滚动轴承专题教学讲座PPT

1、第十四章第十四章 滚动轴承滚动轴承 本章目录本章目录 第一节第一节 概述概述 第二节第二节 常用滚动轴承的类型、代号及选择常用滚动轴承的类型、代号及选择 第三节第三节 滚动轴承选择计算滚动轴承选择计算 第四节第四节 滚动轴承的静强度计算滚动轴承的静强度计算 第五节第五节 滚动轴承的组合设计滚动轴承的组合设计 下一页下一页上一页上一页退出退出 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 滚动轴承的优点滚动轴承的优点: 1.1.摩擦阻力矩小，起摩擦阻力矩小，起 动力矩小，效率高动力矩小，效率高 2.2.轴向结构紧凑轴向结构紧凑 3.3.易于润滑、维护和易于润滑、维护和 保养保养 4.4.标准化

2、程度高，成标准化程度高，成 本低本低 第一节 概述 滚动轴承的缺点滚动轴承的缺点: 1.抗冲击能力差抗冲击能力差 2.高速重载下寿命高速重载下寿命 低低 3.噪声、振动大噪声、振动大 4.径向尺寸大径向尺寸大 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 一、滚动轴承的滚动轴承的构造构造 1. 滚动轴承的滚动轴承的组成组成 单击 内圈、外圈、滚内圈、外圈、滚 动体、保持架动体、保持架 工作中工作中: 滚动滚动 体在内、外圈体在内、外圈 滚道上滚动滚道上滚动 第一节 概述 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 2. 滚滚 动动 体体 的的 形形 状状 第一节 概述 下一页下一页上一页

3、上一页退出退出 分目录分目录 按滚动体的形状分按滚动体的形状分 二、滚动轴承的分类滚动轴承的分类 按按滚动体的列数分滚动体的列数分 按按公称接触角公称接触角分分 球轴承球轴承 滚子轴承滚子轴承 单列单列 双列双列 多列多列 向心轴承向心轴承 推力轴承推力轴承 （承受载荷的方向）（承受载荷的方向） 第一节 概述 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 公称接触角公称接触角：滚动轴承的滚动体与外圈：滚动轴承的滚动体与外圈 滚道接触点的法线与径向平面间的夹角。滚道接触点的法线与径向平面间的夹角。 第一节 概述 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 （1）向心轴承）向心轴承 045主

4、主 要承受径向载要承受径向载 荷荷,根据根据的不的不 同同,又分为又分为: 第一节 概述 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 （2）推力轴承）推力轴承 4590主主 要承受轴要承受轴 向载荷向载荷,根据根据的的 不同不同,又分为又分为: 第一节 概述 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 第二节第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择常用滚动轴承类型、代号及选择 一、常用滚动轴承类型和特点一、常用滚动轴承类型和特点 常用滚动轴承类型和特点，列入表常用滚动轴承类型和特点，列入表 14-1中。中。 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 调心球轴承 类型代号类型代号:10

5、000:10000 特点特点: : 具有调心作用具有调心作用(3(3),), 主要承受径向载荷。主要承受径向载荷。 尺寸代号尺寸代号 （0 0）2 2、2222、(0(0）3 3、2323 第二节第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择常用滚动轴承类型、代号及选择 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 调心滚子轴承 类型代号:20000c 特点:具有调心作用(1- 2.5 ),主要承受径向载 荷，承载能力较高。 尺寸代号:13、22、23、30、 31、32、40、41 第二节第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择常用滚动轴承类型、代号及选择 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录

6、 双列角接触球轴承双列角接触球轴承 类型代号:00000 特点:可同时承受 径向和双轴向载 荷 尺寸代号:32、33 第二节第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择常用滚动轴承类型、代号及选择 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 推力调心滚子轴承 类型代号:20000 特点:调心性能好 (1.5-2.5 ), 能承受以径向载荷 为主的径向、轴向 联合载荷。 尺寸代号:92、93、94 第二节第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择常用滚动轴承类型、代号及选择 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 圆锥滚子轴承 类型代号:30000 特点:可同时承受径向载荷和 单向轴向载荷，承载能

7、力大。 尺寸系列代号:02、03、13、 20、22、23、 29、30、31、 32 第二节第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择常用滚动轴承类型、代号及选择 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 双列深沟球轴承 类型代号:40000 特点:可同时承受径向载 荷和双向轴向载荷，比 深沟球轴承承载能力大。 尺寸系列代号: 2（2）、 （2）3 第二节第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择常用滚动轴承类型、代号及选择 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 推力球轴承 类型代号:50000 特点:只能承受单方向的 轴向载荷，极限转速较 低。 尺寸系列代号: 11、12、13、14

8、第二节第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择常用滚动轴承类型、代号及选择 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 双向推力球轴承 类型代号:50000 特点:能承受两个 方向的轴向载荷， 极限转速较低。 尺寸系列代号: 22、23、24 第二节第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择常用滚动轴承类型、代号及选择 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 深沟球轴承 类型代号:60000 特点:承受径向载荷为主， 也可承受一定的双轴向载荷。 尺寸系列代号: 17、37、18、19、(0)0、 (1）0、（0）2、 （0）3、 （0）4 第二节第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择常用滚动轴

9、承类型、代号及选择 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 角接触球轴承 类型代号:70000c/ac/b 特点:可承受径向载荷 和单向轴向载荷。 尺寸系列代号: 19、（1）0、（0）2、 （0）3、（0）4、 第二节第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择常用滚动轴承类型、代号及选择 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 推力圆柱滚子轴承 类型代号:80000 特点:只能承受单向 轴向载荷。要求轴 刚度大。 尺寸系列代号: 11、12 第二节第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择常用滚动轴承类型、代号及选择 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 外圈无挡边圆柱滚子轴承

10、 类型代号:n0000 特点:只能承受径向载荷。 承载能力大。 尺寸系列代号: 10、（0）2、 22、（0）3 23、（0）4 第二节第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择常用滚动轴承类型、代号及选择 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 类型代号:nu0000 特点:只能承受径向 载荷。承载能力大。 尺寸系列代号: 10、（0）2、 22、 （0）3，23、（0）4 内圈无挡边圆柱滚子轴承 第二节第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择常用滚动轴承类型、代号及选择 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 类型代号:na0000 特点:只能承受较大的 径向载荷。极限转速 低。 尺

11、寸系列代号: 48、49、69 滚针轴承 第二节第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择常用滚动轴承类型、代号及选择 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 二、 滚 动 轴 承 的 代 号 (数字) (数字) (数字) (数字或字母) 宽度系列代号宽度系列代号 直径系列代号直径系列代号 类类 型型 代代 号号 内径代号内径代号 尺寸系列代号尺寸系列代号 前置代号前置代号 基本代号基本代号 后置代号后置代号 第二节第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择常用滚动轴承类型、代号及选择 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 1. 基本代号基本代号 类型代号： 0、1、2、3、4、5、6、

12、7、 8、n、nu、na 深沟球轴承深沟球轴承 角接触球轴承角接触球轴承 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 第二节第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择常用滚动轴承类型、代号及选择 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 2.尺寸系列代号尺寸系列代号 相同的内径可以有不同的外径与不同的宽度。 第二节第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择常用滚动轴承类型、代号及选择 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 1. 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 2.前置代号、后置代号 第二节第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择常用滚动轴承类型、代号及选择 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目

13、录分目录 第二节第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择常用滚动轴承类型、代号及选择 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 三、滚动轴承的选择 (1)(1)载荷载荷 1 1 类型选择类型选择 小球轴承 大滚子轴承 大小 方向 纯径向载荷径向接触轴承 径向载荷+不大的轴向载荷 深沟球轴承 径向载荷+较大的轴向载荷 向心角接触球轴承 轴向载荷径向载荷选向 心轴承+推力轴承组合 第二节第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择常用滚动轴承类型、代号及选择 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 (2)转速转速 滚动轴承应在极限转速下工作，球 轴承的极限转速大于滚子轴承的极 限转速。 第二节第

14、二节 常用滚动轴承类型、代号及选择常用滚动轴承类型、代号及选择 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 (3)(3)调心性调心性 轴承座孔不平行 轴承座孔不同轴 轴挠曲变形 非调心轴承 调心轴承 非调心轴承 调心轴承 非调心轴承 调心轴承 第二节第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择常用滚动轴承类型、代号及选择 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 (4)(4)空间限制空间限制 无内圈 第二节第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择常用滚动轴承类型、代号及选择 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 2.尺寸选择尺寸选择 类型类型代号，根据载荷的大小、性质选取 内径内径代号

15、，根据轴径选取 外径 宽度 尺寸系列代号，根据载荷的大小、 性质选取 确定轴承的具体型号，进行寿命计算。确定轴承的具体型号，进行寿命计算。 第二节第二节 常用滚动轴承类型、代号及选择常用滚动轴承类型、代号及选择 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 一、滚动轴承内部的载荷分布滚动轴承内部的载荷分布 受不偏心轴向载荷受不偏心轴向载荷a: 各滚动体受力相等各滚动体受力相等 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 受径向载荷受径向载荷r和和 轴向轴向a+径向径向r联联 合载荷合载荷: 各滚动体受力各滚动体受力 不等不等 套圈 下沉

16、量 法向弹 性变形 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 轴承工作时，套圈与滚动体的应力变化情况 转动套圈载荷分布 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 二、滚动轴承的失效形式 1 疲劳破坏疲劳破坏 点蚀点蚀 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 点蚀机理 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 2 塑性变形 永久变形 第三节第三节 滚动轴承的选择计算

17、滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 塑性变形机理 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 3 磨损 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 4 套圈断裂 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 三、轴承寿命三、轴承寿命 1 单个轴承的寿命单个轴承的寿命 在一定载荷作用下，轴在一定载荷作用下，轴 承运转到任一滚动体或承运转到任一滚动体或 内外圈滚道上出现疲劳内外圈滚道上出现疲劳 点蚀前所

18、经历的转数点蚀前所经历的转数 单个轴承寿命离散性很大单个轴承寿命离散性很大 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 2 一批轴承寿命 对于一批同型号 的滚动轴承，在一定 条件下进行疲劳试验， 对试验数据统计处理 后，得出轴承的疲劳 破坏概率与转数（寿 命）间的关系。 寿 命 破坏概率 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 一批同型号的轴承，在同一条件下一批同型号的轴承，在同一条件下 运转，当有运转，当有10%的轴承产生疲劳点的轴承产生疲劳点 蚀时（可靠度蚀时（可靠度90%）

19、，轴承所经历），轴承所经历 的总转数的总转数l10（单位（单位106转）或工作转）或工作 小时数小时数l10h （单位小时），称为滚（单位小时），称为滚 动轴承的基本额定寿命。动轴承的基本额定寿命。 3. 基本额定寿命基本额定寿命 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 4 基本额定动载荷基本额定动载荷c 滚动轴承的基本额定寿命滚动轴承的基本额定寿命 是其承受载荷的大小有关是其承受载荷的大小有关 基本额定寿命基本额定寿命 l10 =1(106r)时时 轴承能够承受轴承能够承受 极限载荷称为极限载荷称为 基本额定动载基本额定动载 荷，用

20、荷，用c表示表示. 0 151015 l10/106r c p(n) 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 不同型号的轴承基本额定动载荷的值不不同型号的轴承基本额定动载荷的值不 同，它反映了轴承承载能力的大小。同，它反映了轴承承载能力的大小。 表表14-1514-15、1616、1717。 基本额定动载荷基本额定动载荷c 的特性：的特性： 径向接触轴承：径向接触轴承：大小和方向恒定径向载荷大小和方向恒定径向载荷 推力轴承：大小和方向恒定的轴向载荷推力轴承：大小和方向恒定的轴向载荷 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算

21、下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 5 轴承的寿命计算公轴承的寿命计算公 式式 r10 , 1 6 10 10 10 10 p c l clp cpl lp 时当 常数 当量动 载荷 轴 承 的 寿 命 寿命指数 球轴承 =3 滚子轴承 =10/3 0 151015 l10/106r c p(n) 基本额定动载荷 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 h 60 106 10 p c n l h h nll60 10 轴承的寿命计算公式 ft温度系数 表14-8 h 60 10 r10 6 10 6 10 pf cf n

22、l p cf l p t h t fp载荷系数 表14-9 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 c nl f pf c h t p 6 / / 10 60 c为所选轴承型号的基本额定动载荷，查表得。为所选轴承型号的基本额定动载荷，查表得。 可参考表可参考表 14-10 当轴承的当轴承的预期寿命预期寿命 取定时取定时，可求出轴承应，可求出轴承应 具有的基本额定动载荷具有的基本额定动载荷 / h l 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 径向载荷 + 轴向载荷 四、滚动轴承

23、的当量动载荷四、滚动轴承的当量动载荷p 径向接 触轴承 大小和方向恒定 径向载荷 推力 轴承 大小和方向恒定 的中心轴向载荷 基本额定基本额定 动载荷动载荷 实际载荷实际载荷当量动载荷当量动载荷 径向载荷 轴向载荷 寿命相同寿命相同 转转 化化 转化原则转化原则 计算寿命时条件不计算寿命时条件不 同，不方便比较同，不方便比较 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 滚动轴承的当量动载荷滚动轴承的当量动载荷 1.仅能承受径向载荷的轴承 圆柱滚子轴承（n0000型） 和滚针轴承（na0000型） 当量动载荷 径向载荷 2.仅能承受轴向载荷

24、的推力轴承 推力球轴承（51000、52000型） 推力圆柱滚子轴承（80000型） 轴向载荷 rp ap 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 3.能同时承受径向载荷和轴向载荷 深沟球轴承（60000） 调心球轴承与调心滚子轴承 （10000、20000） 向心角接触轴承（70000） 圆锥滚子轴承（30000） 当量动载荷 yaxrp x y 表14-11 轴向系数 径向系数 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 径向系数径向系数x 轴向系数轴向系数y 轴轴 承承 类

25、类 型型 单个轴承或串联配单个轴承或串联配 置置 深深 沟沟 球球 轴轴 承承 0.014 0.028 0.056 0.19 0.22 0.26 1.000.56 2.30 1.99 1.71 0 c a e e r a e r a xyyx 轴向载荷影响 的判断系数 是轴承的基本额定静载荷，具体数 值可由轴承手册查取 0 c 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 五、向心角接触轴承轴向力的计算五、向心角接触轴承轴向力的计算 1.1. 派派 生生 轴轴 向向 力力 r s0 p0 n0 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择

26、计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 向心角接触轴承的派生轴向力向心角接触轴承的派生轴向力 p0p1 p2 p1 p2 r ss rp i i 派生轴向力s的大小由 其内部结构和承受的径 向载荷所决定，与轴向 外载荷无关 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 圆锥滚子圆锥滚子 轴承轴承 角接触球轴承角接触球轴承 c型型=15ac型型 =25 b型型 =40 s=r/(2y)s=ers=0.68rs=1.14r 第三节第

27、三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 2.轴向力轴向力a的计算的计算安装形式安装形式 正安装正安装反安装反安装 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 2. 轴向力轴向力a的计算的计算轴系外载荷轴系外载荷 r f a f m 轴系外载荷 轴系外载荷：轴系外载荷：fr fa m 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 2. 轴向力轴向力a的计算的计算支反力计算支反力计算 r f a f m 轴系外载荷 由轴系外载荷：由轴系外

28、载荷：fr fa m和结构和结构 计算支反力计算支反力r1，r2和派生轴向力和派生轴向力s1，s2 r1r2 s1s2 12 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 2. 轴向力轴向力a的计算的计算a的分析的分析 a f r1r2 s1s2 1 2 若若fa+s2s1 2被放松：被放松：a2=s21被压紧：被压紧：a1=fa+s2 若若fa+s2s1 1被放松：被放松：a1=s12被压紧：被压紧：a2=s1-fa 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 在轴向外载荷的作用下在

29、轴向外载荷的作用下, ,轴有运动的轴有运动的 趋势趋势, , 有的被压紧，有的被放松，压紧有的被压紧，有的被放松，压紧 的轴承轴向力为除本身派生轴向力以外的轴承轴向力为除本身派生轴向力以外 其他所有轴向力的代数和，放松轴承轴其他所有轴向力的代数和，放松轴承轴 向力为本身派生轴向力。向力为本身派生轴向力。 2.轴向力轴向力a的计算的计算 a a fssa fssa 122 211 ,max ,max 以上是正安装，反安装类似。以上是正安装，反安装类似。 当当fa图中方向相图中方向相 反时取负值反时取负值 第三节第三节 滚动轴承的选择计算滚动轴承的选择计算 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录

30、分目录 第四节第四节 滚动轴承的静强度计算滚动轴承的静强度计算 静止、缓慢旋转静止、缓慢旋转 nel =0.21 所以xl =0.56，yl =2.09 由表9-7，按传动装置查取fd=1.5 由表9-4，ft=0.95 因轴承不承受力矩载荷，故fm=l 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 n25001700151 n30905300921700560151 22 11111 .rffp .ayrxffp md md （3）校核轴承寿命 因p1p2，故按p1计算 h7 .15164 3090 3120095. 0 97060 10 60 10 3 66 10h p cf n l t h15000h7 .15164 10h10h ll 故6038轴承适用。 例题 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 2 锥齿轮减速器主动轴选一对30206圆锥滚子轴承如 图所示。已知锥齿轮平均分度圆直径dm=56.25 mm， 所受圆周力ft=1130 n，径向力fr=380 n，轴向力 fa=146 n，轴的转速n=640 r/min，工作中有中等冲 击，工作温度低于100。试计算该对轴承的寿命。 例题 下一页下一页上一页上一页退出退出 分目录分目录 解解（1）计算轴承的径向支反力 水平方向支反力 n565 100 501