滚动轴承和滑动轴承教案

第一节滚动轴承简介
✧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
✧教学内容
滚动轴承的类型、代号及选用
✧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。

✧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。

一、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。

二、滚动轴承的组成、类型及特点
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。

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s o 螺纹孔
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。

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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
三、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。

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。

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
四、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。

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
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。

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。

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。

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。

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。

第二节滚动轴承相关计算
✧教学目标
（一）能力目标
1.能合理的选择常用滚动轴承
2.具有组合设计的能力
（二）知识目标
1.掌握滚动轴承的基本额定寿命、基本额定动载荷及寿命计算
2.熟悉滚动轴承的组合设计
✧教学内容
1.滚动轴承的失效形式及设计准则
2.滚动轴承的寿命计算
3.滚动轴承的组合设计
✧教学的重点与难点
重点：滚动轴承的寿命计算。

难点：滚动轴承的组合设计。

✧教学方法与手段
采用多媒体教学，结合图片及实物讲授，提高学生的学习兴趣。

一、滚动轴承的工作情况分析及计算
1、滚动轴承的失效形式
1、点蚀
2、塑性变形
3、磨损
2、设计准则
3、滚动轴承的寿命计算
1、基本额定寿命和基本额定动负荷
（1）寿命
（2）基本额定寿命
（3）基本额定动负荷
轴承的基本额定寿命为一百万(106)转时所能承受的最大负荷为轴承的基本额定动负荷，以Cr表示。

2、当量动载荷
定义：将实际载荷转换为作用效果相当并与确定基本额定动载荷的载荷条件相一致的
假想载荷，该假想载荷称为当量动载荷P。

4、滚动轴承的静强度计算
基本额定静载荷C0：取决于正常运转时轴承允许的塑性变形量，即受载最大的滚动体
与滚道接触处中心处引起的接触应力达到一定值
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5、滚动轴承的极限转速
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二、滚动轴承的选择
1、滚动轴承类型的选择
2、轴承的公差等级
精度高 ————————————→低
公差等级 2 4 5 6 6X 0
新标准 /P2、/P4、/P5、/P6、/P6X、/P0
旧标准 B C D EX E G——普通级可省略
三、滚动轴承的组合设计
1、滚动轴承的固定
1、周向固定
目的：保证轴承受力后，其内圈与轴颈、外圈与座孔之间不产生相对圆周运动。

方法：轴承内圈与轴颈配合采用基孔制，轴承外圈与轴承座孔配合采用基轴制，并选
择合适的配合。

2、轴向固定
目的：保证轴上零件受到轴向力作用时，轴和轴承不致产生轴向相对移动。

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1）轴肩
2）轴用弹性档圈—A 不大、n 不高时3）轴端档圈+紧固螺钉—n 较大、A 中等4）圆螺母+止动垫圈—A 较大、n 较高
5）开口圆锥紧定套+圆螺母和止动垫圈—适于光轴上球面轴承。

外圈与座孔：2、 轴组件的轴向固定
1、双支点单向固定（两端固定式）
2、单支点双向固定（一端固定，一端游动式）
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3、滚动轴承支承的调整
油杯孔
4、轴承组合支承部分的刚度和同轴度
安装轴承的轴承座孔处的壁厚应适当加大或设加强肋，保证支承刚度。

5、滚动轴承的预紧
轴承预紧方法：在轴承外圈(或内圈)之间加金属垫片或将外圈(或内圈)磨窄来实现，
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s 也可以通过调整两轴之间隔套的宽度等方法来获得。

6、轴承的安装与拆卸
7、 轴承的润滑与密封
（一）轴承的润滑1、脂润滑2、油润滑（二）轴承的密封
密封的目的：防止灰尘、水分和杂物侵入轴承内，并阻止润滑剂的流失。

1、接触式密封——适于低速，为防止磨损，要求接触处表面粗糙度小于R1.6～0.8①毡圈密封——轴承盖上梯形槽内放置矩形剖面细毛毡，适合于V<4～5m/s ，轴承脂润滑的密封
②橡胶油封（标准件、较常用）——耐油橡胶制唇形密封圈靠弹簧压紧在轴上，唇向外—防灰法，唇向里—防油流失，组合放置—同时起防灰和防油流失的作用。

油封有：J 型、U 型和O 型，适合于v<12m/s 2、非接触式密封——与轴不直接接触，适合于高速
①油沟密封（间隙密封）——轴与盖之间约0.1~0.3mm 间隙，盖上车出沟槽，槽内充
满润滑脂，结构简单，适于v<5~6m/s
②甩油密封——轴上开沟槽，将欲外流的油沿径向甩开，再经轴承盖上集油腔及油孔
流回轴承；挡油环式甩油盘—利用离心力甩去档油环上的油，让其流回油箱内，以防油冲入轴承内。

适于轴承脂润滑。

③曲路密封（迷宫密封）——将旋转和固定的密封零件间的间隙制成曲路形式，缝隙
间填入润滑脂，加强密封效果——密封效果较好，适于油和脂沟滑v<30m/s
3、组合式密封——采用两种以上的密封形式组合在一起，密封的效果较好。

另外，某些标准密封轴承——如单面或双面带防尘盖（-RZ）和密封盖的轴承，由于装配时已填入了润滑脂，∴无需维护或再加密封装置——应用日趋广泛。

第三节滑动轴承
✧教学目标
（一）能力目标
1.会判断滑动轴承的类型；熟悉其主要结构
2.会选择滑动轴承的材料及润滑方式
3.能进行非液体摩擦滑动轴承的计算
（二）知识目标
1.了解滑动轴承的特点、应用及分类
2.熟悉滑动轴承的典型结构
3.了解滑动轴承的材料及润滑
4.掌握非液体摩擦滑动轴承的计算
✧教学内容
1.滑动轴承的特点、类型及应用
2.滑动轴承的材料及轴瓦结构
3.非液体摩擦滑动轴承的计算
✧教学的重点与难点
非液体摩擦滑动轴承的计算。

✧教学方法与手段
采用多媒体教学，联系实际，提高学生的学习积极性。

1、滑动轴承类型、特点及应用
1、滑动轴承类型
按承载分：向心轴承（受Fr）；推力轴承（受Fa）
按润滑状态分：流体润滑轴承；非流体润滑轴承；无润滑轴承（不加润滑剂）
2、滑动轴承的特点及应用
2、滑动轴承的典型结构
（一）向心滑动轴承
1、整体式滑动轴承
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i n 特点：装拆方便、轴瓦磨损后间隙可调整。

轴承衬和瓦背的结合形式：
（1）烧结、喷涂和轧制（2）浇注（3）刷度
油孔、油槽和油室:
油孔——用来供应润滑油
油槽（沟）——用来使润滑油散布到轴颈表面：轴向油槽；周向油槽
油孔、油槽开设原则：
（1）润滑油应从油膜压力最小处输入轴承。

（2）油槽（沟）开在非承载区，否则会降低油膜的承载能力。

（3）油槽轴向不能开通，以免油从油槽端部大量流失。

（4）水平安装轴承油槽开半周，不要延伸到非承载区，全周油槽应开在轴承端高处。

油室——使润滑油沿轴向均匀分布，同时起到贮油、稳定供油和改善轴承散热条件的作用
位置：开在非承载区，如轴颈经常正反向转时，也可在两侧开设。

2、滑动轴承的材料
滑动轴承的主要失效形式：磨损和胶合、疲劳破坏等
对轴承材料的要求：良好的减摩性、耐磨性和抗胶合性；良好的顺应性，嵌入性和磨合性；足够的强度和必要的塑性；良好的耐腐蚀性、热化学性能（传热性和热膨胀性）和调滑性（对油的吸附能力）；良好的工艺性和经济性等。

常用材料：金属材料；粉末冶金；非金属材料
（1）金属材料
1）铸铁：灰铁；球铁（中有游离的石墨能有润滑作用）——性能较好，适于轻载、低速，不受冲击的场合。

2）轴承合金（又称巴氏合金或白合金）——由锡（Sn）、铜（Pb）、锑（Sb）、铜（Cu）等组成。

3）铜合金
4）铝基合金——强度高、耐磨性、耐腐蚀和导热性好：低锡—用于高速中小功率柴油机轴承；高锡—用于高速大功率柴油机轴承。

4、滑动轴承的摩擦状态及润滑
（一）滑动轴承的摩擦状态
第四节机械的润滑与密封
✧教学目标
(一) 知识目标
1．了解润滑的作用及润滑剂的种类及性能和用途。

2．熟悉常用润滑方式及装置和常用机械零件的润滑。

3．了解几种常用的密封方法。

(二) 能力目标
1．能够根据工作条件正确选用润滑剂的代号及润滑的方式和装置。

2．能够正确选用密封的种类。

(三) 素质目标
1．了解润滑的作用，能够区分油润滑和脂润滑的特点及使用条件，能够认识润滑油或脂代号和用途。

2．熟悉油或脂的选择原则。

了解几种常用的润滑装置及特点。

掌握轴承的润滑剂的选择方法。

3．熟悉密封装置的功用及类型。

✧教学要求
1．使学生了解润滑剂的种类及用途。

2．掌握常用的几种润滑方式的特点。

熟悉轴承的润滑剂的选择方法。

3．了解旋转件密封的种类及特性和应用。

✧教学重点
1．润滑剂的特性及用途。

2．润滑方式的选择及轴承润滑剂与润滑方式的确定。

✧难点分析
1．油或脂润滑的确定。

2．润滑方式的选择依据。

3．密封方式的选择。

✧教学方法
讲授为主，配以课件或录像演示，与学生共同回忆实习中所见到的润滑方式，分析选择该种润滑方式的根据，最后归纳小结。

✧学生分析
如果学生已有实习的经历，应发挥学生的积极性，一起分析学习本次课的内容，否则单纯讲授不会有兴趣，多设疑问如把脂或油润滑互换在实际中可否行的通？让学生积极参与到教学中来，多给互动的机会效果会更好些。

✧教学过程安排
一．检查旧课掌握情况及讲评作业
二．导入新课
设问：机器为什么要加入润滑油？润滑剂有哪几种？各有什么特性？润滑的方法又有哪些？同学们肯定回答不全，也许只了解皮毛，从此引入今天要讲的内容。

三．讲解新课
1．润滑剂的种类、性能及用途
总体分为油和脂两种，而脂是在油中加入增稠剂而来的，当然还有固体润滑剂，如石墨和二硫化钼，但应用不如油和脂广泛。

在讲授中重点放在油和脂的应用场合，对于油要了解运动粘度对温度的影响，说明普通机械为什么冬天用油要稀些，如选用L-AN22，而夏天要选用较稠些的油，如L-AN32；对于脂润滑要了解常用钙基与钠基的区别，为什么常用钙基润滑脂为多？其区别在于使用条件，前者价格低且能耐水，而后者虽然耐热但不耐水，且价格较高。

2．润滑的方法及装置方式很多，以简单方便为首选，书中还缺少目前数控机
床常用的自动定时润滑装置，这些都必须根据实际工作环境来选择；但要熟悉常用零件如轴承的润滑剂的选择和润滑的方式。

3．密封装置分动静密封二大类，而动密封又分为接触式和非接触式两种，具
体的方法还有很多，在实际中只要能达到使用条件的前提下方式越简单方便越好，其效果都是一样，接触型密封所能承受的压力比较大，且大都应用于油压力较大的场合，如液压传动件的密封。

四．小结
1．无论是油还是脂润滑，其共同的目的都是减少零件之间的摩擦磨损，脂是油加入稠化剂而来的。

油脂的品种很多，要根据温度和工作条件来选择。

2．润滑的方式与装置有很多种，简单方便可靠是选择的依据，但都必须满足使用要求。

3．轴承的润滑要按传动件的线速度大小来决定选用脂还是油的润滑。

脂润滑的方法简单，只要条件允许，应当作为首选方法。

4．密封的装置要根据零件表面有相对运动和有无压力及大小来选择，方式应简单可行，便于维护和使用。