第十六章-滚动轴承

NorthwestA&FUniversity第十六章滚动轴承《机械设计基础》§16-1滚动轴承的基本类型和特点§16-2滚动轴承的代号§16-3滚动轴承的选择计算§16-4滚动轴承的润滑和密封§16-5滚动轴承的组合设计NorthwestA&FUniversity概述轴承应满足如下基本要求：1．能承担一定的载荷，具有一定的强度和刚度。2．具有小的摩擦力矩，使回转件转动灵活。3．具有一定的支承精度，保证被支承零件的回转精度。正确选择合理使用滚动轴承是标准件，主要掌握第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity保持架内圈外圈滚动体有时无一、组成概述第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity概述第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity概述第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity概述第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity概述第十六章滚动轴承二、材料:内、外圈和滚动体：铬锰高碳钢----GCr15、GCr15SiMn，淬火，HRC61~65，工作表面磨削，抛光保持架：软钢片冲压而成，也可用铜、铝合金或工程塑料三、特点:摩擦阻力小，功率损耗少，启动容易，效率高，润滑简便，轴向尺寸小，标准化程度高，互换性好，成本低抗冲击能力差，高速时噪音较大，径向尺寸大，高速重载下寿命较短NorthwestA&FUniversity四、几个概念:接触角：滚动体与外圈滚道接触点处的法线与半径方向的夹角；游隙：滚动体与内、外圈间的间隙；极限转速：滚动轴承允许的最大工作转速。概述第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承1.按载荷方向或接触角分：向心轴承、推力轴承、向心推力轴承FrFaFrFa向心轴承推力轴承向心推力轴承轴圈座圈---载荷角一、滚动轴承的类型：NorthwestA&FUniversity第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承轴承类型向心轴承推力轴承公称接触角α径向接触径向推力角接触轴向推力角接触轴向接触α=0°0°＜α≤45°45°＜α＜90°α=90°例图（以球轴承为例）承载特点主要承受径向载荷，可承受小的轴向载荷主要承受径向载荷，可承受一定的轴向载荷主要承受轴向载荷，可承受一定的径向载荷只能承受轴向载荷NorthwestA&FUniversity2.按照滚动体形状，可分为球轴承和滚子轴承。滚子又分为圆柱滚子，圆锥滚子、球面滚子和滚针等。第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity3.按工作时能否调心可分为调心轴承和非调心轴承。4.按安装轴承时其内、外圈可否分别安装，分为可分离轴承和不可分离轴承。5.按公差等级可分为0、6、5、4、2级滚动轴承，其中2级精度最高，0级为普通级。另外还只有用于圆锥滚子轴承的6x公差等级。第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity最为常用的轴承大约有下列6类:深沟球轴承圆柱滚子轴承推力球轴承角接触球轴承圆锥滚子轴承调心球轴承第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity特点:主要承受径向载荷，也可同时承受小的双向轴向载荷；应用最广，价格最低。深沟球轴承(6类）第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity特点:可以承受径向载荷和单方向轴向载荷，一般成对使用；承受轴向载荷的能力与接触角有关，越大，承受轴向载荷的能力越强，有=15°、25°、40°三种；价格比为2.1(6类为1）角接触球轴承(7类)第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity圆锥滚子轴承(3类)特点:可承受径向载荷和单向轴向载荷，成对使用，承载能力大于同尺寸的角接触球轴承；内外圈可分离，安装时可调整游隙；价格比1.7第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity特点:可以调心，自动适应内外圈的倾斜，适应于刚性较差和多支点的支承；不宜承受纯轴向载荷，因为会造成单列滚动体受载使寿命显著降低；价格比1.8、4.4调心球(滚子)轴承(1、2类)第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity特点:有较大的径向承载能力；外圈(或内圈)可以分离，不能承受轴向载荷；有外圈无挡边、内圈无挡边、内圈有单挡边的多种形式；价格比2圆柱滚子轴承(N类)第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity各类圆柱滚子轴承第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity特点:只能承受轴向载荷；内径稍小的称为“紧圈”、“轴圈”，内径稍大的称为“松圈”、“座圈”；高速时离心力大，钢球与保持架磨损，发热严重，故极限转速很低；价格比1.11.8推力球（滚子）轴承(5类)第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity特点:有较大的径向承载能力；径向尺寸小；内圈或外圈可以分离。滚针轴承(NA类)第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity特点:可承受较大的径向冲击载荷，但由于滚子受力后变形较大，所以旋转精度不高；内外圈可分离；不能承受轴向载荷，并只能在低速下工作，寿命较短。螺旋滚子轴承第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity二、滚动轴承的使用性能：1.承载能力在同样外形尺寸下，滚子轴承的承载能力约为球轴承的1.5~3倍。所以，在载荷较大或有冲击载荷时宜采用滚子轴承。但当轴承内径d≤20mm时，滚子轴承和球轴承的承载能力已相差不多，而球轴承的价格一般低于滚子轴承，故可优先选用球轴承。角接触轴承可以同时承受径向载荷和轴向载荷。角接触向心轴承(0°α45°)以承受径向载荷为主；角接触推力轴承(45°α90°)以承受轴向载荷为主。轴向接触(α=90°)推力轴承只能承受轴向载荷。第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity径向接触(α=0°)向心轴承，当以滚子为滚动体时，只能承受径向载荷；当以球为滚动体时，因内外滚道为较深的沟槽，除主要承受径向载荷外，也能承受一定量的双向轴向载荷。深沟球轴承结构简单，价格便宜，应用最广泛。2.极限转速滚动轴承转速过高会使摩擦面间产生高温，润滑失效，从而导致滚动体回火或胶合破坏。滚动轴承在一定载荷和润滑条件下，允许的最高转速称为极限转速，其具体数值见有关手册。各类轴承极限转速的比较，见表16-2。第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity如果轴承极限转速不能满足要求，可采取提高轴承精度、适当加大间隙、改善润滑和冷却条件、选用青铜保持架等措施。3.角偏差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θ称为角偏差，见上图。角偏差较大时会影响轴承正常运转，故在这种场合应采用调心轴承。调心轴承的外圈滚道表面是球面，能自动补偿两滚道轴心线的角偏差，从而保证轴承正常工作。滚针轴承对轴线偏斜最为敏感，应尽可能避免在轴线有偏斜的情况下使用。各类轴承的允许角偏差见表16-2。θ第一节滚动轴承的基本类型和特点第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity第二节滚动轴承的代号第十六章滚动轴承国家标准GB/T292-93中规定，轴承的代号用字母加数字表示，由基本代号、前置代号和后置代号三部分构成。前置代号基本代号后置代号轴承的分部件代号内部结构代号密封与防尘结构代号保持架及其材料代号特殊轴承材料代号公差等级代号游隙代号多轴承配置代号其它代号五四三二一类型代号尺寸系列代号内径代号宽度系列代号直径系列代号前置代号——表示轴承的分部件。基本代号——表示轴承的类型与尺寸等主要特征。后置代号——表示轴承的精度与材料的特征。NorthwestA&FUniversity其中基本代号是轴承代号的基础和核心，前置代号及后置代号都是对基本代号的补充，只有在对标准轴承的结构形状、尺寸、材料、公差等级、技术要求等有改变时才使用，正常情况的可部分或全部省略。(1)基本代号由5位数(字母)组成，分别表明轴承的内径、外径、宽度和类型，见上表。包括类型代号、尺寸系列代号和内径代号三部分。①内径代号表示轴承公称内径的大小，内径代号用基本代号右起的第1、2两位数字表示。代号0001020304～96内径d10121517代号×5第二节滚动轴承的代号第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity②尺寸系列代号为了满足不同承载能力的需要，把同一内径的轴承，做成不同的外径和宽度。GB/T272-93规定轴承的尺寸系列代号由基本代号右起第3、4位数字表示。尺寸系列：指内径相同时，轴承有不同的外径（直径系列）和不同的宽度（宽度系列）。直径系列代号：特轻(0、1)、轻(2)、中(3)、重(4)。宽度系列为正常宽度时，代号为“0”，省略不标。第二节滚动轴承的代号第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity6深沟球轴承L直线轴承5推力球轴承U外球面球轴承4双列深沟球轴承NA滚针轴承3圆锥滚子轴承N圆柱滚子轴承29推力调心滚子轴承9推力圆锥滚子轴承2调心滚子轴承8推力滚子轴承1调心球轴承7角接触球轴承0双列角接触球轴承代号轴承类型代号轴承类型③类型代号用基本代号左起的第一位数字或字母表示，常用轴承有：6、7、3、5、N等类型，详见表16-2第一栏。第二节滚动轴承的代号第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity(2)前置代号表示成套轴承的分部件，用字母表示。如：L表示可分离轴承的可分离内圈或外圈；K表示轴承的滚动体与保持架组件等。(3)后置代号表示轴承的内部结构、密封、材料、公差、游隙、配置及其它特性要求，用数字和字母表示。后置代号共分8组，排列顺序见表16-6。①内部结构代号表示同一类型轴承不同的内部结构，用字母表示，紧跟在基本代号的后面。内部结构代号如表16-7所示。7000C：α＝15°；7000AC：α＝25°；7000B：α＝40°；第二节滚动轴承的代号第十六章滚动轴承NorthwestA&FUniversity②公差等级代号表示轴承的公差等级，用字母和数字表示。公差等级代号列于表16-8。分为/P0、/P6(/P6x)、/P5、/P4、/P2共五级。低级高级③游隙代号表示轴承径向游隙值的大小，用字母和数字表示。由小至大分为1组、2组、0组、3组、4组和5组，其中0组游隙是常用的基本组游隙，在代号中可省略不写，其它的游隙组为辅助游隙组，分别用/C1、/C2、/C3、/C4、/C5表示。公