完整版教学课件完整版教学课件六轴和轴承第六章第六章 轴和轴承轴和轴承第一节 轴的功用、类型和材料功用：功用：功用：功用：用以支承旋转的机械零件，并传递运动和动力用以支承旋转的机械零件，并传递运动和动力类型：类型：类型：类型： 转轴转轴既传递转矩又承受弯矩（既传递转矩又承受弯矩（弯，扭弯，扭弯，扭弯，扭） 心轴心轴只承受弯矩不传递转矩（只承受弯矩不传递转矩（弯弯弯弯曲曲曲曲） 传动轴传动轴主要传递转矩（主要传递转矩（扭转扭转扭转扭转） （如图（如图6-16-1、2 2、3 3所示）。所示）。心轴：心轴： 用来支承转动零件，只承受弯矩而不传递转矩。例：自行车的前轮轴例：自行车的前轮轴图图6-2 转动心轴转动心轴图图6-1 固定心轴固定心轴图图6-3 传动轴传动轴据轴线形状还可以分为据轴线形状还可以分为直轴直轴、曲轴曲轴、挠性轴挠性轴等。等。曲轴曲轴（点击图片演示动画）（点击图片演示动画）材料要求：材料要求：强度高，应力集中敏感性小，制造工艺性好强度高，应力集中敏感性小，制造工艺性好常用材料：常用材料：碳钢：碳钢：35,45,50钢，正火或调质，钢，正火或调质，Q235,Q275,用于不重要轴用于不重要轴合金钢：合金钢：20Cr，20CrMnTi，轴颈耐磨，轴颈耐磨40CrNi、38CrMoAlA，高温力学性，高温力学性能好能好球墨铸铁：球墨铸铁：铸造成型，用于曲轴、凸轮轴铸造成型，用于曲轴、凸轮轴等，成本低、吸振好，应力集中敏等，成本低、吸振好，应力集中敏感性小感性小 表表6-1轴的材料及其主要力学性能轴的材料及其主要力学性能材料及热处理毛坯直径/mm硬度/HBS强度极限/B/MPa屈服极限/s/MPa弯曲疲劳极限/-1/MPa应用说明Q235440240180用于不重要或载荷不大的轴35正火100149187520270210用于一般曲轴、转轴等45正火100170217600300240用于较重要的轴，应用最广泛45调质20021725565036027040Cr调质251000800485用于载荷较大，而无很大冲击的重要轴10024128675055035010030022926970050032040MnB调质251000800485性能接近于40Cr，用于重要的轴20024128675050033535CrMo调质100207269750550350用于重载荷的轴20Cr15表面HRC5662850550375用于要求强度高，韧性及耐磨性均较高的轴3065040028060650400280二二二二 、轴的结构、轴的结构、轴的结构、轴的结构1 1、 轴上零件的定位轴上零件的定位定位定位有准确的工作位置有准确的工作位置2 2 2 2、制造安装的要求、制造安装的要求、制造安装的要求、制造安装的要求便于加工，便于装拆，采用标准直径，设置砂轮越程槽、螺纹退刀槽。3 3 3 3、轴上零件的固定、轴上零件的固定、轴上零件的固定、轴上零件的固定1 1）轴向固定）轴向固定定位方法：定位方法：轴肩、套筒、圆螺母、挡圈、轴肩、套筒、圆螺母、挡圈、轴承端盖。轴承端盖。4、5间的轴肩使齿轮在轴上定位，1、2间的轴肩使带轮定位，6、7间的轴肩使右端滚动轴承定位。轴肩轴肩-阶梯轴上截面变化之处。阶梯轴上截面变化之处。起轴向定位作用。 轴肩套筒套筒3 3 3 3、轴上零件的固定、轴上零件的固定、轴上零件的固定、轴上零件的固定1 1）轴向固定）轴向固定2 2）周向固定）周向固定定位方法：定位方法：键、花键、销、过盈键、花键、销、过盈配合、弹性环联接、成形联接等配合、弹性环联接、成形联接等便于零件的装配，减少配合表面的擦伤的措施：便于零件的装配，减少配合表面的擦伤的措施：H7/D11H7/r6 为了便于轴上零件的拆卸，轴肩高度不为了便于轴上零件的拆卸，轴肩高度不能过大。能过大。2) 配合段前端制成锥度；配合段前端制成锥度； 3) 配合段前后采用不同的尺寸公差。配合段前后采用不同的尺寸公差。 1) 在配合段轴段前应采用较小的直径；在配合段轴段前应采用较小的直径；结构不合理！结构不合理！H7/r64 4 4 4、减小应力集中、减小应力集中、减小应力集中、减小应力集中起重机卷筒起重机卷筒（点击图片演示动画）（点击图片演示动画）1 1）改进轴上零件的结构）改进轴上零件的结构 2 2）合理布置轴上）合理布置轴上零件零件 1 1 1 1 按扭转强度初算轴的直径按扭转强度初算轴的直径按扭转强度初算轴的直径按扭转强度初算轴的直径多数轴工作时受弯扭载荷（即转轴）。 对于一般轴一般轴，设计时可按纯扭考虑，或适当降低需用应力以考虑弯矩的影响，可称之为按弯扭考虑； 对于重要轴重要轴，设计时应按扭弯或纯扭初定轴径，接着进行结构设计，之后算出弯矩，最后按弯扭联合设计轴径。（1 1）按纯扭按纯扭（2 2）按扭弯按扭弯三三三三 、轴径的确定、轴径的确定、轴径的确定、轴径的确定式中：p功率，kWn转速，r/min 材料的许用切应力，MPac由材料许用切应力 和轴的弯矩确 定的常数见下表轴的材料Q235，20Q275，354540Cr，35SiMn/MPaC152514912620351351122545136103355511297表表6-2 常用材料的常用材料的值和值和C值值2 2、按弯扭联合、按弯扭联合 式中：Me当量弯矩， M弯矩，Nm T转扭矩，Nm 折算系数， 用以将 转矩T折算成弯矩书中未明确给出书中未明确给出0.3不变的转矩 =0.6脉动转矩或变化规律不详 1频繁正反转 1b对称循环应力状态下的许用弯曲应力，见下表。 轴的许用应力（单位：轴的许用应力（单位：MPa）材料b+1b0b-1b碳素钢40050060070013017020023070759511040455565合金钢8009001000270300330130140150758090铸钢40050010012050703040书中有误书中有误注意：注意： 有键槽的轴应将计算的轴径在增大4%； 按纯扭、扭弯和弯扭联合计算的轴径取最大者； 计算所得轴径应是轴的最细处的直径。 例例6-1 试设计图6-11所示斜齿圆柱齿轮减速器的低速轴。已知该轴的转速n140rmin，传递功率P5kW。轴上的齿轮参数为：小齿轮的齿数z58，法面模数mn3mm，分度圆螺旋角=11173，齿宽及轮毂宽b70mm。 图6-11 转筒（序5）的驱动部1电动机；2传动带；3减速器低速轴上的齿轮；4联轴器5转筒解：解： 1 1）选择轴的材料）选择轴的材料。减速器功率不大，又无特殊要求，故选最常见的45号钢并作正火处理。由表6-1查得B590Nmm2。2 2）按转矩估算轴的最小直径。）按转矩估算轴的最小直径。应用式（6-2）估算。由表6-2取C=118（因轴上受较大弯矩），得计算所得应是最小轴径（即安装联轴器）处的直径。该轴段因有键槽，应加大3%7%并圆整，取d40mm。3 3）轴的结构设计。）轴的结构设计。根据估算所得直径、轮毂宽及安装情况等条件，轴的结构及尺寸可进行草图设计，如图6-12a所示，轴的输出端用TL7型弹性套柱销联轴器，孔径40mm，孔长84mm，取轴肩高4mm作定位用。齿轮两侧对称安装一对7210（GB/T292标准）角接触球轴承，其宽度为20mm。左轴承用套筒定位，右轴承用轴肩定位，根据轴承对安装尺寸的要求，轴肩高度取为3.5mm。轴与齿轮、轴与联轴器均选用平键联接。根据减速器的内壁到齿轮和轴承端面的距离以及轴承盖、联轴器装拆等需要，参考设计手册中的有关经验数据，将轴的结构尺寸初步取定如图中所示，这样轴承跨距为128mm，由此可进行轴和轴承等零件的计算。4 4）计算齿轮受力）计算齿轮受力齿轮分度圆直径齿轮分度圆直径 齿轮所受转矩齿轮所受转矩 齿轮作用力齿轮作用力圆周力圆周力 径向力径向力 轴向力轴向力FaFttan3845tan11173767 （N）5 5）计算轴承反力）计算轴承反力（图6-12(c)及6-12(e)） 水平面 RHFrRH14271245.1181.9（N）垂直面 6 6）绘制弯矩图。）绘制弯矩图。水平面弯矩图（图6-12(d)）截面b：MbH64RH641245.179686.4（Nmm）垂直面弯矩图（图6-12(f)） MbH64RV 641922.5123040（Nmm） 合成弯矩图（图6-12(g)）7 7）绘制扭矩图）绘制扭矩图（图6-12(h)） 由前知T=341070（Nmm） 又根据B590Nmm2，由表6-1查得-1b 55N/mm2和0b95Nmm2，故 T0.58341070197820（Nmm）8 8）绘制当量弯矩图）绘制当量弯矩图（图6-12） 对于截面b： 对于截面a和I MaeMIeT197820（Nmm） 9 9）分别计算轴截面）分别计算轴截面a a和和b b处的直径处的直径两截面虽有键槽削弱，但结构设计所确定的直径已分别达到40mm和52mm，所以，强度足够。如所选轴承和键联接等经计算，确认寿命和强度均能满足，则以上轴的结构设计无须修改。3 3 3 3 、 轴的刚度验算轴的刚度验算轴的刚度验算轴的刚度验算挠度：挠度：yy偏转角：偏转角：扭转角扭转角 ：（以上各参数的取值参见下表）27变形种类适用场合许用值变形种类适用场合许用值挠度/mm一般用途的轴(0.00030.0005)L偏转角/rad滑动轴承处0.0001刚度要求较高的轴0.0002L向心球轴承处0.005感应电机轴0.1调心球轴承处0.05安装齿轮轴(0.010.05)mn圆柱滚子轴承处0.0025安装蜗轮轴(0.020.05)mt圆锥滚子轴承处0.0016 L支撑间跨距；电机定子与转子间的气隙；mn齿轮法面模数；mt蜗轮端面模数安装齿轮处轴的截面0.0010.002每米长的扭转角/()/m-1一般传动0.51较精密的传动0.250.5重要传动0.25 轴的许用挠度轴的许用挠度y、许用偏转角、许用偏转角 、许用扭转角、许用扭转角 28（1 1 1 1） 弯曲变形计算弯曲变形计算弯曲变形计算弯曲变形计算 挠度y与偏转角的计算按有关公式进行。（2 2 2 2） 扭转变形的计算扭转变形的计算扭转变形的计算扭转变形的计算扭转角式中：T转矩，Nmm l 轴受转矩作用的长度，mm G材料的剪切弹性模量，MPa d轴径，mm29第二节 轴承轴承的功用：支承轴及轴上的零件，使它们能转动轴承的类型：按工作时的摩擦性质分为滑动轴承和滚动轴承对轴承的要求：轴在轴承中转动时旋转精度要高，摩擦损失要小30滑动轴承：滑动轴承：工作时轴承和轴颈的支承面间形成滑动摩擦的轴承滑动轴承的应用： 极高速 特重型 要求支承精度与回转精度特别高 必须采用剖分结构 巨大冲击与振动 径向尺寸受限制 要求成本低、精度不高的场合一、一、一、一、 滑动轴承的类型、结构和材料滑动轴承的类型、结构和材料滑动轴承的类型、结构和材料滑动轴承的类型、结构和材料31组成：组成：轴承座、轴套或轴瓦、联接螺栓等。轴承座、轴套或轴瓦、联接螺栓等。整体式向心滑动轴承整体式向心滑动轴承剖分式向心滑动轴承剖分式向心滑动轴承榫口榫口螺纹孔螺纹孔轴承座轴承座轴承轴承轴承座轴承座轴承盖轴承盖联接螺栓联接螺栓剖分轴瓦剖分轴瓦一般结构：一般结构：摩擦状态：摩擦状态：图（a）：干摩擦状态；图（b）：边界摩擦状态；图（c）：液体摩擦状态33滑动轴承的分类和结构型式：滑动轴承的分类和结构型式：滑动轴承的分类和结构型式：滑动轴承的分类和结构型式：1.1.分类分类径向轴承整体式止推轴承剖分式径向止推轴承2.2.结构结构 参见图15-3、4、5、6、7、8。343536轴瓦结构和材料：轴瓦结构和材料：轴瓦结构和材料：轴瓦结构和材料：1.1.轴瓦结构轴瓦结构37薄壁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。布在整个轴径上。进油孔进油孔油沟油沟F厚壁轴瓦厚壁轴瓦整体轴套整体轴套卷制轴套卷制轴套39（1）良好的减磨性和耐磨性；（2）足够的抗压、抗冲击和抗疲劳性能；（3）良好的顺应性、嵌藏性、跑合性和润滑性；（4）导热性好，线膨胀系数小，工艺性好。 2. 2. 轴瓦材料轴瓦材料对轴瓦材料的要求：对轴瓦材料的要求：40轴承合金轴承合金 锡基 （巴氏合金）铅基锡青铜金属材料金属材料青铜青铜铅青铜铝青铜铸铁铸铁灰铁球铁性能好，价格高,常浇铸成轴承衬适于中速重载适于低速冲击适于低速、轻载、不重要塑性和耐磨性差，但价格低其它性能好，跑合性差41（2）粉末冶金）粉末冶金由金属粉末和石墨高温烧结成型、多孔，使用前浸油，使用中自动润滑。主要用于轻载、低速且不易经常加油的场合。（3）非金属材料）非金属材料尼龙、聚四氟乙烯等塑料，减振性好，抗腐蚀强，用于家电，轻工、食品等场合。42材料牌号许用值最高工作温度/轴颈硬度或热处理/HBS特性及用途p/MPav/m/spv/MPam/s铸造青铜ZCuSn10P1151015280300400面用于重载、中速高温及冲击条件下ZCuSn5Pb5Zn58315280300400用于中速、中等载荷条件下ZCuAL10Fe315412280淬火、磨光用于承受冲击载荷处铸造黄铜ZCuZn16Si4ZCuZn38Mn2Pb21210211010200200用于低速、中等载荷下的轴承锡锑轴承合金ZCuSb11Cu6ZCuSb8Cu4平稳载荷258020150130170用于高速重载的重要轴承，变载荷下易疲劳，价高冲击载荷206015铅锑轴承合金ZPbSb16Sn16Cu2ZPbSb15Sn5Cu3Cd2ZPbSb15Sn10155201261510515150130170用于中速、中载轴承，不宜受显著的冲击载荷，可做锡锑轴承合金代用品灰铸铁HT150HT200HT2504210.512用于低速、不受冲击的轻载轴承表表6-5 常用金属轴瓦材料常用金属轴瓦材料43二、二、二、二、 非液体摩擦滑动轴承的设计非液体摩擦滑动轴承的设计非液体摩擦滑动轴承的设计非液体摩擦滑动轴承的设计非液体摩擦非液体摩擦不能保证液体摩擦状态主要失效形式：主要失效形式：磨损设计准则：设计准则：维持油膜不破坏，即控制压强线速积pv1.1.径向轴承计算径向轴承计算计算前的设计： 确定类型、结构、材料0.50.75-重载重载 确定宽径比B/d= 0.71.1-中载中载11.5-轻载轻载 确定宽度B44 轴承的平均压强轴承的平均压强p p式中：Fr轴承径向载荷，N；d，L轴径直径、轴瓦宽度，mm；p轴瓦材料的许用压强，MPa，见表6-5 轴承的压强线速积轴承的压强线速积 py式中：pv轴瓦的许用压强线速积，MPam/s.见表6-5452.2.止推轴承的计算止推轴承的计算 平均压强平均压强 p p式中：Fa 、d1 、 d2 依次为轴向力，轴环内、外径； z轴环数； p轴瓦材料的许用压强，见表6-5。 对于多环轴承应降低20%40%，以计入载荷 不均。 46 轴承的压强线速积轴承的压强线速积 pvpv式中：dm平均直径，；n轴的转速，r/min；pv轴瓦材料许用的压强线速积，MPam/s，见表6-4，多环轴降低20%40%.47附：附： 液体动压滑动轴承简介液体动压滑动轴承简介 图（a）：停车状态；图（b）：启动时轴颈受摩擦力作用右移；图（c）：增速时油膜压力将轴颈抬起；图（d）：增速后右侧的楔形油膜压力将轴颈稳定在较 对中的位置48 形成动压油膜的条件：形成动压油膜的条件： 两工作表面间有楔形间隙； 两表面间充满油液； 两面间有相对速度，且形成油楔； 轴承的间隙 、载荷F、速度v和油液粘度 等等 必须匹配恰当。 例例6-26-2：自学：自学49针阀针阀式油式油杯杯弹簧弹簧盖油盖油杯杯旋盖式油杯旋盖式油杯 脂用压注式油杯压注式油杯润滑装置润滑装置1. 油杯油杯 2. 油环油环 润滑装置润滑装置三、三、三、三、 滚动轴承的组成、类型及特点滚动轴承的组成、类型及特点滚动轴承的组成、类型及特点滚动轴承的组成、类型及特点1 1、 滚动轴承的组成滚动轴承的组成 内外圈和滚动体一般 采用轴承钢制造，热处理硬 度6165HRC图图6-24图图6-25522 2 2 2、 滚动轴承的类型、特点滚动轴承的类型、特点滚动轴承的类型、特点滚动轴承的类型、特点球轴承：球轴承：点接触，承载低，怕冲击，阻力小，转速高， 价格低滚子轴承：滚子轴承：线接触，承载高，耐冲击，阻力大，转速 低，价格高单列轴承单列轴承 调心轴承调心轴承向心轴承向心轴承双（多）列轴承双（多）列轴承 非调心轴承非调心轴承推力轴推力轴承承53下页继续下页继续下页继续下页继续54接上页接上页接上页接上页55接触角接触角滚动体与外圈滚道接触点的法线与轴承 径向平面之间的夹角。偏位角偏位角 安装误差或轴的变形等引起轴承内外 圈中心线发生的相对倾斜角。 563 3 3 3、 滚动轴承的代号滚动轴承的代号滚动轴承的代号滚动轴承的代号表表6-7滚动轴承代号的构成滚动轴承代号的构成前置前置前置前置代号代号代号代号基本代号基本代号基本代号基本代号后置代号后置代号后置代号后置代号成套成套成套成套轴承轴承轴承轴承分部分部分部分部件件件件代号代号代号代号五五四四三三二二一一内内部部结结构构代代号号密密封封与与防防尘尘结结构构代代号号保保持持架架及及其其材材料料代代号号特特殊殊轴轴承承材材料料代代号号公公差差等等级级代代号号游游隙隙代代号号多多轴轴承承配配置置代代号号其其它它代代号号类类型型代代号号尺寸系尺寸系列代号列代号内径内径代号代号宽宽度度系系列列代代号号直直径径系系列列代代号号571 1） 基本代号基本代号（1 1）类型代号）类型代号表表6-8 一般滚动轴承类型代号一般滚动轴承类型代号 轴承类型代号原代号 轴承类型代号原代号 双列角接触球轴承06 深沟球轴承60 调心球轴承11 角接触球轴承76 调心滚子轴承和推力调心滚子轴承23和9 推力圆柱滚子轴承89 圆锥滚子轴承37 圆柱滚子轴承N2 双列深沟球轴承40 外球面球轴承U0 推力球轴承58 四点接触球轴承QJ658（2 2）尺寸系列代号）尺寸系列代号图图6-30 轴承直径系列轴承直径系列59直径系直径系列代号列代号向心轴承向心轴承推力轴承推力轴承宽度系列代号宽度系列代号高度系代号高度系代号窄窄正常正常宽宽特宽特宽特宽特宽特宽特宽特宽特宽特低特低低低正常正常正常正常01234567912尺寸系列代号尺寸系列代号超特轻超特轻71737超特轻超特轻808182838485868超特轻超特轻909192939495969特轻特轻000102030405060709010特轻特轻101112131415161719111轻轻20212223242526272921222中中30313233373931323重重4042474941424表表6-9 滚动轴承尺寸系列代号滚动轴承尺寸系列代号60（3 3）内径代号）内径代号表表6-10 轴承内径代号（内径轴承内径代号（内径d 10mm）内径内径d d的尺寸的尺寸/mm/mm101720480(22、28、32除外除外)22、28、32及及500mm以上以上10121517内径代号内径代号000102030496（内径（内径/5的商）的商）/内径内径举例举例深深沟沟球球轴轴承承6303是是指指内内径径为为17mm深深沟沟球球轴轴承承6407是是指内径为指内径为35mm深深沟沟球球轴轴承承62/32是是指指内内径径为为32mm；调调心心滚滚子子轴轴承承 230/800是是 指指 内内 径径 为为800mm612 2 2 2） 前置代号和后置代号前置代号和后置代号前置代号和后置代号前置代号和后置代号（自学）（自学）（自学）（自学） 例例6-36-36 2 2 03 _公差等级为公差等级为0级（代号级（代号 P0省略）省略） 轴承内径轴承内径d=17mm直径系列代号，直径系列代号，2表示轻系列表示轻系列 宽度系列代号，宽度系列代号，2表示宽系列表示宽系列 深沟球轴承深沟球轴承 62 7 （0） 3 12 AC /P6 公差等级公差等级6公称接触角公称接触角轴承内径轴承内径d=125=60mm 直径系列代号，直径系列代号，3表示中系列表示中系列 宽度系列代号，宽度系列代号，0表示窄系列，不标注表示窄系列，不标注角接触球轴承角接触球轴承634 4 4 4、 滚动轴承的类型选择滚动轴承的类型选择滚动轴承的类型选择滚动轴承的类型选择滚动轴承是标准件，只需选择，不需设计 641 1）载荷条件）载荷条件载荷载荷载荷载荷选用轴承选用轴承选用轴承选用轴承重载、冲击重载、冲击滚子轴承滚子轴承轻载、平稳轻载、平稳球轴承球轴承纯径向力纯径向力深沟球轴承或圆柱滚子轴承深沟球轴承或圆柱滚子轴承纯轴向力纯轴向力推力轴承推力轴承大径向力，小轴大径向力，小轴向力向力深沟球轴承，小接触角球轴承或圆锥滚子轴承深沟球轴承，小接触角球轴承或圆锥滚子轴承大径向力，大轴大径向力，大轴向力向力大接触角球轴承或圆锥滚子轴承大接触角球轴承或圆锥滚子轴承小径向力，大轴小径向力，大轴向力向力推力角接触轴承推力角接触轴承652 2）转速条件）转速条件3 3）装调性能）装调性能有的圆锥或圆柱滚子轴承的内外圈可分离；有的轴承内圈孔是锥孔或带紧定套，可方便安装和调整间隙.4 4）调心性能）调心性能当两轴承座孔的同轴度误差较大，或轴的刚度较小时，轴承会产生较大偏位角，这是应选用调心轴承.转速转速选用轴承选用轴承高速球轴承低速滚子轴承665 5）经济性）经济性 在满足使用要求的情况下，优先选用低价轴承。一般设备选用P0级精度轴承；精密设备选用较高精度轴承。6768四、滚动轴承的载荷四、滚动轴承的载荷四、滚动轴承的载荷四、滚动轴承的载荷 1 1、额定动载荷、额定动载荷基本额定动载荷基本额定动载荷简称额定动载荷简称额定动载荷(N)，以C表示。 向心轴承向心轴承，C是径向载荷，以Cr表示； 推力轴承推力轴承，C是轴向载荷，以Ca表示。 (各种型号轴承的Cr与Ca值均能在轴承手册中查到。) 额定动载荷是由试验得出的。材质与精度难免存在差异，一组相同型号的轴承，分别在相同条件下转动，当转过106转时，其中10%出现疲劳点蚀，90%完好，则相应的轴承载荷Cr或Ca称为该型号轴承的径向额定动载荷或轴向额定动载荷。692 2、当量动载荷、当量动载荷 在实际转动中，轴承往往同时承受径向载荷与轴向载荷，不好与单一的表征轴承能力的额定动载荷相比较。因此，需将径、轴向载荷转化为一个等效的、具有相当量值的载荷，这个载荷就称为当量动载荷当量动载荷（N），以P表示。 对于只承受径向载荷Fr的轴承，P=Fr； 对于只承受轴向载荷Fa的轴承，P=Fa； 对于同时承受Fr与Fa的轴承： P = XFr + Y Fa （6-10） 式中：X、Y 分别为径向载荷系数和轴向载荷系数，由表6-10查得。7071注: C0r为径向基本额定静载荷，由产品目录查出； 为轴承接触角，具体数值按不同型号轴承由产品目录或有关手册查出； e为判别轴向载荷Fa对当量动载荷P 影响程度的参数。 该表使用顺序： A A 据初选轴承型号从手册中查出其径向额定静载荷C0r(N)； B B 算出该轴承所受轴向力Fa（N）与径向力Fr（N）； C C 计算：FaC0r与FaFr； D D 据初选轴承的类型与FaC0r比值查出判别系数e或据初选轴承的接触角算出e。当FaC0r的计算值与表中值相差较多时，应该用插值法算出e值。 E E 比较e值与比值FaFr的大小，据轴承滚动体的列数查出系数X、Y。或据算出Y。72 3 3、额定静载荷、额定静载荷 基本额定静载荷简称额定静载荷（N），以C0表示。与额定动载荷C相似，向心轴承是C0r，推力轴承是C0a，均能从轴承手册中查到。额定静载荷也是由试验得出的。某一型号的轴承静止不动并承受静载，当受载最大的滚动体与较弱套圈的滚道达到某个规定接触应力时，相应的轴承载荷C0r或C0a称为该型号轴承的径向额定静载荷或轴向额定静载荷。规定应力与塑性变形量正相关，不同类型的轴承对塑性变形量的限制也不同。734 4、当量静载荷、当量静载荷当量静载荷的意义与当量动载荷相似，以P0表示。只受径向载荷的轴承，P0=Fr；只受轴向载荷时，P0=Fa；同时受Fr与Fa时：P0 = X0 Fr + Y0 Fa（6-11）式中：X0、Y0分别为径向载荷系数和轴向载荷系数，见表6-11。表6-12 当量静载荷的折算系数5 5、向心角接触轴承轴向载荷的计算、向心角接触轴承轴向载荷的计算1 1）向心角接触轴承的内部轴向力）向心角接触轴承的内部轴向力角接触球轴承（角接触球轴承（7类）与圆锥滚子轴承（类）与圆锥滚子轴承（3类）的内部轴向力。类）的内部轴向力。 3、7类轴承受径向力类轴承受径向力Fr作用时，作用时， Fr是由轴颈、内圈、滚动体传给外圈是由轴颈、内圈、滚动体传给外圈.由于轴承结构（接触角）的原因，外由于轴承结构（接触角）的原因，外圈经滚动体、内圈给予轴颈的反力圈经滚动体、内圈给予轴颈的反力是一个斜向力，该斜力的一个分力与是一个斜向力，该斜力的一个分力与Fr 平衡，另一个分力平衡，另一个分力s是轴向力，或派生是轴向力，或派生的轴向力。的轴向力。 在计算在计算3、7类轴承的当量动载荷类轴承的当量动载荷p时，必须计入内部轴向时，必须计入内部轴向力力S，即，即P= xFr+y Fa 式中的轴承所受的轴向载荷式中的轴承所受的轴向载荷 Fa应由两种应由两种力组成：轴所受的轴向力力组成：轴所受的轴向力Ka与轴承内部力与轴承内部力S。2 2）3 3、7 7类轴承的轴向载荷计算类轴承的轴向载荷计算 3、7类轴承通常成对安装、见下图类轴承通常成对安装、见下图 图（图（a）：正装（又称面对面，外圈斜面相对）：正装（又称面对面，外圈斜面相对）图（图（b）：反装（又称背靠背，外圈斜面相背）：反装（又称背靠背，外圈斜面相背）（1）当当Ka+S2S1时，轴右移，轴承时，轴右移，轴承1压紧，轴承压紧，轴承2放松，各自受力：放松，各自受力： Fa2=S2 Fa1=S2 + Ka（2）当当 Ka + S2 S1时，轴左移，轴承时，轴左移，轴承2压紧，轴压紧，轴承承1放松，各自受力：放松，各自受力： Fa1=S1 Fa2=S1 -Ka书中有误书中有误（3）内部轴向力内部轴向力 S1或或 S2的计算。的计算。 （4）轴向载荷计算通式：轴向载荷计算通式： Fa松松= S松松 Fa紧紧= |S松松+Ka|表表6-12 6-12 内部轴向力内部轴向力S S的计算公式的计算公式圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承（30000型）型）角接触球轴承角接触球轴承=15=15（70000型型）=25=25（70000AC型）型）=40=40（70000B型）型）S=Fr/2YS S=e=e F Fr rS S=0.68=0.68 F Fr rS S=1.14=1.14 F Fr r78五、滚动轴承的失效形式、计算准则与验算五、滚动轴承的失效形式、计算准则与验算五、滚动轴承的失效形式、计算准则与验算五、滚动轴承的失效形式、计算准则与验算 1 1、失效形式、失效形式（1）点蚀点蚀 ；（2）塑性变形塑性变形；（3）磨损磨损2 2、计算准则、计算准则（1）对于一般转速的轴承，即10r/minne查表6-10，X=0.56,Y=1.93，由式（6-10）P=XFr+YF=0.562400+1.931000=3274N2、计算寿命、计算寿命由附录查得，Cr=43200N，由式（6-13）85六、滚动轴承的组合结构六、滚动轴承的组合结构1、轴承内外圈的轴向固定方法表6-18 常用的轴承内圈轴向固定方式及特点86表6-18 常用的轴承外圈的轴向固定方式及特点872 2、轴承组的轴向固定、轴承组的轴向固定 （1 1）两端单向固定两端单向固定图6-35 轴承两端固定的组合形式88（2 2）一端双向固定一端游动一端双向固定一端游动图6-36 一端双向固定一端游动的组合形式893 3、轴系的轴向调整、轴系的轴向调整 1 1）轴承间隙的调整）轴承间隙的调整 轴承间隙调整的常用方法有：轴承间隙调整的常用方法有： （1 1）调整垫片调整垫片，如图，如图6-35所示。所示。 （2 2）调整环调整环，如图，如图6-37（a）所示。）所示。 （3 3）调节螺钉调节螺钉，如图，如图6-37（b）所示。）所示。如图如图6-376-37 轴向间隙的调整方法轴向间隙的调整方法902 2）轴承组的轴向调整）轴承组的轴向调整图图6-386-38 轴上零件轴向位置调整示意图轴上零件轴向位置调整示意图91图图6-396-39 小锥齿轮轴的调整结构小锥齿轮轴的调整结构垫片垫片1 1：调整齿轮的轴向位置；垫片：调整齿轮的轴向位置；垫片2 2：调整轴承间隙：调整轴承间隙92图图6-40 滚动轴承的预紧滚动轴承的预紧4 4、轴承的预紧、轴承的预紧目的：提高轴承刚度和旋转精度。原理：使滚动体和内外圈接触处受轴向压紧力作用，产生弹性变形。93 5 5、轴承的配合与装拆、轴承的配合与装拆 1 1）轴承的配合）轴承的配合 滚动轴承是标准件，其内圈与轴颈的配合采用基滚动轴承是标准件，其内圈与轴颈的配合采用基孔制，外圈与轴承座孔的配合采用基轴制。滚动轴承公孔制，外圈与轴承座孔的配合采用基轴制。滚动轴承公差带与一般圆柱面配合的公差带不同，轴承内径和外径差带与一般圆柱面配合的公差带不同，轴承内径和外径的上偏差为的上偏差为0，下偏差为负，所以内圈与轴配合较紧，下偏差为负，所以内圈与轴配合较紧，而外圈与座孔的配合较松。轴承配合的选择，应根据机而外圈与座孔的配合较松。轴承配合的选择，应根据机器的工作条件，载荷的大小及性质，转速的高低，工作器的工作条件，载荷的大小及性质，转速的高低，工作温度及内外圈中哪一个转动等因此来决定。温度及内外圈中哪一个转动等因此来决定。94 （1 1）一般内圈随轴一起转动，外圈固定不动，故内圈常一般内圈随轴一起转动，外圈固定不动，故内圈常取具有过盈的过渡配合，如取具有过盈的过渡配合，如r6、n6、m6、k6、j6；外圈；外圈常取较松的配合，如常取较松的配合，如G7、H7、J7、K7、M7等。等。 （2 2）高速、轻载情况下应采用较紧配合。高速、轻载情况下应采用较紧配合。 （3 3）游动支承的轴承外圈与座孔间应采用间隙配合，但游动支承的轴承外圈与座孔间应采用间隙配合，但又不能过松而发生相对转动。又不能过松而发生相对转动。 滚动轴承内外圈配合的具体选择，可参阅轴承手册滚动轴承内外圈配合的具体选择，可参阅轴承手册或机械设计手册。或机械设计手册。 952 2）轴承的装拆）轴承的装拆图图6-416-41 安装轴承内圈安装轴承内圈 图图6-426-42 同时安装轴承内外圈同时安装轴承内外圈图图6-436-43 滚动轴承的拆卸滚动轴承的拆卸96图图6-446-44便于外圈拆卸的座孔结构便于外圈拆卸的座孔结构97七、轴承的润滑与密封七、轴承的润滑与密封 1 1、润滑剂的选择、润滑剂的选择 润滑脂不易流失，易于密封，油膜强度高、受温度的影响小，一次加脂可以工作较长时间，但是摩擦损失较大，机械效率较低，适于重载低速或带有冲击的场合。润滑油则与之相反，它的独特优点是具有散热和清洗作用。98 表表6-206-20滑动轴承常用润滑油牌号选择（工作温度滑动轴承常用润滑油牌号选择（工作温度10106060）99表表6-216-21滑动轴承用润滑脂选择滑动轴承用润滑脂选择表表6-236-23滚动轴承用润滑脂的选择滚动轴承用润滑脂的选择100表表6-226-22 滚动轴承用润滑油的选择滚动轴承用润滑油的选择101表表6-226-22续续 滚动轴承用润滑油的选择滚动轴承用润滑油的选择102表表6-246-24 各种滚动轴承用润滑油、脂的许用各种滚动轴承用润滑油、脂的许用dndn值值（单位：104mmr/min）表表6-266-26 脂润滑的方法、原理和适用范围脂润滑的方法、原理和适用范围1032 2、润滑方法与装置、润滑方法与装置表表6-256-25油润滑的方法、特点和适用范围油润滑的方法、特点和适用范围104续表续表6-256-25 油润滑的方法、特点和适用范围油润滑的方法、特点和适用范围105 滚动轴承润滑脂的填充量 填充量必须适当，过少则润滑效果不好，过多则易引起升温而泄漏。 一般填充轴承内部空间的1/31/2即可。在容易污染且严格密封的环境中，对于中、低速轴承，可将轴承和轴承盖里的全部空间填满。高速轴承的填充量应少于轴承内部空间的1/3。图6-45 常用润滑装置106 3 3、密封装置的结构、特点及应用、密封装置的结构、特点及应用 轴承密封的作用是避免润滑剂的流失、防止外界灰尘、水、酸碱和其他杂物侵入轴承。密封装置分为接触式和非接触式两大类。表6-27 轴承支承部位的非接触式密封装置107表表6-286-28 轴承支承部位的接触式密封装置轴承支承部位的接触式密封装置108八、滚动轴承和滑动轴承的比较八、滚动轴承和滑动轴承的比较表表6-296-29 滚动轴承与滑动轴承的比较滚动轴承与滑动轴承的比较