机械制图--滚动轴承概述

机械制图--滚动轴承概述第一节概述1）支承轴及轴上零件，并保持轴的旋转精度；2）减少转轴与支承之间的摩擦和磨损分类：滚动轴承滑动轴承应用实例：汽轮机、离心式压缩机、内燃机、大型电机、水泥搅拌机、滚筒清砂机、破碎机等机械常采用滑动轴承。优点多，应用广用于高速、高精度、重载、结构上要求剖分等场合。轴承的功用：第二节非液体摩擦滑动轴的结构和材料一、径向滑动轴承的结构工作时只承受径向载荷的轴承，称为径向滑动轴承。1.整体式它由轴承座和轴瓦组成。结构简单、成本低，间隙无法调整装拆不便。适用于轻载、间歇工作且不重要的场合轴承座轴承2.剖分式它主要由轴承座、轴承盖、螺栓、剖分轴瓦等件组成。可以调整间隙。榫口螺纹孔轴承座轴承盖联接螺栓剖分轴瓦薄壁轴瓦轴瓦非承载区内表面开有进油口和油沟，以利于润滑油均匀分布在整个轴径上。进油孔油沟F厚壁轴瓦整体轴套卷制轴套轴承中分面常布置成与载荷垂直或接近垂直。载荷倾斜时结构如图大型液体滑动轴承常设计成两边供油的形式，既有利于形成动压油膜，又起冷却作用。45˚油沟形式宽径比B/d----轴瓦宽度与轴径直径之比。重要参数液体润滑摩擦的滑动轴承:B/d=0.5~1非液体润滑摩擦的滑动轴承:B/d=0.8~1.5Bd作用：用来承受轴向载荷二、推力滑动轴承结构特点：在轴的端面、轴肩或安装圆盘做成止推面。在止推环形面上，分布有若干有楔角的扇形快。其数量一般为6~12。---倾角固定，顶部预留平台，类型固定式可倾式用来承受停车后的载荷。---倾角随载荷、转速自行调整，性能好。FF巴氏合金绕此边线自行倾斜F三、轴承材料滑动轴承的主要失效形式是轴瓦表面的磨损和胶合。所以轴承材料应具有以下性能1）足够的强度。2）良好的减磨性、耐磨性和磨合性。常用的材料有以下几种1）铸造轴承合金（又称巴氏合金）2）铸造铜合金3）铸铁常用轴承材料的性能和应用见表8-3第三节滑动轴承的润滑轴承润滑的目的：减小摩擦功率损耗、减轻磨损、冷却轴承、吸振和防锈等。一、润滑剂1.液体润滑剂（润滑油）应用广泛，高速、轻载选择低粘度润滑油，低速重载选择高粘度润滑油。2.半液体润滑剂（润滑脂）半固体状态，不易流失。3.固体润滑剂不易使用油或旨润滑时使用。4.气体润滑剂1.油润滑轴承的润滑装置1）低速间歇工作的不重要轴承，可定期用油壶注油。2）对于中、高速和连续运转的重要轴承应连续供油。主要装置有针阀式油杯、油环润滑、油绳式油杯。二润滑装置1).油杯针阀式油杯旋盖式油杯脂用压注式油杯弹簧盖油杯2).油环第四节非液体摩擦滑动轴承的设计计算一、径向滑动轴承的设计1.确定轴承结构及轴瓦材料根据工作条件和要求确定轴承的结构，再按表8-1选取轴瓦材料。2.选取轴承的宽径比一般取宽径比b/d=0.5-1.5。3.校核轴承的工作能力（1）验算轴承的平均压强ppbdFpp为轴承材料的许用平均压强见表8-1.（2）验算轴的pυ值pvbFndnbdFpv19100)100060([pυ]是轴承材料的许用pυ值（Mpa.m/s）,见表8-1二、止推滑动轴承的计算1.验算轴承的压强pzddFp)(4202pvpvm100060mmndv2.验算轴承的值pυm[pυ]是轴承材料的许用pυ值（Mpa.m/s）,见表8-2第五节滚动轴承的结构、类型和代号各零件的作用：外圈：支撑零件或轴系；保持架:将滚动体分开。内圈：支撑轴；滚动体：滑动滚动；硬度和接触疲劳强度↑、耐磨性和冲击韧性↑用含铬合金钢制造，经热处理后硬度达：61~65HRC。工作表面需经磨削或抛光。保持架：低碳钢，冲压制成高速轴承：有色金属或塑料。一、滚动轴承的组成：外圈、内圈、滚动体、保持架。内外圈上有滚道，当内外圈相对旋转时，滚动体将沿着滚道滚动。装在机座或零件轴孔内；滚动副的材料要求：轴承类型按载荷方向分按滚动体形状分向心轴承推力轴承圆柱滚子圆锥滚子球面滚子滚针球轴承滚子轴承分类：1.径向接触轴承（1）深沟球轴承主要承受径向载荷，也能承受一定的轴向载荷（2）圆柱滚子轴承能承受较大的径向载荷，不能承受轴向载荷二常用滚动轴承的类型调心滚子轴承（4）调心滚子轴承能承受较大的径向载荷，不能承受轴向载荷，可自动调心（3）调心球轴承能自动调心2.向心角接触轴承（2）圆锥滚子轴承（1）角接触球轴承3.轴向接触轴承轴圈轴座只能承受轴向载荷滚动轴承的主要类型和特性轴承名称、类型及代号结构简图承载方向极限转速允许角偏差主要特性和应用调心球轴承10000中2˚~3˚主要承受径向载荷，同时也能承受少量轴向载荷。因为外滚道表面是以轴承中点为中心的球面，故能调心。调心滚子轴承20000C低0.5˚~2˚比10000小能承受很大的径向载荷和少量轴向载荷。承载能力大，具有调性能。圆锥滚子轴承30000中2’能同时承受较大的径向、轴向联合载荷。因线性接触，承载能力大，内外圈可分离，装拆方便，称对使用。推力球轴承50000低不允许只能承受轴向载荷，且作用线必需与轴线重合。分为单、双向两种。高速时，因滚动体离心力大，球与保持架摩擦发热严重，寿命较低，可用于轴向载荷大、转速不高之处。a)单向滚动轴承的主要类型和特性（续）轴承名称、类型及代号结构简图承载方向极限转速允许角偏差主要特性和应用推力球轴承50000低不允许只能承受轴向载荷，且作用线必需与轴线重合。分为单、双向两种。高速时，因滚动体离心力大，球与保持架摩擦发热严重，寿命较低，可用于轴向载荷大、转速不高之处。b)双向深沟球轴承60000高8’~16’能同时承受较大的径向、轴向联合载荷。因线性接触，承载能力大，内外圈可分离，装拆方便，称对使用。角接触球轴承70000C(α=15˚)70000AC(α=25˚)70000B(α=40˚)较高2’~10’能同时承受较大的径向、轴向联合载荷。α大，承载能力越大，有三种规格。称对使用。滚动轴承的主要类型和特性（续）轴承名称、类型及代号结构简图承载方向极限转速允许角偏差主要特性和应用滚动轴承的主要类型和特性（续）轴承名称、类型及代号结构简图承载方向极限转速允许角偏差主要特性和应用推力圆柱滚子轴承80000低不允许能承受很大的单向轴向载荷。圆柱滚子轴承N0000较高2’~4’能承受较大的径向。因线性接触，内外圈只允许有小的相对偏转。除U结构外，还有内圈无挡边(NU)、外圈单挡边(NF)、内圈单挡边(NJ)等型式滚针轴承a)NA0000b)RNA0000低只能承受径向载荷。承载能力大，径向尺寸特小。一般无保持架，因而滚针间有摩擦，极限转速低。不允许a)b)1.承载能力承受径向载荷为主；几点说明：由于结构不同，各类轴承的使用性能也不相同，现说明如下。滚子轴承≈(1.5~3)球轴承在同样的外形尺寸下。2.极限转速当d≤20mm时，两者承载能力接近，宜采用球轴承。因滚子轴承贵角接触球轴承可以同时承受径向载荷和轴向载荷。0˚α45˚→45˚α90˚→承受轴向载荷为主；α=0˚→α=90˚→滚动体为滚子，则只能承受径向载荷；若滚动体为球，可承受一定的轴向载荷。只能承受轴向载荷。转速过高→温度↑→润滑失效→滚动体回火或胶合破坏。极限转速----滚动轴承在一定载荷与润滑条件下，允许的最高转速。大载荷采用滚子轴承3.角偏差影响轴承正常运转。角偏差↑→可采用调心轴承。滚针轴承对轴线倾斜最敏感，应紧可能避免在轴线有倾斜的情况下使用。轴承由于安装误差或轴的变形等都会引起内外圈中心线发生相对倾斜。其倾斜角称为角偏差。调心轴承θ内径相同，而直径系列代号不同的四种轴承的比较。000300400200尺寸系列代号----左起第二、三位。宽(高)度系列代号直径系列代号前置代号基本代号后置代号滚动轴承代号的排列顺序（）类型代号尺寸系列代号注：代表字母；代表数字或加成套轴承分部件代号三、滚动轴承的代号向心轴承和推力轴承的常用尺寸系列代号直径系列代号推力轴承向心轴承01(0)0(0)1101120211011234特轻轻中重(0)2(0)3(0)41213222324121314222324(0)1212窄正常宽正常尺寸系列代号宽度系列代号高度系列代号内径代号----基本代号左起第四、五位。轴承的内径代号内径代号轴承内径尺寸mm001001020304~99数字5121517宽(高)度系列代号直径系列代号前置代号基本代号后置代号滚动轴承代号的排列顺序（）类型代号尺寸系列代号注：代表字母；代表数字或加成套轴承分部件代号3.后置代号----用字母（或加数字）表示。内部结构轴承后置代号排列顺序后置代号组含义1密封与防尘套圈变形238保持架及材料游隙轴承材料公差等级配置其它7456宽(高)度系列代号直径系列代号前置代号基本代号后置代号滚动轴承代号的排列顺序（）类型代号尺寸系列代号注：代表字母；代表数字或加成套轴承分部件代号注：公差等级中0级最低，向右依次增高，2级最高。轴承内部结构常用代号轴承类型代号含义示例Bα=40˚7210B角接触球轴承Cα=15˚7210CACα=25˚7210AC圆锥滚子轴承B接触角α加大32310BE加强型N207E公差等级代号代号省略/P6/P6x/P5/P4/P2公差等级符合标准的0级6级6x级5级4级2级示例62036203/P630201/P6x6203/P56203/P46203/P2实例：说明滚动轴承62203和7312AC/P6的含义622037(0)312AC/P6轴承内径d=17mm直径系列代号，2(轻)系列宽度系列代号，2(宽)系列深沟球轴承公称接触角α=25˚轴承内径d=12×5=60mm直径系列代号，3(中)系列宽度系列代号，0(窄)系列，代号为0，不标出角接触球轴承公差等级6级第六节滚动轴承类型的选择一、轴承所受载荷的方向、大小和性质1.无轴向载荷时，宜用深沟球轴承；如直齿轮轴选择滚动轴承类型主要考虑如下几方面的因素一、轴承所受载荷的方向、大小和性质1.无轴向载荷时，宜用深沟球轴承；如直齿轮轴2.径向与轴向载荷联合作用时，宜用角接触球轴承或圆锥滚子轴承；如斜齿轮轴第六节滚动轴承类型的选择选择滚动轴承类型主要考虑如下几方面的因素一、轴承所受载荷的方向、大小和性质1.无轴向载荷时，宜用深沟球轴承；如直齿轮轴2.径向与轴向载荷联合作用时，宜用角接触球轴承或圆锥滚子轴承；如斜齿轮轴第六节滚动轴承类型的选择选择滚动轴承类型主要考虑如下几方面的因素一、轴承所受载荷的方向、大小和性质1.无轴向载荷时，宜用深沟球轴承；如直齿轮轴2.径向与轴向载荷联合作用时，宜用角接触球轴承或圆锥滚子轴承；如斜齿轮轴3.纯轴向载荷作用时，必须采用推力轴承。三、轴承的转速四、安装空间尺寸的限制五、经济性二、轴承的调心性能第六节滚动轴承类型的选择选择滚动轴承类型主要考虑如下几方面的因素一、轴承的固定固定方式两端固定一端固定、一端游动。两端固定支承C=0.2~0.3mm预留补偿间隙第七节滚动轴承的组合设计两端固定支承2.一端固定、一端游动固定支承游动支承L一个支点双向固定以承受轴向力、另一端游动。适用于温度变化较大的长轴。选用深沟球轴承时，外圈与端盖间应留有间隙。游动支承选用圆柱滚子轴承时，外圈应双向固定。调整垫片加减垫片二、轴承组合的调整加减垫片的厚度调整垫片加减垫片1.轴承间隙的调整螺钉调整方法：螺钉调整2.轴承的预紧对于某些可调游隙的轴承，在安装时给与一定的轴向压紧力，使得内外圈产生相对移动而消除游隙，并在套圈和滚动体接触处产生弹性预变形，借此提高轴的旋转精度和刚度。这种方法称为轴承的预紧。方法加金属垫片磨窄套圈3.轴承组合位置的调整对于某些可调游隙的轴承，在安装时给与一定的轴向压紧力，使得内外圈产生相对移动而消除游隙，并在套圈和滚动体接触处产生弹性预变形，借此提高轴的旋转精度和刚度。这种方法称为轴承的预紧。目的：使轴上的零件具有准确的工作位置。如齿轮、带轮等例如：圆锥齿轮传动，要求两个节锥顶点相重合。对于蜗杆传动，要求蜗轮中间平面通过蜗杆的轴线。才能保证正确啮合。方法：套杯+调整垫片轴承组合位置调整的方法：套杯+调整垫片锥顶点不