機械設計基礎軸承

1、滑動軸承概述1軸承的作用是支承軸。軸在工作時可以是旋轉的，也可以是靜止的。1能承擔一定的載荷，具有一定的強度和剛度。2具有小的摩擦力矩，使回轉件轉動靈活。3具有一定的支承精度，保證被支承零件的回轉精度。根據(jù)軸承中摩擦的性質，可分為滑動軸承和滾動軸承。一、軸承應滿足如下基本要求：一、軸承應滿足如下基本要求：二、軸承的分類二、軸承的分類根據(jù)能承受載荷的方向，可分為向心軸承、推力軸承、向心推力軸承。根據(jù)潤滑狀態(tài)，滑動軸承可分為：不完全液體潤滑滑動軸承，完全液體潤滑滑動軸承。 第十章 軸承 、專門軸承廠生產(chǎn)，成專門軸承廠生產(chǎn)，成本低；只需選型、校核壽命和本低；只需選型、校核壽命和組合設計。組合設計。1

2、0101 1 滾動軸承的特點及結構滾動軸承的特點及結構 根據(jù)滾動摩擦原理工作的，具根據(jù)滾動摩擦原理工作的，具有摩擦系數(shù)小、啟動力矩小利有摩擦系數(shù)小、啟動力矩小利于在負載下啟動，效率高；旋于在負載下啟動，效率高；旋轉精度高。缺點是承受沖擊載轉精度高。缺點是承受沖擊載荷的能力差，高速運轉時易產(chǎn)荷的能力差，高速運轉時易產(chǎn)生噪聲，使用壽命較低。生噪聲，使用壽命較低。一、構造一、構造核心元件核心元件：滑動：滑動滾動滾動使?jié)L動體等距離分布，使?jié)L動體等距離分布，滾動體間的摩擦、磨損。滾動體間的摩擦、磨損。滾子軸承滾子軸承：圓柱、圓錐、：圓柱、圓錐、球面滾子、滾球面滾子、滾針針線接觸線接觸球軸承球軸承：球：球

3、點接觸點接觸10-2 10-2 滾動軸承的主要類型及其選擇滾動軸承的主要類型及其選擇 一、滾動軸承主要類型、性能及特點一、滾動軸承主要類型、性能及特點(一一). 滾動軸承的分類滾動軸承的分類1.1.按滾動體分：按滾動體分：球軸承球軸承滾子軸承滾子軸承承載能力不如滾子軸承，但價格相對便宜承載能力不如滾子軸承，但價格相對便宜圓柱滾子、圓錐滾子、球面滾子、滾針圓柱滾子、圓錐滾子、球面滾子、滾針2.按承受載荷按承受載荷分：分：向心軸承向心軸承主要承受徑向載荷主要承受徑向載荷深溝球軸承深溝球軸承(6);(6);圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承(N)(N)；調心球軸承；調心球軸承(1)(1)推力軸承推力軸承只能承

4、受軸向載荷只能承受軸向載荷推力球軸承推力球軸承(5)(5)向心推力軸承向心推力軸承同時承受徑向載荷和軸向載荷同時承受徑向載荷和軸向載荷角接觸球軸承角接觸球軸承(7);(7);圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承(3)(3)向心軸承向心軸承 推力軸承推力軸承 向心推力軸承向心推力軸承 FrFa接觸角接觸角滾動體與外圈滾道接觸點滾動體與外圈滾道接觸點(線線)處的法線與處的法線與軸承半徑方向的夾角，稱為滾動軸承的接觸角。軸承半徑方向的夾角，稱為滾動軸承的接觸角。滾動體與外圈（或松滾動體與外圈（或松圈）滾道接觸點的法線圈）滾道接觸點的法線與軸承徑向平面的夾角與軸承徑向平面的夾角，稱為滾動軸承的公稱，稱為滾動軸承的

5、公稱接觸角。接觸角越大，接觸角。接觸角越大，軸承承受軸向載荷的能軸承承受軸向載荷的能力越強。力越強。 0 00 0 45454545 90 90 9090法線與軸承軸心線的交點稱為法線與軸承軸心線的交點稱為壓力中心壓力中心；作用于軸承上的負荷和軸承的約束力都通作用于軸承上的負荷和軸承的約束力都通過壓力中心。支承軸的兩個軸承的壓力中過壓力中心。支承軸的兩個軸承的壓力中心之間的距離稱為軸的心之間的距離稱為軸的跨距跨距。向心軸承向心軸承向心推力軸承向心推力軸承推力調心滾子軸承推力調心滾子軸承推力球軸承推力球軸承O3.最常用的幾種滾動軸承最常用的幾種滾動軸承用于承受徑向載荷，一般不宜承受軸向載荷。外圈

6、滾道為球用于承受徑向載荷，一般不宜承受軸向載荷。外圈滾道為球面，具有自動調心性能，內外圈軸線相對偏斜面，具有自動調心性能，內外圈軸線相對偏斜23，適用，適用于多支點軸、彎曲剛度小的軸以及難于精確對中的支承。于多支點軸、彎曲剛度小的軸以及難于精確對中的支承。 （1 1）調心球軸承）調心球軸承 1 1類類（2 2）圓錐滾子軸承）圓錐滾子軸承 3 3類類能承受較大的徑向載荷和軸向載荷。能承受較大的徑向載荷和軸向載荷。 內外圈可分離，故軸內外圈可分離，故軸承游隙可在安裝時調整，通常成對使用，對稱安裝。適用于轉承游隙可在安裝時調整，通常成對使用，對稱安裝。適用于轉速不太高、軸的剛性較好場合速不太高、軸的

7、剛性較好場合 ；=100180以及以及=270300（3 3）推力球軸承）推力球軸承 5 5類類單向推力球軸承只能承受單向軸向載荷，兩個套圈的內孔不單向推力球軸承只能承受單向軸向載荷，兩個套圈的內孔不一樣大，內徑較小的是緊圈，與軸配合，內孔較大的是松圈，一樣大，內徑較小的是緊圈，與軸配合，內孔較大的是松圈，與機座固定在一起。極限轉速較低，適用于軸向力大而轉速與機座固定在一起。極限轉速較低，適用于軸向力大而轉速較低的場合。較低的場合。（4 4）深溝球軸承）深溝球軸承 6 6類類 主要承受徑向載荷，也可同時承受少量軸向載荷，工作時內主要承受徑向載荷，也可同時承受少量軸向載荷，工作時內外圈軸線允許偏

8、斜外圈軸線允許偏斜816。 摩擦阻力小，極限轉速高，結構簡摩擦阻力小，極限轉速高，結構簡單，價格便宜，應用最廣泛。但承受沖擊載荷能力較差。適用單，價格便宜，應用最廣泛。但承受沖擊載荷能力較差。適用于高速場合，在高速時，可能來代替推力球軸承。于高速場合，在高速時，可能來代替推力球軸承。 （5 5）角接觸球軸承）角接觸球軸承 7 7類類能同時承受徑向載荷與軸向載荷，公稱接觸角能同時承受徑向載荷與軸向載荷，公稱接觸角有有15、25、40三種。三種。越大，軸向承載能力也越大。越大，軸向承載能力也越大。通常成對使用，對稱安裝。極限轉速較高。適用于轉速較通常成對使用，對稱安裝。極限轉速較高。適用于轉速較高

9、、高、 同時承受徑向和軸向載荷的場合。同時承受徑向和軸向載荷的場合。（6 6）圓柱滾子軸承）圓柱滾子軸承 N N類類只能承受徑向載荷，不能承受軸向載荷。承受載荷能力比只能承受徑向載荷，不能承受軸向載荷。承受載荷能力比同尺寸的球軸承大，尤其是承受沖擊載荷能力強，極限轉速較同尺寸的球軸承大，尤其是承受沖擊載荷能力強，極限轉速較高。有外圈無擋邊、內圈無擋邊以及內圈有單擋邊高。有外圈無擋邊、內圈無擋邊以及內圈有單擋邊 三類三類1 1、滾動軸承選擇的一般過程、滾動軸承選擇的一般過程根據(jù)載荷性質選擇軸承的類型和尺寸系列；根據(jù)載荷性質選擇軸承的類型和尺寸系列；按軸徑確定軸承內徑；按軸徑確定軸承內徑；有無嚴格

10、要求：若有則校核承載能力；有無嚴格要求：若有則校核承載能力； 若無則不用校核。若無則不用校核。二、二、 滾動軸承的類型選擇滾動軸承的類型選擇2 2、滾動軸承選擇應考慮的問題、滾動軸承選擇應考慮的問題1)1)軸承的載荷軸承的載荷載荷方向：載荷方向： 向心軸承用于承受徑向力；向心軸承用于承受徑向力；向心推力軸承用于承受徑向力和軸向力的向心推力軸承用于承受徑向力和軸向力的聯(lián)合作用；聯(lián)合作用；推力軸承用于承受軸向力。推力軸承用于承受軸向力。載荷大小：載荷大?。涸谕瑯油庑纬叽缦拢瑵L子軸承的承載能力大于球軸承。在同樣外形尺寸下，滾子軸承的承載能力大于球軸承。一般：滾子軸承一般：滾子軸承(1.53)(1.5

11、3)球軸承球軸承所以，大載荷、有沖擊采用滾子軸承。所以，大載荷、有沖擊采用滾子軸承。2)2)軸承轉速軸承轉速溫度升高溫度升高潤滑失效潤滑失效滾動體回火或膠合滾動體回火或膠合極限轉速：滾動軸承在一定載荷與潤滑條件下允許的最高轉極限轉速：滾動軸承在一定載荷與潤滑條件下允許的最高轉速。速。選用原則：選用原則：（1)1)球軸承比滾子軸承的極限轉速高，應優(yōu)先選用球軸承；球軸承比滾子軸承的極限轉速高，應優(yōu)先選用球軸承；轉速過高轉速過高（2)2)推力軸承的極限轉速很低。推力軸承的極限轉速很低。3)3)、軸剛度差、撓曲變形大、座孔不平行、不同軸、多支點軸、軸剛度差、撓曲變形大、座孔不平行、不同軸、多支點軸：

12、。4)4)、軸承裝拆、調整方便、軸承裝拆、調整方便：內、外圈可分離型：內、外圈可分離型( (如如3 3類類) )。5)5)、經(jīng)濟性、經(jīng)濟性：球軸承比滾子軸承便宜。精度：球軸承比滾子軸承便宜。精度價價；前置代號前置代號 基本代號基本代號 后置代號后置代號 軸軸承承的的分分部部件件代代號號內內部部結結構構代代號號密密封封與與防防塵塵結結構構代代號號保保持持架架及及其其材材料料代代號號特特殊殊軸軸承承材材料料代代號號公公差差等等級級代代號號游游隙隙代代號號多多軸軸承承配配置置代代號號其其它它代代號號五五四四三三二二一一類類型型代代號號尺寸系尺寸系列代號列代號內內徑徑代代號號寬寬度度系系列列代代號號直

13、直徑徑系系列列代代號號前置代號前置代號表示軸承的分部件。表示軸承的分部件。基本代號基本代號表示軸承的類型與尺寸等主要特征。表示軸承的類型與尺寸等主要特征。后置代號后置代號表示軸承的精度與材料等的特征。表示軸承的精度與材料等的特征。代號用于表征滾動軸承的結構、尺寸、類型、精度等，由代號用于表征滾動軸承的結構、尺寸、類型、精度等，由GB/T272GB/T272規(guī)定。規(guī)定。 10-310-3滾動軸承的代號滾動軸承的代號(1)(1)基本代號基本代號 內徑代號內徑代號 表示軸承公稱內徑的大小，內徑代號用基本代號右表示軸承公稱內徑的大小，內徑代號用基本代號右起的第起的第1 1、2 2兩位數(shù)字表示。兩位數(shù)字

14、表示。 代 號000102030499內徑 d10121517代號5 尺寸系列代號尺寸系列代號尺寸系列尺寸系列：指內徑相同時，軸承有指內徑相同時，軸承有不同的外徑（不同的外徑（直徑系列直徑系列）和不同的寬度）和不同的寬度（寬度系列寬度系列）。）。代號代號7890123456寬度寬度系列系列 特窄 窄正常寬特寬直徑直徑系列系列超特輕超輕特輕輕中重軸承的尺寸系列代號由基本代號右起軸承的尺寸系列代號由基本代號右起第第3 3、4 4位數(shù)字表示。位數(shù)字表示。注：調心滾子軸承和圓錐滾子軸承寬度系列代號為注：調心滾子軸承和圓錐滾子軸承寬度系列代號為0 0時，不省略時，不省略，其余的多數(shù)軸承在代號中不標出代號

15、，其余的多數(shù)軸承在代號中不標出代號0.0.(2)(2)后置代號后置代號 內部結構代號內部結構代號 表示同一類型軸承的不同內部結構，用字母緊跟著基本代表示同一類型軸承的不同內部結構，用字母緊跟著基本代號表示。號表示。 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承=10 18 30000大錐角圓錐滾子軸承大錐角圓錐滾子軸承 =27 30 30000B 角接觸球軸承角接觸球軸承 =15 70000C =25 70000AC =40 70000B公差等級代號公差等級代號 軸承的公差等級分為軸承的公差等級分為 6 6 個級別，依次由高級到低級。個級別，依次由高級到低級。 2 2 級級 / P2/ P2 4 4 級級 / P

16、4/ P4 5 5 級級 / P5/ P5 6 6 級級 / P6/ P6 6x 6x 級級 / P6x / P6x 僅適用于圓錐滾子軸承僅適用于圓錐滾子軸承 0 0 級級 / P0 / P0 普通級，最常用，不標出普通級，最常用，不標出 游隙代號游隙代號 軸承徑向游隙系列分為軸承徑向游隙系列分為 6 6 個組別，游隙依次由小到大個組別，游隙依次由小到大 。 1 1 組組 / C1/ C1 2 2 組組 / C2/ C2 0 0 組組 常用的游隙組別，不標出常用的游隙組別，不標出 3 3 組組 / C3 / C3 4 4 組組 / C4/ C4 5 5 組組 / C5/ C5n公差等級代號與游

17、隙代號同時表示時，可進行簡化，公差等級代號與游隙代號同時表示時，可進行簡化，取公差等級代號加上游隙組號組合表示取公差等級代號加上游隙組號組合表示，如，如/P63/P63。 (3)(3)前置代號前置代號 為軸承分部件代號，用字母表示。為軸承分部件代號，用字母表示。 如：用如：用 L L 表示可分離軸承的可分離套圈；表示可分離軸承的可分離套圈；K K 表示軸承的表示軸承的滾動體與保持架組件等等。滾動體與保持架組件等等。 7 2 2 0 6 C /P52軸承內徑軸承內徑 d = 6530mm直徑系列代號，輕系列直徑系列代號，輕系列寬度系列代號，寬系列寬度系列代號，寬系列類型代號類型代號 角接觸球軸承

18、角接觸球軸承內部結構代號內部結構代號 15 公差等級代號公差等級代號 5級級 游隙代號第游隙代號第2組游隙組游隙C2（游隙與公差同時表示時，符號（游隙與公差同時表示時，符號C省略）省略）6 3 0 8 軸承內徑軸承內徑 d = 8540mm直徑系列代號，直徑系列代號，3（中）系列（中）系列寬度系列代號，寬度系列代號，0（窄）系列，（窄）系列，省略省略類型代號類型代號 深溝球軸承深溝球軸承 公差等級代號，公差等級代號，0級，級，省略省略 游隙代號基本組游隙游隙代號基本組游隙0組，組，省略省略注：滾動軸承代號比較復雜，上述代號僅為最常用的、最有注：滾動軸承代號比較復雜，上述代號僅為最常用的、最有規(guī)

19、律的部分。具體應用時，若遇到看不懂的代號時，應查閱規(guī)律的部分。具體應用時，若遇到看不懂的代號時，應查閱GB/T272-93。10-410-4滾動軸承的工作情況滾動軸承的工作情況一、一、 軸承工作時元件上的載荷分布軸承工作時元件上的載荷分布當軸承受純徑向載荷當軸承受純徑向載荷F Fr r作用時，作用時，通常只有半圈滾動體受載通常只有半圈滾動體受載 。- - 處于處于F Fr r作用線最下方位置的滾作用線最下方位置的滾動體承載最大動體承載最大( (F Fmaxmax) )，而遠離作，而遠離作用線的各滾動體，其承載就逐用線的各滾動體，其承載就逐漸減小。漸減小。上半圈滾動體不受力上半圈滾動體不受力 非

20、承載區(qū)非承載區(qū)下半圈滾動體受力下半圈滾動體受力 承載區(qū)承載區(qū)- - 滾動體彈性變形使內圈下移。承滾動體彈性變形使內圈下移。承載區(qū)內各滾動體的法向變形量載區(qū)內各滾動體的法向變形量 各不相同，因而作用力相應也不各不相同，因而作用力相應也不同。同。二、軸承工作時軸承元件上載荷與應力的變化二、軸承工作時軸承元件上載荷與應力的變化 內圈或滾動體上某一點內圈或滾動體上某一點 HH的變化規(guī)律。的變化規(guī)律。 HHt t外圈上某一點外圈上某一點 H H的變化規(guī)律。的變化規(guī)律。 HHt t均為均為三、三、 失效形式及失效形式及計算準則：計算準則：疲勞點蝕疲勞點蝕:是主要的失效形式。是主要的失效形式。滾動軸承受載后

21、，滾動軸承受載后，滾動體與套圈間產(chǎn)生脈動循環(huán)變化的接觸應力。滾動體與套圈間產(chǎn)生脈動循環(huán)變化的接觸應力。塑性變形：塑性變形：對于對于轉速很低轉速很低或或間歇擺動間歇擺動的軸承，會因的軸承，會因靜負荷或沖擊載荷，使?jié)L動體或內、外圈滾道產(chǎn)生靜負荷或沖擊載荷，使?jié)L動體或內、外圈滾道產(chǎn)生不均勻塑性變形，形成不均勻的凹坑。不均勻塑性變形，形成不均勻的凹坑。 從而使軸從而使軸承在運轉中產(chǎn)生劇烈振動和噪聲，以致軸承不能正承在運轉中產(chǎn)生劇烈振動和噪聲，以致軸承不能正常工作。常工作。磨粒磨損、粘著磨損（膠合）磨粒磨損、粘著磨損（膠合）：多塵條件下工作的：多塵條件下工作的軸承，易產(chǎn)生磨粒磨損。潤滑不良的高速軸承，易

22、軸承，易產(chǎn)生磨粒磨損。潤滑不良的高速軸承，易產(chǎn)生粘著磨損（膠合）產(chǎn)生粘著磨損（膠合） 。設計準則：設計準則：一般轉速一般轉速(n10r/min)軸承軸承疲勞壽命計算疲勞壽命計算（針對點蝕）（針對點蝕）重點、難點重點、難點低速或擺動軸承低速或擺動軸承靜強度計算靜強度計算高速軸承高速軸承疲勞壽命計算、校驗其極限轉速疲勞壽命計算、校驗其極限轉速一、基本額定壽命一、基本額定壽命：軸承中：軸承中任一元件任一元件出現(xiàn)出現(xiàn)疲勞點蝕疲勞點蝕前運轉的總前運轉的總 轉數(shù)或一定轉速下的工作小時數(shù)。轉數(shù)或一定轉速下的工作小時數(shù)。同型號軸承：同型號軸承：( (壽命相差數(shù)十倍壽命相差數(shù)十倍) )一批軸承：服從一定的一批軸

23、承：服從一定的概率分布概率分布規(guī)律。規(guī)律。最低壽命：最低壽命：過于保守過于保守 采用采用。最長壽命：最長壽命：不安全不安全計算時，若按計算時，若按100 90 80 70 60 5040 30 20 10 0151020未失效軸承數(shù)量%軸承的壽命/（106r）10-510-5滾動軸承的動載荷和壽命計算滾動軸承的動載荷和壽命計算：一批近于相同的軸承在同樣工作條件下運轉，其：一批近于相同的軸承在同樣工作條件下運轉，其中中10%10%的軸承的軸承發(fā)生疲勞點蝕發(fā)生疲勞點蝕前運轉的總轉數(shù)前運轉的總轉數(shù)（L L1010），或一定工作轉速下工作的小時數(shù)），或一定工作轉速下工作的小時數(shù)（L L10h10h）。

24、）?？煽慷瓤煽慷萊=90%R=90%L L1010的物理意義：的物理意義：1 1）對一批軸承而言：指）對一批軸承而言：指90%90%軸承能達到或超過的壽命。軸承能達到或超過的壽命。2 2）對一個具體軸承而言：該軸承能達到或超過該壽命）對一個具體軸承而言：該軸承能達到或超過該壽命的概率為的概率為90%90%。3 3）當可靠度不為）當可靠度不為90%90%時，對時，對L L1010進行修正：進行修正：10101 1L LL Ln n 可靠性壽命修正系數(shù)可靠性壽命修正系數(shù) 注意：注意：額定壽命隨運轉條件而變化。額定壽命隨運轉條件而變化。比如：外載荷增大，則額定壽命降低。比如：外載荷增大，則額定壽命降

25、低。因此：基本額定壽命并不能直接反應軸承的承載能力。因此：基本額定壽命并不能直接反應軸承的承載能力。二、基本額定動載荷二、基本額定動載荷C C時，軸承所能承受的最大載荷。時，軸承所能承受的最大載荷。即：在即：在C C作用下，軸承工作作用下，軸承工作10106 6r r而不點蝕失效的而不點蝕失效的R=90%R=90%。C Cr r：基本額定動載荷基本額定動載荷C Ca a：基本額定動載荷：基本額定動載荷：5 5類類 C Ca a純軸向載荷純軸向載荷C C1 1）C C由試驗得出，查手冊；由試驗得出，查手冊；2 2）CC 軸承抗疲勞承載能力軸承抗疲勞承載能力；同類不同型號；同類不同型號軸承，軸承，

26、C C不同。不同。說明：說明：對于向心推力軸承，指使套圈間產(chǎn)生純徑向位移的對于向心推力軸承，指使套圈間產(chǎn)生純徑向位移的載荷的徑向分量。載荷的徑向分量。 X、Y徑向、軸向動載荷系數(shù)徑向、軸向動載荷系數(shù) ，查表，查表p 載荷系數(shù)，查表載荷系數(shù)，查表 Fr 、 Fa 軸承承受的徑向、軸向載荷軸承承受的徑向、軸向載荷三、三、 當量動載荷當量動載荷對于向心軸承，對于向心軸承，C C指徑向載荷指徑向載荷(C(Cr r); );只能承受純徑向載荷的軸承（如只能承受純徑向載荷的軸承（如N類）：類）：P fp Fr只能承受純軸向載荷的軸承（如只能承受純軸向載荷的軸承（如5類）：類）： P fp Fa當量動載荷：

27、把實際載荷轉換為與確定基本額定動載荷當量動載荷：把實際載荷轉換為與確定基本額定動載荷的載荷條件相一致的假想載荷，用的載荷條件相一致的假想載荷，用P P表示。表示。對于推力軸承，對于推力軸承，C C指軸向載荷指軸向載荷(C(Ca a) )。但實際軸承可能同時承受徑向載荷但實際軸承可能同時承受徑向載荷F Fr r和軸向載荷和軸向載荷F Fa a，為了，為了與與C C在相同條件下進行比較，引入當量動載荷的概念。在相同條件下進行比較，引入當量動載荷的概念。 Pfp（X Fr YFa ） 式中式中：壽命指數(shù)壽命指數(shù) 球軸承球軸承 滾子軸承滾子軸承10/3 )(6010610PCnLh（h）或：或：基本額

28、定動載荷，查基本額定動載荷，查機械零件設計手冊機械零件設計手冊基本額定基本額定壽命壽命當量動載當量動載荷荷，N軸承轉速，軸承轉速，r/min 161060hLnPC預期壽命，預期壽命，查表查表基本額定動載基本額定動載荷計算值荷計算值四、滾動四、滾動軸承壽命軸承壽命的計算公式的計算公式1 1、軸承在軸的受力分析中的簡化表示和徑向載荷、軸承在軸的受力分析中的簡化表示和徑向載荷Fr的計算的計算Fa2Fr2Ft22Fr3Ft3Fa33五、向心推力軸承的載荷計算五、向心推力軸承的載荷計算abcABFrvAFrvBFrhAFrhBFt2Ft3FrhAFrhBFrAFrB2222rhBrvBrBrhArvA

29、rAFFFFFFFrvAFrvB0BmcbacFrFrFcbFFraarrvA333222)(0AmcbabaFrFrFaFFraarrvB)(333222求 FrvA和FrvBFt2Ft3FrhAFrhB0BmcbacFcbFFttrhA32)(0AmcbabaFaFFttrhB)(32求 FrhA和FrhBFrAFrB2222rhBrvBrBrhArvArAFFFFFFFrvAFrvBFt2Ft3FrhAFrhBF Fr r的計算見軸系受力分析，即的計算見軸系受力分析，即而軸向載荷而軸向載荷 F Fa a=F=FA A ？2 2、軸向載荷、軸向載荷F Fa a的計算的計算Fa1徑向載荷：徑

30、向載荷：22rVHFRR1) 附加軸向力附加軸向力FS O O支反力作用點，即法線與軸線的交點支反力作用點，即法線與軸線的交點軸承受徑向外載荷軸承受徑向外載荷, ,就產(chǎn)生附加軸向力就產(chǎn)生附加軸向力F FS S，與與軸向外載荷無關。軸向外載荷無關。F FS S的大小的大小: :查表查表F FS S的方向的方向: :由外圈的寬邊指向窄邊方向由外圈的寬邊指向窄邊方向 ( (對軸的推力方向對軸的推力方向) )Fa2正裝正裝兩外圈窄邊相對安裝。兩外圈窄邊相對安裝。( (面對面面對面) )反裝反裝兩外圈寬邊相對安裝兩外圈寬邊相對安裝(背靠背背靠背)2) 2) 軸承的軸承的安裝型式安裝型式為使為使F FS

31、S得到平衡，軸承必須得到平衡，軸承必須成對使用，一般有兩種安裝成對使用，一般有兩種安裝方法方法正裝時跨距小因而軸剛度大正裝時跨距小因而軸剛度大反裝時跨距長因而軸剛度小反裝時跨距長因而軸剛度小右端軸承 “壓緊”左端軸承 “放松”ASssaFFFFF122211saFF（1）若21sAsFFF合力右：軸有右移趨勢Fs1Fs2FA阻止軸右移：Fs2Fs23) 3) 軸向載荷軸向載荷F Fa a的計算的計算取軸和內圈為分離體取軸和內圈為分離體左端“壓緊”右端“放松”AsssaFFFFF211122saFF（2）21sASFFF合力左：軸有左移趨勢Fs1Fs2FA阻止軸左移：Fs1Fs11）根據(jù)軸承和

32、、指向，判定“”和“”。2）。3）。 1 1、求支反力（力平衡、力矩平衡）、求支反力（力平衡、力矩平衡）F Fr1r1、F Fr2r2；2 2、求、求附加軸向力附加軸向力F Fs1s1、F Fs2s2；3 3、根據(jù)軸承、根據(jù)軸承安裝方式安裝方式及及合力的指向合力的指向判定判定“壓緊壓緊”、“放松放松”端，求出端，求出F Fa1a1、F Fa2a2；4 4、根據(jù)、根據(jù)？：是？：是 X X、Y Y查表，否查表，否 X=1 X=1、Y=0Y=0eFFra22？：是？：是 X X、Y Y查表，否查表，否 X=1 X=1、Y=0Y=0)(222arPYFXFfP，取取),max(21PPP 5 5、校核

33、式：、校核式：hhLPCnL1667010設計選擇式：設計選擇式：CLnPCh16670球軸承：球軸承：=3=3滾子軸承：滾子軸承：=10/3=10/3：無Fs，F(xiàn)A由承受， 即：， FAFR例：一工程機械傳動裝置中的軸，其支撐采用例：一工程機械傳動裝置中的軸，其支撐采用7208AC的角接觸球的角接觸球軸承，如圖所示，已知軸承，如圖所示，已知Fr1=1000N,Fr2=2060N,作用于軸上的軸向載作用于軸上的軸向載荷荷FA=880N，基本額定動載荷，基本額定動載荷r=35200N,轉速轉速5000r/min,中中等沖擊，預期壽命等沖擊，預期壽命2000h,所選軸承是否恰當？（判斷系數(shù)所選軸承

34、是否恰當？（判斷系數(shù)0.68)解：解： （）計算軸承，的（）計算軸承，的軸向力軸向力Fa1和和Fa2查表得附加軸向力查表得附加軸向力11220.680.68 10006800.680.68 20601400srsrFFNFFN212280680sAsFFNFN軸承為壓緊端，軸承為放松端，有軸承為壓緊端，軸承為放松端，有1222140088022801400asAasFFFNNNFFN12FAFr1Fr2Fs1Fs2（）計算軸承的當量動載荷（）計算軸承的當量動載荷因因Fa1/Fr1=2280/1000=2.28 eFa2/Fr2=1440/2060=0.68= e查表得查表得X1=0.41,Y1

35、=0.87,X2=1,Y2=0,載荷為中等沖擊，取載荷為中等沖擊，取p1.5兩軸承的當量動載荷為：兩軸承的當量動載荷為：1111122222()1.5(0.41 10000.872280)3590()1.5(1 20600 1400)3090PraPraPfX FY FNNPfX FY FNN （）計算當量載荷下所需的基本額定動載荷（）計算當量載荷下所需的基本額定動載荷r13116603027910rhnCPLN因因r1r，故所選軸承滿足要求。，故所選軸承滿足要求。610()60hCLn P滾動軸承尺寸選擇的過程滾動軸承尺寸選擇的過程 由力分析確定軸承所承受的由力分析確定軸承所承受的Fr與與F

36、a計算當量動載荷計算當量動載荷P=fP(XFr+YFa)明確軸承的工作轉速明確軸承的工作轉速n與預計壽命與預計壽命L10計算軸承應滿足的基本額定動載荷計算軸承應滿足的基本額定動載荷由軸承樣本（手冊）查取合適的軸承由軸承樣本（手冊）查取合適的軸承 161060hLnPC10-710-7滾動軸承的組合結構設計滾動軸承的組合結構設計 軸承不是單一的個體，它是用來支承軸軸承不是單一的個體，它是用來支承軸的，而軸又要帶動軸上零件工作。所以軸承的，而軸又要帶動軸上零件工作。所以軸承的設計一定包含合理設計軸承裝置。的設計一定包含合理設計軸承裝置。 組合設計內容：組合設計內容： 軸承裝置的設計時要是正確解決軸

37、承的裝拆、配置、固定、調整、密封、潤滑等問題。 組合設計要求：組合設計要求： 固定可靠、運轉靈活、保證精度、調整方便。一、滾動軸承的配置一、滾動軸承的配置設計軸系的支點設計軸系的支點在軸承部件軸向固定的基礎上，保證軸系能正常傳遞軸向力而不發(fā)在軸承部件軸向固定的基礎上，保證軸系能正常傳遞軸向力而不發(fā)生竄動，同時又能保證發(fā)生熱變形時有伸縮的可能。生竄動，同時又能保證發(fā)生熱變形時有伸縮的可能。1 1）兩端固定支承）兩端固定支承( (雙支點各單向固定雙支點各單向固定) ) 軸的熱伸長量可由軸軸的熱伸長量可由軸承自身的游隙補償，或在承自身的游隙補償，或在軸承外圈與軸承蓋之間留軸承外圈與軸承蓋之間留有少量

38、間隙有少量間隙(用墊片調節(jié)用墊片調節(jié)) 特點：結構簡單，安特點：結構簡單，安裝調整容易，裝調整容易，適用于溫適用于溫度變化不大的短軸度變化不大的短軸。F FA A大大: :3000030000 7000070000F FA A小小: :6000060000型型軸承類型軸承類型2). 一端固定一端游動支承一端固定一端游動支承 一端軸承的固定即限制軸的雙向串動；另一端軸承不固定，為游動支承。一端軸承的固定即限制軸的雙向串動；另一端軸承不固定，為游動支承。 游動端采用內、外圈不可分離的軸承時，只需固定軸承游動端采用內、外圈不可分離的軸承時，只需固定軸承內圈，而讓外圈可以在軸承座孔內自由游動；當采用內

39、、內圈，而讓外圈可以在軸承座孔內自由游動；當采用內、外圈可分離的軸承時，軸承的內、外圈均需固定，此時外圈可分離的軸承時，軸承的內、外圈均需固定，此時靠滾子與套圈間的游動來保證軸的自由伸縮?？繚L子與套圈間的游動來保證軸的自由伸縮。特點：軸的位置準確，但結構較復雜，特點：軸的位置準確，但結構較復雜，適用于溫度變化大的長軸適用于溫度變化大的長軸。二、滾動軸承的配合二、滾動軸承的配合軸承內圈與軸軸承內圈與軸 松松 緊緊js6，j6，k6，m6，n6 松松 緊緊G7，H7，JS7，J7軸承外圈與軸承座孔軸承外圈與軸承座孔基孔制：基孔制：基軸制：基軸制：國家標準規(guī)定，國家標準規(guī)定，軸承的內孔與外徑均為軸承

40、的內孔與外徑均為上偏差為零、下偏差為負的公差帶上偏差為零、下偏差為負的公差帶，這，這與普通圓柱體公差的國家標準不同，這與普通圓柱體公差的國家標準不同，這一規(guī)定使軸承內孔與軸的配合比通常的一規(guī)定使軸承內孔與軸的配合比通常的基孔制同類配合要緊得多。另外，由于基孔制同類配合要緊得多。另外，由于外徑公差值較小，因而外徑與軸承座孔外徑公差值較小，因而外徑與軸承座孔的配合與通常的基軸制同類配合相比也的配合與通常的基軸制同類配合相比也更為緊密。更為緊密。5）與空心軸配合的軸承應取較緊的配合。）與空心軸配合的軸承應取較緊的配合。 滾動軸承配合的選擇原則：滾動軸承配合的選擇原則：1）不動圈比轉動圈配合緊一些；）

41、不動圈比轉動圈配合緊一些；2）高速、重載、有沖擊、振動時，配合應緊一些，）高速、重載、有沖擊、振動時，配合應緊一些，載荷平穩(wěn)時，配合應松一些；載荷平穩(wěn)時，配合應松一些；3）旋轉精度要求高時，配合應緊一些；）旋轉精度要求高時，配合應緊一些；4）常拆卸的軸承或游動套圈應取較松的配合；）常拆卸的軸承或游動套圈應取較松的配合；L1b1）的調整2）的調整：要求兩齒輪。三、滾動軸承游隙和軸系軸向位置的調整三、滾動軸承游隙和軸系軸向位置的調整：要求。方法：調整套杯端面與軸承座端面間墊片厚度方法：調整套杯端面與軸承座端面間墊片厚度四、滾動軸承預緊四、滾動軸承預緊 向心推力軸承預變形預緊軸承帶負游隙運行可以軸承

42、剛度、 旋轉精度、 軸承壽命。軸向預緊：軸向預緊：徑向預緊：徑向預緊： 過盈配合五、軸承的安裝和拆卸五、軸承的安裝和拆卸（大尺寸軸承）：熱油8090加熱軸承或干冰冷卻軸頸。（大批量）：中小型軸承用軟錘敲入或用一段管子壓住內圈敲入。裝：拆：專用拆卸器。一、滾動軸承的潤滑一、滾動軸承的潤滑 潤滑方式：潤滑方式：1）脂潤滑）脂潤滑2）油潤滑）油潤滑油浴或飛濺潤滑、滴油潤滑、噴油潤滑、油霧潤滑油浴或飛濺潤滑、滴油潤滑、噴油潤滑、油霧潤滑3）固體潤滑）固體潤滑注意：油浴潤滑油面不能超過軸承最低滾動體的中心。注意：油浴潤滑油面不能超過軸承最低滾動體的中心。潤滑脂在軸承中的填入量一般應不超過軸承空間的潤滑脂

43、在軸承中的填入量一般應不超過軸承空間的1/3 1/3 1/21/2。由查表10-810-8滾動軸承的潤滑與密封滾動軸承的潤滑與密封目的：目的：1. 1. 防止?jié)櫥瑒妮S承中流失；防止?jié)櫥瑒妮S承中流失； 2. 2. 防止灰塵、水分侵入。防止灰塵、水分侵入。分類：分類： 線速度較低時用線速度較低時用注意結構圖注意結構圖氈圈密封，脂潤滑氈圈密封，脂潤滑v v5m/s5m/s密封圈密封，油潤滑密封圈密封，油潤滑v v412m/s412m/s二、滾動軸承的密封二、滾動軸承的密封不受速度限制滑動軸承概述2二、滑動軸承設計內容二、滑動軸承設計內容一、滑動軸承的特點一、滑動軸承的特點滾動軸承絕大多數(shù)都已標準

44、化，故得到廣泛的應用。但是在以下場合，則主要使用滑動軸承：工作轉速很高，如汽輪發(fā)電機。要求對軸的支承位置特別精確，如精密磨床。承受巨大的沖擊與振動載荷，如軋鋼機。特重型的載荷，如水輪發(fā)電機。根據(jù)裝配要求必須制成剖分式的軸承，如曲軸軸承。在特殊條件下工作的軸承，如軍艦推進器的軸承。徑向尺寸受限制時，如多輥軋鋼機。 軸承的型式和結構選擇；軸瓦的結構和材料選擇；軸承的結構參數(shù)設計；潤滑劑及其供應量的確定；軸承工作能力及熱平衡計算。10-910-9滑動軸承概述滑動軸承概述徑向滑動軸承的典型結構110-10 10-10 滑動軸承的結構形式滑動軸承的結構形式 一、徑向滑動軸承的結構一、徑向滑動軸承的結構整

45、體式徑向滑動軸承特點：結構簡單，成本低廉。應用：低速、輕載或間歇性工作的機器中。軸承座整體軸套螺紋孔油杯孔因磨損而造成的間隙無法調整。只能從沿軸向裝入或拆出。徑向滑動軸承的典型結構2對開式徑向滑動軸承特點：結構復雜、可以調整磨損而造成的 間隙、安裝方便。應用場合：低速、輕載或間歇性工作的機器中。(虛擬演示)對開式軸承(整體軸套)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)徑向滑動軸承的典型結構3二、止推滑動軸承的結構二、止推滑動軸承的結構FaFaFaFa止推滑動軸承由軸承座和止推軸頸組成。常用的軸頸結構形式有： 空心式：軸頸接觸面上壓力分布較均勻，潤滑條件較實心式的改善。

46、空心式：軸頸接觸面上壓力分布較均勻，潤滑條件較實心式的改善。 單環(huán)式：利用軸頸的環(huán)形端面止推，結構簡單，潤滑方便，廣泛用于低速、單環(huán)式：利用軸頸的環(huán)形端面止推，結構簡單，潤滑方便，廣泛用于低速、 輕載的場合。輕載的場合。 多環(huán)式：不僅能承受較大的軸向載荷，有時還可承受雙向軸向載荷。多環(huán)式：不僅能承受較大的軸向載荷，有時還可承受雙向軸向載荷。由于各環(huán)由于各環(huán) 間載荷分布不均，其單位面積承載能力比單環(huán)式低間載荷分布不均，其單位面積承載能力比單環(huán)式低50%。 空心式單環(huán)式多環(huán)式 滑動軸承的失效形式及常用材料2一、軸瓦的材料一、軸瓦的材料1 1、軸瓦材料性能要求：、軸瓦材料性能要求： 減摩性：材料副具

47、有較低的摩擦系數(shù)。 耐磨性：材料的抗磨性能，通常以磨損率表示。 抗咬粘性：材料的耐熱性與抗粘附性。 摩擦順應性：材料通過表層彈塑性變形來補償軸承滑動表面初 始配合不良的能力。 嵌入性：材料容納硬質顆粒嵌入，從而減輕軸承滑動表面發(fā)生 刮傷或磨粒磨損的性能。此外還應有足夠的強度和抗腐蝕能力、良好的導熱性、工藝性和經(jīng)濟性。 磨合性：軸瓦與軸頸表面經(jīng)短期輕載運行后，形成相互吻合的 表面形狀和粗糙度的能力（或性質）。10-11 10-11 軸瓦的材料和結構軸瓦的材料和結構2 2、常用材料、常用材料1、金屬材料（）、青銅等；3、非金屬材料塑料、橡膠等。強度低，僅用作軸承襯2、粉末冶金材料，低速重載，具有自潤滑性能。（多孔結構）滑動軸承的軸瓦結構1二、軸瓦的形式和結構二、軸瓦的形式和結構按構造分類整體式對開式按加工分類鑄造軋制按尺寸分類厚壁薄壁按材料分類單材料多材料需從軸端安裝和拆卸，可修復性差。 可以直接從軸的中部安裝和拆卸，可修復。 節(jié)省材料，但剛度不足，故對軸承座孔的加工精度要求高 。 具有足夠的強度和剛度，可降低對軸承座孔的加工精度要求。 強度足夠的材料可以直接作成軸瓦，如黃銅，灰鑄鐵。軸瓦襯強度不足，故采用多材料制作軸瓦。鑄造工藝性好，單件、大批生產(chǎn)均可，適用于厚壁軸瓦。只適用于薄壁軸瓦，具有很高的生產(chǎn)率。 滑動軸承的軸瓦結構2單材料、整體式厚壁鑄造軸瓦多材料、整體式、薄壁軋制軸