机械设计基础第五版十六章.

保持架：避免滚动体直接接触，减少发热和磨损。一、构造：外圈内圈保持架滚动体第十六章滚动轴承优点：摩擦阻力小，起动灵敏，效率高，润滑简单，易于互换。缺点：抗冲击能力差，高速时出现噪声，工作寿命不及液体摩擦的滑动轴承。16-1滚动轴承的基本类型、和特点一、接触角：轴承滚动体与外圈接触处的法线与半径方向的夹角。NN各类轴承的公称接触角如表16-1二、分类按所承受载荷的方向可分为1、向心轴承：主要承受径向载荷深沟球轴承圆柱滚子轴承二、分类2、向心推力轴承：角接触球轴承圆锥滚子轴承3、推力轴承：只能承受轴向载荷推力球轴承按滚动体的形状分类1、球轴承：2、滚子轴承：圆柱滚子轴承圆锥滚子轴承球面滚子轴承滚针轴承三、常用滚动轴承的类型和特征：调心球轴承1调心滚子轴承2圆锥滚子轴承3推力球轴承5深沟球轴承67角接触球轴承圆柱滚子轴承NNA滚针轴承1、调心球轴承：极限转速：中等特征和应用：主要承受径向载荷，也能承受少量的轴向载荷。能调心。承载方向：2、调心滚子轴承极限转速：低特征和应用：能承受很大的径向载荷，和少量的轴向载荷，承载能力大，能调心。承载方向：3、圆锥滚子轴承：极限转速：中等特征和应用：能同时承受很大的径向、轴向载荷，装拆方便，成对使用。承载方向：4、推力球轴承极限转速：低特征和应用：只能承受轴向载荷，而且载荷作用线必须与轴线相重合。承载方向：5、深沟球轴承极限转速：高特征和应用：主要承受径向载荷，同时也能承受一定量的轴向载荷。也可承受纯轴向载荷，用于转速很高，轴向载荷不大的场合。承载方向：6、角接触球轴承极限转速：较高特征和应用：能同时承受径向、轴向载荷，接触角越大，轴向承载能力越大。通常成对使用。承载方向：7、圆柱滚子轴承极限转速：较高特征和应用：能承受较大的径向载荷，不能承受轴向载荷。承载方向：8、滚针轴承极限转速：低特征和应用：只能承受径向载荷，承载能力大，径向尺寸特小。承载方向：16-2滚动轴承的代号（GB/T272—1993）后置代号特殊材料特殊结构C15AC25B40公差/P2、4、5、6、6x游隙/C1、2、0、3、4、5基本代号五四三二一类型内径代号直径系列2轻3中4重宽度系列（0）、1、2前置代号分部件：内圈L外圈保持架K滚动体例1：7211C/P55级精度接触角15轴承内径55直径系列代号角接触球轴承常用游隙例2:7312AC/P66级精度接触角25轴承内径60直径系列代号角接触球轴承常用游隙16-3滚动轴承的选择计算一、滚动轴承的工作情况分析1.运动关系：内外圈相对回转；滚动体既自转又公转。2.轴承中载荷的分布：推力轴承F0=Fa/zFa2.轴承中载荷的分布：向心轴承：在载荷Fr的作用下,根据变形关系，中间滚动体受力最大，向两边逐渐减小。zFFzFFrr/6.4/5:maxmax滚子：球：假设下半圈滚动体受力FrFmax二、失效形式：1.点蚀寿命计算2.永久变形静载荷计算其它：磨损、烧伤密封；润滑、散热，限制极限转速失效形式设计准则三、轴承寿命轴承寿命：轴承的一个套圈或滚动体的材料出现第一个疲劳扩展迹象前，一个套圈相对于另一个套圈的总转数，或在某一转速下的工作小时数。1、轴承寿命曲线表示轴承可靠性与寿命之间关系R/（%）L/1×106rR—可靠度L—用转数表示的寿命可靠度：一组同一型号的轴承能达到规定寿命的百分率。2、基本额定寿命L（Lh）：一批相同的轴承，90％的轴承不发生疲劳点蚀前的总转数（以106r为单位）或小时数。3、基本额定动载荷C标准规定，基本额定寿命等于106r时轴承所能承受的载荷称为基本额定动载荷。3、基本额定动载荷C对于向心轴承:基本额定动载荷指纯径向载荷，称为径向基本额定动载荷，用符号Cr表示。对推力轴承:指纯轴向载荷，称为轴向基本额定动载荷，用符号Ca表示。Cr、Ca可从手册中查出。4、轴承寿命计算rPCL610)(3/103＝滚子＝球轴承寿命指数P------当量动载荷用小时数表示的寿命：hPCnLh)(60106n——轴的转速，r/min用小时数表示的寿命：当轴承的工作温度高于100°C，引入温度系数ft，考虑到工作中的冲击、振动，引入载荷系数Fp。hPfCfnLPth)(60106或NLnfPfChtP16)1060(各类机器中轴承预期寿命Lh查表16-10四、当量动载荷P的计算P=XFr+YFax——径向动载荷系数Y——轴向动载荷系数Fr——轴承所受径向载荷Fa——轴承所受轴向载荷X、Y值的确定对于向心轴承：查取值由表、1116YXeFFra01YXeFFra、e查手册确定四、当量动载荷P的计算受纯径向载荷的轴承N类P=Fr受纯轴向载荷的轴承5、8类P=Fa五、角接触轴承轴向载荷计算1、角接触轴承的内部轴向力由于接触角存在，受径向载荷作用时，滚动体的法向力可分为径向分力和轴向分力;NNNFriFsi轴承的轴向分力之和称为内部轴向力。按表16-12公式计算角接触轴承通常成对使用。2、安装方式：二外圈窄边相对（正装）二外圈宽边相对（反装）2、安装方式：1SF2SF3、角接触轴承轴向载荷计算1o2o1a2aAF2SF1SF12、支反力的作用点，、查手册通常认为支反力作用在轴承宽度的中点1o2o1a2a3、角接触轴承轴向载荷计算1o2o1a2aAF2SF1SF1212SSAFFF若211SAaFFF承受的轴向载荷轴承222SaFF承受的轴向载荷轴承1o2o1a2aAF2SF1SF1212SSAFFF若111SaFF承受的轴向载荷轴承ASaFFF122承受的轴向载荷轴承六、滚动轴承的静载荷计算指轴承内外圈之间相对转速为零或接近为零时，作用在轴承上的载荷。为限制滚动轴承在过载或冲击载荷下产生的永久变形，需进行静载荷校核16-4滚动轴承的润滑和密封润滑目的：减小摩擦与磨损密封目的：防止灰尘、水分等进入轴承，并防止润滑剂流失。一、滚动轴承的润滑：1、润滑剂种类：润滑脂润滑油固体润滑剂2、润滑剂的选择：用润滑脂润滑min10)2~5.1(5rmmdnd—轴承内径n—轴承套圈的转速超过此范围采用润滑油润滑3、各种润滑的特点：脂润滑：便于密封、维护。油润滑：比脂润滑摩擦阻力小，能散热。主要用于高速或工作温度较高的轴承。二、滚动轴承的密封：密封方法：接触式密封非接触式密封常用的滚动轴承密封型式1、接触式密封：毛毡圈密封：毛毡圈适用场合：脂润滑轴径圆周速度工作温度smv5~490密封唇朝外（主要防灰尘、杂质）密封圈密封：密封唇朝里（主要防漏油）密封圈密封圈密封圈密封：适用场合：脂润滑或油润滑轴径圆周速度工作温度smv7100~402、非接触式密封：适用场合：脂润滑干燥清洁环境间隙密封迷宫式密封：适用场合：脂润滑或油润滑工作温度不高于脂的滴点组合密封：毛毡加迷宫密封适用场合：脂润滑或油润滑16-5滚动轴承的组合设计解决轴承的轴向位置固定、轴承与其它零件的配合、间隙调整、装拆、润滑密封等问题。一、轴承的固定：1、两端固定：左边轴承：限制轴向左移动右边轴承：限制轴向右移动1、两端固定：在轴承盖与外圈端面间留出热补偿间隙：C=0.2~0.3mm适用于工作温度变化不大的短轴。C2、一端固定、一端游动作为固定支承的轴承：内、外圈在轴向都要固定，以承受双向轴向载荷。作为游动支承的轴承：2、一端固定、一端游动作为游动支承的轴承：深沟球轴承，只固定内圈，外圈可在孔内游动。圆柱滚子轴承，内外圈都要固定。适用于工作温度变化较大的长轴。二、轴承组合的调整：1、轴承间隙的调整：（1）靠加减调整垫片厚度进行调整调整垫片1、轴承间隙的调整：（2）利用轴承外圈压盖进行调整轴承外圈压盖122、轴承的预紧：就是在安装时，用某种方法在轴承中产生并保持一轴向力（预紧力）。目的：以消除轴承中的轴向游隙，并在滚动体和内外圈接触处产生弹性变形，以提高轴的旋转精度和刚度。常用预紧装置：1、利用金属片预紧2、磨窄套圈预紧3、轴承组合位置的调整：使轴上零件（齿轮、带轮）具有准确的工作位置。圆锥齿轮轴承组合位置调整：垫片套杯机座三、滚动轴承的配合：轴承内孔与轴：采用基孔制轴承外圈与座孔：采用基轴制一般内圈随轴一起转动，外圈固定不动内圈与轴：具有过盈过渡配合，轴公差代号k6、m7外圈与座孔：较松的过渡配合，座孔公差代号H7、J7、Js7三、滚动轴承的配合：当轴承作游动支承外圈与座孔：间隙配合，座孔公差代号G7四、轴承的装拆：设计时，应有利于轴承装拆，不致损坏轴承和其它零件。轴肩高度要小于轴承内圈外径。钩爪器四、轴承的装拆：外圈留出装拆高度h1，或在壳体上做出拆卸螺钉的螺孔。h1h1