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1、第16章 滚动轴承 16-1 滚动轴承的基本类型和特点 16-2 滚动轴承的代号 16-3 滚动轴承的选择计算 16-4 滚动轴承的润滑和密封 16-5 滚动轴承的组合设计 带传动和链传动都是通过中间挠性件 传递运动和动力的，适用于两轴中心 距较大的场合。与齿轮传动相比，它 们具有结构简单，成本低廉等优点。 1 16-1 滚动轴承的基本类型和特点 各零件的作用： 外圈：支撑零件或轴系； 保持架: 将滚动体分开。 内圈：支撑轴； 滚动体：滑动滚动； 硬度和接触疲劳强度 、耐磨性和冲击韧性 用含铬合金钢制造，经热处理后硬度达：6165HRC 。工作表面需经磨削或抛光。 保持架：低碳钢，冲压制成高速
2、轴承：有色金属或塑料。 滚动轴承的组成：外圈、内圈、滚动体、保持架。 内外圈上有滚道，当内外圈相对旋转时，滚动体将沿着滚道滚动。 装在机座或零件轴孔内； 滚动副的材料要求： 2 设计：潘存云 滚动轴承的装配 3 设计：潘存云 设计：潘存云 优点：摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、润滑简便、 和易于互换等。 缺点：抗冲击能力差、高速时出现噪音。 滚动轴承按其承受载荷 的方向（接触角）和滚 动体的形状分类。 接触角：滚动体与外圈接触处的法线与垂直于轴承轴 心线的平面之间的夹角称为公称接触角。 接触角 轴向承载能力 = 0 表16-1 各类轴承的公称接触角 轴承类型 公称接触角 向心轴承主要承受径向载荷
3、推力轴承主要承受轴向载荷 径向接触角接触轴向接触角接触 0 eFa / Fr e XYXY 0.028 0.22 1.99 0.056 0.26 1.71 0.084 0.28 1.55 0.11 0.30 0.56 1.45 1 0 0.015 0.38 1.47 0.029 0.40 1.40 0.056 0.43 1.30 0.087 0.46 1.23 = 15 0.12 0.47 0.44 1.19 1 0 角 接 触 球 轴 承 = 25 - 0.68 0.41 0.87 1 0 = 40 - 1.14 0.35 0.57 1 0 圆锥滚子轴承(单列) - 1.5tg 0.4 0.
4、4ctg 1 0 调心球轴承(双列) - 1.5tg 0.65 0.65ctg 1 0 (单列) 设计：潘存云 24 设计：潘存云 五、角接触向心轴承轴向载荷的计算 受力分析： Fr 由于的存在，即使在径向载荷的作用下 ，其接触力可分解为径向和轴向两个分量 。 Fi = Fi +F”i Fi F”i F 总轴向力F= Fi 为使内部轴向力平衡，以免轴串动，这种轴承应: 成对使用，对称安装。下面分两个轴承面对面或背对背安装两种情况进行详细分析 Fi 表16-13 角接触向心球轴承 轴承类型 角接触向心球轴承 F eFr 0.68Fr 1.14Fr 圆锥滚子轴承 = 15 = 25 = 40 Fr
5、 / (2Y) Y是 的轴向系数e Fr Fa -内部轴向力 F的近似值可按 如下近似公式计算 第i个滚动体 25 设计：潘存云 a1a2 O1O2 1 2 1.若 FA+ F2 F1 压紧端：Fa1 = FA+ F2 放松端：Fa2 = F2 2.若 FA+F2 F1 则有： 结论与正装相同！ 压紧端：Fa1 = FA+ F2 放松端：Fa2 = F2 2.若 FA+F2 F1 ,则有： 放松端： Fa1 = F1 压紧端： Fa2 = F1 - FA 结论： 放松端轴承的轴向载荷 = 内部轴向力 压紧端轴承的轴向载荷 = 其余轴向力的代数和本身除外 27 一、滚动轴承的润滑 润滑剂 润滑目
6、的-减小摩擦、减轻磨损，吸振、降温、降噪。 16-4 滚动轴承的润滑和密封 密封目的-防止灰尘、水分进入轴承，阻止润滑剂流失。 润滑脂 润滑油 固体润滑剂 用于特殊场合 用速度因素dn 值作为选择润滑剂的条件: - 常用 - 高速、高温 当dn (1.52) 105 mmr/min时，采用脂润滑，否则 用油润滑。 脂润滑优点：不容易流失、便于密封和维护，充填一 次，可运转较长时间。 油润滑优点：摩擦阻力小、能散热，可在高速、高温环 境下使用。 dn间接反映了轴颈的圆周速度。 28 二、滚动承的密封 润滑油的选择： 润滑油的粘度根据速度因素 dn和工作温度t来确定。 设计：潘存云 1000000
7、 500000 200000 100000 50000 20000 10000 -40-20 0 20 4060100 12080 dn/(mmr/min) t / 润滑油粘度的选择 5cSt(40时) 10 20 65 110 250 400 滚动承的密封方式的选择与润 滑的种类、工作环境、温度、 密封表面的圆周速度有关。 分类 接触式 非接触式 组合式密封 毛毡圈密封 密封圈密封 间隙密封 迷宫式密封 -毛毡迷宫式密封 例如： dn=100000，t=90 可用 110 号润滑油 110 29 设计：潘存云 毛毡圈密封 适用场合： 脂润滑，要求环境清洁， 轴颈圆周轴速度v45 m/s ，工
8、作温度不超过90 矩形断面的 毛毡圈被安 装在梯形槽 内，它对轴 产生一定的 压力而起到 密封作用。 适用场合： 脂或油润滑，轴颈圆周轴 速度v45 m/s，工作温 度: -40100 设计：潘存云 (a) 设计：潘存云 (b) 防漏油防灰尘 密封圈密封 密封圈用皮革、塑 料或耐油橡胶制成 ，有的具有金属骨 架，有的没有，制 成标准件。 密封唇朝 里，目的 是防漏油 。 密封唇朝外， 主要目的是防 灰尘、杂质 接触式密封： 错误结构 30 适用场合： 脂润滑，要求环境干燥清洁。 靠轴与端盖之间的细小环形间 隙密封，间隙愈小愈长，效果 愈好，间隙取0.10.3 mm。 间隙封圈 设计：潘存云 (
9、a) 设计：潘存云 (b) =0.10.3 mm 非接触式密封： 31 适用场合：脂润滑或油润滑，工作温度不高于密封用 脂的滴点。密封效果可靠。 图b为轴向曲路，因考虑 到轴受热后会变长，间 隙取 =1.52 mm。 迷宫式封圈 =0.10.2 mm 设计：潘存云 (a) 设计：潘存云 (b) =1.52 mm 将旋转件与静止件 之间的间隙做成迷 宫形式，并在间隙 中充填润滑油或润 滑脂以加强密封效 果。分为径向和轴 向两种结构。 32 适用场合：适用于脂润滑或油润滑，密封效果可靠。 也可以把多种密封形式组合在一起。这 是组合密封的一种型式-毛毡加迷宫， 可充分发挥各自的优点，提高密封效果 。
10、组合密封的方式很多，不一一列举。 设计：潘存云 组合封圈 组合式密封： 33 16-5 滚动轴承的组合设计 一、轴承类型的选择 1.无轴向载荷时，宜用深沟球轴承；如直齿轮轴 设计：潘存云 34 16-5 滚动轴承的组合设计 一、轴承类型的选择 1.无轴向载荷时，宜用深沟球轴承；如直齿轮轴 2.径向与轴向载荷联合作用时，宜用角接触球轴承或圆 锥滚子轴承；如斜齿轮轴 设计：潘存云 35 16-5 滚动轴承的组合设计 一、轴承类型的选择 1.无轴向载荷时，宜用深沟球轴承；如直齿轮轴 2.径向与轴向载荷联合作用时，宜用角接触球轴承或圆 锥滚子轴承；如斜齿轮轴 设计：潘存云 36 16-5 滚动轴承的组
11、合设计 一、轴承类型的选择 1.无轴向载荷时，宜用深沟球轴承；如直齿轮轴 2.径向与轴向载荷联合作用时，宜用角接触球轴承或圆 锥滚子轴承；如斜齿轮轴 3.纯轴向载荷作用时，必须采用推力轴承。 37 二、轴承的固定 固定方式 为了保证轴承在机器中正常工作，除合理选择轴承类型、尺寸外， 还应正确进行轴承的组合设计，处理轴承与其周围零件的之间的关 系，也就是要解决轴承的轴向位置固定、轴承与其它零件的配合、 间隙调整、装拆和润滑密封等一系列问题。 两端固定 一端固定、一端游动。 两端固定支承 C=0.20.3 mm 预留补偿间隙 设计：潘存云 38 两端固定支承 39 2. 一端固定、一端游动 固定支
12、承 游动支承 L 设计：潘存云 一个支点双向固定以承受轴向力、另一端游动。 适用于温度变化较大的长轴。 设计：潘存云 选用深沟球轴承 时， 外圈与端盖 间应留有间隙。 游动支承 选用圆柱滚子轴承时， 外圈应双向固定。 40 调整垫片 加减垫片 二、 轴承组合的调整 加减垫片的厚度 设计：潘存云 调整垫片 加减垫片 1. 轴承间隙的调整 螺钉调整 方法： 设计：潘存云 螺钉调整41 设计：潘存云 设计：潘存云 2. 轴承的预紧 对于某些可调游隙的轴承，在安装时给与一定的轴向压紧力，使得内外圈 产生相对移动而消除游隙，并在套圈和滚动体接触处产生弹性预变形，借 此提高轴的旋转精度和刚度。这种方法称为
13、轴承的预紧。 方法 加金属垫片 磨窄套圈 设计：潘存云 设计：潘存云 42 3. 轴承组合位置的调整 对于某些可调游隙的轴承，在安装时给与一定的轴向压紧力， 使得内外圈产生相对移动而消除游隙，并在套圈和滚动体接触 处产生弹性预变形，借此提高轴的旋转精度和刚度。这种方法 称为轴承的预紧。 目的：使轴上的零件具有准确的工作位置。如齿轮、带轮等 例如：圆锥齿轮传动，要求两个节锥顶点相重合。 对于蜗杆传动，要求蜗轮中间平面通过蜗杆的轴线。 才能保证正确啮合。 方法：套杯+调整垫片 43 设计：潘存云 轴承组合位置调整的方法：套杯+调整垫片 锥顶点不重合！ 设计：潘存云 锥顶点重合！ 44 设计：潘存云
14、 四、轴承的拆装 三、 轴承组合的配合 配合类型 内圈孔-轴 一般原则：当外载荷方向不变时，转动套圈应比固定 套圈紧。 基孔制 外圈-轴承座孔 基轴制 轴公差：k6、m6 内圈： 设计轴承组合时，应考虑有利于轴承的拆 装，以便在拆卸过程中不损坏其他零件。 孔公差： H7、J7、Js7 游动支点：G7 内圈与轴采用具有过盈的过渡配合 较松的过渡配合 间隙配合 设计：潘存云 结构不合理 ！ 轴肩高度 内圈外径 45 设计：潘存云 设计：潘存云 h1 h1 外圈： 应留拆卸高度，或留螺孔。 设计：潘存云 设计：潘存云 46 本 章 重 点 (1) 了解滚动轴承的基本结构和特点。 (2) 熟练掌握滚动轴承类型选择，轴承代号 。 (3) 掌握常用滚动轴承的尺寸选择计算。 (4) 能够进行滚动轴承的组合设计。 47
