机械基础——第三节滚动轴承课件

第三节第三节 滚动轴承滚动轴承 滚动轴承在各类机器中应用非常广泛，它工作时摩擦阻滚动轴承在各类机器中应用非常广泛，它工作时摩擦阻力小、易启动、对转速及工作温度的适用范围宽、轴向尺寸小、力小、易启动、对转速及工作温度的适用范围宽、轴向尺寸小、润滑及维护保养方便、有较好的互换性等优点。润滑及维护保养方便、有较好的互换性等优点。滚动轴承是一种标准件。滚动轴承是一种标准件。第三节第三节 滚动轴滚动轴承承 轴承是支承轴颈的部轴承是支承轴颈的部件，有时也用来支承轴上的件，有时也用来支承轴上的回转零件。根据其工作时接回转零件。根据其工作时接触面间的摩擦性质，分为触面间的摩擦性质，分为滑滑动轴承动轴承和和滚动轴承滚动轴承两大类。两大类。滑动轴承上节已学，滑动轴承上节已学，这里主要介绍滚动轴承。这里主要介绍滚动轴承。一、滚动轴承的构造一、滚动轴承的构造 1-1-内圈内圈2-2-外圈外圈3-3-滚动体滚动体4-4-保持架保持架内径内径外径外径滚动体滚动体 通常内圈随轴一起转动，外圈固定不动。当内圈通常内圈随轴一起转动，外圈固定不动。当内圈与外圈相对转动时，滚动体就沿滚道滚动。与外圈相对转动时，滚动体就沿滚道滚动。内圈装在轴颈上，外圈装在机座内。内圈装在轴颈上，外圈装在机座内。n轴承轴承内、外圈和滚动体内、外圈和滚动体的材料应具有较高的接的材料应具有较高的接触疲劳强度和硬度、良好的耐磨性和冲击韧性。触疲劳强度和硬度、良好的耐磨性和冲击韧性。一般用特殊轴承钢如一般用特殊轴承钢如GCr15GCr15、GCr15SiMnGCr15SiMn等制造，等制造，热处理后硬度一般不低于热处理后硬度一般不低于61HRC61HRC，工作表面要，工作表面要求磨削和抛光。求磨削和抛光。n由于一般轴承的这些元件都经过由于一般轴承的这些元件都经过150150的回火的回火处理，所以通常当轴承的工作温度不高于处理，所以通常当轴承的工作温度不高于120120时，零件的硬度不会下降。时，零件的硬度不会下降。n保保持持架架可可以以是是用用低低碳碳钢钢薄薄板板冲冲压压制制成成，也也可可以以用黄铜、塑料等制成实体式。用黄铜、塑料等制成实体式。n与滑动轴承相比，滚动轴承的与滑动轴承相比，滚动轴承的主要优点主要优点是：是：1 1、摩擦力矩和发热较小，在通常的速度范围内，摩擦、摩擦力矩和发热较小，在通常的速度范围内，摩擦力矩很少随速度而改变；力矩很少随速度而改变；2 2、启动转矩比滑动轴承小；、启动转矩比滑动轴承小；3 3、消耗润滑剂少，便于密封，易于维护；、消耗润滑剂少，便于密封，易于维护；4 4、大大地减少了有色金属的消耗；、大大地减少了有色金属的消耗；5 5、轴承单位宽度的承载能力较大；、轴承单位宽度的承载能力较大；6 6、标准化程度高，成批生产，成本较低。、标准化程度高，成批生产，成本较低。滚动轴承的滚动轴承的缺点缺点是：是：1 1、接触应力高，承受冲击载荷的能力较差，高速重载、接触应力高，承受冲击载荷的能力较差，高速重载荷下轴承的寿命较低；荷下轴承的寿命较低；2 2、径向尺寸比滑动轴承大；、径向尺寸比滑动轴承大；3 3、减振性能比滑动轴承差，工作时振动和噪音较大；、减振性能比滑动轴承差，工作时振动和噪音较大；4 4、小批生产特殊的滚动轴承时成本较高。、小批生产特殊的滚动轴承时成本较高。二、滚动轴承的主要类型、特性和应用二、滚动轴承的主要类型、特性和应用 滚动轴承按滚动体的种类分为滚动轴承按滚动体的种类分为球轴承球轴承和和滚子轴承滚子轴承。在外廓尺寸相同的情况下，滚子轴承比球在外廓尺寸相同的情况下，滚子轴承比球轴承的承载能力和抗冲击能力强。轴承的承载能力和抗冲击能力强。滚动轴承的常见类型和特性见表滚动轴承的常见类型和特性见表6-26-2（P.137P.137）1 1、调心球轴承、调心球轴承类型代号：类型代号：1 1主要性能：主要性能：主要承受径向载荷，也能主要承受径向载荷，也能同时承受较小的轴向载荷。能自同时承受较小的轴向载荷。能自动调心。动调心。应用：应用：适用于多支点传动轴、刚适用于多支点传动轴、刚性较小的轴以及难以对中的轴。性较小的轴以及难以对中的轴。2 2、调心滚子轴承、调心滚子轴承类型代号：类型代号：2 2主要性能：主要性能：与调心球轴承基本相同，与调心球轴承基本相同，但承载能力比调心球轴承大。但承载能力比调心球轴承大。应用：应用：常用于其他种类轴承不能常用于其他种类轴承不能胜任的重载情况，如轧钢机、吊胜任的重载情况，如轧钢机、吊车车轮等。车车轮等。3 3、圆锥滚子轴承、圆锥滚子轴承类型代号：类型代号：3 3主要性能：主要性能：能同时承受较大的径向载能同时承受较大的径向载荷和轴向载荷。因为系线接触，荷和轴向载荷。因为系线接触，所以承载能力大。内、外圈可分所以承载能力大。内、外圈可分离，装拆方便。离，装拆方便。应用：应用：常用于斜齿轮轴、锥齿轮轴和蜗杆减速器常用于斜齿轮轴、锥齿轮轴和蜗杆减速器轴以及机床主轴的支撑等，一般成对使用。轴以及机床主轴的支撑等，一般成对使用。4 4、推力球轴承、推力球轴承主要性能：主要性能：只能承受轴向载荷，推力只能承受轴向载荷，推力球轴承承受单向轴向载荷，双向球轴承承受单向轴向载荷，双向推力球轴承承受双向轴向载荷。推力球轴承承受双向轴向载荷。应用：应用：不宜在高速下工作，常用于起重机吊钩、不宜在高速下工作，常用于起重机吊钩、蜗杆轴和立式车床主轴的支承等。蜗杆轴和立式车床主轴的支承等。类型代号：类型代号：4 45 5、双向推力球轴承、双向推力球轴承类型代号：类型代号：5 56 6、深沟球轴承、深沟球轴承类型代号：类型代号：6 6主要性能：主要性能：主要承受径向载荷，也能同时承主要承受径向载荷，也能同时承受较小的轴向载荷。因外圈滚道表面是受较小的轴向载荷。因外圈滚道表面是以轴承中点为中心的球面，故能调心。以轴承中点为中心的球面，故能调心。应用：应用：当转速很高而轴向载荷不太大时，当转速很高而轴向载荷不太大时，可代替推力球轴承承受纯轴向载荷。承可代替推力球轴承承受纯轴向载荷。承受冲击能力差，适用于刚性较大的轴，受冲击能力差，适用于刚性较大的轴，常用于机床齿轮箱、小功率电机等。常用于机床齿轮箱、小功率电机等。7 7、角接触球轴承、角接触球轴承类型代号：类型代号：7 7主要性能：主要性能：能同时承受较大的径向载荷能同时承受较大的径向载荷和轴向载荷。公称接触越大，轴向和轴向载荷。公称接触越大，轴向承载能力越大。承载能力越大。应用：应用：通常成对使用，高速时用它通常成对使用，高速时用它代替推力球轴承较好；适用于刚性代替推力球轴承较好；适用于刚性较大、跨距较小的轴，如斜齿轮减较大、跨距较小的轴，如斜齿轮减速器和蜗杆减速器中轴的支承等。速器和蜗杆减速器中轴的支承等。8 8、推力圆柱滚子轴承、推力圆柱滚子轴承类型代号：类型代号：8 89 9、圆柱滚子轴承、圆柱滚子轴承类型代号：类型代号：N N三、滚动轴承的代号三、滚动轴承的代号 国标国标GB/T27293GB/T27293规定滚动轴承代号由三部分组成：规定滚动轴承代号由三部分组成：前置代号前置代号基本代号基本代号后置代号后置代号1.1.基本代号基本代号表示轴承的基本类型、结构和尺寸，是轴承代号的基础。表示轴承的基本类型、结构和尺寸，是轴承代号的基础。包括：包括：2 2）尺寸系列代号）尺寸系列代号 由两位数字组成。由两位数字组成。前一位数字是宽（高）度系列代号，表示内径前一位数字是宽（高）度系列代号，表示内径相同，宽（高）度不同的系列。相同，宽（高）度不同的系列。后一位数字是直径系列。表示内径相同，外径后一位数字是直径系列。表示内径相同，外径不同的系列。不同的系列。1 1）类型代号）类型代号用数字或字母表示不同类型的轴承，见用数字或字母表示不同类型的轴承，见P137P137表表6-26-2。直径系列的对比图直径系列的对比图 向心轴承尺寸系列图表向心轴承尺寸系列图表0窄窄1正常正常2宽宽3特宽特宽4特宽特宽5特宽特宽6特宽特宽7超特轻超特轻-17-37-8超轻超轻081828384858689超轻超轻091929394959690特轻特轻001020304050601特轻特轻011121314151612轻轻021222324252623中中03132333-634重重04-24-宽度系列代号宽度系列代号直直径径系系列列代代号号宽度系列为宽度系列为0 0时，多数可省略，圆锥滚子轴承不能省略。时，多数可省略，圆锥滚子轴承不能省略。3 3）内径代号）内径代号内径代号内径代号000102030496轴承内径轴承内径d/mm10121517数字数字5滚动轴承代号和标记滚动轴承代号和标记前置代号前置代号 基本代号基本代号 后置代后置代号号 轴承类型代号轴承类型代号 尺寸系列代号尺寸系列代号 内径代内径代号号 如：轴承代号如：轴承代号 620462046 6：2 2：0404：类型代号，表示深沟球轴承。类型代号，表示深沟球轴承。内径代号（内径尺寸：内径代号（内径尺寸：4 45=20mm5=20mm）。）。尺寸系列（尺寸系列（0202）代号（宽度系列代号为）代号（宽度系列代号为0 0、直径系列代号为直径系列代号为2 2）。）。基本代号练习基本代号练习2.2.前置代号前置代号3.3.后置代号后置代号后置代号后置代号:用字母和数字表示用字母和数字表示轴承的结构、公差、游隙及材料的特殊要求等轴承的结构、公差、游隙及材料的特殊要求等1 1）内部结构代号）内部结构代号 C C、ACAC、B B角接触球轴承的公称接触角角接触球轴承的公称接触角2 2）轴承的公差等级）轴承的公差等级 精度高精度高 低低 代号代号 /P2/P2、/P4/P4、/P5/P5、/P6/P6、/P6X/P6X、/P0/P0 公差等级公差等级 2 4 5 6 6X 0 普通级普通级可省略可省略 3 3）轴承的径向游隙）轴承的径向游隙1 1组组 2 2组组 0 0组组 3 3组组 4 4组组 5 5组组 (径向游隙由小到径向游隙由小到大大)/C1 /C2 /C3 /C4 /C5/C1 /C2 /C3 /C4 /C5表示表示 练一练练一练说明下列轴承代号的含义说明下列轴承代号的含义63066306 06 06为内径代号，表示内为内径代号，表示内径为径为30mm30mm。72211AC/P572211AC/P5公差等级为公差等级为5 5级级。深沟球轴承，深沟球轴承，宽度系列为宽度系列为0 0（省略），（省略），角接触球轴承，角接触球轴承，宽度系列为宽度系列为2 2，直径系列为直径系列为2 2，轴承内径为轴承内径为55mm55mm，公称接触角为公称接触角为2525，直径系列为直径系列为3 3，3021030210 圆锥滚子轴承，圆锥滚子轴承，宽度系列为宽度系列为0 0，直径系列代号为直径系列代号为2 2，内径为内径为50mm50mm。四、滚动轴承的类型选择四、滚动轴承的类型选择 从具体使用条件出发，结合轴承本身的特点，从具体使用条件出发，结合轴承本身的特点，经过分析比较，选出比较合适的类型和型号。经过分析比较，选出比较合适的类型和型号。选择轴承类型应考虑以下几方面因素：选择轴承类型应考虑以下几方面因素：承受载承受载荷的大小、方向和性质；转速与工作环境；调心性能荷的大小、方向和性质；转速与工作环境；调心性能要求；经济性要求；经济性和和其他特殊要求其他特殊要求等。等。滚动轴承的选择包括滚动轴承的选择包括类型选择、精度选择类型选择、精度选择和和尺尺寸选择寸选择。滚动轴承类型的选择原则：滚动轴承类型的选择原则：（1 1）载荷条件）载荷条件 轴承承受载荷的大小、方向和性质是选择轴承类轴承承受载荷的大小、方向和性质是选择轴承类型的主要依据。型的主要依据。载荷较大载荷较大时应选用时应选用滚子轴承滚子轴承。载荷小而又平稳时，选用载荷小而又平稳时，选用球轴承球轴承。主要承受径向载荷时应选用主要承受径向载荷时应选用深沟球轴承深沟球轴承；同时承受径向载荷和轴向载荷时应选用同时承受径向载荷和轴向载荷时应选用角接触轴承角接触轴承；只承受轴向载荷时应选用只承受轴向载荷时应选用推力轴承推力轴承；承受的轴向载荷比径向载荷大很多时，应选用承受的轴向载荷比径向载荷大很多时，应选用推力推力轴承和深沟球轴承轴承和深沟球轴承的组合结构。的组合结构。承受冲击载荷时应选用承受冲击载荷时应选用滚子轴承滚子轴承。（2 2）转速条件）转速条件 若轴承的尺寸和精度相同，球轴承的极限转速较滚若轴承的尺寸和精度相同，球轴承的极限转速较滚子轴承高。子轴承高。转速较高且旋转精度要求较高时，应选用转速较高且旋转精度要求较高时，应选用球轴承球轴承；转速较低，有冲击载荷时，应选用转速较低，有冲击载荷时，应选用滚子轴承滚子轴承。（3 3）调心性能）调心性能 轴承内外圈轴线间的偏位角应在一定的极限值以轴承内外圈轴线间的偏位角应在一定的极限值以内。内。如果跨距较大，难以保证轴的刚度或安装精度时，如果跨距较大，难以保证轴的刚度或安装精度时，或受载后发生较大的挠曲变形应选用具有调心性能的或受载后发生较大的挠曲变形应选用具有调心性能的调调心轴承心轴承。（4 4）装调性能）装调性能 为便于安装、拆卸和调整轴承游隙，根据工作为便于安装、拆卸和调整轴承游隙，根据工作要求可选用内、外圈可分离的要求可选用内、外圈可分离的圆锥（或圆柱）滚子轴圆锥（或圆柱）滚子轴承承。（5 5）经济性）经济性 一般球轴承比滚子轴承的价格低；一般球轴承比滚子轴承的价格低；深沟球轴承最便宜；深沟球轴承最便宜；特殊结构的轴承比普通结构的轴承价格高。特殊结构的轴承比普通结构的轴承价格高。相同型号的轴承，精度越高，价格就越高。相同型号的轴承，精度越高，价格就越高。一般机械传动中的轴承应选用普通级（一般机械传动中的轴承应选用普通级（0 0级）级）精度。精度。作作 业业P147 10P147 10、1111 轴承轴承内、外圈和滚动体内、外圈和滚动体的材料应具有较高的接的材料应具有较高的接触疲劳强度和硬度、良好的耐磨性和冲击韧性。一般触疲劳强度和硬度、良好的耐磨性和冲击韧性。一般用特殊轴承钢如用特殊轴承钢如GCr15GCr15、GCr15SiMnGCr15SiMn等制造，热处理后等制造，热处理后硬度一般不低于硬度一般不低于61HRC61HRC，工作表面要求磨削和抛光。，工作表面要求磨削和抛光。由于一般轴承的这些元件都经过由于一般轴承的这些元件都经过150150的回火处的回火处理，所以通常当轴承的工作温度不高于理，所以通常当轴承的工作温度不高于120120时，零件时，零件的硬度不会下降。的硬度不会下降。1010、滚动轴承各元件一般采用什么材料及热处理？、滚动轴承各元件一般采用什么材料及热处理？为什么？为什么？保保持持架架可可以以是是用用低低碳碳钢钢薄薄板板冲冲压压制制成成，也也可可以以用黄铜、塑料等制成实体式。用黄铜、塑料等制成实体式。1111、解解 释释 下下 列列 轴轴 承承 代代 号号 的的 意意 义义：12061206、7410AC7410AC、3208/P53208/P5、61715/P661715/P6、N210N210