机械设计_第9章 滚动轴承.pdf

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1、第9章滚动轴承Page1of22第9章滚动轴承基本要求：1．滚动轴承的构造、材料、优缺点都是基本知识，应予了解。2．不同类型的滚动轴衬分别实用于不同负荷、转速以及特殊的工作要求。要了解各类轴承的特点，注意“6”和“N”类；“1”和“2”类；“3”和“7”类，都是球和滚子对应类。同尺寸的滚子轴承和球轴承相比，承载能力高，但极限转速较低。应掌握选用滚动轴承类型的原则。3．滚动轴承代号右起四位数字的含义和表示方法必须清楚。4．有什么样的失效形式，就应该有相应防止失效的计算或防止失效的措施。因此对试销和计算准则应予重视。5．滚动轴承的寿

2、命计算是本章重点内容之一，要分清基本额定寿命、基本额定负荷和当量负荷的概念，及当量负荷的计算方法。在此基础上，掌握滚动轴承的寿命计算。9．1概述滚动轴承是标准件。本章主要说明常用滚动轴承类型的特点，根据工作条件选用适合的轴承类型和尺寸，并进行组合设计。滚动轴承是广泛运用的机械支承。其功能是在保证轴承有足够寿命的条件下，用以支承轴及轴上的零件，并与机座作相对旋转、摆动等运动，使转动副之间的摩擦尽量降低，以获得较高传动效率。常用的滚动轴承已制定了国家标准，它是利用滚动摩擦原理设计而成，由专业化工厂成批生产的标准件。在机械设计中只需根

3、据工作条件选用合适的滚动轴承类型和型号进行组合结构设计。9.1.1滚动轴承的工作特点与滑动轴承相比，滚动轴承具有下列优点：（１）应用设计简单，产品已标准化，并由专业生产厂家进行大批量生产，具有优良的互换性和通用性。（２）起动摩擦力矩低，功率损耗小，滚动轴承效率（0.98-0.99）比混合润滑轴承高。（３）负荷、转速和工作温度的适应范围宽，工况条件的少量变化对轴承性能影响不大。（４）大多数类型的轴承能同时承受径向和轴向载荷，轴向尺寸较小。（５）易于润滑、维护及保养。滚动轴承也有下列缺点：（1）大多数滚动轴承径向尺寸较大。（2）在高

4、速、重载荷条件下工作时，寿命短。（3）振动及噪音较大。2011-03-18第9章滚动轴承Page2of229.1.2组成元件常用材料1．滚动轴承构造：滚动轴承一般是由内圈1、外圈2、滚动体3和保持架4组成，如图17-1。内圈装在轴颈上（在推力轴承中称为轴圈），配合较紧；外圈装在机座或零件的轴承孔内，通常配合较松。内外圈上有滚道，当内外圈相对旋转时，滚动体将沿滚道滚动。滚动体是实现滚动摩擦的滚动元件，除"自转"外，还绕轴线公转。形状有球形、圆柱形、锥柱形、滚针、鼓形等，如图17-2。保持架的作用是把滚动体均匀的隔开。为适应某些使用

5、要求，有的轴承可以无内圈或无外圈、或带防尘、密封圈等结构。2．常用材料：滚动体与内外圈的材料要求有高的硬度和接触疲劳强度、良好的耐磨性和冲击韧性。一般用含铬合金钢制造，常用材料有GCr15、GCr15SiMn、GCr6、GCr9等，经热处理后硬度可达HRC61-65。保持架一般用低碳钢板冲压而成，高速轴承多采用有色金属（如黄铜）或塑料保持架。9.2滚动轴承的主要类型及代号9.2.1类型及构造2011-03-18第9章滚动轴承Page3of22机械有各种不同的工况，为满足这些具体的使用要求，需要有不同类型的轴承来保证实际需要。根据

6、滚动体形状，滚动轴承大致可分为球轴承和滚子轴承；按其承受负荷的主要方向，则可分为向心轴承和推力轴承。表9.1为球轴承和滚子轴承的一般特性比较。表9.1球轴承和滚子轴承的一般特性比较根据国家标准GB/T272-93，常用的滚动轴承类型见资料库。9.2.2滚动轴承类型的选择滚动轴承类型多种多样，选用时可考虑以下方面因素，从而进行选择。1.载荷的大小、方向和性质：球轴承适于承受轻载荷，滚子轴承适于承受重载荷及冲击载荷。当滚动轴承受纯轴向载荷时，一般选用推力轴承；当滚动轴承受纯径向载荷时，一般选用深沟球轴承或短圆柱滚子轴承；当滚动轴承受

7、纯径向载荷的同时，还有不大的轴向载荷时，可选用深沟球轴承、角接触球轴承、圆锥滚子轴承及调心球或调心滚子轴承；当轴向载荷较大时，可选用接触角较大的角接触球轴承及圆锥滚子轴承，或者选用向心轴承和推力轴承组合在一起，这在极高轴向载荷或特别要求有较大轴向刚性时尤为适应宜。2．允许转速：因轴承的类型不同有很大的差异。一般情况下，摩擦小、发热量少的轴承，适于高转速。设计时应力求滚动轴承在低于其极限转速的条件下工作。3．刚性：轴承承受负荷时，轴承套圈和滚动体接触处就会产生弹性变形，变形量与载荷成比例，其比值决定轴承刚性的大小。一般可通过轴承的

8、预紧来提高轴承的刚性；此外，在轴承支承设计中，考虑轴承的组合和排列方式也可改善轴承的支承刚度。4．调心性能和安装误差：轴承装入工作位置后，往往由于制造误差造成安装和定位不良。此时常因轴产生捞度和热膨胀等原因，使轴承承受过大的载荷，引起早期的损坏。自动调心轴承可自