1、zpofrp 2013-10-2316-0 概述概述16-1 滾動軸承的基本類型和特點滾動軸承的基本類型和特點16-2 滾動軸承的代號滾動軸承的代號16-3 滾動軸承的選擇計算滾動軸承的選擇計算16-4 滾動軸承的潤滑和密封滾動軸承的潤滑和密封16-5 滾動軸承的組合設計滾動軸承的組合設計第第16章章 滾動軸承滾動軸承zpofrp 2013-10-232134123416-0 概概 述述滾動軸承的基本結構滾動軸承的基本結構 zpofrp 2013-10-23各零件的各零件的作用作用：外圈外圈：支撐零件或軸系；：支撐零件或軸系；保持架保持架: 將滾動體分開。將滾動體分開。內圈內圈：支撐軸；：支撐

2、軸；滾動體滾動體：滑動：滑動滾動；滾動；滾動副滾動副：硬度和接觸疲勞強度硬度和接觸疲勞強度 、耐磨性和沖擊韌性、耐磨性和沖擊韌性 用含鉻合金鋼制造，經熱處理后硬度達：用含鉻合金鋼制造，經熱處理后硬度達：6165HRC。工作表面需經磨削或拋光。工作表面需經磨削或拋光。保持架保持架：低碳鋼、有色金屬或塑料：低碳鋼、有色金屬或塑料（高速軸承）（高速軸承）。滾動軸承滾動軸承組成組成：外圈、內圈、滾動體、保持架。：外圈、內圈、滾動體、保持架。材料要求材料要求：16-0 概概 述述zpofrp 2013-10-23優點優點：摩擦阻力小、啟動靈敏、效率高、潤滑簡便、：摩擦阻力小、啟動靈敏、效率高、潤滑簡便、

3、 和易于互換等。和易于互換等。缺點缺點：抗沖擊能力差、高速時出現噪音。：抗沖擊能力差、高速時出現噪音。滾動軸承滾動軸承 標準化標準化; 并由專業廠大批量生產。 熟悉標準、正確選用熟悉標準、正確選用( (類型、尺寸）類型、尺寸） 處理好與周圍零件的關系處理好與周圍零件的關系( (組合設計）組合設計）設計人員的設計人員的主要任務主要任務是是: :16-0 概概 述述zpofrp 2013-10-23軸承軸承類型類型按載荷按載荷方向分方向分按滾動體按滾動體形狀分形狀分向心軸承向心軸承推力軸承推力軸承圓柱滾子圓柱滾子圓錐滾子圓錐滾子球面滾子球面滾子滾針滾針球軸承球軸承滾子軸承滾子軸承一、滾動軸承的類型

4、一、滾動軸承的類型16-1 滾動軸承的基本類型和特點滾動軸承的基本類型和特點zpofrp 2013-10-2316-1 滾動軸承的基本類型和特點滾動軸承的基本類型和特點接觸角接觸角：滾動體：滾動體與與外圈觸處的法線與垂至于軸承軸心線外圈觸處的法線與垂至于軸承軸心線的平面之間的夾角的平面之間的夾角稱為稱為公稱接觸角公稱接觸角。 接觸角接觸角 軸向承載能力軸向承載能力 = 0 表表16-1 各類軸承的公稱接觸角各類軸承的公稱接觸角 軸承類型軸承類型公稱接觸角公稱接觸角向心軸承向心軸承主要承受徑向載荷推力軸承推力軸承主要承受軸向載荷徑向接觸徑向接觸角接觸角接觸軸向接觸軸向接觸角接觸角接觸0 45=

5、90 它是滾動軸承的一個重要參數，軸承的受力分析和承載能力等都與接觸角有關。45 90zpofrp 2013-10-231. 承載能力承載能力承受徑向載荷為主；承受徑向載荷為主；幾點說明：幾點說明：由于結構不同，各類軸承的使用性能也不相同，現說明如下。滾子軸承滾子軸承(1.53)球軸承球軸承 2. 極限轉速極限轉速當當d 20 mm時，兩者承載能力接近，宜采用球軸承。時，兩者承載能力接近，宜采用球軸承。0 45 45 100 時，時， C 引進溫度系數引進溫度系數 ft 進行修正。進行修正。310/3=一恒定徑向(或軸向)載荷，在該載荷作用下，滾動軸承具有與實際載荷作用下的壽命。表表16-9

6、溫度系數溫度系數 軸承工作軸承工作 溫度溫度 溫度系數溫度系數 ft 10025020015012530010.950.900.700.800.6016-3 滾動軸承的選擇計算滾動軸承的選擇計算zpofrp 2013-10-23表表16-10 載荷系數載荷系數 載荷性質載荷性質 無沖擊或輕微沖擊無沖擊或輕微沖擊 中等沖擊中等沖擊 強烈強烈沖擊沖擊fP1.01.21.21.81.83.01/660N10Phtf PnCLf 610h60thPf CLnf P 修正結果：修正結果：工作中沖擊振動工作中沖擊振動 C 引進載荷系數引進載荷系數 fP 進行修正。進行修正。 2) 選型設計選型設計1) 壽

7、命計算壽命計算16-3 滾動軸承的選擇計算滾動軸承的選擇計算zpofrp 2013-10-23表表16-11 軸承預期壽命軸承預期壽命Lh的參考值的參考值 使使 用用 場場 合合 不經常使用的儀器和設備不經常使用的儀器和設備 500 Lh /h 短時間或間斷使用，中斷時不致引起嚴重后果短時間或間斷使用，中斷時不致引起嚴重后果 40008000 間斷使用，中斷時會引起嚴重后果間斷使用，中斷時會引起嚴重后果 800012000 每天每天8h工作的機械工作的機械 1200020000 每天每天24h連續工作的機械連續工作的機械 4000060000 16-3 滾動軸承的選擇計算滾動軸承的選擇計算zp

8、ofrp 2013-10-23滾動軸承尺寸的選擇4raPXFYF四、當量動載荷的計算四、當量動載荷的計算當量動載荷：當量動載荷：是將實際載荷（包含徑向載荷與軸向載荷）是將實際載荷（包含徑向載荷與軸向載荷）換算成與試驗條件相當的換算成與試驗條件相當的假想載荷假想載荷。其效果與某一個基。其效果與某一個基本額定動載荷本額定動載荷C相當。相當。計算公式：計算公式：X - 徑向動載荷系數；徑向動載荷系數； Y - 軸向動載荷系數軸向動載荷系數; 向心軸承：向心軸承：P = Fr推力軸承：推力軸承：P = Fa查表1612 P260 式式 中：中：Fr - 軸承徑向載荷軸承徑向載荷(N)； Fa-軸承軸向

9、載荷軸承軸向載荷(N). 1. 對于向心軸承，當對于向心軸承，當Fa / Fr e時，可由表達時，可由表達16-11查查X、Y值；值； 當當Fa / Fr e時，軸向力影響可忽略。時，軸向力影響可忽略。2. e值列于軸承標準中，其值與軸承類型和值列于軸承標準中，其值與軸承類型和Fa / C0r比值有關。比值有關。說說 明：明：16-3 滾動軸承的選擇計算滾動軸承的選擇計算zpofrp 2013-10-23表表16-12 向心軸承當量載荷系數向心軸承當量載荷系數X、Y的值的值軸承類型軸承類型 深溝球軸承深溝球軸承0.014 0.19 2.30Fa C0r eFa / Fr eFa / Fr eX

10、YXY0.028 0.22 1.990.056 0.26 1.710.084 0.28 1.550.11 0.30 0.56 1.45 1 0 0.015 0.38 1.470.029 0.40 1.400.056 0.23 1.300.087 0.46 1.23= 15 0.12 0.47 0.44 1.19 1 0 角角接接觸觸球球軸軸承承= 25 - 0.68 0.41 0.87 1 0= 40 - 1.14 0.35 0.57 1 0 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承(單列單列) - 1.5tan 0.4 0.4cot 1 0 調心球軸承調心球軸承(雙列雙列) - 1.5tan 0.65 0.

11、65cot 1 0 (單列單列)zpofrp 2013-10-23五、角接觸向心軸承軸向載荷的計算五、角接觸向心軸承軸向載荷的計算受力分析：受力分析：Fr由于的存在，即使在徑向載荷的作用下，其接觸力可分解為徑向和軸向兩個分量。Fi = Fsi +FriFsiFriFsFs= Fsi為使內部軸向力平衡，以免軸竄動，這種軸承應為使內部軸向力平衡，以免軸竄動，這種軸承應: 成對使用，對稱成對使用，對稱安裝。安裝。下面分兩個軸承面對面或背對背安裝兩種情況進行詳細分析Fi表表16-13 角接觸向心球軸承角接觸向心球軸承 軸承類型軸承類型 角接觸向心球軸承角接觸向心球軸承Fs eFr 0.68Fr 1.1

12、4Fr 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承= = 15 = = 25 = = 40Fr / (2Y)Y Y 是是 的軸向系數的軸向系數eFr Fa -內部軸向力內部軸向力Fs的近似值可按如下近似公式計算。 第i個滾動體16-3 滾動軸承的選擇計算滾動軸承的選擇計算zpofrp 2013-10-231. 若若 FA+ Fs2 Fs1壓緊端：壓緊端：Fa1 = FA+ +Fs2 放松端：放松端：Fa2 = Fs2 2. 若若 FA+ Fs2 Fs1 則有：則有： 壓緊端：壓緊端：Fa1 = FA+ +Fs2 放松端：放松端：Fa2 = Fs2 2. 若若 FA+ Fs2 P2，故應以軸承故應以軸承1的徑向當

13、量動載荷的徑向當量動載荷P1為計算依據。因受中為計算依據。因受中等沖擊載荷，查表等沖擊載荷，查表16-9得得fp=1.5；工作溫度正常，查表；工作溫度正常，查表16-8得得ft=1.所以所以 (4)由手冊或本書附表查的軸承的徑向基本額定動載荷由手冊或本書附表查的軸承的徑向基本額定動載荷Cr=35200N。因為。因為Cr1 Cr，故所選軸承滿足要求。，故所選軸承滿足要求。 1 31 3pr1h66t601.5 239460 5000200030290N10110f PnCLf 16-3 滾動軸承的選擇計算滾動軸承的選擇計算zpofrp 2013-10-23一、滾動軸承的潤滑一、滾動軸承的潤滑潤滑

14、劑潤滑劑 潤滑目的潤滑目的-減小摩擦、減輕磨損，吸振、降溫、降噪。減小摩擦、減輕磨損，吸振、降溫、降噪。密封目的密封目的-防止灰塵、水分進入軸承，阻止潤滑劑流失。防止灰塵、水分進入軸承，阻止潤滑劑流失。潤滑脂潤滑脂潤滑油潤滑油固體潤滑劑固體潤滑劑 用于特殊場合用速度因素用速度因素dn 值作為選擇潤滑劑的條件值作為選擇潤滑劑的條件: : - 常用常用- - 高速、高溫高速、高溫當當dn (1.52) 105 mmr/min時，采用脂潤滑，否則時，采用脂潤滑，否則用油潤滑。用油潤滑。 脂潤滑優點：脂潤滑優點：不容易流失、便于密封和維護，充填一不容易流失、便于密封和維護，充填一 次，可運轉較長時間。

15、次，可運轉較長時間。油潤滑優點：油潤滑優點：摩擦阻力小、能散熱，可在高速、高溫環摩擦阻力小、能散熱，可在高速、高溫環 境下使用。境下使用。dn間接反映了軸頸的圓周速度。16-4 滾動軸承的潤滑和密封滾動軸承的潤滑和密封浸油：油面不超過最低浸油：油面不超過最低 滾動體中心滾動體中心噴油或噴霧：高速軸承噴油或噴霧：高速軸承zpofrp 2013-10-23二、滾動承的密封二、滾動承的密封潤滑油的選擇：潤滑油的選擇：潤滑油的粘度根據速度因素潤滑油的粘度根據速度因素dn和工作溫度和工作溫度t來確定。來確定。1000000500000200000100000500002000010000-40-20 0

16、 204060100 12080dn/(mmr/min)t / 潤滑油粘度的選擇潤滑油粘度的選擇5cSt(40時時)102065110250400滾動承的密封方式的選擇與潤滑的種滾動承的密封方式的選擇與潤滑的種類、工作環境、溫度、密封表面的圓類、工作環境、溫度、密封表面的圓周速度有關。周速度有關。分類分類接觸式接觸式非接觸式非接觸式組合式密封組合式密封毛氈圈密封毛氈圈密封密封圈密封密封圈密封間隙密封間隙密封迷宮式密封迷宮式密封-毛氈迷宮式密封毛氈迷宮式密封例如：例如： dn=100000，t=90 可用可用 110 號潤滑油號潤滑油 11016-4 滾動軸承的潤滑和密封滾動軸承的潤滑和密封zp

17、ofrp 2013-10-23 潤滑方式：潤滑方式：脂潤滑。脂潤滑。 要求：要求：環境清潔，軸頸圓環境清潔，軸頸圓周速度周速度v不大于不大于45m/s，工，工作溫度不超過作溫度不超過900C。 工作原理：工作原理：矩形、梯形斷矩形、梯形斷面的毛氈圈面的毛氈圈1被安裝在梯被安裝在梯形槽內，它對軸產生一定形槽內，它對軸產生一定的壓力而起到密封作用。的壓力而起到密封作用。u 毛氈圈密封：毛氈圈密封：16-4 滾動軸承的潤滑和密封滾動軸承的潤滑和密封zpofrp 2013-10-23u 密密封封圈圈密密封封潤滑方式：潤滑方式：脂或油潤滑。脂或油潤滑。要求：要求：軸頸圓周速度軸頸圓周速度v 7m/s，工

18、作溫度范圍為，工作溫度范圍為-400C1000C。材質：材質：皮革、塑料或耐油橡膠。皮革、塑料或耐油橡膠。分類：分類：具有金屬骨架，無金屬骨架。具有金屬骨架，無金屬骨架。密封圈是標準件密封圈是標準件。說明：說明：圖圖a密封唇朝里，目的是防漏油；密封唇朝里，目的是防漏油； 圖圖b密封唇朝外，主要目的是防止灰塵、雜質進入。密封唇朝外，主要目的是防止灰塵、雜質進入。16-4 滾動軸承的潤滑和密封滾動軸承的潤滑和密封zpofrp 2013-10-23潤滑方式：潤滑方式：脂潤滑。脂潤滑。環境要求：環境要求：干燥清潔。干燥清潔。工作原理：工作原理：靠軸與端蓋間靠軸與端蓋間的細小環形間隙密封。的細小環形間隙

19、密封。間隙：間隙：間隙愈小愈長，效間隙愈小愈長，效果越好。果越好。取取0.10.3mmu 間隙密封：間隙密封：16-4 滾動軸承的潤滑和密封滾動軸承的潤滑和密封zpofrp 2013-10-23潤滑方式：潤滑方式：脂潤滑或油潤滑，這種密封效果可靠。脂潤滑或油潤滑，這種密封效果可靠。工作原理：工作原理：將旋轉件與靜止件之間的間隙做成迷宮將旋轉件與靜止件之間的間隙做成迷宮( (曲路曲路) )形式，形式， 并在間隙中充填潤滑油或潤滑脂以加強密封效果。并在間隙中充填潤滑油或潤滑脂以加強密封效果。u 迷宮式密封：迷宮式密封：16-4 滾動軸承的潤滑和密封滾動軸承的潤滑和密封zpofrp 2013-10-

20、23潤滑方式：潤滑方式：脂潤滑或脂潤滑或油潤滑。油潤滑。工作原理：工作原理：這是組合這是組合密封的一種形式，毛密封的一種形式，毛氈密封加迷宮密封，氈密封加迷宮密封，可充分發揮各自的優可充分發揮各自的優點，提高密封效果。點，提高密封效果。 u 組合密封：組合密封：16-4 滾動軸承的潤滑和密封滾動軸承的潤滑和密封zpofrp 2013-10-2316-5 滾動軸承的組合設計滾動軸承的組合設計 軸承的組合設計軸承的組合設計1. 處理好軸承與其周圍零件之間的關系。處理好軸承與其周圍零件之間的關系。2. 解決軸承的解決軸承的軸向位置固定軸向位置固定、軸承與其他零件的、軸承與其他零件的配合配合、間隙調整

21、間隙調整、裝拆裝拆和和潤滑密封潤滑密封等一系列問題。等一系列問題。 軸承類型的選擇軸承類型的選擇1. 無軸向載荷時，宜用深溝球軸承；無軸向載荷時，宜用深溝球軸承；如直齒輪軸2. 徑向與軸向載荷聯合作用時，宜用角接觸球軸承或徑向與軸向載荷聯合作用時，宜用角接觸球軸承或 圓錐滾子軸承；圓錐滾子軸承；如斜齒輪軸3. 純軸向載荷作用時，必須采用推力軸承。純軸向載荷作用時，必須采用推力軸承。zpofrp 2013-10-23一、軸承的固定一、軸承的固定 1、兩端固定、兩端固定 適用于工作溫度變化不大的短軸。適用于工作溫度變化不大的短軸。 考慮到軸因受熱而伸長，在軸承蓋與外圈端面之間應留出考慮到軸因受熱而

22、伸長，在軸承蓋與外圈端面之間應留出 熱補償間隙熱補償間隙c，c=0.20.3mm(圖圖16-12b)。16-5 滾動軸承的組合設計滾動軸承的組合設計zpofrp 2013-10-2316-5 滾動軸承的組合設計滾動軸承的組合設計zpofrp 2013-10-23 2、一端固定、一端游動式、一端固定、一端游動式 一個支點雙向固定以承受軸向力、另一端游動。一個支點雙向固定以承受軸向力、另一端游動。 雙向固定端的軸承可承受雙向軸向載荷，游動端的軸承端面雙向固定端的軸承可承受雙向軸向載荷，游動端的軸承端面 與軸承蓋之間留有較大的間隙與軸承蓋之間留有較大的間隙 ，以適應軸的伸縮量。，以適應軸的伸縮量。

23、適用于溫度變化較大的長軸。適用于溫度變化較大的長軸。16-5 滾動軸承的組合設計滾動軸承的組合設計zpofrp 2013-10-23zpofrp 2013-10-23二、軸承組合的調整二、軸承組合的調整 1、軸承間隙的調整、軸承間隙的調整調整方法：調整方法： 靠加減軸承蓋與機座間墊片厚度進行調整靠加減軸承蓋與機座間墊片厚度進行調整(16-14a)； 利用螺釘利用螺釘1通過軸承外圈壓蓋通過軸承外圈壓蓋3移動外圈位置進行調整，調整移動外圈位置進行調整，調整 之后，用螺母之后，用螺母2鎖緊防松。鎖緊防松。16-5 滾動軸承的組合設計滾動軸承的組合設計zpofrp 2013-10-2316-5 滾動軸承的組合設計滾動軸承的組合設計2. 軸承的預緊軸承的預緊對于某些可調游隙的軸承，在安裝時給與一定的軸向壓緊力，使得內外圈產生相對移動而消除游隙，并在套圈和滾動體接觸處產生彈性預變形，借此提高軸的旋轉精度和剛度。這種方法稱為軸承的預緊。方法方法加金屬墊片加金屬墊片磨窄套圈磨窄套圈zpofrp 2013-10-2316-5 滾動軸承的組合設計滾動軸承的組合設計3、軸承組合位置的調整、軸承組合位置的調整目的：目的：是使軸上零件