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1、机械设计基础旧课回顾1、轴承的分类4、非液体摩擦滑动轴承的工作能力的计算3、滑动轴承的润滑2、滑动轴承的结构和材料5、滚动轴承的结构和类型2、滚动轴承的组合设计3、滚动轴承的选择计算本讲重点学习内容：1、滚动轴承的代号及类型选择机械设计基础第八章 轴承第一节 概述第二节 非液体摩擦滑动轴承的结构和材料第三节 滑动轴承的润滑第四节 非液体摩擦滑动轴承的设计计算第五节 液体摩擦滑动轴承简介第六节 滚动轴承的结构和类型第七节 滚动轴承的代号及类型选择第八节 滚动轴承的组合设计第九节 滚动轴承的失效形式和选择计算机械设计基础本讲小结3、滚动轴承的组合设计（熟知）4、滚动轴承的选择计算（熟练掌握）2、常
2、用滚动轴承类型的选择原则（掌握）1、滚动轴承类型的代号（熟知）机械设计基础机械设计基础第七节 滚动轴承的代号及类型选择返回本章一、滚动轴承的代号滚动轴承的类型很多，每种类型又有不同的尺寸、结构和公差等级。为了区分轴承的类型、结构、尺寸和精度等级，便于组织生产和 选用，国家标准(GB/T 272-1993)规定了滚动轴承代号的表示方法，即轴承代号，并把它标印在轴承的端面上。 例 8-2二、滚动轴承类型的选择设计滚动轴承时首先要解决的问题就是类型的选择。一般在选择 滚动轴承类型时，应综合考虑轴承所受载荷的方向、大小和性质，轴 承的调心性能，轴承的转速，轴承安装空间尺寸以及经济性等因素。以上影响因素
3、可供初选轴承型号参考。机械设计基础3）对于同时承受径向载荷FR和轴向载荷FA作用的轴承，应根据两 者的比值(FA/FR)来确定：轴承所受载荷的方向、大小和性质若FA相对于FR较小，可选用深沟球轴承，或接触角不大的角接触球轴承，以及圆锥滚子轴承；反之，可选用接触角较大的角接触球轴 承；当FA比FR大很多时，则应考虑采用适宜的径向接触轴承与推力轴承相组合的结构类型，如深沟球轴承与推力球轴承的组合等，以分 别承受径向和轴向载荷。4）在相同外廓尺寸的条件下，一般滚子轴承比球轴承的承载能力大，抗冲击能力强，故当载荷较大或有振动和冲击时宜选用滚子轴 承。2）受纯轴向载荷作用时，应选用轴向接触轴承。1）受纯
4、径向载荷作用时，应选用径向接触轴承。返回本节机械设计基础轴承的调心性能对于因支点跨距大而使轴刚性较差，或因两轴承座孔的同轴度低 等原因而使轴挠曲时，应选用允许内、外圈轴线有较大相对偏斜的 调心轴承。 圆柱滚子轴承因对内、外圈轴线的偏斜极为敏感，故不能用于轴 的刚性差或轴承座孔同轴度低的场合。返回本节机械设计基础轴承的转速当轴的转速较高时，还需要考虑轴承的极限转速性能(各种轴承 的极限转速nlim见轴承样本和设计手册)，通常在设计时应使轴承的工作转速低于其极限转速。 一般说来，球轴承的极限转速要高于滚子轴承；推力轴承的极限 转速要低于其他类型的轴承。因此，在高转速下可考虑采用接触角 大的角接触轴
5、承来代替推力球轴承，在高速、轴向载荷较小时，可 采用深沟球轴承代替推力球轴承。另外，在内径相同的同一类型轴 承中，外径越大的轴承，其极限转速越低。返回本节机械设计基础安装空间尺寸的限制在选择滚动轴承的类型时，还需要考虑轴承有无安装空间尺寸 的要求。若轴承的径向尺寸受到限制，可选用同一类型、相同内 径轴承中外径较小的型号；若轴承的轴向尺寸受到限制，宜选用 窄系列的轴承。返回本节机械设计基础经济性公差等级越高的轴承，价格越高。当公差等级相同时，球轴承比 滚子轴承价廉，所以在满足基本要求的前提下应优先选用球轴承。 同型号、不同公差等级的轴承价格相差很大，故对高精度轴承应慎 重选用。 返回本节机械设计
6、基础滚动轴承代号的表示方法滚动轴承代号由前置代号、基本代号和后置代号组成，用字母和 数字表示。其中，基本代号是滚动轴承代号的基础，由类型代号、 尺寸系列代号和内径代号组成。 对于常用的、结构上无特殊要求的轴承，轴承代号由基本代号和 公差等级代号组成。返回本节机械设计基础类型代号与尺寸系列代号宽度系列是指径向接触轴承或向心角接触轴承的内径相同，而宽 度有一个递增的系列尺寸(递增次序为8，0，1，6)。轴承类型代号用阿拉伯数字或大写拉丁字母表示，尺寸系列代号 用阿拉伯数字表示。直径系列是表示同一类型、内径相同的轴承，其外径有一个递增 的系列尺寸(递增次序为7，8，9，0，1，5)。高度系列是指轴向
7、接触轴承的内径相同，轴承高度有一个递增的 系列尺寸(递增次序为7，9，1，2)。尺寸系列是指轴承的宽度系列（高度系列）与直径系列组合的总称。轴承类型代号与尺寸系列代号见表8-3，两者合起来称为组合代号。返回机械设计基础表8-3返回机械设计基础表8-4返回机械设计基础表8-5返回机械设计基础例8-2说明轴承代号6215、 30208/P6x 和7310C/P5的含义返回本节机械设计基础机械设计基础第八节 滚动轴承的组合设计返回本章为了保证轴承的正常工作，除了合理选择轴承的类型和尺寸之外，还必须综合考虑滚动轴承轴系的固定，轴承组合结构的调整，轴承 的配合、润滑和密封等问题，进行轴承的组合设计。一、
8、滚动轴承轴系的固定二、滚动轴承组合结构的调整三、滚动轴承的配合四、滚动轴承的装拆五、滚动轴承的润滑六、滚动轴承的密封机械设计基础滚动轴承轴系的固定轴系固定的目的是防止轴工作时发生轴向窜动，保证轴上零件有 确定的工作位置。返回本节1、两端固定支承2、一端固定一端游动支承检验轴系固定与否的标志，是看轴受轴向外载荷作用时，力能否 有效而且正确地传到机架上去。对于径向接触轴承与向心角接触轴承支承的轴系，常用的固定方 式有以下两种。机械设计基础两端固定支承如图所示，每一个支承只能限制轴的单向移动，两个支承合起来才能限制轴的双向移动。为了补偿轴的受热伸长，对于深沟球轴 承，可在轴承外圈与轴承端盖之间留有补
9、偿间隙=0.250.4mm；对于向心角接触轴承，应在安装时使轴承内留有轴向间隙，但间隙 不宜过大，否则会影响轴承的正常工作。这种固定方式结构简单， 安装调整容易，适用于工作温度变化不大和较短的轴。返回机械设计基础一端固定一端游动支承返回如图所示，左支承的轴承内、外圈两侧均固定，从而限制了轴的 双向移动；而右支承轴承外圈两侧都不固定，当轴伸长或缩短时轴承 可随之作轴向游动。为防止轴承从轴上脱落，游动支承轴承内圈两侧 应固定。这种固定方式的结构比较复杂，但工作稳定性好，适用于工 作温度变化较大的长轴。机械设计基础滚动轴承组合结构的调整返回本节滚动轴承组合结构的调整包括如图所示为小锥齿轮轴的轴承组合
10、结构，轴承装在轴承套杯内 ，通过加减垫片1的厚度来调整轴承套杯的轴向位置，即可调整锥 齿轮的轴向位置。其中，垫片2用于调整轴承间隙。轴承间隙的调整轴系轴向位置的调整机械设计基础轴承间隙的调整轴承间隙的大小将影响轴承的旋转精度、轴承寿命和传动零件工 作的平稳性，故轴承间隙必须能够调整。轴承间隙调整的方法有两种1)如图a所示，靠加减轴承端盖与箱体间刚性垫片的厚度进行调整。 2)如图b所示，通过调整螺钉推动压盖，从而移动滚动轴承的外圈来进行间隙调整，调整后用螺母锁紧。返回机械设计基础轴系轴向位置的调整例如，蜗杆传动要求蜗轮的中间平面必须通过蜗杆轴线(图a)；对 于一般的直齿锥齿轮传动，要求两锥齿轮的
11、锥顶必须重合(图b)。轴系轴向位置调整的目的是使轴上零件有准确的工作位置。返回机械设计基础滚动轴承的配合返回本节滚动轴承的配合是指轴承内圈与轴颈、轴承外圈与轴承座孔的配合。由于滚动轴承是标准件，故内圈与轴颈的配合采用基孔制，外 圈与轴承座孔的配合采用基轴制。工作时，通常内圈随轴一起转动 ，与轴颈配合要紧；外圈不转动，与轴承座孔配合应松。配合的松 紧程度根据轴承工作载荷的大小、性质以及转速高低等确定。如转 速高、载荷大、冲击振动比较严重时应选用较紧的配合，要求旋转 精度高的轴承配合也要紧一些，游动支承外圈与轴承孔的配合则应 松一些。具体配合可查附表8-2或有关设计手册。机械设计基础附表8-2返回
12、机械设计基础滚动轴承的装拆返回本节在轴承组合设计时，应考虑到便于轴承的安装和拆卸，并且在装 拆过程中不损坏轴承。由于内圈与轴颈配合较紧，在安装轴承时，对 中、小型轴承，可在内圈端面加垫后用锤子轻轻打入；对尺寸较大的 轴承，可在压力机上压入，或把轴承放在油里加热至80100，然后取出套装在轴颈上。 轴承的拆卸需要专用拆卸工具(如图所示)。为使拆卸工具的钩头钩 住内圈，应限制轴肩高度。轴肩高度可查附表8-3附表8-5。机械设计基础滚动轴承的润滑返回本节轴承润滑的主要目的是减小摩擦与磨损、缓蚀 、吸振与散热。根据工作条件不同，常用的润滑剂有三类：润滑油、润滑脂和 固体润滑剂。其中固体润滑剂多在高温、
13、高速及要求防止污染的场 合使用，在一般情况下多采用润滑油和润滑脂。 对于滚动轴承来说，选用哪种方式润滑，可根据轴承内径与转 速的乘积dn值来确定。当dn(23)105mmr/min时，选用脂润滑若dn(23)105mmr/min时，选用油润滑机械设计基础润滑脂润滑润滑脂润滑的特点是润滑脂粘性大，不易流失，便于密封和维护 ，且不需要经常加油，但是转速较高时，功率损失较大。润滑脂在轴承中的填充量不要超过轴承与机座空间的1/31/2，否则轴承容易过热。返回机械设计基础润滑油润滑润滑油润滑的特点是摩擦阻力小，润滑可靠和散热效果好，但需 要有较复杂的密封装置和供油设备。当采用浸油润滑时，其油面高度通常不
14、超过轴承中最低滚动体的 中心，否则搅油损失大，轴承温升较高。高速时则应采用滴油或油雾 润滑。返回机械设计基础滚动轴承的密封返回本节轴承的密封是为了防止外部的灰尘、水分及其他杂物进入轴承， 并阻止轴承内润滑剂的流失。1、接触式密封2、非接触式密封3、组合式密封 轴承的密封方法很多，通常可归纳成三类，即机械设计基础接触式密封(1)毡圈密封(2)密封圈式密封接触式密封常见的形式有：返回这类密封的密封件与轴直接接触起密封作用。工作时轴旋转，密 封件不转，密封件与轴之间有摩擦与磨损，故轴的转速较高时不宜 采用。机械设计基础毡圈密封如图所示，将矩形截面毡圈安装在轴承端盖的梯形槽内，利用毡 圈与轴接触而起密
15、封作用。它适用于环境清洁、轴颈圆周速度 v5m/s、工作温度低于90的脂润滑轴承。返回机械设计基础密封圈式密封如图所示，在轴承盖内放置一个用耐油橡胶、皮革或塑料制成的唇形密封圈，密封圈唇口上套有一环形螺旋弹簧。安装时，螺旋弹簧把密封圈唇口箍紧在轴上，使密封效果增强。若密封唇的 方向朝内(图a)，其主要目的是封油；反之(图b)则主要是防尘。这种密封装置安装方便、使用可靠 ，一般用于密封处线速度v7m/s、工作环境有灰尘及工作温度在-40100范围内的脂或油润滑的轴承。返回机械设计基础非接触式密封返回这类密封是利用间隙密封，其转动件与固定件之间不接触，故允 许轴有很高的速度。(2)迷宫式密封(1)
16、间隙密封非接触式密封常见的形式有：机械设计基础间隙密封返回如图a所示，利用轴与轴承端盖之间小的径向间隙(0.10.3mm)而获得密封。间隙越小，轴向宽度越大，密封的效果越好。若在端盖 的内孔上再制出几个环形槽(图b)，并填充润滑脂，可提高其密封效果。这种密封适用于具有干燥、清洁环境的脂润滑轴承。机械设计基础迷宫式密封如图所示，利用轴承端盖和固定于轴上转动件间的曲路间隙而获 得密封。曲路中的径向间隙取0.10.2mm，轴向间隙取1.52mm。若在曲路中填充润滑脂，可提高密封效果。这种密封可靠，适用于 脂润滑或油润滑的轴承。返回机械设计基础组合式密封返回这是将上述各种密封方式进行组合使用的密封形式，可以充分发 挥其密封性能，提高整体密封效果，如间隙密封和迷宫式密封的组 合,毡圈密封与迷宫式密封的组合等等。 毡圈密封+迷宫式密封间隙密封+迷宫式密封机械设计基础第九节 滚动轴承的失效形式和选择计算返回本章一、滚动轴承的失效形式二、轴承寿命的计算三、向心角接触轴承轴向载荷的计算四、滚动轴承的静载荷计算1、疲劳点蚀2、塑性变形3、磨损与
