第十八章 滚动轴承

1、18.1 概述概述滚动支承设计内容：滚动支承设计内容： 1.轴承本身设计：正确选用轴承的类型和尺寸轴承本身设计：正确选用轴承的类型和尺寸 2.轴承组合设计：安装、调整、润滑、密封等的轴承组合设计：安装、调整、润滑、密封等的设计设计学习本章的目的主要解决三个问题：学习本章的目的主要解决三个问题：18.1.1 构造构造18.1.2 材料材料内、外圈和滚动体用轴承铬钢制造，常用温度不高于内、外圈和滚动体用轴承铬钢制造，常用温度不高于120保持架：冲压式：低碳钢板制成；实体式：铜合金等。保持架：冲压式：低碳钢板制成；实体式：铜合金等。18.1.3 优缺点优缺点优点：优点： 1.起动灵敏、效率高；起动灵

2、敏、效率高； 2.运动精度高运动精度高 ； 3.轴向尺寸紧凑；轴向尺寸紧凑； 4.润滑简便；润滑简便； 5.宜互换。宜互换。缺点：缺点： 1.抗冲击性能差；抗冲击性能差； 2.工作时有噪声；工作时有噪声； 3.径向尺寸大。径向尺寸大。应用场合：应用场合：中速、中载和一般工作中速、中载和一般工作条件下运转的机器中广泛应用。条件下运转的机器中广泛应用。18.2 18.2 滚动轴承的类型及选择滚动轴承的类型及选择1.按承载方向和按承载方向和分为：分为：滚动体与套圈接触处的法线滚动体与套圈接触处的法线与轴承的径向平面之间的与轴承的径向平面之间的夹角夹角 ，称为公称接触角。，称为公称接触角。向心轴承向心

3、轴承：045，主要承受径向载荷；，主要承受径向载荷；径向接触轴承径向接触轴承0 的向心轴承；的向心轴承；向心角接触轴承向心角接触轴承 045的向心轴承；的向心轴承；推力轴承推力轴承： 45 90 ，主要承受轴向载荷；，主要承受轴向载荷；轴向接触轴承轴向接触轴承90的推力轴承的推力轴承推力角接触轴承推力角接触轴承 45FS2 FS1+FA=FS2+FS2FS2=FS1+FAFS211SaFF ASSSaFFFFF 1222FS1FS2FAFS1ASSSaFFFFF 211122SaFF 2) FS1+FAFS2计算角接触轴承轴向载荷的方法：计算角接触轴承轴向载荷的方法： 1） 根据轴承所受轴向外

4、载荷和轴承附加轴向力的根据轴承所受轴向外载荷和轴承附加轴向力的合力指向，找出被合力指向，找出被“压紧压紧”和被和被“放松放松”的轴承；的轴承；2） 被被“压紧压紧”轴承所受的轴向力等于除自身以外轴承所受的轴向力等于除自身以外其它轴向力的向量和；其它轴向力的向量和；3) 被被“放松放松”轴承的所受的轴向力等于自身的附轴承的所受的轴向力等于自身的附加轴向力。加轴向力。选择轴承的类型和直径系列选择轴承的类型和直径系列按轴径确定轴承内径按轴径确定轴承内径滚动轴承选择的一般过程滚动轴承选择的一般过程对没有严格要求的轴承对没有严格要求的轴承可不进行承载能力验算可不进行承载能力验算END进行承系能力验算进行

5、承系能力验算合格合格不合格不合格对有较严格要求的轴承对有较严格要求的轴承滚动轴承尺寸选择的过程滚动轴承尺寸选择的过程由力分析确定轴承所承受的由力分析确定轴承所承受的Fr与与Fa计算当量动载荷计算当量动载荷P=fP(XFr+YFa)明确轴承的工作转速明确轴承的工作转速n与预计寿命与预计寿命L10计算轴承应满足的基本额定动载荷计算轴承应满足的基本额定动载荷PnLC /16101060 由轴承样本（手册）查取合适的轴承由轴承样本（手册）查取合适的轴承18.9 滚动轴承的组合结构设计滚动轴承的组合结构设计18.9.1 滚动轴承轴系支点固定的结构型式滚动轴承轴系支点固定的结构型式滚动轴承的固定方式取决条

6、件：滚动轴承的固定方式取决条件： 1） 是否传递轴向载荷是否传递轴向载荷 2） 轴承的类型轴承的类型 3） 是游动支承还是固定支承是游动支承还是固定支承一、一、 轴承组合的轴向固定轴承组合的轴向固定1.单个轴承的内圈常用的轴向固定单个轴承的内圈常用的轴向固定轴肩定位轴肩定位套套筒筒定定位位滚滚动动轴轴承承的的定定位位方方式式弹弹性性挡挡圈圈定定位位滚滚动动轴轴承承的的定定位位方方式式螺螺母母定定位位滚滚动动轴轴承承的的定定位位方方式式轴轴承承座座端端盖盖定定位位滚滚动动轴轴承承的的定定位位方方式式2.单个轴承的外圈常用的轴向固定单个轴承的外圈常用的轴向固定二、滚动轴承拆装二、滚动轴承拆装轴或座

7、孔凸肩的圆角半径必须小于相应的轴承座圈轴或座孔凸肩的圆角半径必须小于相应的轴承座圈的圆角半径，的圆角半径， 轴肩高度不能大于内圈高度。轴肩高度不能大于内圈高度。 三、支承结构的基本形式三、支承结构的基本形式1.两端单向固定两端单向固定两支点距离小于两支点距离小于400mm的短轴或在工作中温升较的短轴或在工作中温升较小的轴。小的轴。 2.一端双向固定，一端游动一端双向固定，一端游动轴的支承跨距较大或工作时温升较高。轴的支承跨距较大或工作时温升较高。固定端固定端游动端游动端3.两端游动两端游动 要求左右游动的轴。要求左右游动的轴。18.9.2 滚动轴承的配合滚动轴承的配合轴承内圈与轴采用基孔制配合

8、轴承内圈与轴采用基孔制配合轴承外圈与支座孔采用基轴制配合轴承外圈与支座孔采用基轴制配合18.9.3 提高轴系刚度的措施提高轴系刚度的措施 18.9.3 提高轴系刚度的措施提高轴系刚度的措施滚子轴承比球轴承刚度好，双列比单列轴承刚度好。滚子轴承比球轴承刚度好，双列比单列轴承刚度好。1.选择合理的轴承类型选择合理的轴承类型2.合理安排轴承的组合方式合理安排轴承的组合方式面对面安装面对面安装背对背安装背对背安装 3.轴承预紧轴承预紧预紧增加轴承刚度，提高旋转精度，延长轴承寿命。预紧增加轴承刚度，提高旋转精度，延长轴承寿命。预紧主要用在角接触球轴承和推力球轴承上，有时预紧主要用在角接触球轴承和推力球轴

9、承上，有时也用于圆锥滚子轴承中。也用于圆锥滚子轴承中。预紧的方法预紧的方法 定位预紧定位预紧 定压预紧定压预紧18.10 滚动轴承的润滑和密封滚动轴承的润滑和密封18.10.1 滚动轴承的润滑滚动轴承的润滑18.10.2 滚动轴承的密封滚动轴承的密封 对于一根轴上两个支承的座孔，必须尽可能地保持对于一根轴上两个支承的座孔，必须尽可能地保持同心。最好的办法是采用整体结构的外壳，并把两轴同心。最好的办法是采用整体结构的外壳，并把两轴承孔一次镗出；承孔一次镗出； 正确选择轴承的配合，保证轴承正常运转，防止内正确选择轴承的配合，保证轴承正常运转，防止内圈与轴、外圈与外壳孔在工作时发生相对转动；圈与轴、

10、外圈与外壳孔在工作时发生相对转动； 在安装轴承的过程中，应确保实施安装轴承的力在安装轴承的过程中，应确保实施安装轴承的力不作用的滚动体上，否则将使轴承损坏；不作用的滚动体上，否则将使轴承损坏； 对轴承适当地预紧，以此提高轴承的旋转精度，对轴承适当地预紧，以此提高轴承的旋转精度，增加轴承装置的刚度、减小机器工作时轴的振动。增加轴承装置的刚度、减小机器工作时轴的振动。在进行滚动轴承的安装设计时，应注意以下问题：在进行滚动轴承的安装设计时，应注意以下问题： 应尽量保证轴及轴承座有足够的刚度，以避免过大应尽量保证轴及轴承座有足够的刚度，以避免过大的变形使滚动体受阻滞的变形使滚动体受阻滞 而使轴承提前损

11、坏；而使轴承提前损坏；超低温液氢泵用混合式陶瓷轴承超低温液氢泵用混合式陶瓷轴承滚动轴承的应用滚动轴承的应用1883年德国的年德国的Fischer先生发明了磨先生发明了磨制钢球的球磨机并创建制钢球的球磨机并创建FAG公司以公司以来，伴随着滚动轴承工业的诞生和来，伴随着滚动轴承工业的诞生和发展，发展，FAG的产品在几乎所有可能的产品在几乎所有可能的领域内得到了充分的认证并一直的领域内得到了充分的认证并一直扮演着十分重要的角色，扮演着十分重要的角色， 滚动轴承的应用滚动轴承的应用滚动轴承的应用滚动轴承的应用 瑞典瑞典SKFSKF公司新一代公司新一代SKFSKF球面滚子轴承球面滚子轴承-Explore

12、rExplorer“探索者探索者”系列的性系列的性能，远远超过能，远远超过ISOISO国际标准国际标准的计算方法，而的计算方法，而ISOISO亦无法亦无法恰当地预测其预期寿命恰当地预测其预期寿命 轴承如此经久耐用，它轴承如此经久耐用，它将改变工业设备的维修计划。将改变工业设备的维修计划。滚动轴承的应用滚动轴承的应用滚动轴承的应用滚动轴承的应用这种轴承由薄壁冲压外圈、保持架和整组的滚针组这种轴承由薄壁冲压外圈、保持架和整组的滚针组成，其剖面高度极小，可节约空間，尤其适用于壳成，其剖面高度极小，可节约空間，尤其适用于壳体孔不宜作为滚道的场所。体孔不宜作为滚道的场所。滚动轴承的应用滚动轴承的应用铁路车辆的行车速度不断提高，就要求配套的轴承也要达铁路车辆的行车速度不断提高，就要求配套的轴承也要达到行车安全的技术指标，图中为铁路机车轮对准高速轴承到行车安全的技术指标，图中为铁路机车轮对准高速轴承NV2232WB/YB2，速度为，速度为160-180km/h，寿命，寿命100万公里。万公里。 滚动轴承的应用滚动轴承的应用图中为图中为6317绝缘轴承，用于防静电的技术领域。绝缘轴承，用于防静电的技术领域。工程应用工程应用圆锥滚子轴承在减速器轴上的