第14章 滚动轴承及装置设计

1、第十四章第十四章 滚动轴承滚动轴承及装置设计及装置设计教学基本要求教学基本要求重点与难点分析重点与难点分析典型例题分析典型例题分析 自测试题自测试题1、掌握滚动轴承的结构类型和代号。掌握滚动轴承的结构类型和代号。2、掌握选择滚动轴承类型的基本方法。掌握选择滚动轴承类型的基本方法。3、掌握滚动轴承寿命计算的基本理论及方法。掌握滚动轴承寿命计算的基本理论及方法。4、合理进行滚动轴承结构设计。合理进行滚动轴承结构设计。重点与难点分析重点与难点分析本章重点本章重点滚动轴承的类型和代号、滚动轴承寿命滚动轴承的类型和代号、滚动轴承寿命计算的基本理论及方法和滚动轴承组合结构。计算的基本理论及方法和滚动轴承组

2、合结构。 教学基本要求教学基本要求1.1.滚动轴承的结构类型和代号滚动轴承的结构类型和代号 重点掌握调心球轴承重点掌握调心球轴承( (1 类类) )、调心滚子轴承、调心滚子轴承( (2 类类) )、圆锥滚、圆锥滚子轴承子轴承( (3 类类) )、深沟球轴承、深沟球轴承( (6 类类) )、角接触球轴承、角接触球轴承( (7 类类) )和向心和向心圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承( (N 类类) )的类型代号、结构特点、承受载荷方向、的类型代号、结构特点、承受载荷方向、极限转速和应用特点。参见教材极限转速和应用特点。参见教材14-214-2内径代号内径代号 用基本代号右起第一、第二位数字表示，用基本代号

3、右起第一、第二位数字表示，内径内径20480mm 内，内，d=内径代号内径代号5mm。尺寸系列代号尺寸系列代号 对于同一内径的轴承，为了适应不同对于同一内径的轴承，为了适应不同承载能力、转速或结构尺寸的需要，采用不同大小的承载能力、转速或结构尺寸的需要，采用不同大小的滚动体、外径和宽度（对于推力轴承则为高度），以滚动体、外径和宽度（对于推力轴承则为高度），以基本代号右起第三（直径系列）和第四位数字（宽度基本代号右起第三（直径系列）和第四位数字（宽度系列）为尺寸系列代号。系列）为尺寸系列代号。类型代号类型代号 从基本代号右起第五位起，用从基本代号右起第五位起，用12 位数字位数字或拉丁字母表示轴

4、承的类型。常用类型代号见教材或拉丁字母表示轴承的类型。常用类型代号见教材14-214-2。尺寸系列代号尺寸系列代号 对于同一内径的轴承，为了适应不同对于同一内径的轴承，为了适应不同承载能力、转速或结构尺寸的需要，采用不同大小的承载能力、转速或结构尺寸的需要，采用不同大小的滚动体、外径和宽度（对于推力轴承则为高度滚动体、外径和宽度（对于推力轴承则为高度) )，以，以基本代号右起第三基本代号右起第三( (直径系列直径系列) )和第四位数字和第四位数字( (宽度系宽度系列列) )为尺寸系列代号。为尺寸系列代号。公差等级代号公差等级代号 表示轴承制造的精度等级，分别表示轴承制造的精度等级，分别用用/P

5、0 (为普通级精度可省略为普通级精度可省略) )、/P6x 、/P6、 /P5、 /P4 、/P2， 精度按以上次序由低到高。精度按以上次序由低到高。2. 滚动轴承基本额定动载荷和基本额定寿命的定义滚动轴承基本额定动载荷和基本额定寿命的定义 滚动轴承的基本额定寿命是指一批轴承，在同一滚动轴承的基本额定寿命是指一批轴承，在同一条件下，其中条件下，其中10%的轴承产生疲劳点蚀，而的轴承产生疲劳点蚀，而90%的轴的轴承不产生疲劳点蚀时，轴承所转的总圈数，用承不产生疲劳点蚀时，轴承所转的总圈数，用L10表表示：或在一定转速下的工作小时数，用示：或在一定转速下的工作小时数，用Lh 表示。表示。 滚动轴承

6、在基本额定寿命滚动轴承在基本额定寿命L10 恰好等于恰好等于106 转时所转时所能承受的载荷，称为基本额定动载荷，用能承受的载荷，称为基本额定动载荷，用C 表示。表示。3 内部轴向力总轴向力和当量动载荷的计算内部轴向力总轴向力和当量动载荷的计算(1) 内部轴向力的计算方法见下表内部轴向力的计算方法见下表: :角接触轴承内部轴向力角接触轴承内部轴向力S 计算计算(2) 计算角接触轴承的总轴向载荷的方法可归纳如下：计算角接触轴承的总轴向载荷的方法可归纳如下：1)根据轴上全部轴向力根据轴上全部轴向力( (包括外加轴向力包括外加轴向力A 和轴承内部和轴承内部轴向力轴向力S 合力合力) )的指向的指向,

7、 ,判明哪端轴承被判明哪端轴承被“压紧压紧”，哪，哪端轴承被端轴承被“放松放松”；2 ）被被“放松放松”的轴承的轴向载的轴承的轴向载荷等于它本身的内部轴向力；荷等于它本身的内部轴向力；3）被被“压紧压紧”的轴承的的轴承的轴向载荷等于除它本身派生轴向力以外的其它轴向力轴向载荷等于除它本身派生轴向力以外的其它轴向力的矢量和。的矢量和。（3）当量动载荷的计算公式当量动载荷的计算公式式中，式中， F r为径向载荷，为径向载荷，N ； F a为轴向载荷，为轴向载荷，N ；X为径向载荷系数；为径向载荷系数；Y为轴向载荷系数；在应用教材表为轴向载荷系数；在应用教材表查查X， Y 时，一些轴承需要先确定系数时

8、，一些轴承需要先确定系数e ，它是表征它是表征轴向载荷对向心轴承受力影响的判别系数，其数值与轴向载荷对向心轴承受力影响的判别系数，其数值与轴承的类型和实际接触角有关。轴承的类型和实际接触角有关。（4） 寿命计算公式寿命计算公式式中式中, ,为寿命指数。对于球轴承为寿命指数。对于球轴承=3,=3,滚子轴承滚子轴承=10/=10/3典型例题分析典型例题分析 某减速器的一轴，装轴承处轴的直径约某减速器的一轴，装轴承处轴的直径约363643mm43mm，轴承组合拟背靠背安装。已知两轴承的径向载荷分别轴承组合拟背靠背安装。已知两轴承的径向载荷分别为为F Fr1r1 =5000N =5000N ，F Fr

9、2r2 =2600N =2600N ，轴的轴向外载荷，轴的轴向外载荷A A =800N=800N，各载荷方向如图，各载荷方向如图a)a)所示；转速所示；转速=1450r/min=1450r/min； 工作时有轻微冲击；工作时有轻微冲击；轴承工作温度轴承工作温度100100以以下。试设计该轴承，下。试设计该轴承，要求轴承寿命不少于要求轴承寿命不少于15 15 年（一年以年（一年以300300天天计算三班制工作）。计算三班制工作）。解解: 1、 试选轴承型号试选轴承型号根据轴径要求试选根据轴径要求试选30308 圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承2 、计算轴承的轴向载荷计算轴承的轴向载荷查机械设计手册，查机

10、械设计手册，30308 轴承为圆锥滚子轴承，其基轴承为圆锥滚子轴承，其基本额定动载荷本额定动载荷Cr=90500N ，Y=1.7 ，e=0.35 。查教材查教材表表14-1314-13，两轴承的内部轴向力分别为，两轴承的内部轴向力分别为S1、 S 2的方向如图的方向如图( (b)所示，由于所示，由于A + S 2 = (800+764.7)N =1564.7NS 1，轴承轴承2 被被“压紧压紧”，轴承，轴承1 被被“放松放松”故故Fa1 = =S1 =1470N， Fa2 = =A + +S2=1564.7N3、 计算当量动载荷计算当量动载荷因因查表查表14-11得得X1=1，Y1=0；X2=

11、0.4，Y2=1.7。由教材由教材中公式中公式P=XFr+YFa，得，得P1 P2，所以只需校核轴承所以只需校核轴承1 的寿命。的寿命。4、 求轴承求轴承1 的寿命的寿命有轻微冲击，查表取有轻微冲击，查表取fT = = 0 . 1，fP =1.1 。轴承轴承1 的寿命为的寿命为即即，满足要求。，满足要求。 自自 测测 试试 题题一、一、 判断题（正确判断题（正确: :；错误；错误:F:F）.滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成，有些滚动轴承可以缺少其中某一部分或某几分组成，有些滚动轴承可以缺少其中某一部分或某几部分，但滚动体是不可缺少的

12、。部分，但滚动体是不可缺少的。. 轴承轴承31205 内内圈与轴的配合可以标注为圈与轴的配合可以标注为25k6。 答答 案案. 深沟球轴承深沟球轴承6206 内圈与轴的配合在装配图上可以内圈与轴的配合在装配图上可以标注为标注为30 H7/k6。. 滚动轴承工作时，承受的当量静载荷不得大于其滚动轴承工作时，承受的当量静载荷不得大于其基本额定静载荷。基本额定静载荷。. .滚动轴承计算当量动载荷的轴向系数滚动轴承计算当量动载荷的轴向系数Y 值越大，值越大，其承受轴向力的能力越大。其承受轴向力的能力越大。. .滚动轴承的基本额定静载荷滚动轴承的基本额定静载荷C0 值都应大于基本额值都应大于基本额定动载

13、荷定动载荷C 值。值。 答答 案案二、二、 选择题选择题1.1.在各种基本类型的向心滚动轴承中在各种基本类型的向心滚动轴承中_不能不能承受轴向载荷。承受轴向载荷。A. 调心球轴承调心球轴承 B.B. 圆柱滚子轴承圆柱滚子轴承C. 调心滚子轴承调心滚子轴承 D.D. 深沟球轴承深沟球轴承2. 某滚动轴承按寿命公式计算出寿命某滚动轴承按寿命公式计算出寿命Lh=10500h， 其其可靠度可靠度_。A. 为为99% B. 为为90% C. 99% E. 不确定不确定 答答 案案3. 当滚动轴承的疲劳寿命可靠度提高时其额定静载当滚动轴承的疲劳寿命可靠度提高时其额定静载荷荷。A. 增大增大 B.B. 减小

14、减小 C.C. 不变不变 D.D. 不一定不一定4. 滚动轴承寿命计算公式滚动轴承寿命计算公式L = = ( C/P)中各参数中各参数L、 C、 P 的单位分别为的单位分别为_，_ ，_。A. h B. N C. r D. 106 r E. s F. M F. r/min5.5.滚动轴承寿命计算公式为滚动轴承寿命计算公式为L = = ( C/P)，为寿命指数，为寿命指数，对对N206 轴承，轴承，。A.3 B.3/10 C.10/3 D.1/3A.3 B.3/10 C.10/3 D.1/3 答答 案案6. 滚动轴承的额定静载荷是指使滚动轴承的额定静载荷是指使_的载荷的载荷A. 滚动体和滚道不致

15、破坏时滚动体和滚道不致破坏时B. 滚道表面永久变形为滚动体直径万分之一时滚道表面永久变形为滚动体直径万分之一时C.C.滚道与受载最大的滚动体接触中心处引起规定接触应力时滚道与受载最大的滚动体接触中心处引起规定接触应力时D.D. 90% 的轴承滚道与滚动体塑性变形之和等于滚动体直径万的轴承滚道与滚动体塑性变形之和等于滚动体直径万分之一时分之一时三、三、 填空题填空题. .滚动轴承的四个基本组成部分是滚动轴承的四个基本组成部分是_、_ 、_、 _。2.2.中速旋转正常润滑的滚动轴承的主要失效形式是中速旋转正常润滑的滚动轴承的主要失效形式是_。 答答 案案. .角接触球轴承角接触球轴承7210C 的基本额定动载荷的基本额定动载荷Cr 33.9kN, 表示该轴承在表示该轴承在33.9kN 的载荷下寿命为的载荷下寿命为 r 时，可时，可靠度为靠度为_。. .滚动轴承按可承受的载荷方向分类，主要承受径滚动轴承按可承受的载荷方向分类，主要承受径向载荷，同时