机械设计教程－14轴承

　　第一讲 一、教学目标 （一）能力目标 能判断常用滚动轴承的类型；理解其代号的含义；会选用滚动轴承 （二）知识目标 1.了解滚动轴承的类型、特点，掌握滚动轴承的代号 2.掌握滚动轴承的选择 二、教学内容 滚动轴承的类型、代号及选用 三、教学的重点与难点 重点：滚动轴承的类型、特点及代号。 难点：滚动轴承类型的选择。 四、教学方法与手段 采用多媒体教学（加动画演示），结合教具，提高学生的学习兴趣。 14.1 轴承的功用和类型 轴承的功用：支承轴及轴上的旋转零件，使其回转并保证一定的旋转精度，减少相对摩擦和磨损。 轴承的分类：按摩擦的性质分，轴承可分为滑动轴承和滚动轴承。 滑动轴承 滚动轴承 14.2 滚动轴承的组成、类型及特点 滚动轴承是标准件，由专业工厂生产。设计时只需根据轴承工作条件选用合适的类型和尺寸的滚动轴承，进行寿命计算，并对轴承的安装、润滑、密封给予合理设计和安排。 滚动轴承的特点 优点： 1）f小起动力矩小，η高； 2）运转精度高（可用预紧方法消除游隙）； 3）轴向尺寸小； 4）某些轴能同时承受Fr和Fa，使机器结构紧凑； 5）润滑方便、简单、易于密封和维护； 6）互换性好（标准零件） 缺点： 1）承受冲击载荷能力差； 2）高速时噪音、振动较大； 3）高速重载寿命较低； 4）径向尺寸较大（相对于滑动轴承） 应用：广泛应用于中速、中载和一般工作条件下运转的机械设备。 14.2.1 滚动轴承的组成 滚动轴承一般由外圈、内圈、滚动体和保持架所组成。 保持架是使滚动体等距分布，并减少滚动体间的摩擦和磨损。 滚动轴承的材料：内、外圈、滚动体—GCr15、GCr15-SiMn等轴承钢，热处理后硬度HRC60~65；保持架：低碳钢、铜合金或塑料、聚四氟乙烯。 14.2.2 滚动轴承的基本类型及特点 接触角α：滚动体与外圈内滚道接触点的法线方向与轴承径向平面所夹的角。 滚动轴承按能承受的负荷方向或公称接触角不同，可分为向心轴承和推力轴承。向心轴承又可以分为径向接触轴承（α＝0）和角接触向心轴承（0＜α＜45）推力轴承又可以分为轴向接触轴承（α＝90）和角接触推力轴承（45＜α＜90） 径向接触轴承：只能承受径向载荷，不能承受轴向载荷； 角接触向心轴承：既能承受径向载荷，也能承受一定的轴向载荷； 轴向接触轴承：只能承受轴向载荷，不能承受径向载荷； 角接触推力轴承：既能承受轴向载荷，也能承受一定的径向载荷 14.3 滚动轴承的代号 滚动轴承是标准件，GB272／T-93规定了轴承代号的表示方法。轴承代号由基本代号、前置代号和后置代号三部分构成。 14.3.1基本代号 由类型代号、尺寸系列代号和内径代号组成。 类型代号由一位(或两位)数字或英文字母表示，其相应的轴承类型参阅设计手册。 尺寸系列代号由两位数字组成。前一个数字表示向心轴承的宽度或推力轴承的高度；后一个数字表示轴承的外径。直径系列代号为7表示超特轻；8、9表示超轻；0、1表示特轻；2表示轻；3表示中；4表示重；5表示特重；宽度系列代号为0表示窄型；1表示正常；2表示宽；3、4、5、6表示特宽。 内径代号由数字组成。当轴承的内径在20～480㎜范围内(22、28、32㎜除外)，用内径的毫米数除以5的商数表示；内径为10，12，15，17㎜的轴承内径代号分别为00，01，02，03；内径为22，28，32㎜和尺寸等于或大于500㎜的轴承，其内径代号直接用公称内径毫米数表示，但在与尺寸系列代号之间用“／”分开；内径小于10㎜的轴承内径代号表示方法可查阅GB272／T—93。 14.3.2前置代号 前置、后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时，在其基本代号左右添加的补充代号。 表示轴承的分部件，用字母表示。 L——可分离轴承的可分离内圈或外圈如LN207 K——轴承的滚动体与保持架组件K81107 R——不带可分离内圈或外圈的轴承，如RNU207 NU——表示内圈无档边的圆柱滚子轴承 WS、GS——分别为推力圆柱滚子轴承的轴圈和座圈，如WS81107、GS81107。 后置代号反映轴承的结构、公差、游隙及材料的特殊要求等，共8组代号。 内部结构代号——反映同一类轴承的不同内部结构 例：C、AC、B——代表角接触球轴承的接触角，和，E代表增大承载能力进行结构改进的增强型等，如7210B，7210AC，NU207E R、N、NR——轴承外圈带有止动挡边、止动槽、止动槽并带止动环，例：6210N 轴承的公差等级代号 新标准 /P2、/P4、/P5、/P6、/P6X、/P0 旧标准 B C D EX E G—普通级可省略 例：轴承61710／P6 6一深沟球轴承 1一宽度系列为正常 7一直径系列为超特轻 10一内径为50㎜ P6一公差等级为6级。 14.4 滚动轴承类型选择 在选择轴承类型时，根据轴承的结构及性能特点，选择合理的类型。 14.4.1载荷条件 轴承承受载荷的大小、方向和性质是选择轴承类型的主要依据。 1、载荷的方向 当轴承承受纯径向载荷时，可选用向心轴承中的径向接触轴承；受纯轴向载荷时，可选用推力轴承；当径向载荷和轴向载荷都比较大时，宜选用角接触轴承。要注意内外圈可分离的短圆柱滚子轴承不能承受轴向力。 2、载荷大小 承受较大载荷时，应选用线接触的滚子轴承。 3、载荷性质 有冲击载荷时宜选用滚子轴承。 14.4.2转速条件 球轴承比滚子轴承有较高的极限转速，高速或要求旋转精度高时，应优先选用球轴承。高速轻载时，宜选用超轻，特轻或轻系列轴承；低速、重载时，可采用重和特重系列轴承。 14.4.3调心性能 轴承内外圈轴线间的偏斜角应控制在极限值之内，否则会增加轴承的附加载荷而使其寿命降低。当偏斜角较大时，可选用调心轴承。 14.4.4安装、调整性能 为便于安装、拆卸和调整轴承间隙，常选用外圈可分离的轴承。 14.4.5经济性 一般球轴承比滚子轴承便宜，同型号轴承，精度越高，价格越贵。 小结 1、滚动轴承的组成、类型及特点 2、滚动轴承的代号 3、滚动轴承类型的选用 作业与思考： 1、滚动轴承的主要类型有哪些？各有什么特点？ 2、试说明下列各轴承的内径有多大？哪个轴承的公差等级最高？哪个允许的极限转速最高？哪个承受径向载荷能力最大？哪个不能承受径向载荷？ 6208/P2、30208、5308/P6、N2208 3、何谓滚动轴承的基本额定寿命？何谓当量动载荷？如何计算？ 4、滚动轴承失效的主要形式有哪些？计算准则是什么？