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1、青岛科技大学专用 潘存云教授研制 第7章 滚动轴承 7-1 概述 7-2 滚动轴承的主要类型和代号 7-3 滚动轴承的类型选择 7-4 滚动轴承的工作情况 7-5 滚动轴承尺寸的选择 7-6 轴承装置的设计 7-1 概 述 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； 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，冲高速轴承：有色金属或塑料。 滚动轴承的组成：外圈、内圈、滚动体、保持架。 滚动副(外圈，内圈，滚动体）的材料要求： 青岛科技大学专用 潘存云教授研制 优点：摩擦阻力小、启动
2、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。 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13-1 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推力轴承主要承受轴向荷 径向接触角接触轴向接触角接触 0 Fd1 压紧端：Fa1 = Fae+ Fd2 放松端：Fa2 = Fd2 2.若 Fae+Fd2 Fd1 则有： 压紧端：Fa1 = Fae+ Fd2 放松端：Fa2 = Fd2 2.若 Fae+Fd2 Fd1 ,则有： 放松端： Fa1 = Fd1 压紧端： Fa
3、2 = Fd1 - Fae 结论与正装相同： 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 青岛科技大学专用 潘存云教授研制 五、滚动轴承的静承载能力 对于在工作载荷下基本不旋转或缓慢旋转或缓慢摆 动的轴承，其失效形式不是疲劳点蚀，而是因滚动接触 面上的接触应力过大而产生的过大的塑性变形。 在国家标准中，对每一种规格的滚动轴承规定了一 个不应超过得载荷界限基本额定静载荷，用C0表示。 轴承上作用的径向载荷Fr与轴向载荷Fa应折合成一 个当量静载荷P0 ，即： P0=X0Fr+Y0Fa 按轴承静承载能力选择轴承的公式为： 式中：S0为静强度安全系数，
4、可由设计手册查取。 C0 S0P0 青岛科技大学专用 潘存云教授研制 旋转条件 载荷条件 S0 使用条件 S0 滚动轴承的静强度安全系数 S0 普通载荷 12 高精度旋转场合 1.52.5 冲击载荷 23 振动冲击场合 1.22.5 普通载荷 0.5 1.01.2 11.5 允许有变形量 0.31.0 连续旋转轴承 不常旋转及 作摆动运动 的轴承冲击及不 均匀载荷 普通旋转 精度场合 六、滚动轴承尺寸选择的过程 由力分析确定轴承所承受的Fr与Fa 计算当量动载荷P=fP(XFr+YFa) 明确轴承的工作转速n与预计寿命L10 计算轴承应满足的基本额定动载荷 由轴承样本（手册）查取合适的轴承 七
5、、滚动轴承的可靠度 在一般工程问题中，均以轴承的基本额定动载荷和 基本额定寿命来衡量轴承的承载能力，这时对应的可靠 度均为90%。但是，对于航空航天产品、国防装备等， 对于轴承的可靠度有更高的要求。这时滚动轴承寿命的 计算须引入可靠性系数a1，即修正寿命为： a1也可按下式计算确定： R-为预期可靠度。 可靠度不为90%时的额定寿命修正系数a1 (GB/T6391-1995) 可靠度% 90 95 96 97 98 99 Ln L10 L5 L4 L3 L2 L1 a1 1.0 0.62 0.53 0.44 0.3 0.21 7-6 轴承装置的设计 设计内容: 轴承的定位和紧固 轴承的配置设计
6、 轴承位置的调节 轴承的润滑与密封 轴承的配合 轴承的装拆 一、滚动轴承的定位和紧固 滚动轴承的轴向紧固是指将轴承的内圈或外圈相对于 轴或轴承座实施紧固。 内圈的紧固方法： 弹性挡圈固定 圆螺母与止 动垫圈固定 轴端挡圈固定紧定衬套、圆螺 母、止动垫圈与 锥孔内圈固定。 外圈的紧固方法： 端 盖 固 定 孔 用 挡 圈 轴承外圈止动槽螺纹环紧固 二、滚动轴承的配置 轴承配置-指对于一个轴系应采用几个轴承支承、 如何支承、如何配置等问题。 常用配制方案 双支点各单向固定 一个支点双向固定、另一端游动。 常用的轴承配置方案有以下三类 ，每一类又有若干具体方案。 两端均游动 两端固定支承 C=0.2
7、0.3 mm 预留补偿间隙 双支点各单向固定 两端固定支承双支点各单向固定 二、滚动轴承的配置 轴承配置-指对于一个轴系应采用几个轴承支承、 如何支承、如何配置等问题。 常用配制方案 双支点各单向固定 一个支点双向固定、另一端游动。 两端均游动 固定支承 游动支承 L 游动支承 适用于温 度变化较 大的长轴 。 二、滚动轴承的配置 轴承配置-指对于一个轴系应采用几个轴承支承、 如何支承、如何配置等问题。 常用配制方案 双支点各单向固定 一个支点双向固定、另一端游动。 两端均游动 两端游动 螺钉调整 调整垫片 加减垫片 三、 轴系部件的调整 加减垫片的厚度 调整垫片 加减垫片 1. 轴承间隙的调
8、整 螺钉调整 方法： 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 轴承组合位置调整的方法：套杯+调整垫片 锥顶点不重合！ 锥顶点重合！ 润滑的目的 降低滚动轴承内部的摩擦，减少磨损和发热量； 四、 滚动轴承的润滑和密封 轴承的摩擦发热使轴承
9、升温，油润滑可以到起冷却 作用，从而降低轴承的工作温度，延长使用寿命； 良好的润滑状态，可在滚动体与滚道间形成一层使 两者隔开的油膜，减小接触压力； 轴承零件表面覆盖一层润滑剂，可以防止表面氧化 生锈； 润滑剂还能吸收振动，并降低噪音。 1、滚动轴承的润滑 密封目的 -防止灰尘、水分进入轴承，阻止润滑剂流失。 青岛科技大学专用 潘存云教授研制 润滑剂 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 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。 d-
10、滚动轴承的内径，单位：mm； n-轴承转速，单位：r/min。 对于不同类型的轴承，润滑剂和润滑方式的选择可 参照下表进行。 青岛科技大学专用 潘存云教授研制 轴承的常用润滑方式 2、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。 1000000 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
11、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 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 (a) (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
12、 。 密封唇朝外， 主要目的是防 灰尘、杂质 接触式密封： 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 (a)(b) =0.10.3 mm 非接触式密封： 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 (a)(b) =1.52 mm 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
13、优点，提高密封效果 。组合密封的方式很多，不一一列举。 组合封圈 毡圈与迷宫组合式密封 ： 五、 轴承组合的配合 内圈孔-轴 基孔制 外圈-轴承座孔 基轴制 配合是指内圈与轴颈、外圈与外壳孔的配合。 除了对轴承的内外颈规定了直径公差外，还规定了 平均内径和平均外经(dm ，Dm)的公差。 轴承外经的Dm公差带 0 6 5 4 2 轴承内经的dm公差带 0 6 5 4 2 + - D d + - 标准规定，0 6 5 4 2各级公差等级的轴承的的内径 dm和外经Dm均采用单向制，且统一采用上偏差为零 ，下偏差为负的分布。 滚动轴承作为一种 通用的标准件，规定 采用以下配合类型： 轴承内径公差带 dmp 零线 轴公差 g6 h6 j6 js6 k6 k5 m6 m5 p6 n6 h8 r7 r7 j5 g5 h5h8 滚动轴承内孔与轴的配合采用基孔制。当按 国家标准选取时，其配合要比圆柱公差的同类配 合要稍紧一些。 常用的轴公差代号有：k6、m6 零线 0 Js7 G7 H8 H7 H6J7 J6 Js6 K6K7 M6M7 P6 N6N7 P7 滚动轴承外经与外壳孔的配合采用基轴制。当 按国家标准选取时，其配合要比圆柱公差的同类配 合要稍紧一些。 常用的孔公差代号有： H7、J7、Js7 轴承外圈公差带 Dmp 游动支点：G7 装拆滚动轴承时，要特别注意以下两点
