機(jī)械基礎(chǔ)(高職高專)第七章軸承

1、第七章 軸承7-1 滑動軸承一、滑動軸承的分類與應(yīng)用二、滑動軸承的結(jié)構(gòu)三、滑動軸承的潤滑7-2 滾動軸承一、滾動軸承的結(jié)構(gòu)二、滾動軸承的類型及選擇三、滾動軸承代號四、滾動軸承的潤滑概述軸承的作用是支承軸,用于確定旋轉(zhuǎn)軸與其他零件相對運(yùn)動位置，起支承或?qū)蜃饔玫牧悴考?具有一定的強(qiáng)度和剛度 具有小的摩擦力矩，使回轉(zhuǎn)件轉(zhuǎn)動靈活 保證軸的回轉(zhuǎn)精度 軸承的作用 軸承的分類（按摩擦性質(zhì)） :滾動軸承和滑動承軸 軸承應(yīng)滿足的基本要求軸承滾動軸承內(nèi)圈和軸之間不允許出現(xiàn)相對運(yùn)動，內(nèi)圈和軸實(shí)際上是通過過盈配合固定在一起，不允許間隙配合。所以將軸承安裝在軸徑上，需要預(yù)先加熱軸承再安裝，冷卻后內(nèi)圈收縮，與軸緊固在一

2、起。滑動軸承軸瓦與軸承座相對固定，軸轉(zhuǎn)動；也有是軸固定，軸瓦轉(zhuǎn)動 按受載方向不同分為徑向軸承（向心軸承）： 承受徑向力推力軸承（止推軸承）：承受軸向力徑向止推軸承（向心推力軸承）：同時承受徑向力和軸向力動壓潤滑靜壓潤滑一、滑動軸承的分類與應(yīng)用7-1 滑動軸承 按潤滑狀態(tài)不同分為非液體潤滑滑動軸承液體潤滑滑動軸承 滑動軸承的摩擦狀態(tài)邊界摩擦：極限狀態(tài)、邊界膜作用液體摩擦：兩表面完全隔開非液體摩擦（混合摩擦）：部分固體凸峰接觸干摩擦：兩表面直接接觸干摩擦液體摩擦邊界摩擦 對于要求低摩擦的摩擦副，液體摩擦是比較理想的的狀態(tài)，維持邊界摩擦或混合摩擦是最低要求 對于要求高摩擦的摩擦副，則希望處于干摩擦狀

3、態(tài)或邊界摩擦狀態(tài) 高速、高精度、重載的場合；如汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)、機(jī)床等 極大型的、極微型的、極簡單的場合；如自動化辦公設(shè)備等 受沖擊與振動載荷的場合；如軋鋼機(jī) 結(jié)構(gòu)上要求剖分的場合；如曲軸軸承 承載能力大，耐沖擊 工作平穩(wěn)，噪音低 結(jié)構(gòu)簡單，徑向尺寸小 滑動軸承的特點(diǎn) 滑動軸承的特點(diǎn)應(yīng)用場合 二、滑動軸承的結(jié)構(gòu)1、徑向滑動軸承的結(jié)構(gòu)）整體式徑向滑動軸承 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉 應(yīng)用：低速、輕載或間歇性工作的機(jī)器中軸承座整體軸套螺紋孔油杯孔磨損后軸頸與軸承孔之間的間隙無法調(diào)整；只能沿軸向裝拆 ）剖分式（對開式）徑向滑動軸承 便于軸的安裝，間隙可調(diào)整，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)用比較廣泛對開式軸承(整

4、體軸套)螺栓軸承蓋軸承座油杯座孔螺母套管上軸瓦下軸瓦對開式軸承(剖分軸套) 剖分面的垂線與徑向力的夾角不得大于35，否則，采用45傾斜剖分式 3）調(diào)心式徑向滑動軸承 特點(diǎn)：軸瓦能自動調(diào)整位置，以適應(yīng)軸的偏斜 調(diào)心式軸承必須成對使用球面配合 當(dāng)軸傾斜時，可保證軸頸與軸承配合表面接觸良好，從而避免產(chǎn)生偏載 主要用于軸的剛度較小，軸承寬度較大的場合2、軸瓦按構(gòu)造分類按材料分類整體式（又稱軸套） 不便于裝拆，可修復(fù)性差 剖分式（對開式）安裝和拆卸方便，可修復(fù) 單材料如黃銅，灰鑄鐵等制成的軸瓦 多材料以鋼、鑄鐵或青銅作軸瓦基體，在其表面澆鑄一層或兩層很薄的減摩材料（稱為軸承襯） 單材料、整體式厚壁鑄造軸

5、瓦多材料、對開式厚壁鑄造軸瓦 軸承襯的厚度很小，通常不超過 6 mm (1) (1) 軸瓦的形式和結(jié)構(gòu)軸瓦的形式和結(jié)構(gòu) 滑動軸承的結(jié)構(gòu)多材料、整體式、薄壁軋制軸瓦多材料、對開式薄壁軋制軸瓦 滑動軸承的結(jié)構(gòu) 滑動軸承的結(jié)構(gòu) (2) (2)軸瓦的定位軸瓦的定位目的：防止軸瓦沿軸向和周向移動。凸緣定位唇軸 瓦圓柱銷軸承座軸瓦一端或兩端做凸緣；定位唇（凸耳）軸向定位方法有：（也可做軸向定位）周向定位方法有：緊定螺釘銷 釘緊定螺釘 滑動軸承的結(jié)構(gòu) (3) (3)油孔、油槽及油室油孔、油槽及油室油孔、油槽開設(shè)原則：單軸向油槽開在非承載區(qū)（在最大油膜厚度處）2）對液體動壓潤滑軸承，油槽應(yīng)開在非承載區(qū)1）油槽

6、沿軸向不能開通，以防止?jié)櫥蛷亩瞬看罅苛魇?）對混合潤滑軸承，油槽應(yīng)盡量延伸到最大壓力區(qū)附近油孔油槽油室為把潤滑油導(dǎo)入軸承的工作面，在軸瓦上開設(shè)油室還起儲油和穩(wěn)定供油的作用，用于大型軸承雙軸向油槽開在非承載區(qū)（在軸承剖分面上） 滑動軸承的結(jié)構(gòu)不完全液體潤滑軸承油槽形式軸向油槽對軸承承載能力的影響 三、滑動軸承的潤滑汽車用滑動軸承故障原因的平均比率1、滑動軸承常見、滑動軸承常見 失效形式失效形式此外還可能出現(xiàn)氣蝕、電侵蝕、流體侵蝕和微動磨損等失效形式 軸承表面的磨粒磨損刮傷疲勞剝落膠合腐蝕 磨損及膠合點(diǎn)蝕及金屬剝落 2、滑動軸承的材料、滑動軸承的材料軸承材料是指軸瓦和軸承襯的材料 減摩性、耐磨性

7、、耐蝕性要好； 抗膠合能力強(qiáng)，導(dǎo)熱性、散熱性好；順應(yīng)性：材料通過表層的彈、塑性變形來補(bǔ)償軸承滑動表面接觸不良 的能力嵌入性：材料容納硬質(zhì)顆粒嵌入，從而減輕軸承滑動的刮傷和磨粒磨損的性能磨合性：軸瓦與軸頸表面應(yīng)易于磨合，從而改善摩擦面的接觸狀況 對軸承材料性能的要求： 具有足夠的強(qiáng)度，主要包括疲勞強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度； 具有良好的適應(yīng)性，主要包括： 常用材料（見表122） 3、潤滑材料、潤滑材料（1）. 潤滑油1) 特點(diǎn)：有良好的流動性，可形成動壓、靜壓潤滑或邊界潤滑2) 特性 粘度：流體抵抗變形能力，衡量流體內(nèi)摩擦阻力大小的指標(biāo)粘度 摩擦力發(fā)熱 yuAF工業(yè)上常用運(yùn)動粘度：sm /2對于層流（牛頓流

8、體） 動力粘度 運(yùn)動粘度 v我國采用恩氏粘度( E Et t ) ) 條件粘度 特點(diǎn)： 無流動性，可在滑動表面形成一層薄膜 適用場合 ：難以經(jīng)常供油，或低速重載以及往復(fù)擺動的軸承3）適用場合：混合潤滑軸承和液體潤滑軸承4）選擇原則：主要考慮潤滑油的粘度轉(zhuǎn)速高、壓力小時，油的粘度應(yīng)低一些；反之，粘度應(yīng)高一些高溫時，粘度應(yīng)高一些；低溫時，粘度可低一些（2）. 潤滑脂根據(jù)軸頸直徑 d 和軸的轉(zhuǎn)速 n 查表124確定（不完全液體潤滑軸承）查表41確定（液體動壓軸承） 潤滑性（油性）油吸附于摩擦表面的性能，邊界潤滑取決于油的吸附能力，此外,還有還有極壓性、閃點(diǎn)、燃點(diǎn)等 1） 固體潤滑劑 用于有特殊要求的

9、場合，如要求環(huán)境清潔、真空或高溫等常用的有：二硫化鉬，碳石墨，聚四氟乙烯等 使用方法： 涂敷、粘結(jié)或燒結(jié)在軸瓦表面 當(dāng)壓力高和滑動速度低時，選擇針入度小的潤滑脂；反之，選擇針入度大的潤滑脂 所用潤滑脂的滴點(diǎn)，一般應(yīng)較軸承的工作溫度高約2030，以免工作時潤滑脂過多地流失根據(jù)軸承的壓強(qiáng)、圓周速度和工作溫度選擇潤滑脂（3）. 其它潤滑材料 滲入軸承材料中或成型后鑲嵌在軸承中使用 或調(diào)配到潤滑油和潤滑脂中使用 潤滑脂的選擇原則2） 水主要用于橡膠軸承或塑料軸承3） 固體潤滑劑如：汞、液態(tài)鈉、鉀、鋰等，主要用于宇航器中的某些軸承4） 氣體主要是空氣，只適用于輕載、高速軸承4、潤滑方法、潤滑方法指將潤滑

10、劑送入軸承的方法，主要有：1）壓力潤滑2）滴油潤滑3）油浴飛濺潤滑4）旋蓋式注油油杯（用于脂潤滑）5）油環(huán)潤滑7）油繩潤滑8）壓注油杯潤滑等6）油墊潤滑機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 滾動軸承滾動軸承滾動軸承是支承轉(zhuǎn)軸的標(biāo)準(zhǔn)部件滾動軸承是支承轉(zhuǎn)軸的標(biāo)準(zhǔn)部件我國各地的軸承廠按國家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)各種類型的軸承我國各地的軸承廠按國家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)各種類型的軸承7-2 滾動軸承機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 滾動軸承滾動軸承概述概述箱體箱體齒輪齒輪軸軸軸承軸承軸承孔軸承孔v作用作用：v支持軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度支持軸及軸上零件，保持軸的旋轉(zhuǎn)精度v減少轉(zhuǎn)軸與支持面間的摩擦磨損減少轉(zhuǎn)軸與支持面間的摩擦磨損機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)機(jī)械

11、設(shè)計基礎(chǔ) 滾動軸承滾動軸承按摩擦性質(zhì)的不同分為：滑動軸承滾動軸承1.滾動軸承的滾動軸承的組成組成內(nèi)圈外圈滾動體保持架保持架：滾動體：外圈：內(nèi)圈：裝在軸上裝在軸承座孔中在兩套圈之間滾動并傳遞載荷將滾動體均勻隔開 滾動體.avi分為：球滾子： 圓柱形、圓錐形、滾針、鼓形等摩擦阻力小、起動靈敏、效率高、旋轉(zhuǎn)精度高、潤滑簡單、更換方便 承載能力大、回轉(zhuǎn)精度高、高速性能好，但啟動摩擦阻力大，維護(hù)復(fù)雜。一、滾動軸承的結(jié)構(gòu)一、滾動軸承的結(jié)構(gòu)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 滾動軸承滾動軸承2 2、滾動體形狀、滾動體形狀a)a)球球b)b)圓柱滾子圓柱滾子c)c)圓錐滾子圓錐滾子d)d)滾針滾針e)e)球面滾子球面滾

12、子 e)e)非對稱球面滾子非對稱球面滾子機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 滾動軸承滾動軸承機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 滾動軸承滾動軸承3、材料、材料v軸承內(nèi)、外圈和滾動體：軸承鋼軸承內(nèi)、外圈和滾動體：軸承鋼 如如GCr15、GCr15SiMn等制造，熱處理后硬等制造，熱處理后硬度一般不低于度一般不低于60HRC，工作表面要求磨削和拋光。，工作表面要求磨削和拋光。 由于一般軸承的這些元件都經(jīng)過由于一般軸承的這些元件都經(jīng)過150的回火的回火處理，所以通常當(dāng)軸承的工作溫度不高于處理，所以通常當(dāng)軸承的工作溫度不高于120時，時，零件的硬度不會下降。零件的硬度不會下降。u保持架保持架沖壓結(jié)構(gòu)沖壓結(jié)構(gòu)實(shí)體結(jié)構(gòu)實(shí)體結(jié)

13、構(gòu)低碳鋼低碳鋼銅合金，鋁合金，塑料，樹脂等銅合金，鋁合金，塑料，樹脂等機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 滾動軸承滾動軸承1.1.摩擦力矩小且摩擦力矩小且穩(wěn)定穩(wěn)定，易啟動。，易啟動。2.2.軸向?qū)挾刃。Y(jié)構(gòu)緊湊。軸向?qū)挾刃。Y(jié)構(gòu)緊湊。3.3.能同時承受軸向力和徑向力。能同時承受軸向力和徑向力。4.4.易潤滑。易潤滑。5.5.批量生產(chǎn)成本低。批量生產(chǎn)成本低。6.6.對軸的材料和熱處理要求低。對軸的材料和熱處理要求低。7.7.承受沖擊載荷能力差。承受沖擊載荷能力差。8.8.壽命短。壽命短。9.9.振動、噪聲大。振動、噪聲大。10.10.不不宜作成宜作成剖分式。剖分式。4、滾動軸承特點(diǎn)、滾動軸承特點(diǎn)機(jī)械設(shè)計基

14、礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 滾動軸承滾動軸承二、滾動軸承的類型二、滾動軸承的類型1 1、按滾動體形狀分按滾動體形狀分1)1)球軸承球軸承 2) 2)滾子軸承滾子軸承(1)(1)調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承(2)(2)推力球軸承推力球軸承(3)(3)深溝球軸承深溝球軸承(4)(4)角接觸球軸承角接觸球軸承(1)(1)調(diào)心調(diào)心滾子滾子軸承軸承(2)(2)推力圓柱滾子軸承推力圓柱滾子軸承(3)(3)圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承(4)(4)圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 滾動軸承滾動軸承2 2、按受載方向和公稱接觸角分：、按受載方向和公稱接觸角分：滾動體與套圈接觸滾動體與套圈接觸處的法線與軸承的處的法線與軸

15、承的徑向平面之間的夾徑向平面之間的夾角角 注意注意：公稱接觸角越大，滾動軸承承受軸向載荷的能力越大。：公稱接觸角越大，滾動軸承承受軸向載荷的能力越大。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 滾動軸承滾動軸承機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 滾動軸承滾動軸承1）載荷方向）載荷方向當(dāng)FA很大時，選 6（N）5（8）組合使用。當(dāng)FA較小時，可選 6類。只受 FR 時，選徑向接觸軸承（1、2、6、N）。只受 FA 時，選軸向接觸軸承（5、8）或選（7、3）類。同時受 FR和 FA時，選角接觸軸承（7、3）。2）載荷大?。?載荷大或有沖擊振動時，宜選滾子軸承。3）轉(zhuǎn)速高低；轉(zhuǎn)速高或要求旋轉(zhuǎn)精度高時，宜選球軸承。軸向接觸軸承不

16、適宜高轉(zhuǎn)速，可用6或7類代替。4）調(diào)心要求； 軸的剛度低、軸承座孔的同軸度低或多支點(diǎn)軸，選調(diào)心軸承。6）經(jīng)濟(jì)性； 精度高的價格高，滾子軸承比球軸承價格高。5）安裝要求3類和N類的內(nèi)外圈分離，便于拆裝。為方便長軸上軸承的拆裝，可選用代內(nèi)錐孔和緊定套的軸承三、滾動軸承的類型選擇三、滾動軸承的類型選擇機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 滾動軸承滾動軸承四、滾動軸承的代號四、滾動軸承的代號滾動軸承的類型很多，而滾動軸承的類型很多，而各類軸承又有不同的結(jié)構(gòu)、各類軸承又有不同的結(jié)構(gòu)、尺寸、公差等級、技術(shù)要尺寸、公差等級、技術(shù)要求等，為便于組織生產(chǎn)和求等，為便于組織生產(chǎn)和選用，規(guī)定了滾動軸承的選用，規(guī)定了滾動軸承的代

17、號。代號?；颈敬柼?前置代號 后置代號 五 四 三 二 一 內(nèi)內(nèi)徑徑系系列列代代號號尺寸系尺寸系列代號列代號直直徑徑系系列列代代號號寬寬度度系系列列代代號號類類型型代代號號例例 K7211/P5K7211/P5代 號0 0 0 1 0 2 0 3 0 4 9 9內(nèi) 徑1 0 1 2 1 5 1 7 5 代 號例例：61308/P50、1-特輕系列特輕系列2-輕系列輕系列3-中系列中系列4-重系列重系列表示軸承分部件表示軸承分部件表示軸承表示軸承公差、結(jié)構(gòu)等公差、結(jié)構(gòu)等0-窄系列（可省略）窄系列（可省略）1正常系列正常系列2寬系列寬系列2 2、公差等級：、公差等級： /P2、/P4、/P

18、5、/P6x、/P6、/P0 /P0普通級普通級(代號中不標(biāo)代號中不標(biāo)注注)直徑系列的直徑系列的對比對比6410631062106110d表表16-21 1、內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號、內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號表表16-616-6C1 、C2、 C0 、 C3 、C4 、C53 3、游隙代號、游隙代號機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 滾動軸承滾動軸承五、滾動軸承的失效形式五、滾動軸承的失效形式 滾動軸承工作過程中，滾動體和內(nèi)、外圈滾道分別受到脈滾動軸承工作過程中，滾動體和內(nèi)、外圈滾道分別受到脈動循環(huán)交變應(yīng)力的作用。在載荷的反復(fù)作用下，首先在表面下動循環(huán)交變應(yīng)力的作用。在載荷的反復(fù)作用下，首先在表面下一定深度處產(chǎn)生疲勞裂紋，繼而

19、擴(kuò)展到接觸表面，形成疲勞點(diǎn)一定深度處產(chǎn)生疲勞裂紋，繼而擴(kuò)展到接觸表面，形成疲勞點(diǎn)蝕，使軸承不能正常工作。通常，疲勞點(diǎn)蝕是滾動軸承的主要蝕，使軸承不能正常工作。通常，疲勞點(diǎn)蝕是滾動軸承的主要失效形式。失效形式。1 1疲勞點(diǎn)蝕疲勞點(diǎn)蝕疲勞點(diǎn)蝕的形成疲勞點(diǎn)蝕的形成機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 滾動軸承滾動軸承2塑性變形塑性變形 當(dāng)軸承轉(zhuǎn)速很低或間歇擺動時，一般不會產(chǎn)生疲勞破壞。但當(dāng)軸承轉(zhuǎn)速很低或間歇擺動時，一般不會產(chǎn)生疲勞破壞。但在很大的靜載荷或沖擊載荷作用下，會使軸承滾道和滾動體接觸在很大的靜載荷或沖擊載荷作用下，會使軸承滾道和滾動體接觸處產(chǎn)生永久變形（滾道表面形成塑性變形凹坑），而使軸承在運(yùn)處產(chǎn)生永久變形（滾道表面形成塑性變形凹坑），而使軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生劇烈振動和噪聲，運(yùn)轉(zhuǎn)精度的下降，以至軸承不能正常轉(zhuǎn)中產(chǎn)生劇烈振動和噪聲，運(yùn)轉(zhuǎn)精度的下降，以至軸承不能正常工作。工作。機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 滾動軸承滾動軸承3.磨損磨損潤滑不良、密封不嚴(yán)、多塵條件潤滑不良、密封不嚴(yán)、多塵條件 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) 滾動軸承滾動軸承4.膠合膠合 通常在滾動體和