第十七章 轴承

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1、机械工程基础第2版 主编第十七章轴承第一节概述第二节滑 动 轴 承第三节滚动轴承的结构、类型和代号第四节滚动轴承的失效形式和强度计算第五节滚动轴承的组合设计第一节概述一、轴承的功用轴承是在机器中用来支持轴和轴上零件的部件。二、轴承的类型和特点根据轴承工作时的摩擦性质不同，可分为滑动摩擦轴承（简称滑动轴承）和滚动摩擦轴承（简称滚动轴承）两大类。图17-1滑动轴承的摩擦状态)液体摩擦状态)非液体摩擦状态第二节滑 动 轴 承一、非液体摩擦滑动轴承的结构和材料1.径向滑动轴承的结构(1)结构形式常用的径向滑动轴承，我国已制定了有关标准，通常可根据工作条件选用。1)整体式滑动轴承。图17-2整体式滑动轴

2、承第二节滑 动 轴 承图17-3对开式滑动轴承2)对开式滑动轴承。第二节滑 动 轴 承图17-4对开式四螺柱斜滑动轴承第二节滑 动 轴 承图17-5自位式滑动轴承3)自位式滑动轴承。第二节滑 动 轴 承图17-6轴瓦的结构第二节滑 动 轴 承图17-7几种常见的油孔和油沟(2)轴瓦和轴承衬轴瓦是滑动轴承中直接与轴颈相接触的重要零件，其结构形式和性能将直接影响轴承的承载能力、效率和使用寿命。第二节滑 动 轴 承图17-8轴承衬与衬背的结合形式第二节滑 动 轴 承图17-9推力滑动轴承2.推力滑动轴承的结构第二节滑 动 轴 承图17-10推力轴颈)空心端面轴颈)环形轴颈)多环轴颈3.轴承材料第二节

3、滑 动 轴 承表17-1常用轴承材料的性能及应用 ()内为极限值，其余为一般值(润滑良好)。对于液体动压轴承，限制值无甚意义，因与散热等条件关系很大。 分子为最小轴颈硬度，分母为合金硬度。 性能比较：1最佳；2良；3较好；4一般；5最差。二、非液体摩擦滑动轴承的设计计算第二节滑 动 轴 承1.设计准则2.设计步骤1)根据轴颈的直径、转速、载荷情况和工作要求等已知条件确定轴承的结构类型及轴瓦材料。2)根据轴颈直径及宽径比，确定轴承的宽度。3)校核轴承的工作能力。4)选择轴承的配合。表17-2滑动轴承的常用配合5)润滑剂和润滑装置的选择(见第十八章第二节)。3.径向滑动轴承的校核计算第二节滑 动

4、轴 承(1)验算轴承的平均压强(2)验算轴承的值为了防止轴承工作时产生过高的热量而导致摩擦面的胶合破坏，应限制轴承的摩擦功耗，摩擦功耗可用平均压强和轴承的相对滑动速度的乘积值来表征。(3)验算轴承的相对滑动速度对于载荷较轻、速度较高的轴承，即使与值都在许用范围内，也可能由于过高的相对滑动速度而引起轴承加速磨损。4.推力滑动轴承的校核计算(1)验算轴承的平均压强(2)验算轴承的值第二节滑 动 轴 承表17-3推力滑动轴承的值和v值例17-1已知一起重机卷筒的滑动轴承所承受的径向载荷105，轴颈直径85，转速10，试设计此轴承。解(1)确定轴承的结构类型和材料因为轴承承受径向载荷，故选用对开式径向

5、滑动轴承。此轴承所承受的载荷大、速度低，由表17-1选用轴瓦材料为94Ni4Mn2，查得15，12,4。第二节滑 动 轴 承(2)确定轴承宽度选取轴承的宽径比1.0，则轴承宽度85。(3)校核轴承的工作能力1)计算轴承的平均压强2)计算轴承的值3)计算轴承的相对滑动速度(4)选择轴承的配合由表17-2选择轴承的配合为99。(5)润滑剂和润滑方式的选择因为轴承的相对速度很低，故采用脂润滑，由表18-8，选用3号钙基脂。三、液体摩擦滑动轴承简介液体摩擦是滑动轴承的理想摩擦状态。1.液体动压滑动轴承第二节滑 动 轴 承图17-11液体动压滑动轴承的工作原理)轴颈处于静止)轴颈开始转动)轴颈达到工作转

6、速第二节滑 动 轴 承图17-12液体静压滑动轴承的工作原理1油腔2油槽3节流器第二节滑 动 轴 承2.液体静压滑动轴承四、各类滑动轴承的使用性能比较各类滑动轴承的使用性能比较见表17 4。表17-4各类滑动轴承的使用性能比较第三节滚动轴承的结构、类型和代号图17-13滚动轴承的结构1外圈2内圈3滚动体4保持架第三节滚动轴承的结构、类型和代号一、滚动轴承的结构如图17 13所示，滚动轴承一般由外圈1、内圈2、滚动体3和保持架4组成。图17-14常用的滚动体)球)圆柱滚子)圆锥滚子)球面滚子)滚针滚子第三节滚动轴承的结构、类型和代号123.tif第三节滚动轴承的结构、类型和代号图17-15滚动轴

7、承的接触角第三节滚动轴承的结构、类型和代号二、滚动轴承的类型及特性1.按滚动体的形状分(1)球轴承球轴承的滚动体形状为球。(2)滚子轴承除了球轴承以外，其他的滚动轴承均称滚子轴承。2.按承受载荷的方向分(1)向心轴承向心轴承主要或只能承受径向载荷，按其接触角的大小不同，又可分为径向接触轴承(0)和角接触向心轴承(045)两类。1)径向接触轴承这类轴承包括深沟球轴承、圆柱滚子轴承和滚针轴承。2)角接触向心轴承这类轴承主要有角接触球轴承、圆锥滚子轴承、调心球轴承和调心滚子轴承等。第三节滚动轴承的结构、类型和代号(2)推力轴承推力轴承主要或只能承受轴向载荷，按其接触角的大小不同，又可分为轴向接触轴承

8、(90)和角接触推力轴承(4590)两类。1)轴向接触轴承这类轴承只能承受轴向载荷，而不能承受径向载荷，主要有推力球轴承、双向推力球轴承和推力圆柱滚子轴承等。2)角接触推力轴承这类轴承主要承受轴向载荷，也可以承受较小的径向载荷，常用的有推力调心滚子轴承等。表17-5常用滚动轴承的类型和主要特性第三节滚动轴承的结构、类型和代号B170507.TIF第三节滚动轴承的结构、类型和代号B170508.TIF第三节滚动轴承的结构、类型和代号B170509.TIF第三节滚动轴承的结构、类型和代号B1705010.TIF第三节滚动轴承的结构、类型和代号B1705011.TIF第三节滚动轴承的结构、类型和代号

9、B1705012.TIF第三节滚动轴承的结构、类型和代号B1705013.TIF三、滚动轴承的代号第三节滚动轴承的结构、类型和代号滚动轴承类型很多，为了区别不同类型、结构、尺寸和精度的轴承，以便于组织生产和使用，国家标准规定了其识别符号，即轴承代号，并把它标印在轴承的端面上。表17-6滚动轴承的代号排列1.基本代号(1)类型代号滚动轴承的类型代号用数字或字母表示，常用滚动轴承类型代号表示方法，见表17-5。(2)尺寸系列代号尺寸系列代号由轴承的宽度系列代号(或高度系列代号)与直径系列代号组合而成。第三节滚动轴承的结构、类型和代号表17-7尺寸系列代号第三节滚动轴承的结构、类型和代号(3)内径代

10、号内径代号表示滚动轴承内径尺寸的大小，常用内径尺寸代号的表示方法，见表17-8。表17-8滚动轴承的内径代号2.前置代号和后置代号1)前置代号表示成套轴承分部件的特点，用字母表示。2)后置代号共分8组(见表17-6)，用字母(或加数字)表示，按不同情况可紧接在基本代号之后或者用“-”、“”符号隔开。例17-2说明滚动轴承代号6215、7320、302106的含义。解(1)(2)第三节滚动轴承的结构、类型和代号(3)四、选择滚动轴承类型时应考虑的因素各类滚动轴承具有不同的特性，在选择滚动轴承类型时，必须根据轴承实际工作情况合理选择，一般应考虑下列因素。1.载荷的方向、大小和性质1)只承受径向载荷

11、时，应选用向心轴承。2)在相同的外廓尺寸条件下，滚子轴承一般比球轴承的承载能力和抗冲击能力大，故在载荷大且有冲击时应选用滚子轴承；反之，则选用球轴承。2.轴承的转速3.使用性能要求4.经济性第四节滚动轴承的失效形式和强度计算一、滚动轴承的失效形式和设计准则1.滚动轴承主要失效形式(1)疲劳点蚀轴承工作时，作用于轴上的载荷是通过轴承的内圈、滚动体、外圈传到机座上的，使滚动体与内、外圈的接触表面产生接触应力。(2)塑性变形当轴承的转速很低(10)或间歇摆动时，一般不会发生疲劳点蚀，此时轴承往往会因受到过大的静载荷或冲击载荷而产生塑性变形，使轴承失效。2.滚动轴承设计准则(1)对于一般运转的滚动轴承