《機械設計》第十三章 滾動軸承

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2、滾動軸承滾動體的形狀 二、滾動軸承的材料三、滾動軸承的特點 132 滾動軸承的類型與選擇 一、滾動軸承的主要類型與特點 接觸角 =00454590=90(a)(b)(c)(d)向心軸承 徑向力 向心角接觸軸承 推力角接觸軸承 推力軸承 徑向力（主要）軸向力 徑向力軸向力 （主要）軸向力 滾子軸承承載能力高，極限轉速低 按滾動體形狀： 球 軸承 承載能力低，極限轉速高常用滾動軸承的類型表131最常用幾種 ：深溝球軸承（向心球軸承）6 表3-1圖角接觸球軸承7 圓錐滾子軸承3二、滾動軸承的代號 前置代號（字母）基本代號（數(shù)字、字母）后置代號 (字母+數(shù)字)五 四 三 二 一軸承分部件代號 內(nèi)徑代號

3、 寬度系列代號 直徑系列代號 類型代號 其他代號 公差等級代號 特殊軸承材料代號 保持架及材料代號 密封與防塵代號 內(nèi)部結構代號 游隙代號 1、基本代號 （1）軸承類型 13567N深溝球軸承圓錐滾子軸承角接觸球軸承調心球軸承圓柱滾子軸承推力球軸承基本代號右起五位 （2）尺寸系列 基本代號右起三、四位 寬度系列右起第四位 0系列（正常寬度）可省略 有時1系列也可省略 見498頁表數(shù)字 0 9直徑系列右起第三位 數(shù)字 0 9（3）軸承的內(nèi)徑右起一二位數(shù)字 a) d=10, 12, 15, 17mm 時 代號 00 01 02 03 b) d= 20 480mm 時d=代號5(mm) c) d50

4、0mm，d=22，28，32mm 時 代號 = 內(nèi)徑尺寸 直徑代號 / 內(nèi)徑代號 2、前置代號 表示軸承的分部件，用字母表示 尺寸系列L、K、R、NU、WS、GS 3、后置代號軸承的結構、公差、游隙及材料的特殊要求等（1）內(nèi)部結構代號 C、AC、B角接觸球軸承的接觸角152540（2）密封、防塵與外部形狀變化代號 （3）軸承的公差等級 精度高 低 代號 /P2、/P4、/P5、/P6、/P6X、/P0 公差等級 2 4 5 6 6X 0普通級可省略 滾動軸承的代號（4）軸承的徑向游隙 （5）保持架代號 三、滾動軸承類型的選擇 工作載荷、轉速、支承剛性、安裝精度 1） n高，載荷小，旋轉精度高

5、球軸承 n低，載荷大，或沖擊載荷 滾子軸承 2）主要受Fr 向心軸承主要受Fa，n不高時推力軸承角接觸球軸承7類（n較高時）同時受Fr和Fa均較大時圓錐滾子軸承3類（n較低時）Fr較大，F(xiàn)a較小時Fa較大，F(xiàn)r較小時3）要求n 只有一個滾動體受載時派生的軸向力 tgFrtgQiFsiFsnini11FrFstgtgFrFatgFrFa軸向力 單個滾動體受載產(chǎn)生的派生軸向力多個滾動體受載的條件 結論： 1）角接觸軸承及圓錐滾子軸承必須在Fr和Fa的聯(lián)合作用下工作，或成對使用對稱安裝。2）為使更多的滾動體受載應使 tgFrFa3）Fr不變時，F(xiàn)a由最小值（一個滾動體受載）逐漸增大（即載荷角增大），

6、則受載滾動體數(shù)tgtg25. 1當時 ，下半圈滾動體受載4）實際工作時，至少達到下半圈滾動體受載，安裝3和7類軸承不能有較大的軸向竄動量。 二、軸承工作時軸承元件上載荷與應力的變化 滾動體不穩(wěn)定脈動循環(huán)變應力 固定套圈穩(wěn)定的脈動循環(huán)變應力 進入非承載區(qū)進入承載區(qū)Q,HQ,HTT進入非承載區(qū)進入承載區(qū)Q,HQ,HTT三、滾動軸承的失效形式和計算準則 主要失效形式： 1）疲勞點蝕 安裝潤滑和維護良好2）塑性變形 轉速很低或作間歇擺動 3）磨損潤滑不良、密封不嚴、多塵條件 計算準則：一般軸承疲勞壽命計算（針對點蝕）靜強度計算低速或擺動軸承只進行靜強度計算高速軸承進行疲勞壽命計算、校驗極限轉速。滾動軸

7、承的制造和組裝134 滾動軸承的動載荷和壽命計算 一、基本額定壽命和基本額定動載荷1、基本額定壽命L10 軸承壽命 基本額定壽命L10 同一批軸承在相同工作條件下工作，其中90%的軸承在產(chǎn)生疲勞點蝕前所能運轉的總轉數(shù)L10（以106為單位）或一定轉速下的工作時數(shù) Lh軸承的基本額定壽命L10=1時，軸承所能承受的載荷2、基本額定動載荷C 由試驗得到二、滾動軸承的當量動載荷P（實際載荷） 1對只能承受徑向載荷Fr的軸承（N、NA軸承）P = Fr3同時受徑向載荷Fr和軸向載荷Fa的軸承2對只能承受軸向載荷Fa的軸承（5和8）P = FaP = X Fr +Y Fa X徑向載荷系數(shù)Y軸向載荷系數(shù)表

8、13-5 引入載荷系數(shù) fp 表13-6 P = fp Fr P = fP Fa P = fP ( X Fr + Y Fa )三、滾動軸承的壽命計算公式 CP1P2O1L1L2L10(10 r)6P(N)P L10=常數(shù)載荷與壽命的關系 constLP10=3 球軸承= 10/3 滾子軸承壽命指數(shù)110CLP)(10PCL)(60106PCnLh代入一組數(shù)據(jù)求解P=C L10=1（106r）或)(10PCfLt)(60106PCfnLth1060htLnfPC當工作t120時，因金屬組織硬度和潤滑條件等的變化，軸承的基本額定動載荷C有所下降引入溫度系數(shù) f t 表13-7當P、n已知，預期壽命

9、為Lh ，則要求選取的軸承的額定動載荷為選軸承型號和尺寸 四、角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的軸向載荷Fa的計算 1）派生軸向力大小方向 a)正裝（面對面） S112FaS2S2S1R1R2FrFaS1S2FaFr21S1S2FaR1R2S112FaS2S2S1R1R2FrFaS1S2FaFr21S1S2FaR1R2S112FaS2S2S1R1R2FrFaS1S2FaFr21S1S2FaR1R2S112FaS2S2S1R1R2FrFaS1S2FaFr21S1S2FaR1R2適合于傳動零件位于兩支承之間 b)反裝（背靠背）適合于傳動零件處于外伸端2）實際軸向載荷Fa的確定 S112FaS2S2S1R

10、1R2FrFaS1S2FaFr21S1S2FaR1R2（1）當 12FsFsFa軸有向左移動的趨勢,軸承1被“壓緊”，軸承2被“放松” 軸承1上的派生軸向力由Fs1增大到Fa+Fs2, 阻止軸左移 軸承2上的軸向力，力平衡本身的派生軸向力 21FsFFaa22FsFa 軸承1的實際軸向載荷為S112FaS2S2S1R1R2FrFaS1S2FaFr21S1S2FaR1R2（2）當 12FsFsFa軸有右移的趨勢，軸承2被“壓緊”，軸承1被“放松” 軸承2上的派生軸向力由Fs2增大到 Fa-Fs1 , 阻止軸右移 軸承2實際所受的軸向力為aFFsFa12軸承1實際所受的軸向力，由力的平衡條件本身派

11、生軸向力 11FsFa 結論：實際軸向力Fa的計算方法1）分析軸上派生軸向力和外加軸向載荷，判定被“壓緊”和“放松”的軸承。2）“壓緊”端軸承的軸向力等于除本身派生軸向力外，軸上其他所有軸向力代數(shù)和。3）“放松”端軸承的軸向力等于本身的派生軸向力五、不穩(wěn)定載荷和轉速下的軸承壽命計算載荷P和轉速n變化時，求平均當量轉速nm和平均當量動載荷Pm 求軸承壽命 六、不同可靠度時滾動軸承的壽命Lh 為計算不同可靠度時軸承的壽命，引入壽命修正系數(shù)a1，101LaLn135 滾動軸承的靜載荷與極限轉速 一、滾動軸承的靜載荷 1、基本額定靜載荷C0 當軸承轉速很低或作間歇擺動時，軸承的失效形式為塑性變形 2、

12、按靜載選擇軸承的條件 000PSC 二、滾動軸承的極限轉速n lmin軸承實際許用轉速為 lim21maxnffn高速軸承136 滾動軸承的組合結構設計 一、滾動軸承支承的結構型式 1、兩端固定支承 調整墊片調整墊片(a)(b)一端單向固定兩端單向固定正裝3、7類軸承在大端軸向固定圖 13-16(a)(b)圖 13-17L1bL2b正裝2、一端雙向固定，一端游動 3、兩端游動人字齒輪高速主動軸 低速齒輪軸必須兩端固定 圓柱滾子軸承的游動深溝球軸承的游動二、滾動軸承的軸向固定 內(nèi)圈與軸：5）開口圓錐 緊定套+圓螺 母和止動墊圈1）軸肩2）軸用彈性擋圈3）軸端檔圈 +緊固螺釘4）圓螺母 +止動墊圈

13、外圈與座孔：1）孔用彈性擋圈2）軸承外圈止動槽 內(nèi)嵌入止動環(huán)固定3）軸承端蓋4）軸承座孔凸肩5）螺紋環(huán)6）軸承套環(huán)斜齒輪軸系安裝錐齒輪軸系安裝三、支承的剛度和座孔的同心度 提高支承剛度的措施：1）增加軸承座孔的壁厚2）減小軸承支點相對于箱體孔壁的懸臂減小懸臂加筋板支點懸臂大3）采用加強筋加強支承部位的剛性保證軸上兩個支承的座孔的同心度的方法1）整體機座，兩軸承座孔一次鏜出2）如軸上兩軸承外徑不同采用套杯結構四、滾動軸承游隙和軸系軸向位置的調整通過帶螺紋的零件或端蓋下的墊片來調節(jié)軸承的調整：1）軸承游隙的調整2）軸系軸向位置的調整注意：圓錐齒輪和蝸桿必須調整軸系的軸向位置L2b方法：調整套杯端面

14、與軸承座端面間墊片厚度五、滾動軸孔的配合軸承內(nèi)圈與軸 松 緊js6，j6，k6，m6，n6 松 緊G7，H7，JS7，J7軸承外圈與軸承座孔DH7dk6軸承座孔公差帶G7H7Js7J7n6m6k6j6js600軸承外徑公差帶軸外徑公差帶軸承內(nèi)徑公差帶基孔制：基軸制：DH7dk6軸承座孔公差帶G7H7Js7J7n6m6k6j6js600軸承外徑公差帶軸外徑公差帶軸承內(nèi)徑公差帶5）與空心軸配合的軸承應取較緊的密合。 滾動軸承配合的選擇原則：1）轉動圈比不動圈配合松一些2）高速、重載、有沖擊、振動時，配合應緊一些，載荷平穩(wěn)時，配合應松一些3）旋轉精度要求高時，配合應緊一些4）常拆卸的軸承或游動套圈應

15、取較松的配合六、滾動軸承的預緊預緊的目的預緊原理常用預緊方法：1）用墊片和長短隔套預緊(a)(b)l+lll+(a)(b)(a)(b)l+lll+(a)(b)2）夾緊一對磨窄了的外圈（或內(nèi)圈）的角接觸軸承(a)(b)圖13-28圖13-29(b)(a)(a)(b)圖13-28圖13-29(b)(a)3）夾緊一對圓錐滾子軸承4）利用彈簧預緊七、滾動軸承的裝拆要求：1）壓力應直接加于配合較緊的套圈上2）不允許通過滾動體傳遞裝拆力3）要均勻施加裝拆力拆卸：安裝：軸肩高度應低于軸承內(nèi)圈高度壓頭壓力軸鉤爪手柄螺桿螺母八、滾動軸承的潤滑 潤滑方式：1、脂潤滑2、油潤滑油浴或飛濺潤滑、滴油潤滑、噴油潤滑、油霧潤滑3、固體潤滑九、滾動軸承的密封密封的作用密封的類型：1、接觸式密封氈圈密封(a)(b)橡膠密封2、非接觸式密封油溝密封甩油密封(a)(b)曲路密封(a)(b)圖13-38(a)(b)圖13-383、組合式密封1210613991411711284523作業(yè)13-7