第三篇机械传动课件.ppt

1、滚动轴承与滑动轴承的对照表滚动轴承与滑动轴承的对照表 概概 述述 一、滚动轴承的构造一、滚动轴承的构造 外圈、外圈、 内圈、内圈、 滚动体、滚动体、 保持架保持架 滚动体的形状滚动体的形状 二、滚动轴承的材料二、滚动轴承的材料、内圈、外圈和滚动体、内圈、外圈和滚动体强度高，耐磨性好的铬锰高碳强度高，耐磨性好的铬锰高碳刚，如，刚，如，、保持架、保持架较软的材料，如低碳钢、铜合较软的材料，如低碳钢、铜合金、铝合金、工程塑料等金、铝合金、工程塑料等三、滚动轴承的特点三、滚动轴承的特点 、优点：、优点：).).摩擦小，效率高摩擦小，效率高, ,启动力矩小启动力矩小).).径向游隙小，运转精度高径向游隙

2、小，运转精度高).).宽度小，结构紧凑宽度小，结构紧凑).).大多可受轴向和径向载荷，结构简单大多可受轴向和径向载荷，结构简单).).消耗的润滑剂少，便于密封，易于维护消耗的润滑剂少，便于密封，易于维护).).不需要有色金属不需要有色金属).).标准件，成本低标准件，成本低、缺点：、缺点：).).承受冲击载荷能力差承受冲击载荷能力差).).高速重载时寿命较低高速重载时寿命较低).).振动噪音较大振动噪音较大).).径向尺寸大径向尺寸大滚动轴承与滑动轴承的对照表滚动轴承与滑动轴承的对照表=00454590=90(a)(b)(c)(d) 滚动轴承的类型与选择滚动轴承的类型与选择 一、滚动轴承的主要

3、类型与特点一、滚动轴承的主要类型与特点 接触角接触角 ：滚动轴承中套圈与滚动体接触处的法线和垂：滚动轴承中套圈与滚动体接触处的法线和垂直于轴心线的平面间的夹角称为公称接触角直于轴心线的平面间的夹角称为公称接触角向心轴承向心轴承 径向力径向力 向心角接触轴承向心角接触轴承 推力角接触轴承推力角接触轴承 推力轴承推力轴承 径向力（主要）径向力（主要）轴向力轴向力 径向力径向力轴向力轴向力 （主要）（主要）轴向力轴向力 滚子轴承滚子轴承承载能力高，极限转速低承载能力高，极限转速低 按滚动体形状：按滚动体形状： 球球 轴承轴承 承载能力低，极限转速高承载能力低，极限转速高常用滚动轴承的类型常用滚动轴承

4、的类型表表二、常用的标准滚动轴承二、常用的标准滚动轴承 深深沟沟球球轴轴承承圆圆柱柱滚滚子子轴轴承承角角接接触触球球轴轴承承调调心心球球轴轴承承滚滚针针轴轴承承圆圆锥锥滚滚子子轴轴承承推推力力球球轴轴承承推推力力滚滚子子轴轴承承主要承受径向载荷，也可以同时承受不大的轴向载荷。当量摩擦主要承受径向载荷，也可以同时承受不大的轴向载荷。当量摩擦系数最小。在高转速时，可用来承受纯轴向载荷。工作中允许内、系数最小。在高转速时，可用来承受纯轴向载荷。工作中允许内、外圈轴线偏斜量外圈轴线偏斜量 ，与其它类型的轴承相比，应用最普遍，价，与其它类型的轴承相比，应用最普遍，价格也最低。格也最低。 内圈（或外圈）可

5、以分离，故不能承受轴向载荷。滚子由内圈内圈（或外圈）可以分离，故不能承受轴向载荷。滚子由内圈（或外圈）的挡边轴向定位，工作时允许内、外圈有少量的轴向错（或外圈）的挡边轴向定位，工作时允许内、外圈有少量的轴向错动。圆柱滚子轴承有较大的径向承载能力，但内外圈轴线的允许偏动。圆柱滚子轴承有较大的径向承载能力，但内外圈轴线的允许偏斜量很小（斜量很小（ ），因此，此类轴承不宜承受偏载。），因此，此类轴承不宜承受偏载。可以同时承受径向载荷及轴向载荷，也可以单独承受轴向载荷。能可以同时承受径向载荷及轴向载荷，也可以单独承受轴向载荷。能在较高转速下正常工作。由于一个轴承只能承受单向的轴向力，因在较高转速下正常

6、工作。由于一个轴承只能承受单向的轴向力，因此此, ,一般成对使用。承受轴向载荷的能力由接触角一般成对使用。承受轴向载荷的能力由接触角决定。接触角决定。接触角大的，承受轴向载荷的能力也高，常用角接触轴承的接触角有：大的，承受轴向载荷的能力也高，常用角接触轴承的接触角有：、和和。 可以同时承受径向载荷及轴向载荷。外圈可分离，安装时可调整可以同时承受径向载荷及轴向载荷。外圈可分离，安装时可调整轴承的游隙。一般成对使用。对于接触角为轴承的游隙。一般成对使用。对于接触角为 的圆锥滚子轴承的圆锥滚子轴承( (型型),),以承受径向载荷为主以承受径向载荷为主; ;对于大接触角对于大接触角()的圆锥滚子轴承的

7、圆锥滚子轴承（型）（型）, ,以承受轴向载荷为主。以承受轴向载荷为主。 外圈滚道表面是以轴承中点为中心，故能自动调心，允许内圈外圈滚道表面是以轴承中点为中心，故能自动调心，允许内圈（轴）对外圈（外壳）轴线有小量偏斜（轴）对外圈（外壳）轴线有小量偏斜( () )。有少量轴。有少量轴向限位能力，但一般不宜承受纯轴向载荷。向限位能力，但一般不宜承受纯轴向载荷。 在同样内径的条件下，与其它类型轴承相比，滚针轴承外径最在同样内径的条件下，与其它类型轴承相比，滚针轴承外径最小。内圈（或外圈）可以分离，故不能承受轴向载荷，工作时允许小。内圈（或外圈）可以分离，故不能承受轴向载荷，工作时允许内、外圈有少量的轴

8、向错动。有较大的径向承载能力。内、外圈有少量的轴向错动。有较大的径向承载能力。只能承受轴向载荷。为了防止钢球与滚道之间的滑动，工作时只能承受轴向载荷。为了防止钢球与滚道之间的滑动，工作时必须加一定的轴向载荷。高速时离心力大，钢球与保持架摩擦，必须加一定的轴向载荷。高速时离心力大，钢球与保持架摩擦，发热严重，寿命降低，故极限转速很低。工作时必须保持轴线与发热严重，寿命降低，故极限转速很低。工作时必须保持轴线与轴承座底面垂直，载荷必须与轴线重合，以保证钢球载荷的均匀轴承座底面垂直，载荷必须与轴线重合，以保证钢球载荷的均匀分配。该类轴承可分为单列推力球轴承和双列推力球轴承。单列分配。该类轴承可分为单

9、列推力球轴承和双列推力球轴承。单列推力球轴承只能承受单方向的推力，而双列推力球轴承可以承受推力球轴承只能承受单方向的推力，而双列推力球轴承可以承受双向推力。双向推力。 推力圆柱滚子轴承可以用于承受单向的轴向载荷，它比推力推力圆柱滚子轴承可以用于承受单向的轴向载荷，它比推力球轴承的轴向承载能力大得多。并且刚性大，占用轴向空间小。球轴承的轴向承载能力大得多。并且刚性大，占用轴向空间小。推力圆柱滚子轴承适用于转速低的场合。推力圆柱滚子轴承与推推力圆柱滚子轴承适用于转速低的场合。推力圆柱滚子轴承与推力调心滚子轴承、推力圆锥滚子轴承和推力滚针轴承常统称为推力调心滚子轴承、推力圆锥滚子轴承和推力滚针轴承常

10、统称为推力滚子轴承。力滚子轴承。三、滚动轴承类型的选择三、滚动轴承类型的选择 工作载荷、转速、支承刚性、安装精度工作载荷、转速、支承刚性、安装精度 ） 高，载荷小，旋转精度高高，载荷小，旋转精度高 球轴承球轴承 低，载荷大，或冲击载荷低，载荷大，或冲击载荷 滚子轴承滚子轴承 、考虑轴承的转速、考虑轴承的转速一般来讲，球轴承比滚子轴承能适应更高的转速，轻系列的一般来讲，球轴承比滚子轴承能适应更高的转速，轻系列的轴承比重系列的轴承能适应更高的转速；此外，各类推力轴承的轴承比重系列的轴承能适应更高的转速；此外，各类推力轴承的极限转速很低，不易用于高转速的情况。极限转速很低，不易用于高转速的情况。）

11、要求要求极限转速极限转速 、较高较高 较低较低角接触球轴承类（较高时）角接触球轴承类（较高时）同时受和均较大时）同时受和均较大时圆锥滚子轴承类（较低时）圆锥滚子轴承类（较低时）较大，较小时较大，较小时较大，较小时较大，较小时深沟球轴承深沟球轴承深沟球轴承推力球轴承深沟球轴承推力球轴承 推力角接触轴承推力角接触轴承）主要受）主要受 向心轴承向心轴承主要受，不高时主要受，不高时推力轴承推力轴承、考虑轴承的承受载荷情况、考虑轴承的承受载荷情况 、考虑对轴承尺寸的限制、考虑对轴承尺寸的限制 当对轴承的径向尺寸严格限制时，可选用滚针轴承；当对轴承的径向尺寸严格限制时，可选用滚针轴承； 、便于装拆和间隙调

12、整、便于装拆和间隙调整内、外圈不分离的轴承内、外圈不分离的轴承、 、两类轴承应成对使用，对称安装、两类轴承应成对使用，对称安装、旋转精度较高时、旋转精度较高时较高的公差等级和较小的游隙较高的公差等级和较小的游隙、优先考虑用普通公差等级的深沟球轴承、优先考虑用普通公差等级的深沟球轴承、轴的刚性较差，轴承孔不同心、轴的刚性较差，轴承孔不同心调心轴承调心轴承 前置代号前置代号（字母）（字母）基本代号（数字、字母）基本代号（数字、字母）后置代号后置代号 ( (字母数字字母数字) )五五 四四 三三 二二 一一轴轴承承分分部部件件代代号号 内内径径代代号号 宽宽度度系系列列代代号号 直直径径系系列列代代

13、号号 类类型型代代号号 其其他他代代号号 公公差差等等级级代代号号 特特殊殊轴轴承承材材料料代代号号 保保持持架架及及材材料料代代号号 密密封封与与防防尘尘代代号号 内内部部结结构构代代号号 游游隙隙代代号号 滚动轴承的代号滚动轴承的代号 一、滚动轴承的代号一、滚动轴承的代号 、基本代号、基本代号 （）轴承类型（）轴承类型 深沟球轴承深沟球轴承圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承角接触球轴承角接触球轴承调心球轴承调心球轴承圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承推力球轴承推力球轴承基本代号右起五位基本代号右起五位 （）尺寸系列（）尺寸系列 基本代号右起三、四位基本代号右起三、四位 宽度系列宽度系列右起第四位右起第四位 系

14、列（正常宽度）可省略系列（正常宽度）可省略 有时系列也可省略有时系列也可省略数字数字 尺寸系列直径系列直径系列右起第三位右起第三位 数字数字 （）轴承的内径（）轴承的内径右起一二位数字右起一二位数字 ) , , , 时时 代号代号 ) 时时代号代号() ) 时，因金属组织硬度和润滑条件等的变化，时，因金属组织硬度和润滑条件等的变化，轴承的基本额定动载荷有所下降轴承的基本额定动载荷有所下降引入温度系数引入温度系数 轴承工轴承工作温度作温度温度系温度系数数 61060htLnfPCC当、已知，预期寿命为当、已知，预期寿命为 ，则要求选取的轴承的额定动载荷为则要求选取的轴承的额定动载荷为选轴承型号和

15、尺寸选轴承型号和尺寸 例例: :一农用水泵，决定选用深沟球轴承，轴颈直径，转速，已一农用水泵，决定选用深沟球轴承，轴颈直径，转速，已知轴承承受的径向载荷知轴承承受的径向载荷, ,外部轴向载荷，预期寿命为，载荷系数外部轴向载荷，预期寿命为，载荷系数 . .试选择轴承的型号。试选择轴承的型号。 四、角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向载荷的计算四、角接触球轴承和圆锥滚子轴承的轴向载荷的计算 ）派生轴向力大小方向）派生轴向力大小方向 ) )正装（面对面）正装（面对面） 适合于传动零件适合于传动零件位于两支承之间位于两支承之间 ) )反装（背靠背）反装（背靠背）适合于传动零件适合于传动零件处于外伸端处于外

16、伸端开始开始开始开始当轴承受径向载荷时当轴承受径向载荷时, 轴承各轴承各产生径向反力产生径向反力开始开始当轴承受径向载荷时当轴承受径向载荷时, 轴承各轴承各产生径向反力产生径向反力同时产生派生轴向力同时产生派生轴向力开始开始当轴承受径向载荷时当轴承受径向载荷时, 轴承各轴承各产生径向反力产生径向反力同时产生派生轴向力同时产生派生轴向力一般一般 , , 若若,轴向力在平轴向力在平均分配后达到平衡均分配后达到平衡. .则则: : 开始开始当轴承受径向载荷时当轴承受径向载荷时, 轴承各轴承各产生径向反力产生径向反力同时产生派生轴向力同时产生派生轴向力一般一般 , , 若若,轴向力在平轴向力在平均分配

17、后达到平衡均分配后达到平衡. .则则: : 轴上又受到轴向力时轴上又受到轴向力时, ,以轴为以轴为平衡体平衡体左上图左上图 开始开始当轴承受径向载荷时当轴承受径向载荷时, 轴承各轴承各产生径向反力产生径向反力同时产生派生轴向力同时产生派生轴向力一般一般 , , 若若,轴向力在平轴向力在平均分配后达到平衡均分配后达到平衡. .则则: : 轴上又受到轴向力时轴上又受到轴向力时, ,以轴为以轴为平衡体平衡体左下图左下图结论：结论：实际轴向力的计算方法实际轴向力的计算方法）分析轴上派生轴向力和外加轴向载荷，判定被）分析轴上派生轴向力和外加轴向载荷，判定被“压紧压紧”和和“放松放松”的轴承。的轴承。）“

18、压紧压紧”端轴承的轴向力等于除本身派生轴向力外，轴端轴承的轴向力等于除本身派生轴向力外，轴上其他所有轴向力代数和。上其他所有轴向力代数和。）“放松放松”端轴承的轴向力等于本身的派生轴向力端轴承的轴向力等于本身的派生轴向力例例:某减速器轴上装有一对轴承，某减速器轴上装有一对轴承，已查出，判断系数，轴的已查出，判断系数，轴的转速，受力如图，已求出两轴转速，受力如图，已求出两轴承的径向支反力，齿轮的轴承的径向支反力，齿轮的轴向力，载荷系数，试求轴承寿向力，载荷系数，试求轴承寿命为多少小时？命为多少小时？例例.圆锥滚子轴承，受力情况如图，求其当量动载荷各为多少圆锥滚子轴承，受力情况如图，求其当量动载荷

19、各为多少?FRFAa3a4aFA2aa0.5FFRaFAa)b)c)d)2aa五、不稳定载荷和转速下的轴承寿命计算五、不稳定载荷和转速下的轴承寿命计算载荷和转速变化时，根据疲劳累积假说求平均当量转速载荷和转速变化时，根据疲劳累积假说求平均当量转速和平均当量动载荷和平均当量动载荷 求轴承寿命求轴承寿命 kkmananann.2211mkkkmnPanPanPanP.222111)(60106mtmhPCfnL 为当量动载荷为当量动载荷, 为相应的转速为相应的转速 , 为每种工况下运转时间占为每种工况下运转时间占总运转时间的百分比总运转时间的百分比 六、修正额定寿命六、修正额定寿命 运转条件寿命修

20、正系数运转条件寿命修正系数hnahnaLaaaLLaaaL1032110321特殊轴承性能寿命修正系数特殊轴承性能寿命修正系数为计算不同可靠度时轴承的寿命，引入的寿命修正系数为计算不同可靠度时轴承的寿命，引入的寿命修正系数1010110536. 01)9 . 01(lnll滚子轴承）球轴承）(8/9(9/10nleR 滚动轴承的静载荷与极限转速滚动轴承的静载荷与极限转速 一、滚动轴承的静载荷一、滚动轴承的静载荷 、基本额定静载荷、基本额定静载荷: 指轴承最大载荷滚动体与滚道接触中心引起指轴承最大载荷滚动体与滚道接触中心引起以下接触应力时所相当的假想径向载荷或中心轴向载荷以下接触应力时所相当的假

21、想径向载荷或中心轴向载荷当轴承转速很低或作间歇摆动时，轴承的失效形式为塑性变形当轴承转速很低或作间歇摆动时，轴承的失效形式为塑性变形 、当量静载荷、当量静载荷: ）的向心轴承的向心轴承 （ ），）， ）的推力轴承的推力轴承）的向心轴承的向心轴承）的推力轴承的推力轴承 、按静载选择轴承的条件、按静载选择轴承的条件 000PSC 二、滚动轴承的极限转速二、滚动轴承的极限转速 021NffN 轴承实际许用转速为：轴承实际许用转速为： 滚动轴承的极限转速：指轴承在一定工作条件下，达到所滚动轴承的极限转速：指轴承在一定工作条件下，达到所能承受最高热平衡温度时的转速能承受最高热平衡温度时的转速：载荷系数：

22、载荷系数：载荷分布系数：载荷分布系数 滚动轴承的组合结构设计滚动轴承的组合结构设计 一、滚动轴承支承的结构型式一、滚动轴承支承的结构型式 、两端固定支承、两端固定支承 调整垫片调整垫片(a)(b)、类轴承在大端轴向固定、类轴承在大端轴向固定图 13-16(a)(b)图 13-17L1bL2b、一端双向固定，一端游动、一端双向固定，一端游动 、两端游动、两端游动人字齿轮高速主动轴人字齿轮高速主动轴 低速齿轮轴必须两端固定低速齿轮轴必须两端固定 二、滚动轴承的轴向固定二、滚动轴承的轴向固定 内圈与轴：内圈与轴：）开口圆锥）开口圆锥 紧定套圆螺紧定套圆螺 母和母和止动垫圈止动垫圈）轴肩）轴肩）轴用弹

23、性挡圈）轴用弹性挡圈）轴端档圈）轴端档圈 紧固螺钉紧固螺钉）圆螺母）圆螺母 止动垫圈止动垫圈外圈与座孔：外圈与座孔：）孔用弹性挡圈）孔用弹性挡圈）轴承外圈止动槽）轴承外圈止动槽 内嵌入止动环固定内嵌入止动环固定）轴承端盖）轴承端盖）轴承座孔凸肩）轴承座孔凸肩）螺纹环）螺纹环）轴承套环）轴承套环三、支承的刚度和座孔的同心度三、支承的刚度和座孔的同心度 提高支承刚度的措施：提高支承刚度的措施：）增加轴承座孔的壁厚）增加轴承座孔的壁厚）减小轴承支点相对于箱体孔壁的悬臂）减小轴承支点相对于箱体孔壁的悬臂减小悬臂加筋板支点悬臂大）采用加强筋加强支承部位的刚性）采用加强筋加强支承部位的刚性保证轴上两个支承

24、的座孔的同心度的方法保证轴上两个支承的座孔的同心度的方法）整体机座，两轴承座孔一次镗出）整体机座，两轴承座孔一次镗出）如轴上两轴承外径不同）如轴上两轴承外径不同采用套杯结构采用套杯结构四、滚动轴承游隙和轴系轴向位置的调整四、滚动轴承游隙和轴系轴向位置的调整通过带螺纹的零件或端盖下的垫片来调节通过带螺纹的零件或端盖下的垫片来调节轴承的调整：轴承的调整：）轴承游隙的调整）轴承游隙的调整）轴系轴向位置的调整）轴系轴向位置的调整注意：圆锥齿轮和蜗杆必须调整轴系的轴向位置注意：圆锥齿轮和蜗杆必须调整轴系的轴向位置L2b方法：调整套杯端面与轴承座端面间垫片厚度方法：调整套杯端面与轴承座端面间垫片厚度五、滚

25、动轴孔的配合五、滚动轴孔的配合轴承内圈与轴轴承内圈与轴 松松 紧紧， 松松 紧紧，轴承外圈与轴承座孔轴承外圈与轴承座孔DH7dk6轴承座孔公差带G7H7Js7J7n6m6k6j6js600轴承外径公差带轴外径公差带轴承内径公差带基孔制：基孔制：基轴制：基轴制：DH7dk6轴承座孔公差带G7H7Js7J7n6m6k6j6js600轴承外径公差带轴外径公差带轴承内径公差带）与空心轴配合的轴承应取较紧的密合。）与空心轴配合的轴承应取较紧的密合。 滚动轴承配合的选择原则：滚动轴承配合的选择原则：）转动圈比不动圈配合松一些）转动圈比不动圈配合松一些）高速、重载、有冲击、振动时，配合应紧一些，载荷平）高速

26、、重载、有冲击、振动时，配合应紧一些，载荷平稳时，配合应松一些稳时，配合应松一些）旋转精度要求高时，配合应紧一些）旋转精度要求高时，配合应紧一些）常拆卸的轴承或游动套圈应取较松的配合）常拆卸的轴承或游动套圈应取较松的配合六、滚动轴承的预紧六、滚动轴承的预紧预紧的目的预紧的目的常用预紧方法：常用预紧方法：）用垫片和长短隔套预紧）用垫片和长短隔套预紧(a)(b)l+lll+(a)(b)(a)(b)l+lll+(a)(b)）夹紧一对磨窄了的外圈（或内圈）的角接触轴承）夹紧一对磨窄了的外圈（或内圈）的角接触轴承(a)(b)图13-28图13-29(b)(a)(a)(b)图13-28图13-29(b)(

27、a)）夹紧一对圆锥滚子轴承）夹紧一对圆锥滚子轴承）利用弹簧预紧）利用弹簧预紧七、滚动轴承的装拆七、滚动轴承的装拆要求：要求：）压力应直接加于配合较紧的套圈上）压力应直接加于配合较紧的套圈上）不允许通过滚动体传递装拆力）不允许通过滚动体传递装拆力）要均匀施加装拆力）要均匀施加装拆力安装：安装：拆卸：拆卸：轴肩高度应低于轴承轴肩高度应低于轴承内圈高度内圈高度压头压力轴钩爪手柄螺杆螺母八、滚动轴承的润滑八、滚动轴承的润滑 润滑方式：润滑方式：、脂润滑、脂润滑、油润滑、油润滑油浴或飞溅润滑、滴油润滑、喷油润滑、油雾润滑油浴或飞溅润滑、滴油润滑、喷油润滑、油雾润滑、固体润滑、固体润滑九、滚动轴承的密封九、滚动轴承的密封密封的作用密封的作用密封的类型：密封的类型：、接触式密封、接触式密封毡圈密封毡圈密封(a)(b)橡胶密封橡胶密封、非接触式密封、非接触式密封油沟密封油沟密封甩油密封甩油密封(a)(b)曲路密封曲路密封(a)(b)图13-38(a)(b)图13-38、组合式密封、组合式密封1210613991411711284523