要求旋轉(zhuǎn)精度高，宜選球軸承；否則，宜選滾子軸承則，宜選滾子軸承2）同時(shí)受徑向和軸向載荷，一般選角接觸球軸承或圓錐）同時(shí)受徑向和軸向載荷，一般選角接觸球軸承或圓錐滾子軸承；滾子軸承； 若徑向載荷大，軸向載荷小，可選深溝球軸承；若徑向載荷大，軸向載荷小，可選深溝球軸承；而軸向載荷大，徑向載荷小，可選推力角接觸球軸承、四而軸向載荷大，徑向載荷小，可選推力角接觸球軸承、四點(diǎn)接觸球軸承或選用推力球軸承和深溝球軸承的組合結(jié)構(gòu)點(diǎn)接觸球軸承或選用推力球軸承和深溝球軸承的組合結(jié)構(gòu)3） 內(nèi)、外圈間的傾斜角應(yīng)控制在允許角偏斜值之內(nèi)內(nèi)、外圈間的傾斜角應(yīng)控制在允許角偏斜值之內(nèi)

14、4）剛度要求大的軸系，宜選雙列球軸承、滾子軸承或四）剛度要求大的軸系，宜選雙列球軸承、滾子軸承或四點(diǎn)接觸球軸承點(diǎn)接觸球軸承5）為便于安裝拆卸和調(diào)整間隙，可選內(nèi)、外圈可分離的）為便于安裝拆卸和調(diào)整間隙，可選內(nèi)、外圈可分離的分離型軸承分離型軸承6）選用時(shí)注意經(jīng)濟(jì)性。）選用時(shí)注意經(jīng)濟(jì)性。見見p249例例8-1見見p250例例8-2滾動(dòng)軸承尺寸選擇的過程滾動(dòng)軸承尺寸選擇的過程 由力分析確定軸承所承受的由力分析確定軸承所承受的Fr與與Fa計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 P=fP(XFr+YFa)明確軸承的工作轉(zhuǎn)速明確軸承的工作轉(zhuǎn)速n與預(yù)期壽命與預(yù)期壽命Lh61060hnLPC計(jì)算軸承應(yīng)滿足的基本額定動(dòng)載荷

15、計(jì)算軸承應(yīng)滿足的基本額定動(dòng)載荷 由手冊(cè)查取合適的軸承由手冊(cè)查取合適的軸承 C C手冊(cè)手冊(cè) C C計(jì)算滾動(dòng)軸承壽命的過程計(jì)算滾動(dòng)軸承壽命的過程: : PCnLh60106由軸上零件的載荷情況求出由軸上零件的載荷情況求出Fr與與Fa計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P=fP( XFr+YFa )計(jì)算軸承的壽命計(jì)算軸承的壽命當(dāng)當(dāng)L Lh h L Lh h 時(shí)，則滿足使用要求時(shí)，則滿足使用要求8.4 滾動(dòng)軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、軸系支點(diǎn)的軸向固定型式、軸系支點(diǎn)的軸向固定型式 見動(dòng)畫見動(dòng)畫（1）兩端固定）兩端固定mm4020（2） 一端雙向固定，一端游動(dòng)一端雙向固定，一端游動(dòng)兩端游動(dòng)兩端游

16、動(dòng)（3）兩端游動(dòng)）兩端游動(dòng)軸承的拆卸軸承的拆卸:外圈：外圈：應(yīng)留拆卸高度，或留螺孔。應(yīng)留拆卸高度，或留螺孔。軸承內(nèi)圈的拆卸軸承內(nèi)圈的拆卸滾動(dòng)軸承的安裝滾動(dòng)軸承的安裝裝內(nèi)圈于軸上裝內(nèi)圈于軸上內(nèi)外圈上同時(shí)受力內(nèi)外圈上同時(shí)受力內(nèi)圈的軸向固定：內(nèi)圈的軸向固定：1. 軸肩、軸環(huán)與套筒軸肩、軸環(huán)與套筒彈性擋圈彈性擋圈2.2.軸系常用緊固件軸系常用緊固件圓螺母圓螺母軸端擋圈軸端擋圈2.2.軸系常用緊固件軸系常用緊固件 3.3.其它其它端蓋端蓋螺紋環(huán)螺紋環(huán)2、滾動(dòng)軸承的配合、滾動(dòng)軸承的配合內(nèi)圈與軸的配合是基孔制，外圈與軸承座的配合內(nèi)圈與軸的配合是基孔制，外圈與軸承座的配合是基軸制是基軸制回轉(zhuǎn)圈套常取過盈的過度

17、配合，如回轉(zhuǎn)圈套常取過盈的過度配合，如k5,k6不回轉(zhuǎn)圈套常取間隙配合，如不回轉(zhuǎn)圈套常取間隙配合，如H7,G7640k772H6745kH3、軸承組合的調(diào)整、軸承組合的調(diào)整（1）軸承間隙的調(diào)整）軸承間隙的調(diào)整 方法：調(diào)整墊片厚度；調(diào)整螺釘方法：調(diào)整墊片厚度；調(diào)整螺釘（2） 軸承的預(yù)緊軸承的預(yù)緊常用的預(yù)緊方法如下：常用的預(yù)緊方法如下：1）把軸承內(nèi)環(huán)（或外環(huán)）磨窄并加軸向預(yù)緊，使成對(duì)安裝的）把軸承內(nèi)環(huán)（或外環(huán)）磨窄并加軸向預(yù)緊，使成對(duì)安裝的角接觸軸承達(dá)到預(yù)緊的目的。安裝的角接觸軸承達(dá)到預(yù)緊的目角接觸軸承達(dá)到預(yù)緊的目的。安裝的角接觸軸承達(dá)到預(yù)緊的目的。的。2）在內(nèi)外環(huán)之間用加金屬墊片的方法，通過加軸

18、向預(yù)緊力，）在內(nèi)外環(huán)之間用加金屬墊片的方法，通過加軸向預(yù)緊力，使成對(duì)安裝的角接觸軸承達(dá)到預(yù)緊的目的。使成對(duì)安裝的角接觸軸承達(dá)到預(yù)緊的目的。3）對(duì)于成對(duì)安裝的圓錐滾子軸承，只需在外環(huán)加軸向預(yù)緊力，）對(duì)于成對(duì)安裝的圓錐滾子軸承，只需在外環(huán)加軸向預(yù)緊力，即可達(dá)到預(yù)緊的目的。即可達(dá)到預(yù)緊的目的。（3） 軸承組合位置的調(diào)整軸承組合位置的調(diào)整目的：使軸上的零件具有準(zhǔn)確的工作位置。目的：使軸上的零件具有準(zhǔn)確的工作位置。如齒輪、帶輪等例如：圓錐齒輪傳動(dòng)，要求兩個(gè)節(jié)錐頂點(diǎn)相重合。例如：圓錐齒輪傳動(dòng)，要求兩個(gè)節(jié)錐頂點(diǎn)相重合。對(duì)于蝸桿傳動(dòng)，要求蝸輪中間平面通過蝸桿的軸線。對(duì)于蝸桿傳動(dòng)，要求蝸輪中間平面通過蝸桿的軸線

19、。方法：套杯方法：套杯+調(diào)整墊片調(diào)整墊片軸承組合位置調(diào)整的方法：軸承組合位置調(diào)整的方法：套杯套杯+調(diào)整墊片調(diào)整墊片4、滾動(dòng)軸承的畫法、滾動(dòng)軸承的畫法 (P256)5、滾動(dòng)軸承的潤滑、滾動(dòng)軸承的潤滑目的：目的： 降低摩擦阻力，減輕磨損；吸振、冷卻、防銹、密封降低摩擦阻力，減輕磨損；吸振、冷卻、防銹、密封潤滑劑：潤滑劑：脂潤滑：脂潤滑：只適用于轉(zhuǎn)速較低，溫度不高處。當(dāng)只適用于轉(zhuǎn)速較低，溫度不高處。當(dāng) 采用脂潤滑。油脂的添裝量為安裝部位的采用脂潤滑。油脂的添裝量為安裝部位的 過多易摩擦過多易摩擦生熱。一次加脂可維持很長時(shí)間。生熱。一次加脂可維持很長時(shí)間。油潤滑：油潤滑：一般速度高的軸承都采用油潤滑，潤滑和冷卻效果都一般速度高的軸承都采用油潤滑，潤滑和冷卻效果都較好。浸油高度不超過最下方滾動(dòng)體的中心。當(dāng)較好。浸油高度不超過最下方滾動(dòng)體的中心。當(dāng) 時(shí)，攪油能量損失大，會(huì)使軸承發(fā)熱，宜采用噴油或油霧潤滑。時(shí)，攪油能量損失大，會(huì)使軸承發(fā)熱，宜采用噴油或油霧潤滑。55103102pwnD21315106pwnD固體潤滑劑：固體潤滑劑：6、滾動(dòng)軸承的密封、滾動(dòng)軸承的密封目的：目的：阻止?jié)櫥瑒┑牧魇Ш屯饨缁覊m、水分等的侵入阻止?jié)櫥瑒┑牧魇Ш屯饨缁覊m、水分等的侵入按密封原理不同可分為：按密封原理不同可分為：接觸式密封接觸式密封、非接觸式密封非接觸式密封（1