第6章,4轴承,汽车机械基础

整体式轴瓦 (a) 无油沟轴套; (b) 有油沟轴套
整体式轴瓦 (a) 无油沟轴套; (b) 有油沟轴套
剖分式轴瓦
轴瓦瓦背沟槽形状
轴瓦应开设供油孔及油沟, 以便润滑 油进入轴承并流到整个工作面上。 通常 油沟的轴向长度约为轴瓦宽度的80%, 如 图所示 , 以便在轴瓦两端留出封油部分 , 防止润滑油的流失。 轴瓦的油沟一般应 开设在非压力区或剖分面上。 滑动轴承壳体和轴瓦的结构尺寸, 可 参看有关手册、 图册中的经验数据和公 式， 并结合设计要求确定。

润滑方式 飞溅 滴油 225000 230000 ndm 值
～ ～ 320000 400000
润滑方式：飞溅、滴油、循环、油雾和 喷射等 主要根据轴承的速度因素ndm值选择，可 参考表4-8。

循环 油雾
喷射
420000 ～ 5500D0 ～ 750000 600000 800000 ～ 1000000
油沟的形式
3 轴承材料
常用的轴承材料有三类: (1) 金属材料: 如轴承合金、 灰铸铁、 减摩铸 铁等； (2) 金属陶瓷: 如含油轴承； (3) 非金属材料: 如酚醛塑料、 尼龙等。 常用轴瓦材料的性能及其应用见表（略）。
三、滑动轴承的润滑
润滑对减少滑动轴承的摩擦和磨损以及保证轴承 正常工作具有重要意义。 它除了可以降低功耗外, 还具 有冷却、 防尘、 防锈和缓冲吸震等作用, 直接影响轴 承的工作能力和使用寿命。 因此, 设计滑动轴承时, 必 须注意合理选择润滑剂及润滑装置。
2 滑动轴承轴瓦的结构形式 滑动轴承中的轴瓦结构有两种形式, 一 是整体式结构(见图), 二是剖分式结构(见图)。 对于大型轴瓦, 为节约贵重的减摩材料和便 于修理, 常制成双金属轴瓦, 即以钢、 铸铁 或青铜做瓦背, 再在瓦背上浇铸一薄层减摩 材料(轴承衬)以提高轴瓦的工作性能。 金属 轴瓦一般是铸造的, 在某些工业部门中, 由于 生产批量较大, 常用附有薄层减摩材料的钢 带(厚约1.5～2.5 mm)制成。 此外, 在瓦背上 浇铸轴承衬时, 为了使轴承衬贴附牢固, 应在 瓦背上预制燕尾形或螺纹形沟槽 , 如图所示。
滚动轴承的构造
实物
滚动体有球、 圆锥滚子、 圆柱滚子、 鼓形滚子和滚
针等几种形状, 如图所示。 滚动轴承的内、 外圈和滚
动体采用强度高、 耐磨性好的含铬合金钢制造, 保持 架多用软钢冲压而成, 也有采用铜合金或塑料保持架
的。
滚动体的种类
实物
（二）、 滚动轴承的类型 滚动轴承中, 滚动体与外圈接触处的法线与 垂直于轴承轴心线的径向平面之间的夹角α称为接触 角, 如图所示， 它是滚动轴承的一个重要参数。 1. 按滚动轴承承载方向分类 (1) 向心轴承： 主要承受或只承受径向载荷, 其接触角α为0°～45°； (2) 推力轴承： 主要承受或只承受轴向载荷, 其接触角α为45°～90°。 (3) 向心推力轴承
基本代号
类型代号
尺寸系列代号
内径代号
宽(高)度代号
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直径系列代号
5
4
3
2
1
滚动轴承的基本代号
常用轴承的内径代号
(2) 直径系列代号: 即结构相同、 内径相同的轴承 在外径和宽度方面的变化系列, 用右起第3位数字 表示。 直径系列代号见表 。 各系列之间的尺寸 对比如图 所示。
向心轴承和推力轴承的常用尺寸系列代号
2 滑动轴承的类型 A. 按承受载荷方向分类 (1) 径向轴承: 只承受径向载荷。 (2) 推力轴承: 只承受轴向载荷。 (3) 组合轴承: 同时承受径向载荷和轴向载荷。
B. 按润滑状态分类 (1) 流体润滑轴承: 摩擦表面完全被流体膜分隔开, 表面间 的摩擦为流体分子间的内摩擦。 (2) 非流体润滑轴承: 摩擦表面间为边界润滑或混合润滑。 C. 按流体膜的形成原理分类 常见的滑动轴承有流体动压润滑轴承、 流体静压润滑轴承 和流体动静压润滑轴承。 D. 按润滑材料分类 常见的滑动轴承有液体润滑轴承、 气体润滑轴承、 塑 性体润滑轴承、 固体润滑轴承和自润滑轴承。 和滚动轴承相 比, 在某些工作条件下, 滑动轴承有着显著的优越性, 不能为滚 动轴承所代替。
承； ② 要求轴的支承位置特别精确、 回转精度要求特别
高的轴承； ③ 特重型轴承； ④ 承受巨大冲击和震动载荷 的轴承； ⑤ 必须采用剖分结构的轴承； ⑥ 要求径向尺寸 特别小以及特殊工作条件的轴承。 滑动轴承在内燃机、 汽轮机、 铁路机车、 轧钢机、 金属切削机床以及天文望 远镜等设备中应用很广泛。
滚动轴承的接触角
2. 按滚动轴承滚动体形状分类 滚动轴承可分为球轴承和滚子轴承， 而滚子轴 承又分为圆锥滚子轴承、 圆柱滚子轴承等。 3. 按滚动轴承工作时能否调心分类 滚动轴承可分为刚性轴承和调心轴承。 常用滚动轴承的主要类型、 尺寸系列代号及性 能特点见表。
常用滚动轴承的主要类型、尺寸系列代号 及性能特点（略）
滚动轴承的代号及选用
1 滚动轴承的代号 由于滚动轴承已标准化, 为了便于生 产和使用, 国家有关标准规定了滚动轴承的 代号。 代号的构成情况见表。
滚动轴承代号的构成
A. 基本代号 国家标准规定, 滚动轴承的基本代号由 三部分构成， 如图 所示。 (1) 内径代号： 用自右至左第1、 2位数 字表示， 表示方法见表 。
剖分式径向轴承
模型
3) 调心式滑动轴承 调心式滑动轴承的轴瓦位置可以调整以适应轴颈, 从而避免轴瓦发生急剧磨损, 如下图所示。
调心式径向轴承
B. 推力轴承 图所示为常见的推力轴承, 其工作面有实心端面、 空心 端面、 单环工作面和多环工作面。
(a) 实心端面止推轴颈; (b) 空心端面止推轴颈; (c) 环状轴颈; (d) 多环轴颈
1 3 5 6 7 N
—调心球轴承 —圆锥滚子轴承 —推力球轴承 —深沟球轴承 —角接触球轴承 —圆柱滚子轴承


表3-
B. 前置、 后置代号 前置、 后置代号是轴承在结构形式、 尺寸、 公差、 技术要求等有改变时, 在其基本代号前后添加 的补充代号。 (1) 前置代号: 前置代号用字母表示, 如圆柱滚 子轴承代号LN207中的L表示可分离轴承的内圈或外 圈。 (2) 后置代号: 后置代号用字母和数字表示轴承 的结构、 公差及材料的特殊要求等内容, 与左边的基 本代号空半个汉字(代号中有“—”、 “/”符号的除外)。 后置代号中部分轴承内部结构的代号见表 。
轴承模型
2) 剖分式滑动轴承 图所示为典型的剖分式滑动轴承, 由轴承座、 轴承盖、 对开轴瓦、螺栓等组成。轴瓦和轴承座均为剖分式结 构, 在轴承盖与轴承座的剖分面上制有阶梯形定位口, 便于安装时定心。 轴瓦直接支承轴颈, 因而轴承盖应 适度压紧轴瓦, 以使轴瓦不能在轴承孔中转动。 轴承 盖顶端制有螺纹孔, 以便安装油杯或油管。
常用润滑脂的主要性能和用途
润 滑

作用: 减少摩擦、降低温升和防止腐蚀 润滑不良——轴承温升剧增，加速轴承
的磨损，影响主轴组件的正常工作

润滑剂的选用和润滑方式决定于轴承的
类型、速度和工作负荷
滚动轴承——润滑脂或润滑油润滑 速度较低时，温升较低——脂润滑 速度较高时——油润滑 按轴承的速度因数ndm选择 ndm较低时——脂润滑 ndm较高时——油润滑
轴承 联轴器
6.7 轴承
1 滑动摩擦与滚动摩擦 2 滚动轴承 3 滑动轴承

轴承是支承轴及轴上零件的重要零件, 主 要用来减轻轴与支承间的摩擦与磨损, 并 保持轴的回转精度和安装位置。 轴承根 据工作的摩擦性质, 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)两类。 滚动轴承具有摩擦系数小， 已标准化, 设计、 使用、 润滑、 维护方 便等一系列优点, 因此在一般机械中广泛 应用。
（1）飞溅润滑
利用齿轮或专门叶片等的旋转，使润滑 油飞溅 一般溅油齿轮浸入油中高度为1/2齿高至 齿高的 2 ～ 3 倍，圆周速度为 3 ～ 6m ／ s ， 以免引起润滑不充分或过大的空载损失 油的粘度一般在 50°C 时为（ 20 ～ 30 ） 10-6m2/s。常用N46或N68机械油 适用于要求不高的机床上
1 润滑剂 常用的润滑剂一般为润滑油、 润滑脂, 在特殊工况下, 还可采用固体润滑剂及水和空气等。 A. 润滑油 润滑油是最常用的润滑剂, 有动、 植物油, 矿物油 和合成油, 其中以矿物油应用最广。 粘度是润滑油最主 要的性能指标。 粘度是润滑油抵抗变形的能力, 表征液 体流动的内摩擦性能, 粘度大的液体内摩擦阻力大, 承载 后油不易被挤出, 有利于油膜形成。 通常粘度随温度升 高而减低。 除粘度之外, 润滑油的性能指标还有凝点、 闪点等。 选用润滑油时, 通常以粘度为主要指标, 具体选用见表
直径系列对比
(3) 宽(高)度系列: 即结构、 内径和直径都相等的轴承, 在宽 度方面的变化系列, 用右起第4位数字表示。 向心轴承和推 力轴承的宽度系列代号见表 。 宽度系列为0系列时, 多数 轴承此代号不标出(调心滚子轴承、 圆锥滚子轴承除外)。 (4) 类型代号: 轴承类型代号用数字或字母表示, 见表 。 圆柱滚子轴承、 滚针轴承分别用N、 NA表示, 其余都为数 字表示。 用字母表示时, 类型代号与右边的数字代号之间 空半个汉字的宽度。
2 滚动轴承
滚动轴承是标准化产品, 在一般机械设计中主要是根
据具体的载荷、 转速、 旋转精度和工作条件等要求, 选 择类型和尺寸合适的滚动轴承, 并进行轴承的组合设计。
（一）、 滚动轴承的结构 滚动轴承的典型结构如图所示, 通 常由外圈1、 内圈2、 滚动体3和保持架4 组成。 内圈装在轴颈上, 外圈装在轴承 座孔内, 多数情况下内圈与轴一起转动, 外圈保持不动。 工作时, 滚动体在内外 圈间滚动, 保持架将滚动体均匀地隔开, 以减少滚动体之间的摩擦和磨损。
（略）。
2. 润滑脂 润滑脂是由润滑油添加各种稠化剂(如钙、 钠、 铝、 锂等金属皂)和稳定剂而成的膏状润滑剂。 其特点是稠度大不易流失, 密封简单, 不需经常添 加, 但摩擦损耗大, 故高速不宜用。 按所用金属皂 的不同, 润滑脂主要有: (1) 钙基润滑脂: 有较好的耐水性, 但不耐热 (使用温度不超过60℃)； (2) 钠基润滑脂: 耐热性较好(使用温度可达 115~145℃), 但抗水性差； (3) 铝基润滑脂: 具有良好的抗水性； (4) 锂基润滑脂: 性能良好, 既耐水又耐热, 在-20~150℃范围内广泛应用。
部分轴承内部结构的代号
例 ：说明滚动轴承代号7208 AC 和6308/P63的意义。 解 (1)

3 、 滑动轴承 1 滑动轴承的特点与应用 工作时轴套和轴颈的支承面间形成直接或间接滑动摩 擦的轴承称为滑动轴承。 滑动轴承工作面间一般有润滑油 膜且为面接触, 所以滑动轴承具有承载能力大、 抗冲击、 噪声低、 工作平稳、 回转精度高、 高速性能好等独特的优 点。 滑动轴承主要应用于以下场合: ① 工作转速极高的轴
二、 滑动轴承的结构与材料
1 滑动轴承的结构形式 滑动轴承一般由轴承座、 轴瓦、 润滑装置和密 封装置等组成。
整体式径向轴承
A. 径向滑动轴承 1) 整体式滑动轴承 下图所示为典型的整体式滑动轴承, 由轴承座和 轴瓦组成。 整体式滑动轴承结构简单、 成本低、 但无 法调节轴颈和轴承孔间的间隙, 当轴承磨损到一定程度 时必须更换。 装拆这种轴承时轴或轴承必须作轴向移 动, 很不方便, 故多用于轻载、 低速、 间歇工作的简单 机械中, 其结构已标准化。

1．脂润滑
优点：润滑脂的粘度大，不易流失，不 需要经常更换，密封简单 缺点：摩擦阻力大，机械效率低，流动 性差，导热系数小 适用于ndm值较低的场合，特别适用于立 式或套筒式主轴组件，可防止漏油 常用的油脂有：理基润滑脂 精密主轴润滑脂

2．润滑油
主轴轴承速度较高时，宜采用润滑油 优点：摩擦阻力小，冷却效果好，具有 冲洗作用 为了保证滚动体与滚道接触面上有足够 压强的油膜，应使润滑油在轴承工作温 度下的粘度为（12～23）10-6m2/s