精密机械设计基础课件(合肥工业大学)第十一章 支承讲义

1、第十一章第十一章 支支 承承第十一章第十一章 支支 承承第一节第一节 概述概述第二节第二节 滑动摩擦支承滑动摩擦支承第三节第三节 滚动摩擦支承滚动摩擦支承第四节第四节 弹性摩擦支承弹性摩擦支承第五节第五节 流体摩擦支承流体摩擦支承参考文献n张策主编，机械原理与机械设计（下册），机械工业出版社，2004n濮良贵主编，机械设计，高等教育出版社，2006n其他机械设计的相关书籍第一节第一节 概述概述n组成组成：运动件、承导件：运动件、承导件运动运动件件承导件承导件第一节第一节 概述概述n分类分类（按运动件和承导件之间的摩擦性质）（按运动件和承导件之间的摩擦性质） 滑动摩擦支承滑动摩擦支承 滚动摩擦支

2、承滚动摩擦支承 弹性摩擦支承弹性摩擦支承 流体摩擦支承流体摩擦支承 第二节第二节 滑动摩擦支承滑动摩擦支承一、圆柱面支承一、圆柱面支承轴瓦轴瓦轴轴轴轴颈颈轴承座轴承座第二节第二节 滑动摩擦支承滑动摩擦支承n圆柱面支承的应用场合圆柱面支承的应用场合要求很高的旋转精度；要求很高的旋转精度；承受重载、振动和冲击；承受重载、振动和冲击；尽可能小的尺寸和可拆卸；尽可能小的尺寸和可拆卸；低速、轻载和不重要的轴承。低速、轻载和不重要的轴承。第二节第二节 滑动摩擦支承滑动摩擦支承n圆柱面支承的结构圆柱面支承的结构轴颈的结构轴颈的结构整体式圆柱面支承的结构整体式圆柱面支承的结构剖分式圆柱面支承的结构剖分式圆柱面

3、支承的结构滑动轴承、轴瓦滑动轴承、轴瓦第二节第二节 滑动摩擦支承滑动摩擦支承n轴套和轴瓦的材料（减摩材料）轴套和轴瓦的材料（减摩材料）铸铁铸铁铜合金铜合金轴承合金轴承合金陶瓷合金陶瓷合金非金属材料非金属材料第二节第二节 滑动摩擦支承滑动摩擦支承n圆柱面支承的润滑圆柱面支承的润滑润滑剂的作用润滑剂的作用 减小摩擦和磨损，提高抗腐蚀能力，减小摩擦和磨损，提高抗腐蚀能力， 缓冲振动和冲击，散热，密封。缓冲振动和冲击，散热，密封。第二节第二节 滑动摩擦支承滑动摩擦支承润滑剂的种类润滑剂的种类润滑油（使用最多）润滑油（使用最多） 润滑、冷却。润滑、冷却。润滑脂润滑脂 承载能力高，流动性小，不易流失，但摩

4、承载能力高，流动性小，不易流失，但摩擦功耗大。擦功耗大。 应用于滑动速度低、压强较高、不便常加应用于滑动速度低、压强较高、不便常加油的场合。油的场合。第二节第二节 滑动摩擦支承滑动摩擦支承n圆柱面支承的设计和计算圆柱面支承的设计和计算摩擦力矩的计算摩擦力矩的计算支承承受径向载荷支承承受径向载荷 计算计算支承承受轴向载荷支承承受轴向载荷 计算计算同时承受轴向和径向载荷总摩擦力矩同时承受轴向和径向载荷总摩擦力矩等于两种载荷所产生的摩擦力矩之和等于两种载荷所产生的摩擦力矩之和 第二节第二节 滑动摩擦支承滑动摩擦支承n圆柱面支承的设计和计算圆柱面支承的设计和计算圆柱面支承尺寸的确定圆柱面支承尺寸的确定

5、强度计算方法强度计算方法根据摩擦力矩计算方法根据摩擦力矩计算方法0.2rbF ud2fVrMdf F第二节第二节 滑动摩擦支承滑动摩擦支承n圆柱面支承的设计和计算圆柱面支承的设计和计算圆柱面支承的技术条件圆柱面支承的技术条件 加工精度等级、配合种类、表面粗糙度、加工精度等级、配合种类、表面粗糙度、表面几何形状等。表面几何形状等。 根据支承的旋转精度要求、受力情况和根据支承的旋转精度要求、受力情况和转速高低等因素，参考有关手册和类似转速高低等因素，参考有关手册和类似产品选定。产品选定。第二节第二节 滑动摩擦支承滑动摩擦支承二、其它型式滑动摩擦支承二、其它型式滑动摩擦支承n 顶针支承顶针支承n 轴

6、尖支承轴尖支承n 球支承球支承第三节第三节 滚动摩擦支承滚动摩擦支承第三节第三节 滚动摩擦支承滚动摩擦支承一、滚动轴承一、滚动轴承n组成组成： 外圈外圈 内圈内圈 滚动体滚动体 保持架保持架第三节第三节 滚动摩擦支承滚动摩擦支承第三节第三节 滚动摩擦支承滚动摩擦支承n分类分类（根据所受载荷方向）（根据所受载荷方向） 第三节第三节 滚动摩擦支承滚动摩擦支承n常用滚动轴承常用滚动轴承1 1 调心球轴承调心球轴承 2 2 调心滚子轴承调心滚子轴承3 3 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 4 4 双列深沟球轴承双列深沟球轴承5 5 推力球轴承推力球轴承 6 6 深沟球轴承深沟球轴承7 7 角接触轴承角接触轴承

7、 8 8 推力圆柱滚子轴承推力圆柱滚子轴承N N 圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承 NA NA 滚针轴承滚针轴承第三节第三节 滚动摩擦支承滚动摩擦支承n滚动轴承类型的选择滚动轴承类型的选择载荷的方向和大小首要考虑因素载荷的方向和大小首要考虑因素轴承的转速低于极限转速轴承的转速低于极限转速轴承的刚性轴承的刚性轴承的安装和拆卸轴承的安装和拆卸轴承的调心性能轴承的调心性能 调心调心轴承的摩擦力矩轴承的摩擦力矩经济性经济性 1.轴承的载荷轴承的载荷 大小：滚子轴承优于球轴承大小：滚子轴承优于球轴承 方向：径向方向：径向R（6、1、N）轴向轴向A（5） R+ A（7、3、6） 轴承的载荷轴承的载荷 (方向方向)

8、2. 轴承的转速轴承的转速极限转速极限转速nlim ：载荷：载荷P 0.1C，冷却正常，冷却正常，0级公差级公差时轴承的最大允许转速。时轴承的最大允许转速。对高转速的轴承：对高转速的轴承：优先选用球轴承优先选用球轴承（润滑的阻力）（润滑的阻力）轻系列轴承优于中、重系列轻系列轴承优于中、重系列（离心力）（离心力）实体保持架优于冲压保持架实体保持架优于冲压保持架（易形成油膜减小摩（易形成油膜减小摩擦）擦）提高公差等级、改善润滑条件等提高公差等级、改善润滑条件等 推力轴承的主要承载能力表现在轴向，离推力轴承的主要承载能力表现在轴向，离心力过大时无法通过径向反力平衡，将引心力过大时无法通过径向反力平衡

9、，将引起较大的反力，发热大，极限转速较低起较大的反力，发热大，极限转速较低轴承的调心性能轴承的调心性能调心轴承的结构调心轴承的结构, ,可以在一定范围（调心球：可以在一定范围（调心球：2 23 3度，调心滚子及调心推力滚子：度，调心滚子及调心推力滚子：1.51.52.52.5度）度）内自行调整轴线方向，并不影响其承载能力，在农业机械及工程机械中，很多轴系无法保证同内自行调整轴线方向，并不影响其承载能力，在农业机械及工程机械中，很多轴系无法保证同心度，多需要调心轴承的调心作用，同时这种机械中零件的轴向位置也无法准确保证，所以常心度，多需要调心轴承的调心作用，同时这种机械中零件的轴向位置也无法准确

10、保证，所以常使用光轴，轴表面的形状和尺寸都不能保证与轴承内径的配合要求，常使用紧定套和内锥孔轴使用光轴，轴表面的形状和尺寸都不能保证与轴承内径的配合要求，常使用紧定套和内锥孔轴承的组合实现轴承与轴的装配，承的组合实现轴承与轴的装配，第三节第三节 滚动摩擦支承滚动摩擦支承n滚动轴承的代号（滚动轴承的代号（GB/T272-93GB/T272-93） 前置代号基本代号后置代号轴承分部件轴承类型尺寸系列轴承内径内部结构密封、防尘与外部形状保持架及其材料轴承材料公差等级游隙配置其它第三节第三节 滚动摩擦支承滚动摩擦支承n滚动轴承的代号基本代号滚动轴承的代号基本代号 类型代号类型代号 尺寸系列代号尺寸系列

11、代号 内径代号内径代号 表表11-4 11-4 表表11-5 11-5 表表11-611-6 直径系列直径系列宽度系列（向心轴承）宽度系列（向心轴承）高度系列（推力轴承）高度系列（推力轴承）滚动轴承尺寸系列代号示意图滚动轴承尺寸系列代号示意图 基本代号 五 四 三 二 一 类型 内径 20480 直径系列2轻3中4重 宽度系列多数正常系列可不标 后置代号 特殊材料 特殊结构 C15 AC25 B 40 公差公差/P2、4、5、6、6x、0 游隙游隙/C1、2、0、3、4、5前置代号分部件：内圈L外圈保持架 K 滚动体例：例：7211C/P5角接触球轴承、正常宽度、轻系列、直径角接触球轴承、正常

12、宽度、轻系列、直径55、接触角、接触角15 5级精度；常用游隙。级精度；常用游隙。第三节第三节 滚动摩擦支承滚动摩擦支承n滚动轴承的代号前置代号滚动轴承的代号前置代号 滚动轴承的代号前置代号滚动轴承的代号前置代号无外圈或无内圈的圆柱滚子轴承无外圈或无内圈的圆柱滚子轴承RNRN型和型和RNURNU型型 滚动轴承的代号后置代号滚动轴承的代号后置代号1 1滚动轴承的代号后置代号滚动轴承的代号后置代号2 2K KN NRZRZ凡轴承的凡轴承的保持架采保持架采用表用表1-101-10规定的结规定的结构和材料构和材料时，不编时，不编制保持架制保持架材料改变材料改变的后置代的后置代号。号。 滚动轴承的代号后

13、置代号滚动轴承的代号后置代号3 3a a.保持架材料保持架材料 F钢，球墨铸铁或粉墨冶金实体保持架，用附加数字表示不同的材料。钢，球墨铸铁或粉墨冶金实体保持架，用附加数字表示不同的材料。 F1碳钢碳钢 F2石墨钢石墨钢 F3球墨铸铁球墨铸铁 F4粉末冶金粉末冶金 Q青铜实体保持架，用附加数字表示不同的材料。青铜实体保持架，用附加数字表示不同的材料。 Q1铝铁锰青铜铝铁锰青铜 Q2硅铁锌青铜硅铁锌青铜 Q3硅镍青铜硅镍青铜 Q4铝青铜铝青铜 M黄铜实体保持架黄铜实体保持架 L轻合金实体保持架，用附加数字表示不同的材料轻合金实体保持架，用附加数字表示不同的材料。 L1-LY11CZ L2-LY12

14、CZ T酚醛层压布管实体保持架酚醛层压布管实体保持架 TH玻璃纤维增强酚醛树脂保持架（筐型）。玻璃纤维增强酚醛树脂保持架（筐型）。 TN工程塑料模注保持架，用附加数字表示不同的材料。工程塑料模注保持架，用附加数字表示不同的材料。 TN1尼龙尼龙 TN2聚砜聚砜 TN3聚酰亚胺聚酰亚胺 TN4聚酰酸酯聚酰酸酯 TN5聚甲聚甲醛醛 J钢板冲压保持架，材料有变化时附加数字区别。钢板冲压保持架，材料有变化时附加数字区别。 Y铜板冲压保持架，材料有变化时附加数字区别；铜板冲压保持架，材料有变化时附加数字区别； SZ保持架由弹簧丝或弹簧制造保持架由弹簧丝或弹簧制造。b.保持架结构型式及表面处理保持架结构型

15、式及表面处理 H自锁兜也保持架自锁兜也保持架 W焊接保持架焊接保持架 R铆接保持架（用于大型轴承）铆接保持架（用于大型轴承） E磷化处理保持架磷化处理保持架 D碳氮共渗保持架碳氮共渗保持架 D1渗碳保持架渗碳保持架 D2渗氮保持架渗氮保持架 C有镀层的保持架有镀层的保持架(C1镀银）镀银） A外圈引导外圈引导 B内圈引导内圈引导 P由内圈或外圈引导的拉孔或冲孔的窗形保持架由内圈或外圈引导的拉孔或冲孔的窗形保持架 S引导而有润滑槽引导而有润滑槽 注：本条的代号只能与注：本条的代号只能与“a结合使用结合使用 例：例：MPS-有拉孔或冲孔（窗孔保持架）的黄铜实体保持架有拉孔或冲孔（窗孔保持架）的黄铜

16、实体保持架,外圈或内圈引导外圈或内圈引导,引导面有润引导面有润滑油槽。滑油槽。 JA钢板冲压保持架，外圈引导。钢板冲压保持架，外圈引导。 FE经磷化处理的钢制实体保持架。经磷化处理的钢制实体保持架。 C，V满装滚动体（无保持架）满装滚动体（无保持架） 例：例：6208 V满装球深沟球轴承。满装球深沟球轴承。滚动轴承的代号后置代号滚动轴承的代号后置代号4 4滚动轴承的代号后置代号滚动轴承的代号后置代号5 5 最高最高滚动轴承的代号后置代号滚动轴承的代号后置代号6 6大大滚动轴承的代号后置代号滚动轴承的代号后置代号7 7滚动轴承的代号后置代号滚动轴承的代号后置代号7 7滚动轴承的代号滚动轴承的代号

17、后置代号后置代号8 8第三节第三节 滚动摩擦支承滚动摩擦支承例：说明轴承代号例：说明轴承代号60246024的含义的含义6 0 246 0 24 公差等级为公差等级为0 0级级 内径尺寸内径尺寸d d24245 5120mm120mm 尺寸系列尺寸系列(1)0(1)0（宽度系列（宽度系列1 1，直径系列，直径系列0 0）深沟球轴承深沟球轴承第三节第三节 滚动摩擦支承滚动摩擦支承例：说明轴承代号例：说明轴承代号7210AC/P57210AC/P5的含义的含义 7 2 10 AC /P57 2 10 AC /P5 公差等级为公差等级为5 5级级 公称接触角公称接触角 2525 内径尺寸内径尺寸d

18、d10105 550mm50mm 尺寸系列尺寸系列(0)2(0)2（宽度系列（宽度系列0 0，直径系列，直径系列2 2） 角接触球轴承角接触球轴承第三节第三节 滚动摩擦支承滚动摩擦支承例：说明轴承代号例：说明轴承代号NU2208/P6NU2208/P6的含义的含义NU 22 08 /P6NU 22 08 /P6 公差等级为公差等级为6 6级级 内径尺寸内径尺寸d d08085 540mm40mm 尺寸系列尺寸系列2222（宽度系列（宽度系列2 2，直径系列，直径系列2 2）内圈无挡边圆柱滚子轴承内圈无挡边圆柱滚子轴承第三节第三节 滚动摩擦支承滚动摩擦支承例：说明轴承代号例：说明轴承代号62/2

19、2/P462/22/P4的含义的含义 6 2 /22 /P46 2 /22 /P4 公差等级为公差等级为4 4级级 内径尺寸内径尺寸d d22mm22mm 尺寸系列尺寸系列(0)2(0)2（宽度系列（宽度系列0 0，直径系列，直径系列2 2）深沟球轴承深沟球轴承第三节第三节 滚动摩擦支承滚动摩擦支承n滚动轴承的载荷分布滚动轴承的载荷分布受载最大的滚动体的载荷受载最大的滚动体的载荷 （点接触轴承）（点接触轴承） 04.735rrFFFZZ刘泽九、贺士荃著，滚动轴承的额定载荷与寿命（北京：机械工业出版社，1982）万长森编著滚动轴承的分析方法（北京：机械工业出版社，1987）滚动轴承的工作情况分析

20、滚动轴承的工作情况分析1.运动关系：内外圈相对回转；滚动体运动关系：内外圈相对回转；滚动体 既自转既自转又公转。又公转。2.轴承中载荷的分布：轴承中载荷的分布：n推力轴承推力轴承 F0 =Fa /zn向心轴承，在载荷向心轴承，在载荷Fr 的作用下的作用下, 根据变形关系，中间滚动体受力根据变形关系，中间滚动体受力 最大，向两边逐渐减小。最大，向两边逐渐减小。) 39 (/6 . 4) 29 (/5:maxmaxzFFzFFrr滚子：球：假设下半圈滚动体受力Fa角接触轴承的载荷情况：轴向载荷对载荷分布角接触轴承的载荷情况：轴向载荷对载荷分布的影响较大，可能半圈、多半圈或整圈受载。的影响较大，可能

21、半圈、多半圈或整圈受载。n为保证半圈滚动体为保证半圈滚动体 受力，则：受力，则：球轴承Fa/Fr1.22tg滚子轴承Fa/Fr1.26tg Fa/Fr = tg 轴承元件上的载荷及应力的变化轴承元件上的载荷及应力的变化内圈（滚动体）固定套圈第三节第三节 滚动摩擦支承滚动摩擦支承n滚动轴承的失效形式滚动轴承的失效形式疲劳点蚀疲劳点蚀脉动循环应力脉动循环应力塑性变形塑性变形磨损磨损滚动轴承的失效形式及设计准则滚动轴承的失效形式及设计准则 失效形式失效形式 设计准则设计准则1. 点蚀点蚀 寿命计算寿命计算2. 塑性变形塑性变形 静载荷计算静载荷计算元件破裂 正确安装其它：其它： 磨损 、烧伤 密封；

22、润滑、散热， 限制极限转速第三节第三节 滚动摩擦支承滚动摩擦支承n滚动轴承的计算准则滚动轴承的计算准则正常工作条件下的回转滚动轴承，主要是疲正常工作条件下的回转滚动轴承，主要是疲劳点蚀破坏，应进行接触疲劳寿命计算，当劳点蚀破坏，应进行接触疲劳寿命计算，当载荷变化较大或有较大冲击载荷时，还应作载荷变化较大或有较大冲击载荷时，还应作静强度计算；静强度计算；对于摆动或转速较低的轴承，主要防止塑性对于摆动或转速较低的轴承，主要防止塑性变形，只需作静强度计算；变形，只需作静强度计算；高速轴承为防止发生粘着磨损、烧伤，除进高速轴承为防止发生粘着磨损、烧伤，除进行寿命计算外，还需核验极限转速。行寿命计算外，

23、还需核验极限转速。第三节第三节 滚动摩擦支承滚动摩擦支承n滚动轴承的寿命计算滚动轴承的寿命计算轴承的寿命轴承的寿命基本额定寿命轴承的寿命指标基本额定寿命轴承的寿命指标 L10(r)、 L10h(h)基本额定动载荷基本额定动载荷C (Cr 、Ca )-106r当量动载荷当量动载荷 计算计算 附加轴向载荷附加轴向载荷轴承寿命计算轴承寿命计算 计算公式计算公式1. ：一批相同的轴承中：一批相同的轴承中90的轴承不发生疲劳点蚀前的总转数（以的轴承不发生疲劳点蚀前的总转数（以106为单位）或小时数。基本额额定寿命用为单位）或小时数。基本额额定寿命用 L10或或L10h 来表示。来表示。2.滚动轴承的基本

24、滚动轴承的基本 标准规定，基本额定寿命等于106转时轴承所能承受的载荷称为基本额定动载荷，用符号C表示。 对于向心轴承，基本额定动载荷指纯径向对于向心轴承，基本额定动载荷指纯径向载荷，对角接触球轴承或圆锥滚子轴承，指载荷，对角接触球轴承或圆锥滚子轴承，指使套圈间产生相对径向位移的载荷的径向分使套圈间产生相对径向位移的载荷的径向分量，称为径向基本额定动载荷用符号量，称为径向基本额定动载荷用符号Cr表示；表示； 对推力轴承，指纯轴向载荷，称为轴向基对推力轴承，指纯轴向载荷，称为轴向基本额定动载荷，用符号本额定动载荷，用符号Ca表示。表示。 Cr 、Ca可从手册中查出可从手册中查出。第三节第三节 滚

25、动摩擦支承滚动摩擦支承n滚动轴承的静强度计算滚动轴承的静强度计算基本额定静载荷基本额定静载荷C0（C0r 、C0a）当量静载荷当量静载荷 取两式中大值取两式中大值静强度条件静强度条件0000rrarrPX FY FPF0000jCS PC第三节第三节 滚动摩擦支承滚动摩擦支承n滚动轴承的极限转速滚动轴承的极限转速正常条件设计手册查取正常条件设计手册查取条件改变修正条件改变修正 n=f1f2nlim （图图11-1711-17、11-1811-18查取系数）查取系数）采取改进措施提高极限转速采取改进措施提高极限转速第三节第三节 滚动摩擦支承滚动摩擦支承n滚动轴承的组合结构设计滚动轴承的组合结构设

26、计 解决解决：轴系支点的轴向固定；滚动轴承组轴系支点的轴向固定；滚动轴承组合结构的调整；轴承与相关零件的配合；提合结构的调整；轴承与相关零件的配合；提高轴系的支承刚度。高轴系的支承刚度。轴承的轴向固定轴承的轴向固定轴承的配合轴承的配合轴承游隙调整轴承游隙调整轴承预紧轴承预紧第三节第三节 滚动摩擦支承滚动摩擦支承n滚动轴承的润滑滚动轴承的润滑润滑目的降低摩擦阻力，减轻磨损，降低接触应润滑目的降低摩擦阻力，减轻磨损，降低接触应力，吸振降噪，防锈散热。力，吸振降噪，防锈散热。脂润滑相应结构简单，易维护保养，不易渗漏，脂润滑相应结构简单，易维护保养，不易渗漏，具密封作用；内摩擦力大。具密封作用；内摩擦

27、力大。油润滑摩擦阻力小，散热好，具清洗作用；易渗油润滑摩擦阻力小，散热好，具清洗作用；易渗漏，密封装置复杂，需供油设备。漏，密封装置复杂，需供油设备。固体润滑剂（常用二硫化钼）润滑脂的添加剂、固体润滑剂（常用二硫化钼）润滑脂的添加剂、粘贴形成固体润滑膜、自润滑轴承等。粘贴形成固体润滑膜、自润滑轴承等。第三节第三节 滚动摩擦支承滚动摩擦支承n滚动轴承的密封滚动轴承的密封目的：防尘、防水、防止润滑剂的流失目的：防尘、防水、防止润滑剂的流失常用密封结构型式：常用密封结构型式：接触式密封接触式密封 常见型式常见型式 密封件与轴接触，二者间有摩擦和磨损，低速密封件与轴接触，二者间有摩擦和磨损，低速使用。

28、使用。非接触式密封非接触式密封 常见型式常见型式 利用间隙进行密封，转动件与固定件不接触，利用间隙进行密封，转动件与固定件不接触，允许轴高速。允许轴高速。例例：某单级齿轮减速器输入轴由一对深沟球轴承支某单级齿轮减速器输入轴由一对深沟球轴承支承。已知齿轮上各力为：切向力承。已知齿轮上各力为：切向力F Ft t3000N3000N，径向，径向力力F Fr r1200N1200N，轴向力，轴向力F Fa a650N650N，如图所示。齿轮，如图所示。齿轮分度圆直径分度圆直径d d40mm40mm。设齿轮中点至两支点距离。设齿轮中点至两支点距离 l l50mm50mm，轴与电机直接相连，轴与电机直接相

29、连， n n960r/min960r/min，载荷平稳，常温工作，轴颈直径为载荷平稳，常温工作，轴颈直径为30mm30mm。要求轴。要求轴承寿命不低于承寿命不低于9000h9000h，试选择轴承型号。，试选择轴承型号。例例11111 1第三节第三节 滚动摩擦支承滚动摩擦支承第三节第三节 滚动摩擦支承滚动摩擦支承例例：某安装有斜齿轮的转轴由一对代号为：某安装有斜齿轮的转轴由一对代号为7210AC7210AC的轴承支承。已知两轴承所受径向载的轴承支承。已知两轴承所受径向载荷分别为荷分别为F Fr1r12600N2600N，F Fr2r2600N600N，安装方式，安装方式如图所示，齿轮上的轴向载荷

30、如图所示，齿轮上的轴向载荷F Fa a1200N1200N，载荷平稳。求两轴承的当量动载荷。载荷平稳。求两轴承的当量动载荷。FaFr1Fr212第三节第三节 滚动摩擦支承滚动摩擦支承二、其它类型的滚动摩擦支承二、其它类型的滚动摩擦支承n填入式滚珠支承填入式滚珠支承 结构形式结构形式n密珠支承密珠支承 结构形式结构形式第四节第四节 弹性摩擦支承弹性摩擦支承n特点特点：只有弹性摩擦，摩擦力矩极小。：只有弹性摩擦，摩擦力矩极小。n形式：形式：悬簧式悬簧式 十字形片簧式十字形片簧式 张丝式张丝式 吊丝式吊丝式第五节第五节 流体摩擦支承流体摩擦支承n流体摩擦支承流体摩擦支承运动件和承导件间有运动件和承导

31、件间有流体膜流体膜 流体摩擦流体摩擦n分类一分类一（按流体膜形成方法）（按流体膜形成方法） 动压支承动压支承 静压支承静压支承n分类二分类二（按支承中流体的不同）（按支承中流体的不同） 液体摩擦支承液体摩擦支承 气体摩擦支承气体摩擦支承ENDEND轴颈的结构轴颈的结构整体式圆柱面支承的结构整体式圆柱面支承的结构整体式圆柱面支承的结构整体式圆柱面支承的结构n最简单的型式：最简单的型式： 直接在仪器壳体和支承板上加工轴承孔。直接在仪器壳体和支承板上加工轴承孔。整体式圆柱面支承的结构整体式圆柱面支承的结构 嵌套式轴承嵌套式轴承n轴套外表面滚花（防止轴轴套外表面滚花（防止轴套转动）并直接压入仪器套转动

32、）并直接压入仪器壳体。壳体。 凸台可以承受轴向载荷。凸台可以承受轴向载荷。n缺点：中心不易对正，外缺点：中心不易对正，外壳材料较硬或壁太薄时不壳材料较硬或壁太薄时不适用。适用。整体式圆柱面支承的结构整体式圆柱面支承的结构n外壳较薄、负荷不外壳较薄、负荷不大、轴套利用弯边大、轴套利用弯边法固定在外壳上。法固定在外壳上。n可承受两个方向的可承受两个方向的轴向负荷。轴向负荷。整体式圆柱面支承的结构整体式圆柱面支承的结构n外壳较厚、受力较大、外壳较厚、受力较大、利用双面弯边把轴套利用双面弯边把轴套固定在外壳上。固定在外壳上。n弯边后端面需要进行弯边后端面需要进行加工。加工。整体式圆柱面支承的结构整体式

33、圆柱面支承的结构n非金属材料外壳结非金属材料外壳结构，为防止弯边时构，为防止弯边时损坏外壳表面，在损坏外壳表面，在弯边外另加金属垫弯边外另加金属垫板。板。n不能承受大载荷。不能承受大载荷。整体式圆柱面支承的结构整体式圆柱面支承的结构n 轴承较大并用螺钉轴承较大并用螺钉把轴套固定在仪器外把轴套固定在仪器外壳上。壳上。 e e将轴套直接固将轴套直接固定在金属外壳上。定在金属外壳上。 f f利用金属夹板利用金属夹板把轴套固定在非金属把轴套固定在非金属外壳上。外壳上。整体式圆柱面支承的结构整体式圆柱面支承的结构特点特点 制造简单，但磨损后无法调整间隙，影制造简单，但磨损后无法调整间隙，影响轴的旋转精度

34、和正常工作。响轴的旋转精度和正常工作。应用应用 间歇工作、低速和轻载场合。间歇工作、低速和轻载场合。 整体式圆柱面支承的结构整体式圆柱面支承的结构剖分式圆柱面支承的结构剖分式圆柱面支承的结构特点：特点：结构复杂，刚度下降（同整体式相结构复杂，刚度下降（同整体式相比）；比）； 可以调整轴承的径向间隙。可以调整轴承的径向间隙。轴承盖轴承座螺栓轴瓦剖分式滑动轴承结构斜剖分式滑动轴承滑动轴承、轴瓦滑动轴承、轴瓦整体式轴瓦轴瓦的固定轴瓦结构轴瓦结构：由13层材料制成轴瓦内表面结构 油沟与油槽的位置油沟与油槽的位置油沟与油槽的位置 不要开在轴承的承载区内，否则将急剧降低不要开在轴承的承载区内，否则将急剧降

35、低轴承的承载能力轴承的承载能力调心滑动轴承可调间隙的滑动轴承铸铁铸铁普通灰铸铁、球墨铸铁普通灰铸铁、球墨铸铁 （塑性差、跑合性差）（塑性差、跑合性差）低速、轻载、不重要的场合低速、轻载、不重要的场合铜合金铜合金青铜（常用）青铜（常用） 锡青铜和铅青铜减摩性和耐磨性佳，锡青铜和铅青铜减摩性和耐磨性佳，有足够强度，跑合性差（重载、中速）有足够强度，跑合性差（重载、中速） 铝青铜强度和硬度较高，抗胶合能铝青铜强度和硬度较高，抗胶合能力差（重载、低速）力差（重载、低速）黄铜黄铜 价格低，低速使用。价格低，低速使用。轴承合金（巴氏合金）轴承合金（巴氏合金）锡锡(Sn)(Sn)、铅、铅(Pb)(Pb)、锑

36、、锑(Sb)(Sb)和铜和铜(Cu)(Cu)的合金。的合金。特点特点 耐磨性和减摩性良好，耐磨性和减摩性良好， 但强度低、成本高。但强度低、成本高。 减摩层轴承衬减摩层轴承衬应用应用 中、高速，重载。中、高速，重载。锡基合金配件陶瓷合金（粉末合金）陶瓷合金（粉末合金）组成组成 铁基、铜基粉末冶铁基、铜基粉末冶金减摩材料（国标）。金减摩材料（国标）。优点优点 有自润滑性。有自润滑性。应用应用 低或中速，轻或中低或中速，轻或中载，润滑不便、要求载，润滑不便、要求清洁。清洁。青铜自润滑轴承非金属材料（常用工程塑料）非金属材料（常用工程塑料）优点优点 耐磨、耐腐蚀、自润耐磨、耐腐蚀、自润滑性能。滑性能

37、。缺点缺点 承载能力低，高温变承载能力低，高温变形，导热性和稳定性差。形，导热性和稳定性差。应用应用 温度不高、载荷不大温度不高、载荷不大场合。场合。宝石轴承宝石轴承（刚玉（刚玉玛瑙玛瑙微晶玻璃等）微晶玻璃等）优点优点 摩擦系数小，硬度高，摩擦系数小，硬度高，耐腐蚀、热膨胀系数小，耐腐蚀、热膨胀系数小，抗压强度高。抗压强度高。缺点缺点 脆性材料，加工困难。脆性材料，加工困难。 应用应用 仪器仪表。（轴承承受载荷很小仪器仪表。（轴承承受载荷很小但要求旋转精度但要求旋转精度高高灵敏度好灵敏度好使用寿命长）使用寿命长）摩擦力矩的计算摩擦力矩的计算支承承受径向载荷支承承受径向载荷12fVrMf F d

38、摩擦力矩的计算摩擦力矩的计算 支承承受轴向载荷（轴支承承受轴向载荷（轴转动时，轴肩处产生摩擦）转动时，轴肩处产生摩擦）3312221213faddMfFdd顶针支承顶针支承特点：特点：支承轴线相对于轴颈有倾斜时，运动件仍支承轴线相对于轴颈有倾斜时，运动件仍能正常工作；摩擦力矩小；磨损较快。能正常工作；摩擦力矩小；磨损较快。应用：应用：低速、轻载。低速、轻载。 轴尖支承轴尖支承特点：特点： 置中精度、方向精度均不置中精度、方向精度均不高；磨损快；摩擦力矩小。高；磨损快；摩擦力矩小。球支承球支承特点特点 运动件可绕本身运动件可绕本身轴线转动；可在轴线转动；可在通过其轴线的平通过其轴线的平面内摆动一

39、定的面内摆动一定的角度。角度。 深沟球轴承深沟球轴承 6 66000深沟球轴承深沟球轴承 60006000深沟球轴承深沟球轴承 6 6特点：特点： 主要承受径向载主要承受径向载荷，也可同时承受少荷，也可同时承受少量双向轴向载荷。价量双向轴向载荷。价格低，应用广。格低，应用广。基本额定动载荷比基本额定动载荷比1 1极限转速比高极限转速比高调心球轴承调心球轴承 1 11000调心球轴承调心球轴承 10001000调心球轴承调心球轴承 1 1特点：特点： 主要承受径向载主要承受径向载荷，也可同时承受少荷，也可同时承受少量双向轴向载荷。外量双向轴向载荷。外圈滚道为球面，具有圈滚道为球面，具有自动调心功

40、能。自动调心功能。基本额定动载荷比基本额定动载荷比 0.60.60.90.9极限转速比中极限转速比中圆柱滚子轴承（外圈无挡边）圆柱滚子轴承（外圈无挡边）N N圆柱滚子轴承（外圈无挡边）圆柱滚子轴承（外圈无挡边）N N圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承（外圈无挡边）（外圈无挡边）N N特点：特点： 只能承受径向载只能承受径向载荷，承载能力高。但荷，承载能力高。但对轴的偏斜和弯曲变对轴的偏斜和弯曲变形很敏感。形很敏感。基本额定动载荷比基本额定动载荷比 1.51.53 3极限转速比高极限转速比高滚针轴承滚针轴承 NANA滚针轴承滚针轴承 NANA特点：特点： 只能承受径向载荷，只能承受径向载荷，承载能力大。径

41、向承载能力大。径向尺寸小。一般内外尺寸小。一般内外圈可分离；工作时圈可分离；工作时不允许内外圈轴线不允许内外圈轴线有偏斜。有偏斜。角接触轴承角接触轴承 7 77000角接触轴承角接触轴承 70007000角接触轴承角接触轴承 7 7特点：特点： 同时承受径向和轴同时承受径向和轴向载荷，或单独承向载荷，或单独承受轴向载荷。受轴向载荷。 一般成对使用。一般成对使用。基本额定动载荷基本额定动载荷 1 11.41.4极限转速比高极限转速比高圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 3 33000圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 30003000圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 3 3特点：特点： 同时承受较大的径向同时承受较大的径向

42、和轴向载荷，或单独承受和轴向载荷，或单独承受轴向载荷。轴向载荷。 内外圈可分离、分别内外圈可分离、分别安装，安装时需调整游隙；安装，安装时需调整游隙；一般成对使用。一般成对使用。基本额定动载荷基本额定动载荷 1.51.52.52.5极限转速比中极限转速比中推力球轴承推力球轴承 5 55000推力球轴承推力球轴承 50005000推力球轴承推力球轴承 5 5特点：特点： 只能承受轴向只能承受轴向载荷，具有最小轴载荷，具有最小轴向载荷限制；高速向载荷限制；高速时离心力大，钢球时离心力大，钢球与保持架磨损、发与保持架磨损、发热严重，寿命低。热严重，寿命低。基本额定动载荷基本额定动载荷1 1极限转速比

43、低极限转速比低轴承的调心作用轴承的调心作用轴承代号基本代号类型代号轴承代号基本代号类型代号滚动轴承尺寸系列代号示意图滚动轴承尺寸系列代号示意图内径内径内径内径轴承代号基本代号内径代号轴承代号基本代号内径代号圆锥孔（锥度圆锥孔（锥度1:12)1:12)调心球轴承调心球轴承10000 K10000 K型型 外圈上开有安置止动环的矩形槽（外圈上开有安置止动环的矩形槽（N N）的深沟球轴承；的深沟球轴承； 装了止动环后可装了止动环后可简化轴承在轴承座简化轴承在轴承座孔内的轴向定位孔内的轴向定位 带密封圈深沟球轴承带密封圈深沟球轴承 轴承游隙轴承游隙 n轴承的游隙是指在轴承的游隙是指在无载荷时，当一个无

44、载荷时，当一个套圈固定不动，另套圈固定不动，另一个套圈相对于固一个套圈相对于固定套圈由一个极端定套圈由一个极端位置移动到另一个位置移动到另一个极端位置的移动量。极端位置的移动量。疲劳点蚀疲劳点蚀内圈滚道深度点蚀内圈滚道深度点蚀外圈滚道点蚀外圈滚道点蚀滚动体点蚀滚动体点蚀塑性变形塑性变形滚道塑性变形滚道塑性变形外圈滚道塑性变形外圈滚道塑性变形磨损磨损内圈滚道胶合、点蚀、内圈滚道胶合、点蚀、磨粒磨损磨粒磨损外圈滚道胶合（大片）、外圈滚道胶合（大片）、点蚀（小片）点蚀（小片）异物进入轴承，破坏滚动元件间的异物进入轴承，破坏滚动元件间的相对关系，导致滚动体与保持架直相对关系，导致滚动体与保持架直接摩擦

45、而产生烧结接摩擦而产生烧结当量动载荷的计算当量动载荷的计算X、Y径向动载荷系数和轴向动载荷系数径向动载荷系数和轴向动载荷系数（表（表11-7），（），（e）在有振动和冲击时在有振动和冲击时 fp冲击载荷系数（表冲击载荷系数（表11-8）raPXFYF()praPfXFYFe判断因子判断因子e判断计算时是否记及轴向载荷判断计算时是否记及轴向载荷Fa的影响。的影响。Fa/Fre时，时，Fa的影响较小，忽略不计。的影响较小，忽略不计。深沟球轴承和角接触轴承（深沟球轴承和角接触轴承（7000C）的）的e值值随随Fa/C0的增加而增大。的增加而增大。7000AC和和7000B的角接触轴承，公称接触的角接

46、触轴承，公称接触角较大，忽略实际接触角的变化，角较大，忽略实际接触角的变化，e近似某近似某一常数。一常数。圆锥滚子轴承中滚动体与滚道线接触，实际圆锥滚子轴承中滚动体与滚道线接触，实际接触角恒定，接触角恒定，e为定值。为定值。附加轴向载荷的计算附加轴向载荷的计算角接触球轴承和圆锥滚子角接触球轴承和圆锥滚子轴承轴向载荷轴承轴向载荷Fa的计算的计算1、内部轴向力、内部轴向力Fs 表表119 此类轴承常成对使用，反此类轴承常成对使用，反向安装。向安装。2 2、轴向载荷轴向载荷Fa的的计算计算F Fx xF Fs1s1F Fs2s2F Fs2s2F Fx xF Fs1s1F Fs2s2F Fs1s112sxsFFF若2221asssxFFFFF则11asFF12sxsFFF若1112asssxFFFFF则22asFF结论：结论： 1. “放松放松”轴承的轴向力等于其内部轴向力；轴承的轴向力等于其内部轴向力； 2. “压紧压紧”轴承的轴向力等于外力的代数和。轴承的轴向力等于外力的代数和。角接触球轴承和圆锥滚子轴承角接触球轴承和圆锥滚子轴承轴向载荷轴向载荷F Fa a的计算的计算轴向载荷轴向载荷F Fa a的计算的计算方法一：的计算的计算方法一： 先通过派生轴向力及外加载荷的计算与分先通过派生轴向力及外加载荷的计算与分析，判定被析，判定被“放松放松”或被或被“压紧压紧”的轴承；的轴承； 然