9第九章--轴与轴承.pptx

单击此处编辑母版标题样式,编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2021/2/1,9第九章 轴与轴承,#,中国劳动社会保障出版社,第九章 轴与轴承,滚动轴承,9-2,滑动轴承,9-3,轴,9-1,第九章 轴与轴承,轴是机器中最基本、最重要的零件之一。各种做回转运动的零件都必须安装在轴上才能传递运动和动力。,轴承是支撑转动的轴及轴上零件的部件，用以保证轴的旋转精度，减少轴与轴座之间的摩擦和磨损。,9-1,轴,一、轴的主要类型及应用特点,1,直轴,（,1,）,光轴,形状简单，加工容易，应力集中源较少；轴上零件不易装配及定位,。,（,2,）,阶梯轴,加工复杂，应力集中源较多，容易实现轴上零件装配及定位,。,2,曲轴,用于将回转运动转变为直线往复运动，或将直线往复运动转变为回转运动,3,挠性钢丝软轴（挠性轴）,由几层紧贴在一起的钢丝构成，可以把回转运动灵活地传到任何位置,。,二、直轴的分类及应用特点,1,心轴,（,1,）,转动心轴,工作时只承受弯矩，起支承作用,。,火车轮轴,（,2,）,固定心轴,自行车前轴,1,螺母,2,轴挡,3,滚珠,4,固定心轴,5,轴管,6,前叉,2,传动轴,汽车传动轴,工作时只承受扭矩，不承受弯矩或承受很小的弯矩，仅起传递动力的作用,。,3,转轴,1,圆锥滚子轴承,2,小齿轮,3,定位套,4,大齿轮,既承受弯矩又承受扭矩，既起支承作用又起传递动力的作用,。,二级齿轮减速器中间轴,1,密封圈,2,透盖,3,滚动轴承,4,轴,5,齿轮,6,箱体,7,闷盖,三、轴的结构,轴颈,：,轴上被支撑的部位,。,轴头,：,安装轮毂的部位,。,1,轴的结构名称,1,密封圈,2,透盖,3,滚动轴承,4,轴,5,齿轮,6,箱体,7,闷盖,轴身,：,连接轴颈和轴头的部位,。,轴肩轴径变化处形成的环形面,。,轴环,：,给轴上零件轴向定位的环状圆柱凸台。,2,轴上常见的工艺结构,轴的结构形式应便于加工，便于轴上零件的装配和维修，并且能提高生产率、降低成本。在满足使用要求的前提下，轴的结构形式应尽量简化。,设计轴的注意事项,：,（,1,）轴的结构和形状应便于加工、装配和维修。,（,2,）阶梯轴的直径应中间大、两端小，以便于轴上零件的拆装。,（,3,）轴端、轴颈与轴肩（或轴环）的过渡部位应有倒角或过渡圆角，以便于轴上零件的装配，避免划伤配合表面，减小应力集中。应尽可能使倒角（或圆角半径）一致，以便于加工。,（,5,）当轴上有两个以上键槽时，槽宽应尽可能相同，并布置在同一方向上，以便于加工。,（,4,）若轴上需要车螺纹或进行磨削时，应有螺纹退刀槽或砂轮越程槽。,1,轴上零件的轴向固定,四、轴上零件的固定,（,1,）,圆螺母,固定可靠、拆装方便，可承受较大的轴向力，能调整轴上零件之间的间隙,。,（,2,）,轴肩与轴环,应使,r,R,，,或,r,C,。结构简单、定位可靠，能承受较大轴向力。,（,3,）,套筒,结构简单、定位可靠，适用于轴上零件间距离较短的场合，当轴的转速很高时不宜采用,。,（,4,）,轴端挡圈,工作可靠、结构简单，可承受剧烈振动和冲击载荷。应采取止动垫片、防转螺钉等防松措施,。,（,5,）,弹性挡圈,结构简单紧凑、拆装方便，只能承受很小的轴向力。需要在轴上切槽，这将引起应力集中,。,（,6,）,轴端挡板,结构简单，常用于心轴上零件的固定和轴端固定,。,结构简单，同时起周向固定作用，但承载能力较低，且不适用于高速场合,。,（,7,）,紧定螺钉与挡圈,（,8,）,圆锥面,能消除轴与轮毂间的径向间隙，拆装方便，可兼做周向固定。常与轴端挡圈联合使用，实现零件的双向固定,。,2,轴上零件的周向固定,（,1,）,平键连接,加工容易、拆装方便，但轴向不能固定，不能承受轴向力,。,（,2,）,花键连接,接触面积大、承载能力强、对中性和导向性好，适用于载荷较大、定心要求高的静、动连接。加工工艺较复杂，成本较高,。,（,3,）,销连接,轴向、周向都可以固定，常用做安全装置。不能承受较大载荷，销孔对轴的强度有削弱作用,。,（,4,）,紧定螺钉连接,结构简单，不能承受较大载荷，只适用于辅助连接,。,（,5,）,过盈配合连接,同时有轴向和周向固定作用，对中精度高，选择不同的配合有不同的连接强度。不适用于重载和经常拆装的场合,。,1,碳素结构钢和优质碳素结构钢,五、轴的常用材料,常用的优质碳素结构钢有,30,、,35,、,40,、,45,、,50,等，其中,45,钢的应用最广。,为改善轴的力学性能，应对其进行正火或调质处理。,对于不重要或受力较小的轴，常采用,Q235,、,Q275,等碳素结构钢。,用于制造轴的铸铁一般为珠光体可锻铸铁和球墨铸铁，其流动性能好、吸振性好、耐磨性高、对应力集中敏感性低、价格低廉。但其强度和韧性低，且铸造质量不易控制，一般常用于形状复杂、尺寸较大的轴。,2,合金结构钢,常用的合金结构钢有,20Cr,、,40Cr,、,20CrMnTi,等。其具有较高的力学性能和较好的热处理性能，多用于重载、高速或有特殊要求的轴。,3,铸铁,9-2,滚动轴承,滚动轴承是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少,摩擦损失,的一种精密的机械元件。,滚动轴承,具有摩擦阻力小、启动灵敏、效率高、润滑简便、易于互换、装拆和维护方便、价格较便宜等优点，应用非常广泛。,滚动轴承的,缺点是：抗冲击能力较差、高速时易出现噪声、工作寿命不及液体摩擦的滑动轴承。,一、滚动轴承的结构和类型,1,滚动轴承的结构,球轴承,滚子轴承,内、外圈上设置有滚道，当内、外圈相对旋转时，滚动体沿着滚道滚动。,滚动体,球,圆柱滚子,圆锥滚子,球面滚子,滚针,保持架分隔开两个相邻的滚动体，以减少滚动体之间的碰撞和摩擦。,保持架,深沟球轴承用保持架,圆锥滚子轴承用保持架,2,滚动轴承的类型,滚动,轴承,向心,轴承,径向接触轴承,主要承受径向载荷，有些可承受较小的轴向载荷,向心角接,触轴承,能同时承受径向载荷和轴向载荷,推力,轴承,轴向接,触轴承,只能承受轴向载荷,推力角接,触轴承,主要承受轴向载荷，也可承受较小的径向载荷,常用滚动轴承的类型和特性,二、滚动轴承的代号,深沟球轴承，在尺寸方面有大小不同的内径、外径和宽度，在结构上有带防尘盖的轴承和外圈上有止动槽的轴承。,深沟球轴承,外圈上有止动槽的轴承,不同尺寸的轴承,带防尘盖的轴承,滚动轴承代号的组成,（,1,）类型代号,1,基本代号,（,2,）尺寸系列代号,1,）,尺寸系列代号由两位数字组成,。,2,）,前一位数字为宽（高）度系列代号,。,3,）,后一位数字为直径系列代号,。,1,）宽（高）度系列代号,宽（高）度系列代号表示内、外径相同而宽（高）度不同的轴承系列,。,向心轴承宽度系列代号,：,8,、,0,、,1,、,2,、,3,、,4,、,5,、,6,推力轴承高度系列代号,：,7,、,9,、,1,、,2,宽（高）度尺寸依次递增,2,）直径系列代号,直径系列代号表示内径相同而具有不同外径的轴承系列,。,直径系列代号,：,7,、,8,、,9,、,0,、,1,、,2,、,3,、,4,、,5,。,外径尺寸按序由小到大排列。,常用轴承尺寸系列代号,（,3,）内径代号,内径,d,10 mm,的滚动轴承内径代号,内径为,22,、,28,、,32,以及,500 mm,的轴承，内径代号直接用内径毫米数表示，与尺寸系列代号之间要用“,/,”分开,。,深沟球轴承,62/22,的内径,d,=22mm,。,（,4,）基本代号示例,2,前置代号和后置代号,前置代号用字母表示，经常用于表示轴承分部件（轴承组件）。如：,LN207,表示,N207,轴承的外圈,。,后置代号用字母（或加数字）表示，置于基本代号的右边并与基本代号空半个汉字距（代号中有符号“”“,/,”时除外）,。,后置代号的排列顺序,（,1,）公差等级代号,1,）,向心轴承：普通级、,6,、,5,、,4,、,2,五级,。,2,）,圆锥滚子轴承：普通级、,6X,、,5,、,4,、,2,五级,。,3,）,推力轴承：普通级、,6,、,5,、,4,四级,。,普通级精度最低，,2,级精度最高，普通级、,6,（,6x,）、,5,、,4,、,2,级的精度依次升高。,滚动轴承的公差等级代号,（,2,）游隙代号,1,）,游隙,：,轴承在无载荷的情况下，内、外圈间所能移动的最大距离,。,2,）,做径向移动者称为径向游隙，做轴向移动者称为轴向游隙,。,3,）,游隙用“,C,数字（或字母）”表示。有,2,、,N,、,3,、,4,、,5,五组，,N,为基本游隙,，代号中省略。,6210/C2,表示游隙为,2,组，,6210,表示游隙为,N,组,。,3,滚动轴承代号示例,4,滚动轴承的标记,轴承名称 轴承代号 标准编号,标记示例,:,滚动轴承,30205 GB/T 2972015,查,GB/T 297,2015,，可知为圆锥滚子轴承，查表可得,其,外形尺寸,。,三、滚动轴承类型的选择,作用在轴承上的载荷按方向不同有沿径向作用的径向载荷，沿轴向作用的轴向载荷和同时沿径向、轴向作用的联合载荷。,1,载荷的类型,一般应考虑的因素包括轴承所受载荷的大小、方向和性质，轴承的转速以及调心性能要求。,2,滚动轴承类型的基本选用原则,四、滚动轴承的固定方式,1,轴承内圈的轴向固定,（,1,）,利用轴肩的单向固定,2,利用轴肩和弹性挡圈的双向固定,（,4,）,利用轴肩和圆螺母的双向固定,（,3,）,利用轴肩和轴端挡圈的双向固定,2,轴承外圈的轴向固定,3,利用弹性挡圈和座孔台阶的双向固定,（,1,）,利用轴承盖的单向固定,2,利用轴承盖和座孔台阶的双向固定,接触应力导致表面,出现,微观裂缝。微观裂缝被渗入其中的润滑油挤裂而引起疲劳点蚀。疲劳点蚀会使轴承运转时产生噪声和振动，从而导致轴承实效。,五、滚动轴承的失效、润滑与密封,1,滚动轴承的失效,（,1,）疲劳点蚀,（,2,）塑性变形,在过大的静载荷和冲击载荷作用下，滚动体、保持架及内、外圈套圈的滚道上会出现不均匀的发生塑性变形的凹坑。这时，轴承的摩擦力矩、振动、噪声将增加，运转精度降低。这种情况多发生在转速极低或摆动的轴承上,。,滚动轴承在密封不可靠以及多尘的运转条件下工作时，易发生磨粒磨损。滚动轴承在工作时，在滚动体与内、外圈之间，特别是滚动体与保持架之间有滑动摩擦，如果润滑不好，发热严重，可使滚动体回火，甚至产生胶合磨损。转速越高、磨损越严重。,（,3,）磨损,2,滚动轴承的润滑,（,1,）润滑脂润滑,润滑脂是一种黏稠的凝胶状材料，强度高，能承受较大的载荷，而且不易流失，便于密封和维护，一次充脂可以维持较长时间。润滑脂不适宜在高速条件下工作，适用于轴颈圆周速度不大于,5m/s,的滚动轴承润滑。润滑脂的填充量一般为轴承空间的,1/3,2/3,，以防摩擦发热过大，影响轴承正常工作。,润滑油润滑适用于轴颈圆周速度和工作温度较高的场合。温度高、载荷大的场合，润滑油的黏度应选大些；反之，润滑油的黏度应选小些。用润滑油进行润滑的方式有浸油润滑、滴油润滑和喷雾润滑等。,（,2,）润滑油润滑,固体润滑剂有石墨、二硫化钼（,MoS2,）等多个品种，一般在重载或高温工作条件下使用。,（,3,）固体润滑,3,滚动轴承的密封,（,1,）,毛毡圈密封,矩形断面的毛毡圈被安装在梯形槽内，它对轴产生一定的压力而起到密封作用,。,用于润滑脂润滑。要求环境清洁，轴颈圆周速度不高于,5m/s,，工作温度不高于,90,。,（,2,）,皮碗密封,如果皮碗密封唇朝里，则主要防止润滑剂泄漏；如果皮碗密封唇朝外，则主要防止灰尘、杂质侵入。,用于润滑脂润滑或润滑油润滑。要求轴颈圆周速度小于,7 m/s,，工作温度不高于,100,。,靠轴与轴承盖孔之间的细小间隙密封，间隙越小越长，效果越好，间隙一般取,0.1,0.3mm,，油沟能增强密封效果,。,用于润滑脂润滑。要求环境干燥、清洁,。,（,3,）,间隙密封,轴向,曲路密封,（,4,）,曲路密封,径向,曲路密封,将旋转件与静止件之间的间隙做成曲路形式，在间隙中填充润滑油或润滑脂以增强密封效果,。,用于润滑脂润滑或润滑油润滑，密封效果可靠,。,9-3,滑动轴承,滑动轴承是指仅发生滑动摩擦的轴承。,（,1,）滑动轴承寿命长、适用于高速回转运动。,（,2,）能承受冲击和振动载荷。,（,3,）运转精度高、工作平稳、无噪声。,（,4,）结构简单、装拆方便。,（,5,）承载能力大，可用于重载场合。,（,6,）可实现液体摩擦状态。,一、滑动轴承的特点、应用及分类,1,滑动轴承的特点,（,1,）工作转速极高的轴承,。,（,2,）要求轴的支撑位置特别精确的轴承，以及回转精度要求特别高的轴承,。,（,3,）特重型的轴承,。,（,4,）承受巨大的冲击和振动载荷的轴承,。,（,5,）必须采用对开式结构的轴承,。,（,6,）要求径向尺寸特别小以及特殊工作条件下的轴承。,2,滑动轴承的应用,（,1,）根据所承受载荷的方向，滑动轴承可分为径向滑动轴承（承受径向载荷）、推力滑动轴承（承受轴向载荷）。,（,2,）根据轴组件及轴承装拆的需要，滑动轴承可分为整体式、对开式和调心式。,3,滑动轴承分类,二、滑动轴承的主要结构形式,径向滑动轴承是指承受径向载荷的滑动轴承，主要有整体式径向滑动轴承、对开式径向滑动轴承和调心式径向滑动轴承等。,1,径向滑动轴承,优点是结构简单，成本低廉。,缺点是轴瓦磨损后，轴承间隙过大时无法调整。,多用于低速、轻载或间歇性工作的机器中。,（,1,）整体式径向滑动轴承,轴承座上面设有安装润滑油杯的螺纹孔，在轴瓦上开有油孔，并在轴瓦的内表面上开有油槽。,1,油杯,2,整体轴瓦,3,紧定螺钉,4,轴承座,（,2,）对开式径向滑动轴承,轴承盖和轴承座的剖分面做成阶梯形，以便对中定位。轴承盖上,的,螺孔安装油杯或油管。上轴瓦上开油孔和油槽，润滑油通过油孔和油槽流入轴承间隙。,对开式径向滑动轴承装拆方便，磨损后轴承的径向间隙可以通过减少结合面处的垫片厚度来调整，因此应用较广。,1,轴承盖,2,上轴瓦,3,下轴瓦,4,轴承座,若轴承的宽度较大时，常把轴瓦的支撑面做成球面，与轴承盖及轴承座的球形内表面配合。,轴瓦可自动调位，以适应轴受力弯曲时轴线产生的倾斜，避免轴与轴承两端局部接触而产生的磨损。但球面不易加工。,（,3,）调心式径向滑动轴承,止推滑动轴承是指用来承受轴向载荷的滑动轴承，又称推力滑动轴承。,2,止推滑动轴承,止推轴瓦,2,的底部为球面，以便对中和保证工作表面受力均匀；销钉,6,用来防止止推轴瓦随轴转动。润滑油由下部油管注入，从上部油管导出。,1,轴承座,2,止推轴瓦,3,衬套,4,轴,5,径向轴瓦,6,销钉,径向滑动轴承的轴瓦有整体式和对开式两种。整体式轴瓦（又称轴套）用于整体式滑动轴承，对开式轴瓦用于对开式滑动轴承。,二、轴瓦的结构及材料,1,轴瓦的结构,卷制轴瓦,整体,式,轴瓦,整体,式,轴瓦,（,1,）整体式轴瓦,轴瓦,上的,油孔与油沟,用于润滑,。,（,2,）对开式轴瓦,对开式轴瓦由上、下两半轴瓦组成，结合面上开有轴向油槽。,轴瓦可以采用单层轴瓦和多层轴瓦。常用的多层轴瓦一般为双层轴瓦，由衬背和衬层组成,。,衬背是指双层轴瓦上支持衬层而使轴承具有所需强度和（或）刚度的金属支撑体，衬层是指双层轴瓦中的轴承材料部分，其厚度通常大于,0.2,。,2,轴瓦的材料,锡基轴承合金常用于高速、重载的轴承。但价格贵且机械强度较差，因此只能作为衬层材料而浇铸在钢、铸铁或青铜轴瓦上。这种轴承合金在,110,开始软化，为了安全，一般控制其工作温度低于,70,。,铅基轴承合金的各方面性能与锡基轴承合金相近，但这种材料较脆，不宜承受较大的冲击载荷。一般用于中速、中载的轴承。,（,1,）轴承合金,青铜可以在较高的温度下工作。但可塑性差，不易跑合，与之相配的轴颈必须淬硬。青铜可以单独做成轴瓦，也可将青铜作为衬层浇铸在钢或铸铁轴瓦内壁上。,用作轴瓦材料的青铜，主要有锡磷青铜、锡锌铅青铜和铝铁青铜,，,分别用于中速重载、中速中载和低速重载的轴承上。,（,2,）青铜,用粉末冶金法做成的轴瓦，具有多孔性组织，孔隙内可以储存润滑油，这种轴承俗称含油轴承。含油轴承加一次油可以使用较长时间，常用于加油不方便的场合。,橡胶轴瓦常用于潜水泵、砂石清洗机、钻机等有泥沙的场合。,塑料具有摩擦因数小，可塑性、跑合性良好，耐磨、耐蚀，可以用水、油及化学溶液润滑等优点。可将塑料作为衬层材料黏附在金属轴瓦上使用。,（,3,）具有特殊性能的轴承材料,三、滑动轴承的润滑,1,间歇润滑,（,1,）,针阀式油杯,用于润滑油润滑。手柄置于垂直位置，针阀上升，油孔打开供油；手柄置于水平位置，针阀降回原位，停止供油,。,（,2,）,旋套式油杯,用于润滑油润滑。转动旋套，使旋套孔与杯体注油孔对正时可用油壶或油枪注油。不注油时，旋套壁遮挡杯体注油孔,。,（,3,）,压配式油杯,用于润滑油润滑或润滑脂润滑。将钢球压下可注润滑油（润滑脂）,。,（,4,）,旋盖式油杯,用于润滑脂润滑。定期旋转杯盖，可将润滑脂挤入轴承内,。,2,连续润滑,（,1,）,芯捻式油杯,用于润滑油润滑。杯体中储存润滑油，靠芯捻的毛细作用实现连续润滑,。,（,2,）,油环润滑,轴旋转时，靠摩擦力带动油环转动，将润滑油带至轴颈处进行润滑,。,（,3,）,压力润滑,利用油泵将压力润滑油送入轴承进行润滑,。,著作权声明：本教学课件的著作权受国家著作权法保护，任何人不得复制盗用本教学课件所包含的全部或部分电子文件或图片。否则，著作权人有权向复制盗用者追究法律责任并依法索取赔偿。,谢谢使用,中国劳动社会保障出版社,