第十三章滚动轴承-05

1、机械设计 第十三章 滚动轴承第十三章 滚动轴承(轴系零、部件)13.1 概述13.1.1 轴承的功用与分类(1) 功用: 支承轴或转动零件(2) 分类径向轴承-主要承受径向载荷止推轴承-主要承受轴向载荷滑动轴承 工作条件较特殊场合滚动轴承 一般工作条件 按承载特点分按轴承的摩擦性质分第十三章 滚动轴承13.1 概述13.1.1 基本结构与特点(1) 基本结构1)外圈、2)内圆、3)滚动体（最主要元件）滚珠（球）滚子 a 短圆栓滚子b 滚针滚子c 圆锥滚子 d 球面滚子 4) 保持架(软钢，青铜，尼龙、塑料)作用： 减摩（磨），均布滚动体、防止滚动体脱落 (2) 应用特点摩擦阻力小，效率高，使用

2、维护方便抗冲击能力较差13.1.2 材料铬锰高碳钢-硬，脆 >60HRC13. 2 滚动轴承的类型和选择13. 2.1 常用类型及类型代号（1） 基本概念1) 接触角（P364）（套圈与滚动体接触处的法线和垂直于轴承轴心线的平面间的夹角）2）滚动轴承分类向心轴承-主要承受径向力向心推力轴承-可同时承受径向，轴向力推力轴承-主要承受轴向力（2）向心轴承1)深沟球轴承 代号6（可承受少量的轴向力（Fa）2)圆柱滚子轴承 代号N3)调心球轴承 代号1 (少量Fa)4)调心滚子轴承 代号2(少量Fa)5)滚针轴承 代号NA（3）向心推力轴承1)角接触球轴承 代号72)圆锥滚子轴承 代号3 （4）

3、推力轴承推力球轴承 代号513. 2.2 类型选择要点（1）“球”与“滚子”比较承载力 极限转速 运动精度 价格球 小 大 高 低滚子 大 小 低 高 （2）“大类”的承载特点 ？ Fr大，Fa小 Fr大，Fa大Fa (3)具有应用特点的几类轴承 调心轴承（1，2） 滚针轴承（NA） 内、外圆可分离（7，3） 内、外圆可沿轴向相对滑移 13. 3 滚动轴承的代号13. 3.1 代号的结构（补充） （核心） （补充）前置代号 基本代号 后置代号 分部件 内部结构，精度，游隙等13. 3.2 基本代号组成：类型代号 尺寸系列代号 内径代号（1） 内径代号-2位数20<d<480 d =

4、 5*代号（10、12、15、17、00、01、02、03）（2） 尺寸系列代号-2个数字 X X宽度系列 直（外）径系列要点：相同内径有不同外径相同外径有不同宽度1）宽度代号：正常宽度：0（除调心滚子、圆锥滚子轴承外，其余可省略）2）直（外）径代号7、8、9、0、1、2、3、4、5小 大13. 4 滚动轴承的失效形式和计算准则13. 4.1 失效形式 点蚀 滚道，滚动体塑性变形 静强度磨损 使用，维护不当-润滑污染13. 4.2 计算准则 疲劳强度条件Þ工作寿命Û承载量校核静强度13.5 滚动轴承的动载荷和寿命计算13.5.1 基本额定动载荷和基本额定寿命 （1） 轴承寿

5、命：任一元件点蚀前的总转数或小时数（一定转速）（2） 寿命的离散性（用一批轴承在相同的工作条件下，寿命相差可达数十倍？寿命的标定？ 概率-经济性）（3） 基本额定寿命L10或Lh(h)90的轴承可以达到或超过的寿命（可靠度90）(4)基本额定动载荷 C L10=106(r)时轴承所能承受的纯径向或纯轴向载荷 “向心类”纯径向：Cr *“推力”纯轴向： Ca *可靠度90一批相同的轴承中90%的轴承在点蚀前能够达到或超过的总转数，或一定转速下的工作小时数13.5.2 当量动载荷（1） 概念： 把实际作用的联合载荷折算成与之作用相当的纯径向或纯轴向载荷 （2） 计算式：P= fP (XFr+YFa

6、)fP-载荷系数（表13-6）Fr-径向载荷、Fa-轴向载荷X,Y-径向，轴向动载荷系数(表13-5)（3） X,Y的查表方法 单列向心轴承以f0rFa/C0r、角接触球轴承（当a=15°时）以Fa/C0r确定判断系数e（其它按型号查e） Fa/Fre时，X=1,Y=0Fa/Fr >e时，以e值查表13-5f0r的简化处理：深沟球轴承f0r=14.7，角接触球轴承e需预定（例题13-2）用弹性力学的方法推导,根据试验数据简化得计算式13.5.3 轴承寿命的计算（1） 寿命-载荷曲线（2） 曲线方程：P e·L10=常数 P-当量动载荷-寿命指数 “球”=3，“滚子”=

7、10/3(3)轴承的寿命计算式（额定动载荷作用下）C作用下：L10 = 1 （106 r）C e·1= P e·L10 P作用下：L10=(C/P) e (106 r)以小时为单位 要求： Lh>预期寿命13.5.4 向心推力轴承的载荷计算(1) 载荷作用中心a-查手册(2) 向心推力轴承中的附加轴向力 Fd（轴系作用有径向载荷、力时，在轴承内部产生轴向力） （等效力系模型）Fd的计算-表13-7问题：若Fre不在中点。Fd1=Fd2 ? (Fr1Fr2,Fn1Fn2) 轴向如何平衡加入外载Fde时，轴的平衡？ （è第（3）点轴承的轴向载荷计算）(3) 轴承

8、的轴向载荷计算已知Fd1、Fd2外载Fde1) 对轴承1：若Fd1<F d2 - Fde 平衡下应有：F a1+F d1 = F d2 - Fde 轴承1的轴向载荷：Fa1= F a1+ F d1= F d2 - Fde若Fd1> F d2 - Fde，则Fa1=Fd1(不低于内部附加轴向力)Fa1=max Fd1, F d2 - Fde 外部轴向力合力Fd2Fd1FdeFa12）对轴承2若F d2< Fd1+ Fde 平衡下应有：F a2+ F d2 = Fd1+ FdeFa2= F a2+ F d2 = Fd1+ Fde若F d2> Fd1+ Fde,则 Fa2=

9、F d2(不低于内部附加轴向力)Fa1=max Fd1, F d2 - Fde 外部轴向力合力3）通式：Fai=max Fd i ,外部轴向力合力i=1,2 Fd j± Fde j=1,2 i¹jFd2Fd1FdeFa2FdjFdiFde13.5.6 滚动轴承的静载荷计算（1） 基本额定静载荷（Cor,Coa）轴承中受载最大的滚动体与滚道接触中心的接触应力达到某一定值时所对应的纯径向或轴向载荷 。(2)先动载荷计算（寿命计算）后校核静载荷 (3)方法P31713.6 轴承装置的设计 挂图安装、配置、固定、调节、润滑、密封13.6.1 支承部分的刚性和同轴度（1）刚性 外壳、

10、座孔要有足够的厚度，悬臂座孔加肋板（2）同轴度同一轴线轴承的座孔一次镗出孔径不同时按大径加工小径加套13.6.2向心角接触轴承的排列方式 挂图（1） 正安装-外圆窄端面相对（面对面）图13-14特点：结构简单，装拆方便 （2） 反安装-外圆宽端面相对（背对背）图13-15特点：支承跨距大，适于有悬臂端的支承13.6.3 滚动轴承轴向固定的结构形式 挂图（-保证滚动轴承,轴系能正常传递轴向力且不发生窜动.）（1）双支点各单向固定-（轴承各限制一个方向的移动-承受一个方向的推力）图13-14、15、16结构特点: 内外圈各单向、反向固定使用场合:轴向尺寸不大,温升变化不大的场合. （2）一支点双向

11、固定,另一端游动.结构特点:固定端轴承内外圈作双向固定,游动端: 球轴承-内圈固定,外圈游动. 滚子轴承-内,外圈固定,滚动体与外圈游动.应用场合:温度变化较大,工作挠度较大的长轴.(3) 两端游动-用于人字齿轮轴系用轴肩(套筒)固定内圈,端盖或挡圈固定外圈，端盖垫圈调整轴承间隙.如轴肩+螺母,套筒+螺母,孔凸台+端盖.13.6.4 轴承游隙及轴上零件位置的调整 挂图（1）调整游隙的常用方法：端盖的垫片或轴上的圆螺母（性能不好）（2）零件轴向位置的调整方法（锥齿轮、蜗杆）轴承装在套杯中，用垫片调整轴向位置13.6.5 滚动轴承的配合(1) 常用配合: 内圈与轴，基孔制：n6,m6,k5,k6,j5,js6外圈与孔，基轴制： J6,J7,H7,G7(2) 注意点1）轴承内外圈公差带上偏为零,下偏差为负值内圈紧,外圈松2）n,F,振动,温度,动圈，较紧配合经常折、卸-较松配合3）一般机械常用：轴k6,孔H713.6.6 滚动轴承的预紧目的：增强支承刚度，提高工作精度原理：使轴承受到的预紧力和预变形与工作载荷、工作变形反向13.6.7 滚动轴承的润滑（1） 润滑方式1）油润滑：润滑、散热效果好，常用于高速、高温；2）