第10章 滚动轴承.ppt

基本要求,第10章轴承,1.了解滚动轴承的构成、结构特点和类型。2.了解滚动轴承的代号规定，能识别一般代号。3.了解滚动轴承的失效形式，能根据失效作出正确分析。4.能根据使用要求正确选用滚动轴承。5.工作能力计算。6.能根据使用要求正确的作出滚动轴承的组合设计（滚动轴承装置的设计：安装、调整、润滑、密封等）。,滚动轴承是标准件，无需设计，而是如何选用。,重点：轴承的代号及寿命计算、滚动轴承的组合设计。,难点：轴承的当量动载荷计算。,概述,一.滚动轴承的构造与材料,构成：内圈+外圈+滚动体+保持架,保持架：将滚动体均匀隔开。一般用低碳钢板冲压制成，高速时多采用有色金属（铜合金）或工程塑料等整体式保持架。,内外圈和滚动体：采用轴承钢（如GCr15）制造，并经淬火处理和精磨、抛光。具有高硬度（HRC6165）、高接触疲劳强度，良好的耐磨性和冲击韧性。,材料：,二.滚动轴承的特点,1.摩阻小、效率高，起动灵敏；2.运转精度高（可通过预紧消除间隙）；3.轴向尺寸较小；4.组合结构简单、便于使用维护；5.润滑方便，易互换，质优价廉；,6.抗冲击能力较差；7.振动及噪音较大；8.高速重载下寿命较低；9.径向尺寸较大。,三.应用范围,一般尺寸、中速、中载的一般工作条件下和运动机械中。,10-1滚动轴承的基本类型和特点,一.滚动轴承的主要类型：,1.按滚动体分：,球轴承滚子轴承,圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子、滚针,2.按承载方向分：向心轴承、推力轴承,3.按轴承可否调心：调心轴承、非调心轴承,承载不如滚子轴承，但价格相对便宜,(滚动体与外圈接触处的法线与垂直于轴承轴心线的平面之间的夹角。轴向承载能力),1.承载能力：,二.几点说明：,考虑载荷大小,滚子轴承线接触，可承受较大载荷,球轴承点接触，承受较小或中等载荷,考虑载荷方向,角接触向心轴承（045）以承受径向载荷为主,角接触推力轴承（4590）以承受轴向载荷为主,轴向接触推力轴承（90）只能承受轴向载荷,径向接触向心轴承（0）滚子轴承只能承受径向载荷；球轴承主要承受径向载荷，还能承受一定量的双向轴向载荷。,向心轴承：主要承受径向载荷Fr,推力轴承：只能承受轴向载荷Fa,向心推力轴承：Fr+Fa,深沟球轴承（6）,推力球轴承（5）,角接触球轴承（7）,圆锥滚子轴承（3）,圆柱滚子轴承（N）,调心球轴承（1）,2.极限转速：在一定的载荷和润滑条件下，轴承允许的最高转速。在同等精度下，点接触轴承的摩擦阻力较线接触轴承小，因而球轴承的极限转速比滚子轴承高一些。,3.角偏差（调心性能）：,在同等精度下，点接触的轴承较线接触的轴承的调心性能好。,由于制造、安装或轴的变形，引起轴承内外圈轴线发生相对倾斜，其倾斜角称角偏差。,提高极限转速的措施：精度、间隙、改善润滑和冷却条件、采用青铜保持架,滚动轴承的尺寸选择,轴承内径,与轴颈直径相等,直径系列,校核计算,选择轴承类型,宽度系列,一般选正常系列,10-2滚动轴承的代号,滚动轴承类型繁多，各类型中又有不同结构、尺寸和精度等，为便于组织生产及选用，国标对滚动轴承的代号作了具体规定。,基本代号,前置代号,后置代号（或加）,内径尺寸系列代号=内径/5(20495mm)d,1）计算径向力、内部轴向力；,五.滚动轴承的静载荷计算（n10r/min时）,基本额定静载荷C0：使受载最大的滚动体与滚道接触中心处引起的接触应力达到一定值的载荷。,当量静载荷：,静强度计算：,某深沟球轴承的预期寿命为8000小时，试计算下列三种情况下的寿命各为多少？(3),(1)当它承受的当量动载荷增加一倍时；,(2)当它的转速提高一倍时；,(3)当它的基本额定动载荷Cr增加一倍时。,例题分析,2.在平稳载荷下工作的6211型轴承，工作转速n=1460r/min,承受径向载荷FR=2400N,轴向载荷FA=1000N,求轴承的寿命。,1.确定当量动载荷P,2.计算寿命,查表10-5，Cr=43200N，由式10-4得,查表10-5得e=0.23,解：,Fa/C0r=1000/29200=0.034,查表10-5，6211轴承的C0r29200N，故,Fa/Fr=1000/2400=0.42e,查表10-5得X=0.56,Y=1.93,查表10-8，取fF=1.0,由10-6式得,PfF(XFr+YFa)=(0.562400+1.931000)=3274N,10-4滚动轴承的润滑和密封,一.滚动轴承的润滑：,润滑的目的减摩(磨)、降温、防锈、吸振。当采用润滑脂时，还有密封作用。,2.润滑剂：润滑油、润滑脂、固体润滑剂。根据速度因数dn值选取。当dn（1.52）105mmr/min时，采用脂润滑，超过此范围宜采用油润滑。,3.润滑方法：,浸油润滑滴油润滑飞溅润滑高速时喷油、喷雾润滑,二.滚动轴承的密封：,1.密封的目的防尘、阻止润滑剂流失。,2.密封方式：,接触式密封结构简单、密封可靠，但适应的转速不大，通常轴颈的表面粗糙度值要求较小。毛毡圈密封脂润滑，v45m/s，t90（唇形）密封圈密封脂或油润滑，v7m/s，t40100,二.滚动轴承的密封：,1.密封的目的防尘、阻止润滑剂流失。,2.密封方式：,接触式密封结构简单、密封可靠，但适应的转速不大，通常轴颈的表面粗糙度值要求较小。毛毡圈密封脂润滑，v45m/s，t90（唇形）密封圈密封脂或油润滑，v7m/s，t40100,接触式指尖密封,非接触式密封无磨损，适应的转速可以很大，对轴颈的加工精度要求也低，但结构复杂，有些结构要求剖分结构，应用不如接触密封广泛。,间隙密封脂润滑，间隙0.10.3mm迷宫式密封脂或油润滑，效果可靠。有径向、轴向两种。,非接触式密封无磨损，适应的转速可以很大，对轴颈的加工精度要求也低，但结构复杂，有些结构要求剖分结构，应用不如接触密封广泛。,间隙密封脂润滑，间隙0.10.3mm迷宫式密封脂或油润滑，效果可靠。有径向、轴向两种。,组合密封如毛毡迷宫密封，效果很可靠，但结构复杂。,气膜密封,10-5滚动轴承的组合设计,除正确选择轴承类型和型号外，还必须合理设计轴承的组合结构，才能保证轴承和轴系的正常工作。轴承的组合设计主要包括：安装、调整、润滑、密封等。,1.轴向固定,2.周向固定：采用配合,轴承的固定形式,滚动轴承与轴颈和座孔的配合,滚动轴承是标准件，其内孔与外径配合不必标注公差。内圈与轴颈的配合是基孔制，外圈与座孔为基轴制。,圆柱公差中基准孔的公差带在零线之上，而轴承内圈孔的公差带在零线之下，所以轴承内圈与轴的配合比圆柱公差标准中规定的基孔制同类配合要紧的多。,轴承外圈与外壳孔的配合与圆柱公差标准中规定的基轴制同类配合相比，配合性质基本一致，但由于轴承外径的公差值较小，因而配合也较紧。,1.两端固定两个轴承各限制一个方向的轴向移动，合起来就限制了轴的双向移动。适用于工作温度变化不大的短轴，考虑到轴受热伸长，在轴承盖与外圈端面间应留出热补偿间隙c（0.20.3mm）。,一.轴承的固定：,2.一端固定、一端游动：固定端承受双向轴向载荷（内、外圈均需固定），游动端可作轴向游动（不受轴向载荷，以补偿轴的热伸长）。适用于工作温度变化较大的长轴。,游动端采用深沟球轴承时，只固定内圈，外圈与端盖间应留适当间隙；采用圆柱滚子轴承时，外圈应作双向固定。,3.两端游动仅用于安装人字齿轮的轴。为减小轴向窜动惯量，一般小齿轮轴游动，装大齿轮的轴双向固定。,1.轴承间隙的调整（调隙）,二.轴承组合的调整,加减调整垫片厚度（图a）控制压盖移动轴承外圈位置（图b）,2.轴承的预紧,预紧：安装轴承时