《机械设计基础》第16章滚动轴承.pptx

滚动轴承滚动轴承是机械设计中的关键组件,广泛应用于各种机械设备中。本章将深入探讨滚动轴承的结构、特性以及在机械设计中的应用。ZP作者：

滚动轴承的特点工作原理滚动轴承利用滚动体在内外两圈之间滚动以减少摩擦,提供高承载能力和低转动阻力。优点相比于滑动轴承,滚动轴承具有更小的摩擦损失、更高的转速、更长的使用寿命等优势。缺点滚动轴承对安装精度和润滑要求较高,且噪音相对较大。在某些应用场合下可能不如滑动轴承。

滚动轴承的工作原理1接触点压力释放滚动轴承中，滚动体与轨道之间形成一个接触区域。在载荷作用下，这一接触区域会产生压力,随着滚动体的移动,压力会在接触区域内部发生循环。2摩擦力最小化与滑动轴承相比,滚动轴承的摩擦力极小,这是因为滚动体的滚动摩擦远小于滑动摩擦。这使得滚动轴承的运转更加平稳和高效。3微小损耗产生在滚动过程中,滚动体与轨道之间会有少量的磨损和损耗,但总体而言远低于滑动轴承。这种微小的损耗不会严重影响轴承的使用寿命和性能。

滚动轴承的优点长使用寿命滚动轴承通过滚动运动而非滑动运动,可大大降低摩擦损失和磨损,从而具有长达数年的使用寿命。低功率损耗滚动轴承的低摩擦系数使其功率损耗较低,能耗更小,很适合高速和长时间运转的场合。精度高滚动轴承能够实现更精确的回转精度和定位精度,满足各种高精度设备的要求。载荷能力强滚动轴承通过滚动体的线接触可以承受较大的轴向和径向载荷,适用于高负荷工况。

滚动轴承的缺点噪音大与滑动轴承相比,滚动轴承在运转过程中会产生较大的噪音和振动。这可能影响机器的平稳性和使用寿命。敏感性强滚动轴承对外界环境条件的变化较为敏感,如温度、湿度等,需要更加谨慎的安装和维护。承载能力有限滚动轴承的承载能力相对于滑动轴承有所局限,不适用于承受极重的载荷工况。准确度要求高滚动轴承的安装需要更高的精度要求,否则会影响轴承的使用寿命和性能。

滚动轴承的分类滚动轴承可以根据不同的标准进行分类,包括滚动体的形状、承受载荷的方向以及结构形式等。这些分类方式反映了滚动轴承的多样性,为不同的应用场景提供了更加合适的选择。

16.2.1根据滚动体的形状分类球体滚动轴承以球形体作为滚动体的轴承,如深沟球轴承、角接触球轴承等。球形滚动体结构简单,载荷方向无限制,适用范围广泛。柱体滚动轴承以柱形体作为滚动体的轴承,如圆柱滚子轴承、锥形滚子轴承等。柱形滚动体承载能力强,但只能承受定向载荷。针形滚动轴承以细长的针形体作为滚动体的轴承,如针型滚子轴承。针形滚动体结构紧凑,但只能承受小载荷。

根据承受载荷方向分类径向轴承主要承受径向载荷,用于支撑旋转轴上的径向力。典型代表有深沟球轴承和圆柱滚子轴承。轴向轴承主要承受轴向载荷,用于支撑旋转轴上的轴向力。典型代表有球面轴承和圆锥滚子轴承。径向-轴向轴承既能承受径向载荷也能承受轴向载荷,可同时承担径向力和轴向力。典型代表有角接触球轴承。

根据结构形式分类球型滚动轴承球型滚动轴承由内外圈、滚珠和保持架组成，具有简单紧凑的结构,可承受径向和轴向载荷。广泛应用于汽车、机床等领域。滚柱滚动轴承滚柱滚动轴承采用圆柱滚子,可承受大径向载荷,广泛用于重载机械设备,如风电、钢厂等。圆锥滚动轴承圆锥滚动轴承采用圆锥滚子,可同时承受径向和轴向载荷,广泛应用于汽车轮毂、减速机等。

滚动轴承的选择如何选择合适的滚动轴承是机械设计的关键问题之一。正确选择不仅能确保轴承的使用寿命,还能提高整机的可靠性和效率。以下介绍滚动轴承选择的基本原则和相关因素。

选择滚动轴承的基本原则负载适配性选用滚动轴承时应考虑轴承所受的载荷性质和大小,确保轴承能够承受工作过程中的各种负荷。空间限制在设计中应充分考虑轴承的安装空间,选用尺寸适当的滚动轴承以满足装配的需求。使用环境根据轴承的使用环境,如温度、湿度、腐蚀性等,选用合适的轴承型号和材质。

16.3.2滚动轴承的基本尺寸25轴承外径轴承外径是轴承的重要尺寸之一，它决定了轴承的安装尺寸和空间占用。常见的轴承外径范围从25毫米到500毫米不等。15轴承内径轴承内径决定了轴承所能安装的轴的尺寸。内径通常从15毫米到500毫米不等。5轴承宽度轴承宽度则决定了轴承在轴向上的占用尺寸，通常从5毫米到200毫米不等。滚动轴承的尺寸是由国际标准制定的，包括内径、外径和宽度等。选择合适尺寸的滚动轴承对于装配和使用非常重要。

滚动轴承的负荷容量滚动轴承的负荷容量是评判其使用性能的关键指标之一。它反映了轴承在使用过程中能够承受的最大载荷。负荷容量的大小与轴承的尺寸、材料、表面质量等因素有关。计算滚动轴承的负荷容量需要考虑静态负荷容量和动态负荷容量两个方面。静态负荷容量动态负荷容量该图显示了常见的几种滚动轴承的静态和动态负荷容量。可以看出,不同类型的轴承在承载能力方面存在一定差异,需要根据具体应用场景进行选择。

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