機械設計基礎單元13--軸承

1、1.滑動軸承的類型、結構、特點2.滑動軸承的材料及潤滑學會正確選用滑動軸承任務1 認識滑動軸承知識目標：技能目標：首頁退出任務1 認識滑動軸承1.滑動軸承的類型首頁退出軸承是機器中主要用來支撐軸的部件，用以保證軸的旋轉精度，并減少軸與支承物間的摩擦和磨損。滑動軸承的運動形式是以軸頸與軸瓦相對滑動摩擦為主要特征的。按照軸承承載方向分為：主要承受徑向載荷Fr的徑向滑動軸承，如圖13-1a；主要承受軸向載荷Fa的推力滑動軸承，如圖13-1b。圖13-1 滑動軸承滑動軸承主要由軸承座、軸瓦或軸套組成。常用的徑向滑動軸承的結構有整體式和剖分式兩種。表13-1 常用滑動軸承的結構特點任務1 認識滑動軸承首

2、頁退出類型圖例特點徑向滑動軸承整體式結構簡單、價格低廉，但軸的裝拆不方便，磨損后軸承的徑向間隙無法調整。適用于輕載、低速或間歇工作的場合剖分式裝拆方便，磨損后軸承的徑向間隙可以調整，應用較廣止推滑動軸承靠軸的端面或軸肩、軸環(huán)的端面向推力支承面?zhèn)鬟f軸向載荷1、軸承座 2、襯套 3、軸套 4、止推墊圈 5、銷釘滑動軸承的特點和應用見表13-2所示。表13-2 滑動軸承的特點和應用任務1 認識滑動軸承2.滑動軸承的特點和應用首頁退出優(yōu)點1）結構簡單，制造、加工、拆裝方便；2）具有良好的耐沖擊性和良好的吸振性能，運轉平穩(wěn)，旋轉精度高；3）壽命長。缺點1）維護復雜，對潤滑條件較高；2）邊界潤滑軸承，摩擦

3、損耗較大。應用1）大型汽輪機、發(fā)電機、壓縮機、軋鋼機及高速磨床上多采用滑動軸承。2）在低速而帶有沖擊載荷的機器中，如水泥攪拌器、滾筒清砂機、破碎機等沖壓機械、農業(yè)機械中也多采用滑動軸承。常用的軸瓦有整體式和對開式兩種結構。整體式軸承采用整體式軸瓦，結構如圖13-2所示，分為不帶擋邊（圖13-2a）和帶擋邊（圖13-2b）的兩種結構。對開式軸承的軸瓦由上下兩半組成，如圖13-3所示。任務1 認識滑動軸承3.軸瓦的結構首頁退出 圖13-2 整體式圖13-3剖分式軸瓦 滑動軸承的特點和應用見表13-2所示。為使軸瓦既有一定的強度，又有良好的減磨性，常在軸瓦內表面澆鑄一層減磨性好的材料（如軸承合金），

4、稱為軸承襯。軸承襯應可靠的貼合在軸瓦表面上，為此可以采用如圖13-4所示的結合形式（圖中涂黑層表示軸承襯）。為了將潤滑油引入軸承，并布滿于工作表面，常在其上開有供油孔和油溝；供油孔和油溝應開在軸瓦的非承載區(qū)，否則會降低油膜的承載能力。任務1 認識滑動軸承首頁退出 a) b) c) d)圖13-4 軸瓦與軸承襯的結合形式圖13-5 油溝形式圖13-5 油溝形式為了將潤滑油引入軸承，并布滿于工作表面，常在其上開有供油孔和油溝；供油孔和油溝應開在軸瓦的非承載區(qū)，否則會降低油膜的承載能力。常用的材料可以分為三大類：金屬材料，如軸承合金、銅合金、鋁基合金；鑄鐵等；多孔質金屬材料；非金屬材料，如工程塑料、

5、碳石磨等。（1）軸承合金（通稱巴氏合金或白合金）適用于重載、中高速場合，價格較貴。（2）銅合金錫青銅的減摩性和耐磨性最好，應用廣泛，適用于重載及中速場合。鉛青銅抗膠合能力強，適用于高速、重載軸承。鋁青銅的強度及硬度較高，抗膠合能力較差，適用于低速重載軸承。（3）鋁基軸承合金鋁基軸承合金在許多國家獲得了廣泛的應用。它有相當好的耐蝕性和較高的疲勞強度，摩擦性也較好。鋁基軸承合金可以制成單金屬零件（如軸套、軸承等），也可以制成雙金屬零件，雙金屬軸瓦以鋁基軸承合金為軸承襯，以鋼作襯背。任務1 認識滑動軸承4.軸承的材料首頁退出（4）灰鑄鐵和耐磨鑄鐵鑄鐵性脆、磨合性能差，故只適用于輕載低速和不受沖擊載荷

6、的場合。（5）多孔質金屬材料其韌性較小，故宜用于平穩(wěn)無沖擊載荷及中低速情況。（6）非金屬材料非金屬材料中應用最廣的是各種塑料，如酚醛樹脂、尼龍、聚四氟乙烯等。聚合物的特性是：與許多化學物質不起反應，抗腐蝕性好。碳石墨是電機電刷的常用材料，也是不良環(huán)境中的軸承材料。碳石墨軸承具有自潤滑性，它的自潤性和減摩性取決于吸附的水蒸氣量。橡膠主要用于以水作潤滑劑或環(huán)境較臟污之處。橡膠軸承內壁上帶有縱向溝槽，便于潤滑劑的流通、加強冷卻效果并沖走臟物。木材具有多孔質結構，可用填充劑來改善其性能。任務1 認識滑動軸承首頁退出潤滑劑分為潤滑油、潤滑脂和固體潤滑劑三類。（1）潤滑油潤滑油是滑動軸承中應用最廣的潤滑劑

7、，目前使用的潤滑油多位礦物油。潤滑油最重要的物理性能是粘度，它也是選擇潤滑油的主要依據(jù)。粘度的大小可用動力粘度或運動粘度來表示，其單位為m2/s， mm2/s，即cst(厘斯)。工業(yè)上多用運動粘度標定潤滑油的粘度。（2）潤滑脂潤滑脂是在潤滑油中添加稠化劑（如鈣、鈉、鋁、鋰等金屬）后形成的膠狀潤滑劑。因為它稠度大，不宜流失，所以承載能力較大，但它的物理、化學性質不如潤滑油穩(wěn)定，摩擦功耗也大，故不宜在溫度變化大或高速條件下使用。目前使用最多的是鈣基潤滑脂，它有耐水性，常用于60C以下的各種機械設備中的軸承潤滑。鈉基潤滑脂可用于115145C以下，但抗水性較差。鋰基潤滑脂性能優(yōu)良，抗水性好，在-20

8、150C范圍內廣泛使用，可以代替鈣基、鈉基潤滑脂。任務1 認識滑動軸承首頁退出5.潤滑劑（3）固體潤滑劑常用的固體潤滑劑有石墨和二硫化鉬。在滑動軸承中主要以粉劑加入潤滑油或潤滑脂中，用于提高其潤滑性能，減少摩擦損失，提高軸承使用壽命。尤其高溫、重載下工作的軸承，采用添加二硫化鉬的潤滑劑，能獲得良好的潤滑效果。任務1 認識滑動軸承首頁退出表13-2 常用的滑動軸承潤滑方法及裝置任務1 認識滑動軸承首頁退出6.潤滑方法和潤滑裝置潤滑方式圖例說明間歇潤滑針閥式油杯用于油潤滑：將手柄提置垂直位置，針閥上升，油孔打開供油；手柄放置水平位置，針閥降回原位，停止供油。旋動調節(jié)螺母可調節(jié)注油量的大小旋套式油杯

9、 用于油潤滑：轉動旋套，使旋套孔與杯體注油孔對正時可用油壺或油槍注油。不注油時，旋套壁遮擋杯體注油孔，起密封作用壓配式油杯用于油潤滑或脂潤滑：將鋼球壓下可注油。不注油時，鋼球在彈簧的作用下，使杯體注油孔封閉旋蓋式油杯用于脂潤滑：杯蓋與杯體采用螺紋連接，旋合時在杯體和杯蓋中都裝滿潤滑脂，定期旋轉杯蓋，可將潤滑脂擠入軸承內任務1 認識滑動軸承首頁退出連續(xù)潤滑芯捻式油杯用于油潤滑：杯體中儲存潤滑油，靠芯捻的毛細作用實現(xiàn)連續(xù)潤滑。這種潤滑方式注油量較小，適用于輕載及軸頸轉速不高的場合油環(huán)潤滑用于油潤滑油環(huán)套在軸頸上并垂入油池，軸旋轉時，靠摩擦力帶動油環(huán)轉動，將潤滑油帶到軸頸處進行潤滑。這種潤滑方式結構

10、簡單，但由于靠摩擦力帶動油環(huán)甩油，故需軸的轉速適當方能充足供油壓力潤滑用于油潤滑利用油泵將壓力潤滑油送入軸承進行潤滑。這種潤滑方式工作可靠，但結構復雜，對軸承的密封要求高，且費用較高。適用于大型、重載、高速、精密和自動化機械設備任務1 認識滑動軸承 練習題1.判斷題（1）推力滑動軸承主要承受徑向載荷。（ ）（2）剖分式徑向滑動軸承磨損后，可以調整軸承的間隙。（ ）（3）滑動軸承工作時的噪聲小，工作平穩(wěn)。（ ）2.選擇題（1）整體式滑動軸承（ ）a.結構簡單，制造成本低 b. 裝拆方便 c.磨損后可調整 d. 比剖分式應用廣泛（2）用于重要、高速、重載機械中的滑動軸承的潤滑方法，宜采用（ ）a.

11、芯捻式油杯 b. 油環(huán)潤滑 c.針閥式油杯 d. 壓力潤滑（3）滑動軸承（ ）a. 承載能力小，抗沖擊能力強 b. 運轉平穩(wěn)可靠，徑向尺寸大 c. 不能在惡劣的條件下工作 d. 適用于低速、重載的場合 3.填空題（1）根據(jù)受載荷的方向不同，滑動軸承有 滑動軸承和 滑動軸承兩種形式。（2）常用徑向滑動軸承的結構形式有 和 兩種。（3）常用的軸瓦有 和 兩種形式。（4）常用的軸承材料有 、 和 等三種。（5）潤滑劑分 、 和 三種。（6）滑動軸承常用的連續(xù)供油潤滑方法有 、 和 三種。 首頁退出1.滾動軸承的類型、特點；2.滾動軸承的代號正確識讀滾動軸承的代號任務2認識滾動軸承知識目標：技能目標：

12、首頁退出滾動軸承依靠主要元件間的滾動接觸來支撐轉動零件，也即摩擦性質為滾動摩擦。（1）滾動軸承的結構滾動軸承嚴格來說是一個組合標準件，其基本結構如圖13-6所示。它主要有內圈1、外圈2、滾動體3和保持架4等四個部分所組成。滾動體是滾動軸承中必不可少的元件，常見的滾動體種類如圖13-7所示，主要有球、圓柱滾子、滾針、圓錐球面滾子、非對稱球面滾子等。任務2認識滾動軸承1.滾動軸承的結構、類型及特點首頁退出 圖13-6 滾動軸承結構 圖13-7 滾動體種類（2）滾動軸承的類型滾動軸承的分類主要依據(jù)承受的載荷方向（或公稱接觸角）和滾動體的種類。接觸角是滾動體和套圈接觸處的法線與軸承徑向平面（垂至于軸承

13、軸心線的平面）之間的夾角稱為公稱接觸角。越大，則軸承承受軸向載荷的能力就越大。常用滾動軸承的類型和特性見表13-3。表13-3 常用滾動軸承類型和特性任務2認識滾動軸承首頁退出名稱結構圖簡圖承載方向類型代號基本特性調心球軸承1主要承受徑向載荷，同時可承受少量的雙向軸向載荷。外圈內滾道為球面，能自動調心，允許角偏差小于23，適用于彎曲剛度小的軸調心滾子軸承2主要用于承受徑向載荷，同時能承受少量的雙向軸向載荷。其承載能力比調心球軸承大，具有自動調心性能，允許角偏差小于12.5，適用于重載和沖擊載荷的場合任務2認識滾動軸承首頁退出軸承名稱結構圖簡圖及承載方向類型代號基本特性 圓錐滾子軸承3能同時承受

14、較大徑向載荷和單向軸向載荷。內、外圈可分離，通常成對使用，對稱布置安裝雙列深溝球軸承4主要承受徑向載荷，也能承受一定的雙向軸向載荷。它比深溝球軸承的承載能力大推力球軸承單向5（5100）只能承受單向軸向載荷，適用于軸向載荷大而轉速不高的場合雙向5（5200）可承受雙向軸向載荷，用于軸向載荷大、轉速不高的場合任務2認識滾動軸承首頁退出軸承名稱結構圖簡圖及承載方向類型代號基本特性 深溝球軸承6主要承受徑向載荷，也可同時承受少量雙向軸向載荷。摩擦阻力小，極限轉速高，結構簡單，價格便宜，應用最廣泛角接觸球軸承7能同時承受徑向載荷和軸向載荷，公稱接觸角 有15，25，40三種。接觸角越大，承受軸向載荷的

15、能力越大，適用于轉速較高、同時承受徑向和軸向載荷的場合推力圓柱滾子軸承8能承受很大的單向軸向載荷。承載能力比推力球軸承大得多，不允許有角偏差圓柱滾子軸承N外圈無擋邊，只能承受純徑向載荷。與球軸承相比，承受載荷的能力較大，尤其是承受沖擊載荷，但極限轉速較低任務2認識滾動軸承首頁退出 滾動軸承的代號有三個部分代號所組成：前置代號、基本代號和后置代號，見表13-4。 2.滾動軸承的代號表13-4 軸承代號前置代號基本代號后置代號五四三二一軸承分部件代號類型代號尺寸系列代號內徑代號軸承在結構、形狀、尺寸、公差及技術要求等的補充代號（1）基本代號基本代號是表示軸承主要特征的基礎部分，也是我們應著重掌握的

16、內容，包括軸承類型、尺寸系列和內徑。任務2認識滾動軸承首頁退出類型代號軸承類型類型代號軸承類型0雙列角接觸球軸承6深溝球軸承1調心球軸承7角接觸球軸承2調心滾子軸承和推力滾子軸承8推力圓柱滾子軸承3圓錐滾子軸承N圓柱滾子軸承4雙列深溝球軸承U外球面球軸承5推力球軸承QJ四點接觸球軸承1)類型代號軸承類型代號用數(shù)字或字母表示，見表13-5。表13-5 軸承的類型代號任務2認識滾動軸承首頁退出 2）尺寸系列代號 尺寸系列是是由軸承的直徑系列代號和寬（高）度系列代號組合而成，用兩位數(shù)字表示。 寬度系列是指徑向軸承或向心推力軸承的結構、內徑和直徑都相同，而寬度為一系列不同尺寸，依8、0、16次序遞增（

17、推力軸承的高度依7、9、1、2順序遞增）。當寬度系列為0系列時，對多數(shù)軸承在代號種可以不予標出（但對調心軸承需要標出）。 直徑系列表示同一類型、相同內徑的軸承在外徑和寬度上的變化系列，用基本代號右起第三位數(shù)字表示（滾動體尺寸隨之增大）。即按7、8、9、0、1、5順序外徑尺寸增大，如圖13-8所示。 圖13-8 直徑系列示意圖任務2認識滾動軸承 3）內徑代號內徑代號是用兩位數(shù)字表示軸承的內徑：內徑d=10480mm的軸承內徑表示方法見表13-6，其它有關尺寸的軸承內徑需查閱有關手冊和標準。表13-6 軸承內徑代號 首頁退出內徑代號000102030496軸承內徑（mm）10121517代號數(shù)5任

18、務2認識滾動軸承 （2）前置代號、后置代號前置、后置代號是軸承在結構形狀、尺寸、公差、技術要求等有改變時，在基本代號左右添加的補充代號。前置代號用字母表示，用以說明成套軸承部件的特點,一般軸承無需作此說明，則前置代號可以省略。后置代號用字母和字母數(shù)字的組合來表示，按不同的情況可以緊接在基本代號之后或者用“”、“/”符號隔開，其含義見軸承代號表格所示。 首頁退出表13-7 內部結構代號代號含義及示例C角接觸球軸承 公稱接觸角 15 調心滾子軸承 C型 AC角接觸球軸承 公稱接觸角 25 B角接觸球軸承 公稱接觸角 45 7210B圓錐滾子軸承 接觸角加大 32310BE加強型（即內部結構設計改進

19、，增大軸承承載能力）N207E任務2認識滾動軸承 表13-8 軸承公差代號 首頁退出代號含義和示例新標準GB/T27293原標準GB27288/P0G公差等級符合標準規(guī)定的0級，代號中省略不標 6203/P6E公差等級符合標準中的6級 6203/P6/P6XEX公差等級符合標準中的6X級 6203/P6XP5D公差等級符合標準中的5級 6203/P5P4C公差等級符合標準中的4級 6203/P4P2B公差等級符合標準中的2級 6203/P2其精度等級按上表中的順序依次提高。其它各符號的含義查閱GB/T27293。任務2認識滾動軸承 滾動軸承的類型很多，選用軸承首先是選擇類型。而選擇類型必須依據(jù)

20、各類軸承的特性。（1）軸承所受的載荷（大小、方向和性質）受純徑向載荷時應選用向心軸承，受純軸向載荷應選用推力軸承，對于同時承受徑向載荷和軸向載荷的軸承，應根據(jù)兩者（a/r）的比值來確定：若a相對于r較小時，可選用深溝球軸承或接觸角不大的角接觸球軸承及圓錐滾子軸承；當r相比較大時，可選用接觸角較大的角接觸球軸承；當a比r大很多時，則應考慮采用向心軸承和推力軸承的組合結構，以分別承受徑向載荷和軸向載荷。（2）軸承的轉速在一般轉速下，轉速的高低對類型選擇不發(fā)生什么影響，只有當轉速較高時，才會有比較顯著的影響。 首頁退出3.滾動軸承選擇任務2認識滾動軸承 （3）調心性能的要求對于因支點跨距大而使軸剛性

21、較差、或因軸承座孔的同軸度低等原因而使軸撓曲時，為了適應軸的變形，應選用允許內外圈有較大相對偏斜的調心軸承。在使用調心軸承的軸上，一般不宜使用其它類型的軸承，以免受其影響而失去了調心作用。滾子軸承對軸線的偏斜最敏感，調心性能差。在軸的剛度和軸承座的支撐剛度較低的情況下，應盡可能避免使用。（4）拆裝方便等其它因素選擇軸承類型時，還應考慮到軸承裝拆的方便性、安裝空間尺寸的限制以及經濟性問題。在軸承座沒有剖分面而必須沿軸向安裝和拆卸時，應優(yōu)先選擇內、外圈可分離的軸承。球軸承比滾子軸承便宜，在能滿足需要的情況下應優(yōu)先選用球軸承。同型號不同公差等級的軸承價格相差很大，故對高精度軸承應慎重選用。 首頁退出

22、任務2認識滾動軸承首頁退出 保證良好的潤滑是維護保養(yǎng)軸承的主要手段。潤滑可以降低摩擦阻力，減輕磨損。同時，還具有降低接觸應力、緩沖吸振及防腐蝕等作用。常用滾動軸承的潤滑劑為潤滑脂和潤滑油兩種。 4.滾動軸承的潤滑5.滾動軸承的密封軸承密封裝置是為了防止灰塵、水等其它雜質進入軸承，并防止?jié)櫥瑒┝鞒龆O置的。常見的密封裝置如圖所示，有接觸式和非接觸式密封兩類。（1）接觸式密封在軸承蓋內放置軟材料（毛氈、橡膠圈或皮碗等），與轉動軸直接接觸而起密封作用。這種密封多用于轉速不高的情況，同時要求與密封接觸的軸表面硬度大于40HRC，表面粗糙度小于0.8m。接觸式密封有氈圈密封和皮碗密封兩種。任務2認識滾動

23、軸承首頁退出 1）氈圈密封如圖13-9a所示。在軸承蓋上開出梯形槽，將矩形剖面的細毛氈防止在梯形槽中與軸接觸。這種密封結構簡單，但摩擦較嚴重，主要用于軸徑圓周速度小于45m/s的油脂潤滑結構。 2）皮碗密封如圖13-9 b所示。在軸承蓋中防止一個密封皮碗，它是用耐油橡膠等 材料制成的，并裝在一個鋼外殼之中（有的沒有鋼殼）的整體部件，皮碗與軸緊密接觸而起密封作用。為增強封油效果，用一個螺旋彈簧押在皮碗的唇部。唇的方向朝向密封部位，主要目的是防止漏油；唇朝外，主要目的是防塵。當采用兩個皮碗相背防止時，既可以防塵又可以起密封作用。這種結構安裝方便，使用可靠，一般適用于軸徑圓周速度小于67m/s的場合

24、。圖13-9 接觸式密封任務2認識滾動軸承首頁退出 （2）非接觸式密封非接觸式密封不與軸直接接觸，多用于速度較高的場合。1）油溝式密封（也稱為隙縫密封) 如圖13-10 a所示，在軸與軸承蓋的通孔壁之間留有0.10.3 mm的間隙，并在軸承蓋上車出溝槽，并在槽內填滿油脂，以起密封作用。適用于潤滑脂潤滑。2）迷宮式密封 如圖13-10 b所示，將旋轉的和固定的密封零件間的間隙制成迷宮（曲路）形式，縫隙間填滿潤滑脂以加強密封效果。適用于軸徑圓周速度可達30m/s。3）油環(huán)與油溝組合密封 如圖13-10c所示,在油溝密封區(qū)內的軸上安裝一個甩油環(huán)，當向外流失的潤滑油落在甩油環(huán)上時，由于離心力的作用而甩

25、落，然后通過導油槽流會油箱，這種組合適用于密封形式在高速時密封效果好。 圖13-10 非接觸式密封任務2認識滾動軸承首頁退出 (1)6206：（從左至右）6深溝球軸承；2尺寸系列代號，直徑系列為2，寬度系列為0（省略）；06為軸承內徑30mm；公差等級為0級。32315E：（從左至右）3為圓錐滾子軸承；23為尺寸系列代號，直徑系列為3、寬度系列為2；15為軸承內徑75mm；E加強型；公差等級為0級。7312C：（從左至右）7為角接觸球軸承；3為尺寸系列代號，直徑系列為3、寬度系列為0（省略）；12為軸承內徑60mm；C公稱接觸角15；公差等級為0級。51410/P6：（從左至右）5為雙向推力軸

26、承；14為尺寸系列代號，直徑系列為4、了寬度系列為1；10為軸承直徑50mm；P6前有“/”，為軸承公差等級。 6.滾動軸承的代號識讀實例任務2認識滾動軸承首頁退出 1.填空題（1）滾動軸承主要由 、 、 和 組成。（2）滾動軸承代號由 代號、 代號和 代號構成。其中基本代號由 代號、 代號和 代號構成。（3）滾動軸承的潤滑劑有 和 兩種。常用的密封裝置有 和 兩類。2.簡答題：（1）在選擇滾動軸承時，要考慮哪幾個方面的因素？（2）滾動軸承的潤滑和密封的目的是什么？3說明下列滾動軸承基本代號的含義（1）N210（2）51213（3）30312 練習題1.滾動軸承壽命計算2.組合設計方法根據(jù)給定

27、的條件合理選擇軸承型號任務3滾動軸承壽命計算及組合設計知識目標：技能目標：首頁退出（1）滾動軸承的基本額定壽命和基本額定動載荷軸承的壽命滾動軸承在點蝕破壞前所經歷的轉數(shù)（以106r為單位）或小時數(shù)?；绢~定壽命組在相同條件下運轉的近于相同的軸承，按有10%的軸承發(fā)生點蝕破壞，而其余90%的軸承未發(fā)生點蝕破壞前的轉數(shù)L10（以106r為單位）或工作小時數(shù)Lh。也就是說，以軸承的基本額定壽命為計算依據(jù)時，軸承的失效概率為10，而可靠度為90。滾動軸承的基本額定壽命與所受工作載荷大小有關，載荷越大，產生的接觸應力越大，從而發(fā)生點蝕破壞前所能經受的應力變化次數(shù)也就越少，折合成軸承能夠旋轉的次數(shù)也就越少

28、，軸承的壽命也就越短。為了在計算時有一個基準，就引入了基本額定動載荷的概念，用符號C表示?；绢~定動載荷軸承的基本額定壽命恰好為106r時，軸承所能承受的載荷值。對于向心及向心推力軸承指的是徑向力，對于推力軸承指的是軸向力?；绢~定動載荷代表了不同型號軸承的承載特性，在使用時可以直接查取。任務3滾動軸承壽命計算及組合設計1.滾動軸承的壽命計算首頁退出 （2）當量動載荷滾動軸承的基本額定動載荷C是在一定條件下確定的，實際情況下軸承受載情況也往往與試驗不一致，必須把實際載荷換算為與上述條件等效的載荷，才能和C進行比較。這個經換算而得到的載荷是一個假定的載荷，就稱為當量動載荷P。對于只能承受軸向力F

29、a的推力軸承，P =Fa ；對于只能承受徑向力Fr的向心軸承，P =Fr ；對于可以同時承受Fa和Fr的軸承，例如深溝球軸承、調心軸承和向心推力軸承，當量動載荷P應與實際作用的復合外載有同樣的效果，即： P=xFr+yFa 式中 x徑向載荷系數(shù)，見表13-9； Y軸向載荷系數(shù)，見表13-9； Fa軸承所受軸向載荷，N； Fr軸承所受徑向載荷，N。任務3滾動軸承壽命計算及組合設計首頁退出 任務3滾動軸承壽命計算及組合設計 表13-9 徑向載荷系數(shù)x和軸向載荷系數(shù)y 首頁退出軸承類型Fa/CoreFa/FreFa/Frexyxy深溝球軸承0.0140.0280.0560.0840.110.170.

30、280.420.560.190.220.260.280.300.340.380.420.440.562.301.991.711.551.451.311.151.041.0010角接觸球軸承7000(=15)0.0150.0290.0580.0870.120.170.290.440.580.380.400.430.460.470.500.550.560.560.441.471.401.301.231.191.121.021.001.00107000AC(=25)-7000B(=40)-圓錐滾子軸承-1.5tan0.40.4cot10任務3滾動軸承壽命計算及組合設計 利用P=xFr+yFa所求得的

31、當量動載荷只是理論值，實際上機器的慣性、零件的不精確性及其它因素的影響，必須給予修正,引入載荷系數(shù)fp：P=fp (xFr+yFa)式中 fp載荷系數(shù)，見表13-10所示。表13-10 載荷系數(shù)fp 首頁退出載荷性質載荷系數(shù)fp應用舉例無沖擊或輕微沖擊1.01.2電動機、汽輪機、通風機、水泵等中等沖擊或中等慣性力1.21.8車輛、動力機械、起重機、造紙機、冶金機械、卷揚機、水力機械、機床等強大沖擊1.83.0破碎機、軋鋼機、石油鉆機、振動篩等任務3滾動軸承壽命計算及組合設計 （3）壽命計算公式滾動軸承的基本額定壽命L與承受的載荷P有關，圖13-11所示為軸承的疲勞曲線，它反映載荷P與壽命L的關

32、系，用方程表示，PL=常數(shù)。 首頁退出已知軸承基本壽命L=1106r時，壽命計算公式： 式中 C基本額定動載荷，N；P當量動載荷，N；壽命指數(shù)，對于球軸承 =3； 對于滾子軸承=10/3。為了工程上的使用方便性，多用小時數(shù)表示壽命，若轉速為n，壽命Lh為：圖13-11 滾動軸承的P-L曲線任務3滾動軸承壽命計算及組合設計 實際工作中，影響軸承壽命的因素很多，考慮到溫度與載荷性質的影響，壽命公式為 首頁退出式中 ft溫度系數(shù)，見表13-11。表13-11 溫度系數(shù)ft軸承工作溫度/C100125150175200225250300溫度系數(shù)ft10.950.90.850.80.750.70.6任務

33、3滾動軸承壽命計算及組合設計 2.向心推力軸承的軸向載荷計算 向心推力軸承在承受徑向載荷時，要派生處軸向力,工作時，通常都是成對安裝使用,如圖13-12所示。圖13-12a為背對背安裝，稱為反裝。圖13-12b的為面對面安裝，稱為正裝。 首頁退出由上圖可以看出，兩個軸承的徑向載荷Fr1、Fr2可以由徑向力平衡條件求出。相應的派生軸向力可以由表13-10所列的計算公式求出。軸承類型角接觸球軸承圓錐滾子軸承7000C（15）7000AC（25）7000B（40）內部軸向S0.4Fr0.6FrFrS=Fr/2y圖13-12 向心推力軸承安裝形式表13-10 內部軸向力S任務3滾動軸承壽命計算及組合設

34、計 當在軸上作用有外載軸向力Fa時，我們如果把派生軸向力的方向與Fa的方向相一致的軸承記作2，另一端的軸承記作1，則當Fa+S2=S1時，達到軸向平衡。若不滿足上述關系時，就會出現(xiàn)兩種情況：（1）當Fa+S2S1時，因為軸承的位置已經確定，軸不可能竄動，所以在軸承1的內部由外圈通過滾動體對軸施加一個軸向平衡反力。軸承1實際承受的軸向載荷為：Fa1=Fa+S2；軸承2實際承受的軸向載荷為：Fa2=S2。（2）當Fa+S2S1時，則：Fa1= S1，F(xiàn)a2=S1-Fa 若Fa的方向與圖13-12中所示的方向相反，只需將派生軸向力與Fa同向的軸承標為2，上述兩式仍可應用。 首頁退出任務3滾動軸承壽命

35、計算及組合設計 3.滾動軸承的組合設計為了保證軸承的正常工作，除了合理的選擇軸承的類型和尺寸外，還必須合理解決軸承安裝、配合、緊固、調整等問題。（1）支撐結構形式機器中的軸的位置是靠軸承來定位的。當軸工作時，既要防止軸向傳動，又要保證軸承工作受熱膨脹時的影響（不致受熱膨脹而卡死），軸承必須有適當?shù)妮S向固定措施。 首頁退出圖13-13 兩端單向固定1）兩端單向固定普通溫度下工作的短軸（跨距L400mm），支點常采用兩端單向固定方式，每個軸承分別承受一個方向的軸向力，如圖13-13所示。為允許軸工作時有少量熱膨脹，軸承安裝時應留有0.250.4mm的軸向間隙，間隙量可用墊片或調節(jié)螺釘調節(jié)。任務3滾

36、動軸承壽命計算及組合設計 2）一端雙向固定、一端游動對于工作溫度較高的長軸，受熱后伸長量比較大，應該采用一端固定，而另一端游動的支撐結構。作為固定支撐的軸承，應能承受雙向載荷，故此內、外圈都要固定，如圖13-14a。作為游動支撐的軸承，若使用的是可分離型的圓柱滾子軸承等，則其內、外圈都應固定，如圖13-14c）；若使用的是內外圈不可分離的軸承，則固定其內圈，其外圈在軸承座孔中應可以游動，如圖13-14b。 首頁退出 a) b) c)圖13-14 一端雙向固定、一端游動任務3滾動軸承壽命計算及組合設計 3）兩端游動兩個支承均無軸向約束，雙叫雙端游動支承，多用于人字齒輪傳動的高速軸，如圖13-15

37、所示。 首頁退出圖13-15 兩端游動任務3滾動軸承壽命計算及組合設計 （2）滾動軸承的調整1)軸承間隙的調整軸承在裝配時，一般要留有適當間隙，以利軸承正常運轉。常用的調整方法有以下幾種。調整墊片靠加減軸承蓋與機座之間的墊片厚度來調整軸承間隙，如圖13-16所示。 調節(jié)螺釘用螺釘1通過軸承外圈壓蓋3移動外圈的位置來進行調整的，如圖13-17所示的結構，調整后，用螺母2鎖緊防松。 首頁退出 圖13-16 調整墊片 圖13-17 調節(jié)螺釘任務3滾動軸承壽命計算及組合設計 2)滾動軸承的預緊軸承預緊的目的是提高軸承的旋轉精度和剛度。對某些可調整游隙的軸承，常在安裝時施加一定的軸向預緊力，以消除軸承內

38、部的原始游隙，并使套圈和滾動體接觸處產生微小彈性變形，這種方法稱為軸承的預緊。預緊方法可在一對軸承內圈或外圈之間加金屬墊片（圖13-18a），磨窄套圈（圖13-18b)。 首頁退出a) b)圖13-18 預緊方法任務3滾動軸承壽命計算及組合設計 （3）滾動軸承的配合滾動軸承是標準件，軸承內孔與軸徑的配合采用基孔制，就是以軸承內孔確定軸的直徑；軸承外圈與軸承座孔的配合采用機軸制，就是用軸承的外圈直徑確定座孔的大小。在具體選取時，要根據(jù)軸承的類型和尺寸、載荷的大小和方向以及載荷的性質來確定：工作載荷不變時，轉動圈（一般為內圈）要緊。轉速越高、載荷越大、振動越大、工作溫度變化越大，配合應該越緊。常用

39、的配合有n6、m6、k6、js6；固定套圈（通常為外圈）、游動套圈或經常拆卸的軸承應該選擇較松的配合。常用的配合有J7、J6、H7、G7。 首頁退出任務3滾動軸承壽命計算及組合設計 （4）滾動軸承的裝拆軸承內圈與軸頸的配合通常較緊，可以采用壓力機在內圈上施加壓力將軸承壓套在軸頸上。有時為了便于安裝，尤其是大尺寸軸承，可用熱油（不超過8090C）加熱軸承，或用干冰冷卻軸頸。中小型軸承可以使用軟錘直接敲入或用另一段管子壓住內圈敲入，如圖13-19所示。在拆卸時要考慮便于使用拆卸工具，以免在拆裝的過程中損壞軸承和其它零件。如圖13-20所示。 首頁退出 圖13-19 軸承安裝 圖13-20 軸承拆卸

40、裝置任務3滾動軸承壽命計算及組合設計 4.滾動軸承設計計算實例分析已知某減速器軸上的軸承型號為6312，徑向載荷Fr=2000N，軸向載荷Fa=880N。求軸承的當量載荷P。 表13-11 滾動軸承設計的計算步驟 首頁退出計算步驟計算過程計算結果1.查表求C0r該軸承為深溝球軸承，普通級，內徑d=60mm，查機械設計手冊，軸承基本額定靜載荷C0r=51.8kNC0r=51.8kN2.確定eFa/C0r=880/51800=0.017,查表13-9，用插入法得e=0.1964e=0.1964 Fa/Fr=0.44 3.確定x、y值Fa/Fr=880/2000=0.44e=0.1964x=0.56

41、，y=2.234x=0.56y=2.2344.計算當量動載荷PP=xFr+yFa=0.562000+2.234880 =3086（N）P=3086N任務3滾動軸承壽命計算及組合設計 練習題有一對型號6310深溝球軸承，所受當量動載荷P=2200N，軸承轉速n=970r/min，中等沖擊，常溫下工作求軸承的工作壽命？ 首頁退出滾動軸承是用來支承軸的，灰塵對軸承都是有害的，在更換損壞的軸承時，建議使用汽油清洗對其進行清洗。拆卸軸承時應使用專用工具。為便于拆卸，設計時軸肩高度不能大于內圈高度。（1）拆卸軸承之前，先擦凈油污； （2）用頂拔器抵住軸承內圈，將軸承慢慢拉出，注意不要刮傷配合表面，正確的拆

42、卸方法見圖13-22所示任務4 實踐課題滾動軸承的拆裝1.滾動軸承的拆卸首頁退出 a) b) c) d)圖13-22滾動軸承的拆卸方法滾動軸承安裝之前，先對與之配合的軸、端蓋、殼體孔進行嚴格的檢驗，不合要求的要進行修復或更換。（1）利用銅棒和手錘安裝這是安裝中小型軸承的一種簡便辦法。當軸承內圈為緊配合，外圈為較松配合時，將銅棒緊貼軸承內圈端面，用錘直接敲擊銅棒，通過銅棒傳力，將軸承徐徐裝到軸上。軸承內圈較大時，可用銅棒沿軸承內圈端面周圍均勻用力敲擊，切忌只敲打一邊，也不能用力過猛，要對稱敲打，輕輕敲打慢慢裝上，以免裝斜擊裂軸承。當軸承外圈為緊配合，內圈為較松配合時，可采用與上述相反的方法，用手錘敲擊緊貼軸承外圈端面的銅棒，把軸承壓入軸承座中，最后裝到軸上，此法不易損傷機件。任務4 實踐課題滾動軸承的拆裝首頁退出2.滾動軸承的安裝（2）利用套筒安裝此法與利用銅棒安裝軸承道理相同。它是將套筒直接壓在軸承端面上，用手錘敲擊力能均勻地分布在安裝的軸承整個套圈端面上，并能與壓力機配合使用，安裝省力省時，質量可靠，如圖13-23 所示。任務4 實踐課題滾動軸承的拆裝首頁退出 a)錘擊套筒 b)在內外圈上同時施力 c)裝內圈于軸上