機械設(shè)計基礎(chǔ)第12章滾動軸承2

1、第第1212章章 滾動軸承滾動軸承12.3 滾動軸承的選擇計算滾動軸承的選擇計算12.4 滾動軸承的潤滑和密封滾動軸承的潤滑和密封12.5 滾動軸承的組合設(shè)計滾動軸承的組合設(shè)計12.6 滾動軸承的公差與配合滾動軸承的公差與配合四、角接觸向心軸承軸向載荷的計算四、角接觸向心軸承軸向載荷的計算Qi = Si +RiS = SiFSiRiSQi 內(nèi)部軸向力內(nèi)部軸向力： 滾動體受力分析：滾動體受力分析： 為使內(nèi)部軸向力平衡，以免軸串動，這種軸承應(yīng)為使內(nèi)部軸向力平衡，以免軸串動，這種軸承應(yīng)成對使用，對稱安裝。成對使用，對稱安裝。表表12-7 角接觸向心球軸承角接觸向心球軸承 軸承類型軸承類型 角接觸向心

2、球軸承角接觸向心球軸承S eFr 0.68Fr 1.14Fr 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承= = 15 = = 25 = = 40Fr / (2Y)Y是是 的軸向系數(shù)的軸向系數(shù)eFr Fa S近似近似 0.4Fr 0.7Fr Fr 相同相同 外外圈圈窄窄邊邊相相對對安安裝裝S2Fr2S1Fr1a1a212O2Ka外載荷 O1壓力中心正裝時軸向力的確定正裝時軸向力的確定1.1.若若 Ka+ + S2 S1右端右端軸承軸承1 1被被壓緊壓緊左端左端軸承軸承2 2被被放松放松Fa1 = = Ka + + S2 Fa2 = = S2 軸有軸有向右向右運動的趨勢運動的趨勢S2Fr2S1Fr1a1a212O2

3、Ka外載荷 O1壓力中心外外圈圈窄窄邊邊相相對對安安裝裝正裝時軸向力的確定正裝時軸向力的確定2.2.若若 Ka+ +S2 S1 ： 壓緊端：壓緊端：Fa1 = = Ka + + S2 放松端：放松端：Fa2 = = S2 反裝時軸向力的確定反裝時軸向力的確定2.2.若若 Ka+ +S2 eFa / Fr eXY XY0.345 0.22 1.990.689 0.26 1.711.03 0.28 1.551.38 0.30 0.56 1.45 1 00.178 0.38 1.470.357 0.40 1.400.714 0.23 1.301.07 0.46 1.231.43 0.47 0.44

4、1.19 1 0角角接接觸觸球球軸軸承承- 0.68 0.41 0.87 1 0- 1.14 0.35 0.57 1 0 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承(單列單列) - 1.5tg 0.4 0.4ctg 1 0 調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承(雙列雙列) - 1.5tg 0.65 0.65ctg 1 0.42ctg(單列單列)= = 1570000C= 25= 2570000AC= 4= 4070000B一、滾動承的潤滑一、滾動承的潤滑潤滑劑潤滑劑 潤滑目的潤滑目的-減小摩擦、減輕磨損，吸振、降溫、降噪。減小摩擦、減輕磨損，吸振、降溫、降噪。12-4 12-4 滾動軸承的潤滑和密封滾動軸承的潤滑和密封密封目的

5、密封目的-防止灰塵、水分進入軸承，阻止?jié)櫥瑒┝魇?。防止灰塵、水分進入軸承，阻止?jié)櫥瑒┝魇?。潤滑脂潤滑脂潤滑油潤滑油固體潤滑劑固體潤滑劑 用于特殊場合用速度因素用速度因素dn 值作為選擇潤滑劑的條件值作為選擇潤滑劑的條件: : - - 常用常用- - 高速、高溫高速、高溫當(dāng)當(dāng)dn (1.52) 105 mmr/min時，采用脂潤滑，否則用時，采用脂潤滑，否則用油潤滑。油潤滑。 脂潤滑優(yōu)點：脂潤滑優(yōu)點：不容易流失、便于密封和維護，充填一不容易流失、便于密封和維護，充填一 次，可運轉(zhuǎn)較長時間。次，可運轉(zhuǎn)較長時間。油潤滑優(yōu)點：油潤滑優(yōu)點：摩擦阻力小、能散熱，可在摩擦阻力小、能散熱，可在高速、高溫高速、

6、高溫環(huán)環(huán) 境下使用。境下使用。dn間接反映了軸頸的圓周速度。潤滑油的選擇：潤滑油的選擇：潤滑油的粘度根據(jù)速度因素潤滑油的粘度根據(jù)速度因素dn和工作溫度和工作溫度t t來確定。來確定。1000000500000200000100000500002000010000-40-20 0 204060100 12080dn/(mmr/min)t / 潤滑油粘度的選擇潤滑油粘度的選擇5cSt(40時時)102065110250400例如：例如： dn=100000，t=90 可用可用 110 號潤滑油號潤滑油 110二、滾動軸承的密封二、滾動軸承的密封分類分類接觸式接觸式非接觸式非接觸式組合式密封組合式密

7、封毛氈圈密封毛氈圈密封密封圈密封密封圈密封間隙密封間隙密封迷宮式密封迷宮式密封-毛氈迷宮式密封毛氈迷宮式密封 密封目的密封目的-防止灰塵、水分進入軸承，阻止?jié)櫥瑒┓乐够覊m、水分進入軸承，阻止?jié)櫥瑒┝魇АＡ魇А?適用場合：適用場合： 脂潤滑，要求環(huán)境清脂潤滑，要求環(huán)境清潔，軸頸圓周軸速度潔，軸頸圓周軸速度v4v45 5 m/sm/s，工作溫工作溫度不超過度不超過9090 。接觸式密封：接觸式密封：毛氈圈密封毛氈圈密封 適用場合：適用場合： 脂或油潤滑，軸頸圓周速度脂或油潤滑，軸頸圓周速度v4v45 m/s5 m/s， 工作溫度工作溫度: : -40-40100100 。防漏油防漏油防灰塵防灰塵接

8、觸式密封：接觸式密封：密封圈密封密封圈密封適用場合：適用場合：脂潤滑，要求環(huán)境干燥清潔。脂潤滑，要求環(huán)境干燥清潔。 非接觸式密封：非接觸式密封：間隙封圈間隙封圈0.10.3mm0.10.3mm適用場合：適用場合：脂潤滑或油潤滑，工作溫度不高于密封脂潤滑或油潤滑，工作溫度不高于密封用用 脂的滴點。密封效果可靠。脂的滴點。密封效果可靠。 非接觸式密封：非接觸式密封：迷宮式封圈迷宮式封圈0.10.2mm1.52 mm 適用場合：適用場合：適用于脂潤滑或油適用于脂潤滑或油潤滑，密封效果可靠。潤滑，密封效果可靠。 組合式密封組合式密封適用場合：適用場合： 脂潤滑，要求環(huán)境干燥清潔。脂潤滑，要求環(huán)境干燥清

9、潔。 靠軸與端蓋之間的細小環(huán)形間隙密封，間隙愈小愈長，效果愈好，間隙取0.10.3 mm。間隙封圈間隙封圈(a)(b)=0.10.3 mm非接觸式密封：非接觸式密封：適用場合：適用場合：脂潤滑或油潤滑，工作溫度不高于密封脂潤滑或油潤滑，工作溫度不高于密封用用 脂的滴點。密封效果可靠。脂的滴點。密封效果可靠。 圖b為軸向曲路，因考慮到軸受熱后會變長，間隙取 =1.52 mm。迷宮式封圈迷宮式封圈=0.10.2 mm(a)(b)=1.52 mm將旋轉(zhuǎn)件與靜止件之間的間隙做成迷宮形式，并在間隙中充填潤滑油或潤滑脂以加強密封效果。分為徑向和軸向兩種結(jié)構(gòu)。適用場合：適用場合：適用于脂潤滑或油潤滑，密封效

10、果可靠。適用于脂潤滑或油潤滑，密封效果可靠。 也可以把多種密封形式組合在一起。這是組合密封的一種型式-毛氈加迷宮，可充分發(fā)揮各自的優(yōu)點，提高密封效果。組合密封的方式很多，不一一列舉。組合封圈組合封圈組合式密封：組合式密封：12.5 12.5 滾動軸承的組合設(shè)計滾動軸承的組合設(shè)計一、一、軸承的固定軸承的固定固定方式固定方式為了保證軸承在機器中正常工作，除合理選擇軸承類型、尺寸外，還應(yīng)正確進行軸承的組合設(shè)計，處理軸承與其周圍零件的之間的關(guān)系，也就是要解決軸承的軸向位置固定、軸承與其它零件的配合、間隙調(diào)整、裝拆和潤滑密封等一系列問題。兩端固定兩端固定一端固定、一端游動。一端固定、一端游動。兩端固定支

11、承兩端固定支承C=0.20.3 mm預(yù)留補償間隙預(yù)留補償間隙兩端固定支承兩端固定支承2. 一端固定、一端游動一端固定、一端游動固定支承固定支承游動支承游動支承L一個支點雙向固定以承受軸向力、另一端游動。一個支點雙向固定以承受軸向力、另一端游動。適用于溫度變化較大的長軸。適用于溫度變化較大的長軸。選用深溝球軸承時， 外圈與端蓋間應(yīng)留有間隙。 游動支承游動支承選用圓柱滾子軸承時， 外圈應(yīng)雙向固定。 調(diào)整墊片調(diào)整墊片加減墊片加減墊片二、二、 軸承組合的調(diào)整軸承組合的調(diào)整調(diào)整墊片調(diào)整墊片加減墊片加減墊片1. 軸承間隙的調(diào)整軸承間隙的調(diào)整加減墊片的厚度加減墊片的厚度螺釘調(diào)整螺釘調(diào)整方法：方法：螺釘調(diào)整螺

12、釘調(diào)整2. 軸承的預(yù)緊軸承的預(yù)緊對于某些可調(diào)游隙的軸承，在安裝時給與一定的軸向壓緊力，使得內(nèi)外圈產(chǎn)生相對移動而消除游隙，并在套圈和滾動體接觸處產(chǎn)生彈性預(yù)變形，借此提高軸的旋轉(zhuǎn)精度和剛度。這種方法稱為軸承的預(yù)緊。方法方法加金屬墊片加金屬墊片磨窄套圈磨窄套圈3. 軸承組合位置的調(diào)整軸承組合位置的調(diào)整對于某些可調(diào)游隙的軸承，在安裝時給與一定的軸向壓緊力，使得內(nèi)外圈產(chǎn)生相對移動而消除游隙，并在套圈和滾動體接觸處產(chǎn)生彈性預(yù)變形，借此提高軸的旋轉(zhuǎn)精度和剛度。這種方法稱為軸承的預(yù)緊。目的：目的：使軸上的零件具有準(zhǔn)確的工作位置。使軸上的零件具有準(zhǔn)確的工作位置。例如：例如：圓錐齒輪傳動，要求兩個節(jié)錐頂點相重合。

13、圓錐齒輪傳動，要求兩個節(jié)錐頂點相重合。對于蝸桿傳動，要求蝸輪中間平面通過蝸桿的軸線。對于蝸桿傳動，要求蝸輪中間平面通過蝸桿的軸線。才能保證正確嚙合。方法：方法：套杯套杯+ +調(diào)整墊片調(diào)整墊片錐頂點不重合！錐頂點不重合！軸承組合位置調(diào)整的方法：軸承組合位置調(diào)整的方法：套杯套杯+ +調(diào)整墊片調(diào)整墊片錐頂點重合！錐頂點重合！四、四、軸承的拆裝軸承的拆裝三、三、 軸承組合的配合軸承組合的配合配合類型配合類型內(nèi)圈內(nèi)圈軸軸一般原則：一般原則：當(dāng)外載荷方向不變時，轉(zhuǎn)動套圈應(yīng)比固定當(dāng)外載荷方向不變時，轉(zhuǎn)動套圈應(yīng)比固定套圈緊。套圈緊。 基孔制基孔制外圈外圈軸承座孔軸承座孔 基軸制基軸制 軸公差：軸公差：k6、m

14、6 孔公差：孔公差： H7、J7、Js7 游動支點游動支點：G7結(jié)構(gòu)不合理！結(jié)構(gòu)不合理！軸肩高度軸肩高度 內(nèi)圈外徑內(nèi)圈外徑內(nèi)圈與軸采用具有過盈的過渡配合較松的過渡配合 間隙配合 拉拉拔拔器器內(nèi)圈：內(nèi)圈：h1h1外圈：外圈：應(yīng)留拆卸高度，或留螺孔。應(yīng)留拆卸高度，或留螺孔。重重 點點1. 滾動軸承壽命計算的滾動軸承壽命計算的基本概念基本概念： 軸承壽命、可靠度、基本額定動載荷、軸承壽命、可靠度、基本額定動載荷、 當(dāng)量動載荷、內(nèi)部軸向力當(dāng)量動載荷、內(nèi)部軸向力 。2. 滾動軸承壽命滾動軸承壽命計算公式計算公式。3. 角接觸向心軸承角接觸向心軸承軸向載荷計算方法軸向載荷計算方法。題題1 1：錐齒輪減速器

15、主動輪由一對：錐齒輪減速器主動輪由一對30206E30206E型圓錐滾子軸承支承，如型圓錐滾子軸承支承，如圖所示，已知錐齒輪平均分度圓直徑圖所示，已知錐齒輪平均分度圓直徑d dm m=56.25mm,=56.25mm,所受圓周力所受圓周力F Ft t=1240N,=1240N,徑向力徑向力F Fr=400N,r=400N,軸向力軸向力F Fa a=240N,=240N,軸的轉(zhuǎn)速軸的轉(zhuǎn)速n n=960r/min,=960r/min,工作中有中等沖擊。試求該軸承的壽命。工作中有中等沖擊。試求該軸承的壽命。二、二、配合的基準(zhǔn)制及常用公差帶配合的基準(zhǔn)制及常用公差帶配合配合類型類型內(nèi)圈內(nèi)圈軸軸 基基孔孔制制外圈外圈軸承座孔軸承座孔 基基軸軸制制 軸公差：軸公差：k6、m6 孔公差：孔公差： H7、J7、Js7 游動支點游動支點：G7具有過盈的具有過盈的過渡配合過渡配合較松的較松的過渡配合過渡配合間隙配合間隙配合軸承精度為軸承精度為P0級時。級時。三、配合選擇的三、配合選擇的一般原則一般原則： 轉(zhuǎn)動圈轉(zhuǎn)動圈（