第15章滚动轴承aa课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,第,15,章 滚 动 轴 承,15.1,概述,15.2,滚动轴承的类型和选择,15.3,滚动轴承的代号,15.4,滚动轴承的力分析、失效和计算准则,15.5,滚动轴承的组合结构设计,15.6,滚动轴承的润滑和密封,作业：,(15.1,、,2,、,3),、,15.4,、,15. 6,2,1.,内圈,:,2.,外圈,:,3.,滚动体：,4.,保持架：,点接触,线,接触,限制,滚动体,轴向移动,均匀隔开,滚动体,减少磨擦与磨损,装在轴颈上,有,滚道,装在轴承座,球、滚子,冲压,实心,承载,均匀,滚动轴承的结构,15.1,概述,3,滚动体与内外圈：,高的硬度和接触疲劳强度，良好的耐磨性和冲击韧性。,含铬合金钢制造，如,GCr15,、,GCr15SiMn,等,热处理后硬度,61HRC65HRC,，工作表面磨削和抛光。,保持架：,较软材料,冲压保持架：低碳钢冲压后铆接或焊接。,实体保持架：铜合金、铝合金、酚醛层压布或工程塑料等。,材料,轴承功用,支承轴及轴上零件,并保证旋转精度,减少轴与支承间的摩擦与磨损,4,特点,:,滚动轴承的设计,轴承本身的设计类型的选择, 尺寸的选择,轴承组合设计安装、调整、润滑与密封,优点：,摩擦阻力小，启动灵活，效率高；径向游隙比较小，向心角接触轴承可用预紧方法消除游隙，运动精度高；可使轴向距离小，结构紧凑；大多能承受径向力和轴向力；消耗润滑剂少，便于密封，易于维修；不需要用有色金属；标准化程度高，成批生产，成本较低。,缺点：,承受冲击载荷能力较差；高速重载荷下轴承寿命较低；振动及噪声较大；径向尺寸比滑动轴承大。,5,15.2,滚动轴承的基本类型和选择,(,一,),滚动轴承主要类型,:,1,）向心轴承：,主要承受径向载荷，接触角,0,45,2,）推力轴承：,主要用于承受轴向载荷，接触角,45,90,公称接触角,-,滚动轴承中套圈与滚动体接触处的法线与,垂直于轴承轴心线的平面间的夹角, ,向心轴承, ,推力轴承,按承受载荷的方向或接触角的不同分为两类：,6,按滚动体的形状分,7,8,滚动轴承的基本类型和特点,1.,径向轴承,(,0),深沟球轴承,(0),类 ,n,lim,最高、价廉、优先采用,(2),类,承载力较大,内外可分,只受,F,R,圆柱滚子轴承,内圈无档边,外圈无档边,9,1.,径向轴承,(,0),深沟球轴承,(4),类,径向 尺寸小,只受,F,R,圆柱滚子轴承,滚针轴承,10,(3),类,调心性能好、承载力较大,2.,调心轴承,(,0),调心球轴承,类,调心性能最好,调心滚子轴承,11,圆锥滚子轴承,承受,F,R,+,单向,F,A,( ,0,要成对使用,),承载能力,类,承受,F,R,+,单向,F,A,(,0,要成对使用,),15,7000,C,25,7000,AC,40,7000,B,角接触球轴承,(6),类,(7),类,3.,角接触轴承,(0,45,),12,13,以,F,为主,5(,),类只承受轴向,(F,),载荷,推力球轴承,推力滚子轴承,类,单,向,F,A,（大）,双,向,F,A,单,向,F,A,4.,推力轴承,14,各类轴承的性能比较,按载荷大小、性质、方向、转速及其要求来选择,滚子球,(,线点,),重中轻特轻,2.,极限转速,:,球滚子,特轻轻中重,实心保持架冲压,3.,调心性能,:,调心非调心,球滚子,1.,承载能力,:,(,二,),滚动轴承的类型选择,15,1.,载荷的大小,方向与性质,:(,主要,),纯,F,R,:,6,类、,N,类,(F,R,大,冲击大,),、,NA(,径向尺寸小,),纯,F,A,:,5,类, 6,类,(n,很高,),F,R,F,A,:,F,R,F,A,:,F,R,F,A,:,F,R,F,A,:,6,类,7,类,(,=15,=25), 3,类,70000B, 3,类,推力,+,向心组合,类型选择一般原则,:,F,R,+F,A,:,径向载荷和轴向载荷都比较大时,若转速不高，选用圆锥滚子轴承（,30000,型）；,若转速较高时，选用角接触轴承（,70000C,，,70000AC,或,70000B,型）；,16,轴向载荷比径向载荷大得多时,可将两种类型轴承组合使用，如将单向推力轴承（,51000,型）或双向推力轴承（,52000,型）与,60000,型或,N0000,型组合；,17,2.,特殊要求,:,两支承跨距大,轴刚度小,:,安装座孔长,不方便,:,两轴中心距小,:,经济性,:,调心轴承,(3,类,),圆锥滚子轴承,(NA,类,),滚针轴承,优先,6,类及普通精度,18,19,类型代号,宽度系列,直径系列,内径代号,内部结构,公差等级,成套,轴承,分部,件,5 4 3 2 1,内径代号,:,从,20,495 d/5 (22,28,32,除外,);,表,15-4 p.288,直径系列,:,数字,0,、,1,、,2,、,3,、,4(,特轻、轻、中、重,),宽度系列,:,0,、,1,、,2,、,3,与直径系列对应,0,系列可省,(,除,圆锥、调心滚子、推力,表注,),类型代号,:,数字或字母,(,表,15-1),(,p.284-285,1,3,5,6,7,类,),直径系列,+,宽度系列,=,尺寸系列,(,表,15-3) p.287,15.3,滚动轴承的代号,代号,:,前置代号,基本代号,后置代号,组成,(,字母,),数字,(,字母,)(,五位,),字母,(,数字,),20,21,后置代号,(,无特殊要求省略不标,),用字母和数字等表示轴承的结构、公差及材料的特殊要求等。,公差等级代号：,/P0(,不注,) /P6 /P6x /P5 /P4 /P2,（表,15-7,）,p.288,低 高,内部结构代号,表,15,6,p.288,40,15,25,P0,级为普通级，省略不标；,/P6X,级仅适用于圆锥滚子轴承。,22,例：,7 2 1 2 AC, , ,深沟球轴承,直径系列为,3(,中,),宽度系列为,0(,省略,),内径,d=25mm,0,级公差,(,省略,),角接触球轴承,直径系列为,2(,轻,),宽度系列为,0(,省略,),内径,d =60mm,=25,例：,6 3 0 5, ,23,圆锥滚子轴承,宽度系列为,0 (,不,省略,),直径系列为,4(,重,),内径,=45mm,例,:,3 0 4 0 9,5 ,推力轴承,11,直径系列为,1(,特轻,),，宽度系列为,1,03,内径,17mm,/P66,级精度, , , ,例,:,51103 /P6,24,15.4,滚动轴承的力分析、失效和计算准则,2.,失效形式,:,各滚动体,受力不均匀,各滚动体,受力均匀,(1),疲劳破坏,(,点蚀,),(2),永久变形,点、线接触,正常,失效,寿命计算常用,极低、较大,静强度计算,(3),早期磨损、胶合、内外圈,和保持架破损,不正常,当轴承,轴,F,承受 ,径,F,1.,受力分析：,下,半圈受载,上,半圈不受载,25,1,）疲劳点蚀,：,安装、维护、润滑正常的情况下，滚动轴承在工作过程中，滚动体与滚道接触表面产生变接触应力，导致疲劳裂纹，其扩展到接触表面，形成疲劳点蚀，使轴承不能正常工作，出现较强烈的振动、噪声和发热现象。,点蚀机理,26,2,）永久变形：,27,3,）胶合、磨损：,28,决定轴承尺寸：针对主要失效形式进行必要的计算。,一般工作条件的轴承：,接触疲劳寿命计算和静强度计算,摆动或转速较低的轴承：,静强度计算,高速轴承：,寿命计算，核验轴承的极限转速,(,发热造成粘着磨损、烧伤,),。,三个基本性能参数,(,与主要失效形式相对应,),：,基本额定动载荷,C,r,(,径向,),或,C,a,(,轴向,) -,满足一定疲劳寿命,基本额定静载荷,C,0r,(,径向,),或,C,0a,(,轴向,) -,满足一定静强度,极限转速,N,0,-,控制轴承磨损。,各种轴承的性能指标值可查附录或有关手册。,3.,计算准则,：,29,4.,滚动轴承的动载荷和寿命计算,1),寿命计算,：,轴承中任一元件出现第一个疲劳扩,展迹象前,一个套圈相对另一套圈的总转数或某一转,速下的工作小时数。,轴承寿命,L,同样轴承在相同工作条件,下运转，实际寿命不同,轴承寿命的,可靠度：,一组相同轴承能达到或,超过规定寿命的百分率,30,基本额定寿命,(,10,10h,),一组同一型号轴承在同一条件下运转,可靠度为,90,时,能达到或超过的寿命,90,轴承在发生疲劳点蚀前能达到或超过的寿命,概率为,90,其,失效率为,10,。,轴承的基本额定寿命：,90%,可靠度、常用材料和,加工质量、常规运转条件下的寿命。,不同可靠度、特殊轴承性能和运转条件时其寿命,可对基本额定寿命进行修正，称为修正额定寿命。,31,当轴承,L,10,10,转时，轴承能承受的最大载荷。,轴承,1: P=2000N , L,10,=10,6,转,轴承,2: P=1000N , L,10,=210,6,转,轴承,1,轴承,2,轴承,1F,S2,轴承,II,被压紧,轴承,II,承受的轴向载荷：,F,a2,=F,A,+F,S1,轴承,I,（放松端）,F,a1,=F,S1,39,若,F,S1,+F,A,F,S2,轴承,I,被压紧,轴承,I,（压紧端）,F,a1,=F,S2,-F,A,轴承,II,（放松端）,F,a2,=F,S2,40,计算角接触轴承轴向力的方法：,判明轴上全部轴向力,（包括外载荷和轴承的附加内部轴向力）,合力的指向，确定,“,压紧,”,端轴承；,“,压紧,”,端轴承的轴向力等于除本身的附加内部轴向力外其它所有轴向力的代数和；,“,放松,”,端（另一端）轴承的轴向力等于,它本身的附加内部轴向力。,另法：不判断两轴承,“,压紧,”,、,“,放松,”,F,a,=,本身的内部轴向力,除本身的内部轴向力外其余轴向力之和,大者,41,1.,求,F,r1,、,F,r2,:,(,径向载荷,),求支反力,2.,求,F,a1,、,F,a2,:,(1),径向接触轴承,(6,、,1,、,2,类,),F,a,1,2,1,2,F,a,一端固定、一端游动,F,a1,= F,a, F,a2,=0,F,a,指向者受力,F,a1,=0 , F,a2,= F,a,两端固定,固定端受力,( 2),角接触轴承,(3,、,7,类,),安装型式,正安装,S,面对面,反安装,S,背对背,F,S1,F,S2,F,S1,F,S2,画安装简图,求,F,S1,、,F,S2,F,a,=,本身的内部轴向力,除本身的内部轴向力外其余轴向力之和,大者,轴承寿命计算小结,:,42,按许用弯曲应力计算,已知：,轴的结构、力的大小和作用,点的位置,(,弯矩,M,、扭矩,T ),，,轴的材料。,步骤：,1),画出轴的结构简图,，找出力的作用点；,2),将载荷分解到水平和垂,直平面内，求出支点反力；,3),作水平和垂直面的弯矩图；,4),作合成弯矩图；,43,P,XF,r,YF,a,表,(15-12),查判断系数,e,r,:,轴承的额定静载荷,查表,p.353,判,F,a,/F,r,与,e,的关系,定,X,、,Y,F,a,/F,r,e,轴向力较小,可忽略不计,只计,F,r,F,r,即：,X=1 , Y=0,轴向力较大,要计,即：,X 1, Y 0,F,a,/F,r,e,按,F,a,/C,0r,查,e,15,按,F,a,/C,0r,查,e,25,、,40,表,15-12,e=1.5 tan,(,由型号查,),深沟球轴承,角接触球轴承,圆锥滚子轴承,3.,求,P,1,、,P,2,:,(,当量动载荷,),44,寿命指数 ,球轴承,3,滚子轴承,10/3,载荷系数,f,P,;,温度系数,f,t,查表,4.,求寿命,L,10h,(C),45,15.5,滚动轴承组合设计,(,一,),轴承组合轴向固定,一,.,轴承轴向固定要求,:,二,.,轴承的轴向固定,三,.,轴承组合的轴向固定,1.,防止轴向窜动,2.,能进行轴承间隙调整,3.,必要时允许轴承轴向游动,(,受热伸长,),(,二,),轴承的周向固定（配合）,(,三,),轴承的装拆利于装拆,(,可靠、方便、不损坏,),(,四,),轴承组合的调整,46,1.,内圈,固定在轴上,轴肩,套筒,轴用弹性挡圈,圆螺母止退垫圈,2.,外圈,固定,在座,孔上,轴承端盖,孔用弹性圈,座孔凸肩,螺纹环,轴端挡板螺钉,二,.,轴承的轴向固定,47,三,.,轴承组合的轴向固定：,1.,两端固定,每个支点固定一个方向双向均固定,内圈固定内侧，,外圈固定外侧,正安装,:,同上,反安装,:,内圈固定外侧，,外圈固定内侧,F,a,1,2,角接触轴承,(3,、,7,类,),轴承,固定,方式,径向轴承,(6,、,1,、,2,类,),48,正安装,（面对面、内八字）,两轴承外圈的窄边相对,F,S,面对面,反安装,（背对背、外八字）,两轴承外圈的宽边相对,F,S,背对背,F,S1,F,S2,F,S1,F,S2,49,应用,:,跨距短,温差不大,不可调游隙轴承,:,可调游隙轴承,:,要求,:,调整垫片,(,热补偿间隙,轴承游隙,),C,查手册,在不受,F,A,端留间隙,C=0.250.4,50,其中一个支点双向固定，另一支点不固定,固定支点,游,动,支,点,内外圈的内外侧均固定,1,、,2,、,6,类轴承,:,N,类轴承：,3,、,7,类轴承：,固定内圈两侧,外圈,与座孔间隙配合,内外圈内外侧均固定,不可作游动支点,应用,:,跨距长,温差大,1,2,F,a,2.,一端固定，一端游动,轴承,固定,方式,51,自动补偿轮齿两侧螺旋角的制造误差，使轮齿受力均匀,与其相啮合的低速齿轮轴系则必须两端固定，以便两轴都得到轴向定位。,应用,:,特殊场合,3.,两端游动,52,两端游动,53,嵌入式轴承盖,54,1.,以轴承为基准件,轴承与轴,:,基孔制,50k6(m6),轴承与孔,:,基轴制,100H7(J7,、,Js7),2.,转动圈比,固定圈紧,轴承不标,(,二,),轴承的周向固定（配合）,100H7/k6,100H7,50 H7/k6,50k6,55,利于装拆,(,可靠、方便、不损坏,),轴承内圈,R,轴肩处,r,轴承定位高度不宜过高,拆卸时不损坏,轴肩,轴承内圈,(,三,),轴承的装拆,安装轴承轴段不宜过长易装易拆,56,装拆：温差法与压入法装拆,（,1,）温差法：,加热轴承或冷却轴,（,2,）压入法装拆：,专用工具，正确施压,57,1.,轴承间隙的调整,（相对运动、储存润滑剂）,1,）靠加减轴承盖与机座间的垫片厚度进行调整：,2,）靠螺钉通过轴承外圈压盖进行调整：,(,四,),轴承组合的调整,58,2.,轴系部件的位置调整,锥齿轮或蜗杆在装配时，通常需要进行轴向位置的调整。为了便于调整，可将确定其轴向位置的轴承装在一个套杯中，改变套杯在外壳孔中的位置即可方便地对轴系部件进行整体调整。,套杯与端盖之间的垫片调轴承间隙,机壳与套杯之间的垫片调轴系部件的位置,锥齿轮轴系组装,59,15.6,滚动轴承的润滑与密封,1.,润滑,(dn,(2,3) 10,5,mmr/min),承载力大，,不易流失，易密封维护,润滑效果好，具冷却、清洗作用，供油及,密封麻烦浸油不超过滚动体的中心,减少阻力、磨损、噪音，冷却，吸振防锈,脂,润滑,油,润滑,60,15.6,滚动轴承的润滑与密封,2.,密封,外侧密封：,保证润滑良好、防止外泄，防止灰尘、水气、杂质、酸气进入,接触式,密封,非接触式,密封,组合密封,毛毡圈,密封圈,缝隙式装置,迷宫装置,61,1,）接触式密封装置：,靠毛毡圈、密封圈等；,矩形断面的毛毡圈,1,被安装在梯形槽内,它的孔径略小于轴径,对轴产生一定的压力而起到密封作用。,密封效果好，毛毡圈寿命较短。,脂润滑。要求环境清洁，轴颈圆周速度,4,5m/s,，工作温度,90,C,62,接触式密封：,密封圈密封,用皮革、塑料或耐油橡胶制成，有的有金属骨架,密封唇朝里防漏油；密封唇朝外防灰尘、杂质进入,唇形密封圈,63,非接触式密封,64,组合密封,65,轴承内侧密封,脂润滑轴承,：安装,封油环,，防止油脂向箱体内泄漏及箱体内油进入轴承将油脂稀释带走,66,轴承内侧密封,油润滑轴承,：安装,挡油环,，小齿轮（斜）直径小于轴承座孔直径，且轴承采用飞溅润滑时，防止过多的油涌入轴承室,挡油环与轴承座孔之间应留不大的间隙，可进入一定量的油进行润滑,67,小结：,1.,滚动轴承的主要类型及代号,（,6,、,1,、,3,、,5,、,7,类）,5.,轴承组合轴向固定形式及安装调整。,4.,滚动轴承的失效形式及寿命计算。,(6,、,7,、,3,类）,3.,角接触轴承安装型式及特点。,2.,定义,基本额定寿命,(,10,10h,),基本额定动载荷,C,当量动载荷,P,：,P,XF,R,YF,A,68,轴环高于,轴承内圈,轴头长于轮毂，齿轮未轴向固定,无螺纹退刀槽,螺纹直径过大，不利轴承装配,两键槽应在同一母线上,套筒高于轴承内圈,键太长,无砂轮,越程槽,无倒角,70,71,应有定位轴肩 轴承盖处应有间隙有密封,键不能伸入轴承盖，轴的伸出部分应加长,应有非定位轴肩 套筒应低于,轴承内圈外径, 轴承应有轴肩定位 齿轮不能保证轴向固定, 两轴承应当正装 应加调整垫片 轴承盖端面应下凹,72,人有了知识，就会具备各种分析能力，,明辨是非的能力。,所以我们要勤恳读书，广泛阅读，,古人说“书中自有黄金屋。,”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，,培养逻辑思维能力；,通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，,培养文学情趣；,通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。,有许多书籍还能培养我们的道德情操，,给我们巨大的精神力量，,鼓舞我们前进,。,