《机械基础》课件-第13章轴承

机械基础授课教师:XXX

授课日期:2020年X月X日第13章轴承学习目标了解轴承的分类及用途。熟悉滚动轴承的类型、特点及应用。熟悉滚动轴承的代号及选择原则。了解滚动轴承的配合及装拆方法。了解滑动轴承的特点、主要结构和应用。了解滑动轴承的轴瓦结构、失效形式及常用材料。13.1轴承概述轴承概述轴承可用于支承机器中作回转运动或摆动运动的构件，是一种最常用的机械零件。可分为以下两大类。其可以使回转件或摆动件保持一定的旋转精度，承受这些零件作用的载荷，减少这些零件作回转运动时由于摩擦带来的功率损失和摩擦表面的磨损。按轴承元件摩擦表面的运动情况，轴承1．滚动轴承图所示为减速器中所应用的滚动轴承，当用滚动轴承支承轴时，轴安装在轴承孔内，轴运转时，轴与轴承内圈同步转动，轴承内圈与滚动体、外圈与滚动体之间作的是相对滚动。轴承概述2．滑动轴承图所示为滑动轴承实物，当用滑动轴承支承轴时，轴颈表面与滑动轴承内孔表面之间作的是相对滑动，因而，其属于滑动摩擦。13.2滚动轴承的主要类型、特点及应用滚动轴承的结构和材料1．滚动轴承的结构如图所示，滚动轴承一般由外圈1、内圈2、滚动体3和保持架4组成。2．常用滚动体的类型如图所示，常用的滚动体按其外形分为球、圆柱滚子、圆锥滚子、球面滚子和滚针。3．滚动轴承的材料由于滚动体与内外圈之间是点或线接触，接触应力较大。因此，滚动体与内外圈均用强度高、耐磨性好、接触疲劳强度高的的滚动轴承钢（如GCr15、GCr15SiMn等）制造，经热处理后，硬度一般为60~65HRC，工作表面需经过磨削和抛光。滚动轴承的分类1．按滚动体的形状分类（1）球轴承常用滚动体如图所示，滚动体为球体的轴承称为球轴承。（2）滚子轴承滚动体为圆柱或圆锥体的轴承都称为滚子轴承。2．按承载方向分类（1）向心轴承向心轴承主要承受径向载荷1）径向接触轴承：主要承受径向载荷，也可承受较小的轴向载荷2）角接触向心轴承：能同时承受径向载荷和轴向载荷的联合作用滚动轴承的分类有的向心轴承不能承受轴向载荷，只能承受径向载荷。（2）推力轴承推力轴承只能或主要承受轴向载荷，其分类如下。1）轴向推力轴承：只能承受轴向载荷，如推力圆柱滚子轴承等。2）角接触推力轴承：主要承受轴向载荷，也可承受较小的径向载荷，如推力调心滚子轴承等。滚动轴承的分类3．按调心性分类按轴承工作时能否调心，可以将滚动轴承分为以下两种。（1）刚性轴承刚性轴承指轴承的内外圈轴线之间允许偏斜角很小或为零。（2）调心轴承调心轴承指轴承的内外圈轴线之间的允许偏斜角较大。滚动轴承常用的类型和特性滚动轴承的主要类型和特性见表。滚动轴承常用的类型和特性滚动轴承的主要类型和特性见表。滚动轴承常用的类型和特性滚动轴承的主要类型和特性见表。滚动轴承常用的类型和特性滚动轴承的主要类型和特性见表。滚动轴承的失效由于滚动轴承中的各滚动体与外圈和内圈之间都是滚动摩擦，其失效形式主要发生在各元件的接触面上。失效形式一般为磨损、疲劳点蚀、塑性变形。1．磨损在开式传动或润滑不良的条件下，滚动体的表面与内、外圈滚道的工作面会产生磨损。2．疲劳点蚀轴承元件在循环变化的接触载荷和接触应力的作用下工作一段时间后，滚动体和内外圈滚道表面将产生疲劳点蚀，使轴承出现较强烈的振动和噪声。3．塑性变形低速轴承和间隙摆动轴承，一般不会产生疲劳点蚀破坏，但在过大的冲击载荷或静载荷下，滚道和滚动体会出现不均匀的永久塑性变形和凹坑，增大摩擦，降低运转精度。13.3滚动轴承的代号及类型选择滚动轴承的代号GB/T272—1993规定了滚动轴承代号的表示方法。国家标准中规定，使用字母加数字来描述滚动轴承的类型、尺寸、公差等级和结构特点。轴承的代号通常都打印在轴承的端面上。滚动轴承的代号组成见表。滚动轴承的代号1．基本代号基本代号表示轴承的基本类型、结构和尺寸，是轴承代号的基础。基本格式如下。（1）内径代号右起第一、第二位数字表示轴承内径，其表示方法见表。（2）尺寸系列代号直径系列代号和宽（高）度系列代号统称为尺寸系列代号。直径系列代号表示同一内径，不同外径的轴承系列。滚动轴承的代号2．前置代号前置代号在基本代号的左面，用字母表示，是用以说明成套轴承的分部件特点的补充代号。3．后置代号后置代号在基本代号的右面，表示轴承内部结构、密封防尘与套圈变型、保持架及其材料、轴承材料、公差等级、游隙组别、配置安装代号等要求。滚动轴承类型的选择1．滚动轴承类型的选择原则选择滚动轴承类型时主要考虑如下原则。（1）载荷条件载荷条件是指载荷的方向、大小和性质，该条件是选择轴承类型的重要依据。（2）转速条件球轴承的极限转速高于滚子轴承，因此在高速以及要求有较高的运转精度时宜选用球轴承。（3）调心和安装要求当轴的支点跨度较大、工作中弯曲变形较大或两轴承座孔的同轴度较差时，应选用内外圈有较大相对角位移的调心轴承。（4）安装、调整条件（5）成本条件一般情况下，球轴承比滚子轴承的价格便宜。同型号轴承，精度越高，价格越昂贵。滚动轴承类型的选择2．选择滚动轴承类型时要注意的问题（1）成对使用圆锥滚子轴承（30000型）和角接触球轴承（70000型）（2）成对使用自动调心轴承（10000型、20000型）在轴的一个支点采用自动调心轴承，则在轴的另一个支点上也采用自动调心轴承，否则轴承就不能起到调心作用。（3）多支点细长轴对于多支点上的细长轴，各支点都应采用自动调心轴承。滚动轴承的配合滚动轴承的周向固定是通过选择适当的配合来实现的。由于滚动轴承是标准件，所以其内圈与轴颈的配合采用基孔制，外圈与座孔的配合采用基轴制。转动圈整圈受载，配合应选紧些，固定圈局部受载，为使工作时受载部位有所变化以提高寿命，配合应松一些。载荷大、转速高、工作温度高时采用紧一些的配合，经常装拆或游动圈则采用较松的配合。一般机械，轴颈的公差常取n6、m6、k6、js6，座孔的公差常取J6、J7、H7和G7。滚动轴承的装拆滚动轴承的装配方法可以采用铜锤轻打或压力机压入的方法，也可以采用温差法将轴承加热，在其内径增大后立即安装在轴颈上。滚动轴承的拆卸可用压力机或顶拔器拆卸。13.4滑动轴承的类型及结构向心滑动轴承向心滑动轴承一般由壳体、轴承（轴瓦）和润滑装置组成。按照结构拆装和调心的需要，向心滑动轴承分为整体式、剖分式和调心式等。1．整体式滑动轴承图所示为一种常见的整体式径向滑动轴承。轴承座通常采用钢铁材料制作，轴承套采用减摩性好的材料制作，轴承套镶入轴承座中，轴套上开有油孔及油槽，以便将润滑油输入至摩擦面上。向心滑动轴承2．剖分式滑动轴承图所示为剖分式滑动轴承。将轴承分割成上、下两部分，上半部称为“轴承盖”，下半部称为“轴承座”。轴承座和轴瓦均采用剖分结构，剖分面可以是水平的，也可以是倾斜的，最好与载荷方向近于垂直。轴承座分成轴承盖和轴承座分成两部分，用双头螺柱连接在一起，为定位方便和防止工作时的错动，轴承盖和轴承座的接合面常作成阶梯形。向心滑动轴承3．自动调心式滑动轴承若轴承宽度较大（宽径比B/d＞1.5）时，常把轴瓦的支承面作成球面，与轴承盖及轴承座的球状内表面相配合，如图所示。当轴有弯曲变形或两轴承座的轴线不对中时，轴瓦能自动调心。推力滑动轴承用来承受轴向载荷的滑动轴承称为推力滑动轴承，如图所示。它由轴承座1、衬套2、轴瓦3和推力轴瓦4组成。为了使推力轴瓦工作表面受力均匀，推力轴承底部作成球面，用销钉5来防止轴瓦随轴转动。推力滑动轴承按推力滑动轴承轴颈支承面的形式不同，分为实心、环形和多环形三种。图所示为实心端面推力轴承，结构最简单，但由于止推面上半径大的部位的线速度小于半径小的部位，因而止推面半径大的部位磨损严重，可能出现间隙，因而该处的压力较小；而靠近轴心处的磨损小，因而压强最高。13.5滑动轴承的轴瓦结构、失效形式及常用材料轴瓦的整体结构滑动轴承的轴瓦（也称轴套）是直接与轴接触、承受载荷的重要元件。其结构和材料的性能决定了滑动轴承的使用性能。1．整体式轴瓦整体式轴瓦与整体式滑动轴承轴颈配合，又称为轴套。按材料和制造方法不同分为整体轴套（图13-18a）和卷制轴套（图13-18b）两种。轴瓦的整体结构2．剖分式轴瓦轴瓦由上下两半组成，称为剖分式轴瓦（图13-19）。大型滑动轴承，为了便于运输、装配和调整，一般采用分块式轴瓦（图13-20）。供油孔、油槽和油室1．供油孔供油孔的作用是向滑动轴承摩擦表面提供润滑油。为使润滑油均匀地流到轴承工作表面，对宽径比较大的轴承，可在轴套或轴瓦内表面开设油沟和油室。轴套或轴瓦上油孔、油沟的位置和形状影响轴承的工作能力和寿命。2．油槽为使润滑油均布于轴瓦工作表面，常用油槽结构，可采用图13-21所示的分布形式。轴瓦上的纵向油槽也可开在轴瓦剖分面上。供油孔、油槽和油室3．油室对于液体动压润滑轴承,在轴承的摩擦表面还要开有油室，如图13-22所示，其作用是贮油和稳定供油，使润滑油沿轴承的轴向均匀分布。滑动轴承的失效形式轴瓦（包括轴套、轴承衬）是轴承中直接与轴颈接触的重要零件，其主要失效形式是轴承的摩擦表面的磨损、胶合（俗称烧瓦）与疲劳损坏，以及用双层或三层金属制作的轴瓦的轴承衬的脱落。因此轴瓦的材料应具备摩擦磨损小，有足够的强度和一定的塑性、耐蚀、抗胶合、导热性好等性能。滑动轴承的常用材料1．金属材料1）轴承合金：又称巴氏合金，是锡、铅、锑、铜的合金统称，可分为锡基和铅基两种。2）铜合金：主要是铜与锡、铅或铝的合金，分别称为锡青铜、铅青铜、铝青铜。3）粉末冶金材料：又称金属陶瓷，由金属粉末经制粉、定型、烧结等工艺制成