轴系滚动轴承学习教案

1、会计学1第一页，共67页。 第第18章滚动轴承章滚动轴承(gndngzhuchng)轴承：支撑轴颈的零件，有时也用来支撑轴上回转零件轴承：支撑轴颈的零件，有时也用来支撑轴上回转零件功用：支撑轴及轴上零件，减少转轴与支撑间的摩擦和磨损功用：支撑轴及轴上零件，减少转轴与支撑间的摩擦和磨损分类分类 ： 按承载方向分：径向和推力轴承按承载方向分：径向和推力轴承 按轴承工作摩擦性质按轴承工作摩擦性质(xngzh)(xngzh)分：滑动和滚动轴承分：滑动和滚动轴承应用：应用： 95% 95% 滚动轴承滚动轴承 滑动轴承：高速滑动轴承：高速 高精度高精度 重载重载 要求剖分要求剖分 低速冲击低速冲击发展趋势

2、：动压轴承发展趋势：动压轴承 高精度轴承高精度轴承 低噪音和静音轴承低噪音和静音轴承第2页/共67页第1页/共67页第二页，共67页。18-1概概 述述2、各零件、各零件(ln jin)的作用：的作用：外圈：支撑外圈：支撑(zh chng)零件或零件或轴系；轴系；保持架保持架: 将滚动将滚动(gndng)体分开体分开。内圈：内圈：支撑轴；支撑轴；滚动体：滚动体：滑动滑动滚动；滚动； 1、滚动轴承的组成：、滚动轴承的组成：外圈、内圈、滚动体、保持架。外圈、内圈、滚动体、保持架。标准件 成批自动化生产一、构造一、构造滚动轴承滚动轴承 标准化标准化; 。设计人员的主要任务是设计人员的主要任务是: 熟

3、悉标准，正确选用类型和型号进行组熟悉标准，正确选用类型和型号进行组合合 结构设计。结构设计。第3页/共67页第2页/共67页第三页，共67页。高硬度和高接触疲劳强度、耐磨性和冲击韧性好高硬度和高接触疲劳强度、耐磨性和冲击韧性好用含铬合金钢制造，经热处理后硬度达：用含铬合金钢制造，经热处理后硬度达：6165HRC。工。工作作(gngzu)表面需经磨削或抛光。表面需经磨削或抛光。保持架：低碳钢。保持架：低碳钢。3、滚动副的材料、滚动副的材料(cilio)要求：要求：1、接触角：、接触角：滚动体与套圈接触处的法线与轴承滚动体与套圈接触处的法线与轴承(zhuchng)径向径向平面的夹角，为公称接触角；

4、平面的夹角，为公称接触角；经轴承经轴承(zhuchng)套圈传动滚动体合力作用线与径套圈传动滚动体合力作用线与径向平面的夹角，为实际接触角，决定了轴的受力性质向平面的夹角，为实际接触角，决定了轴的受力性质Fa/Fr；2、极限转速：在一定载荷和润滑条件下允许的最高转、极限转速：在一定载荷和润滑条件下允许的最高转速；速；3、角偏差：轴承、角偏差：轴承(zhuchng)由于安装误差或轴的变由于安装误差或轴的变形，引起中心线发生相对倾斜，其倾斜角称为角偏差形，引起中心线发生相对倾斜，其倾斜角称为角偏差。接触角接触角 轴向承载能力轴向承载能力 二、基本概念二、基本概念第4页/共67页第3页/共67页第四

5、页，共67页。潘存云教授研制= = 0 各类轴承的公称接触角各类轴承的公称接触角 轴承类型轴承类型公称接触角公称接触角向心轴承向心轴承主要承受径向载荷推力轴承推力轴承主要承受轴向载荷径向接触径向接触角接触角接触轴向接触轴向接触角接触角接触0 4545= 9= 90 45 90e 名名 称称 代代 号号 f 0Fa / C0r Fa / C0 X Y X Y 判断系数判断系数e 调心球轴承调心球轴承 10000 1 (Y1) 0.65 (Y2) (e) 调心滚子轴承调心滚子轴承 20000 1 (Y1) 0.67 (Y2) (e) 推力调心滚子轴承推力调心滚子轴承 29000 1 1.2 1 1

6、.2圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 30000 1 0 0.4 (Y) (e)深沟球轴承深沟球轴承 60000角接触球轴承角接触球轴承0.172 2.30 0.190.345 1.99 0.220.689 1.71 0.261.030 1.55 0.281.380 1 0 0.56 1.45 0.302.070 1.31 0.343.450 1.15 0.385.170 1.04 0.426.890 1.00 0.440.015 1.47 0.380.029 1.40 0.400.058 1.30 0.430.087 1.23 0.460.120 1 0 0.44 1.19 0.470.170 1.

7、12 0.500.290 1.02 0.550.440 1.00 0.560.580 1.00 0.56 1 0 0.41 0.87 0.68 1 0 0.35 0.57 1.14 70000AC =2=2570000B = =40 70000C =1=15径向动载荷系数径向动载荷系数X与轴向动载系数与轴向动载系数Y第30页/共67页第29页/共67页第三十页，共67页。四、轴向载荷四、轴向载荷(zi h)Fa(zi h)Fa的计算的计算 1、向心轴承（6类）：FaFA 2、角接触轴承（7类、3类）：注意：不但有外界(wiji)给的轴向力FA ，还有轴承内部产生的附加轴向 力FS1、FS2 。

8、轴向支反力Fa1、Fa2计算步骤：1）根据轴承的径向支反力Fr1、Fr2 ，计算FS1、FS2（大小、方向）2）判断轴系（内轴系）运动趋势，决定压紧端和放松端；3）放松端的Fa=FS，压紧端的Fa=除压紧端内部轴向力外，所有轴 向力的代数和； 轴向力一固一游：固定端承受端承受轴向力两固：轴向力指向的一的计算与安装方式有关aF第31页/共67页第30页/共67页第三十一页，共67页。潘存云教授(jioshu)研制1.1.若若 FA+ + FS2 FS1压紧端压紧端 Fa1 = = FA+ + FS2 放松放松(fn sn)(fn sn)端端 Fa2 Fa2 = FS2 = FS2 2.2.若若

9、FA+ +FS2 FS1 则有：则有： 压紧端压紧端 Fa1 = = FS2 + + FA放松放松(fn sn)(fn sn)端端 Fa2 = Fa2 = FS2 FS2 2.2.若若 FA+ +FS2 FS1 , ,则有：则有： 放松端放松端 Fa1 = = FS1 压紧端压紧端 Fa2 = = FS1 - - FA结论与正装相同：结论与正装相同： 放松端轴承的轴向载荷放松端轴承的轴向载荷 = = 内部轴向力内部轴向力压紧端轴承的轴向载荷压紧端轴承的轴向载荷 = = 其余轴向力的代数和其余轴向力的代数和本身除外第33页/共67页第32页/共67页第三十三页，共67页。五、计算五、计算(j s

10、un)(j sun)轴承寿命轴承寿命步骤：步骤：1 1）计算）计算(j sun)Fr1, Fr2 (j sun)Fr1, Fr2 2) 2) 计算计算(j sun)FS1, FS2 (j sun)FS1, FS2 3 3）确定运动趋势，判断压紧端和放松端）确定运动趋势，判断压紧端和放松端 4 4）求）求Fa1 Fa1 ，Fa2Fa25) 5) 计算计算(j sun)P1(j sun)P1，P2P2，P=max(P1,P2) P=max(P1,P2) 6) 6) 计算计算(j sun)(j sun)寿命寿命 公式公式(gngsh)(gngsh)法计算轴向支反力法计算轴向支反力Fa1Fa1、Fa2

11、Fa2Fa1 = max = maxFS1 ,( ,(FS2 FA)Fa2 = max = maxFS2 ,( ,(FS1 FA)第34页/共67页第33页/共67页第三十四页，共67页。六、滚动轴承尺寸六、滚动轴承尺寸(ch cun)(ch cun)选择的过程选择的过程 由力分析确定由力分析确定(qudng)轴承所承受的轴承所承受的Fr与与Fa计算当量动载荷计算当量动载荷P=fP(XFr+YFa)明确轴承的工作转速明确轴承的工作转速n与预计寿命与预计寿命L10计算轴承应满足的基本额定动载荷计算轴承应满足的基本额定动载荷P1060/1610nLC由轴承样本（手册）查取合适的轴承由轴承样本（手册

12、）查取合适的轴承第35页/共67页第34页/共67页第三十五页，共67页。18-6 18-6 滚动轴承滚动轴承(gndngzhuchng)(gndngzhuchng)的其它校核的其它校核 一、静强度一、静强度(qingd)校核校核 P0=X0Fr+Y0Fa C0 S0P0 式中式中 C0可由设计可由设计(shj)手册查取。手册查取。旋转条件旋转条件 载荷条件载荷条件 S0 使用条件使用条件 S0 滚动轴承的静强度安全系数滚动轴承的静强度安全系数 S0普通载荷普通载荷 12 高精度旋转场合高精度旋转场合 1.52.5冲击载荷冲击载荷 23 振动冲击场合振动冲击场合 1.22.5普通载荷普通载荷

13、0.5 1.01.211.5 允许有变形量允许有变形量 0.31.0连续旋转轴承连续旋转轴承不常旋转及作摆动运动的轴承不常旋转及作摆动运动的轴承冲击及不均匀载荷冲击及不均匀载荷普通旋转精度场合普通旋转精度场合第36页/共67页第35页/共67页第三十六页，共67页。二、极限二、极限(jxin)(jxin)转速转速 lim21maxnffn2018191821图载荷分布系数图载荷系数ff其中(qzhng)：第37页/共67页第36页/共67页第三十七页，共67页。一、润滑一、润滑目的：降低摩擦阻力和减轻目的：降低摩擦阻力和减轻(jinqng)磨损、冷却、防锈、磨损、冷却、防锈、吸振吸振 分类：分

14、类：18-7滚动轴承滚动轴承(gndngzhuchng)润滑、润滑、密封密封润滑脂润滑脂润滑油润滑油固体润滑剂固体润滑剂 用于特殊用于特殊(tsh)(tsh)场合场合用速度因素用速度因素dn 值作为选择润滑剂的条件值作为选择润滑剂的条件: : dn大，油润滑。大，油润滑。 常用常用高速、高温高速、高温脂润滑优点：脂润滑优点：不容易流失、便于密封和维护，充填一不容易流失、便于密封和维护，充填一 次，可运转较长时间。次，可运转较长时间。油润滑优点：油润滑优点：摩擦阻力小、能散热，可在摩擦阻力小、能散热，可在高速、高温高速、高温环环 境下使用。境下使用。d 滚动轴承的内径，单位：滚动轴承的内径，单位

15、：mm；n 轴承转速，单位：轴承转速，单位：r/min。 第38页/共67页第37页/共67页第三十八页，共67页。二、密封二、密封目的：防止灰尘、水分进入轴承目的：防止灰尘、水分进入轴承(zhuchng)，阻止润滑剂，阻止润滑剂流失。流失。滚动轴承的密封方式的选择与润滑的种类、工作环境、温度、滚动轴承的密封方式的选择与润滑的种类、工作环境、温度、密封表面密封表面(biomin)(biomin)的圆周速度有关。的圆周速度有关。分类分类(fn (fn li)li)接触式接触式非接触式非接触式组合式密封组合式密封毛毡圈密封毛毡圈密封密封圈密封密封圈密封间隙密封间隙密封迷宫式密封迷宫式密封毛毡迷宫式

16、密封毛毡迷宫式密封第39页/共67页第38页/共67页第三十九页，共67页。(b)(a)潘存云教授研制毛毡圈密封毛毡圈密封适用场合：适用场合：脂润滑，要求脂润滑，要求(yoqi)环境清环境清洁，轴颈圆周轴速度洁，轴颈圆周轴速度v45 m/s，工作温度不超过，工作温度不超过90 适用场合：适用场合：脂或油润滑脂或油润滑(rnhu)，轴，轴颈圆周轴速度颈圆周轴速度ve 名名 称称 代代 号号 f 0Fa / C0r Fa / C0 X Y X Y 判断系数判断系数e 调心球轴承调心球轴承 10000 1 (Y1) 0.65 (Y2) (e) 调心滚子轴承调心滚子轴承 20000 1 (Y1) 0.

17、67 (Y2) (e) 推力调心滚子轴承推力调心滚子轴承 29000 1 1.2 1 1.2圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 30000 1 0 0.4 (Y) (e)深沟球轴承深沟球轴承 60000角接触球轴承角接触球轴承0.172 2.30 0.190.345 1.99 0.220.689 1.71 0.261.030 1.55 0.281.380 1 0 0.56 1.45 0.302.070 1.31 0.343.450 1.15 0.385.170 1.04 0.426.890 1.00 0.440.015 1.47 0.380.029 1.40 0.400.058 1.30 0.430.0

18、87 1.23 0.460.120 1 0 0.44 1.19 0.470.170 1.12 0.500.290 1.02 0.550.440 1.00 0.560.580 1.00 0.56 1 0 0.41 0.87 0.68 1 0 0.35 0.57 1.14 70000AC =2=2570000B = =40 70000C =1=15表表13-5 径向动载荷系数径向动载荷系数X与轴向动载系数与轴向动载系数Y因为因为Fa未知，初选未知，初选e=0.4 0.40第60页/共67页第59页/共67页第六十页，共67页。Fd1=eFr1 Fd2=eFr2 于是于是(ysh) Fa1= Fae

19、 +Fd2 Fa2= Fd2 =605.05 N Fa1/C0= 1005.05/20000 =0.0503 Fa2/C0= 605.05/20000 =0.0303 重新查表选取重新查表选取(xunq)判断系数判断系数e 内部内部(nib)轴向力轴向力:=0.4875.65=350.26 N =0.41512.62=605.05 N =400+605.05=1005.05 N 第61页/共67页第60页/共67页第六十一页，共67页。轴承类型轴承类型 相对轴向载荷相对轴向载荷 Fa / Fr e Fa / Fr e 名名 称称 代代 号号 f 0Fa / C0r Fa / C0 X Y X

20、Y 判断系数判断系数e 调心球轴承调心球轴承 10000 1 (Y1) 0.65 (Y2) (e) 调心滚子轴承调心滚子轴承 20000 1 (Y1) 0.67 (Y2) (e) 推力调心滚子轴承推力调心滚子轴承 29000 1 1.2 1 1.2圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 30000 1 0 0.4 (Y) (e)深沟球轴承深沟球轴承 60000角接触球轴承角接触球轴承0.172 2.30 0.190.345 1.99 0.220.689 1.71 0.261.030 1.55 0.281.380 1 0 0.56 1.45 0.302.070 1.31 0.343.450 1.15 0.38

21、5.170 1.04 0.426.890 1.00 0.440.015 1.47 0.380.029 1.40 0.400.058 1.30 0.430.087 1.23 0.460.120 1 0 0.44 1.19 0.470.170 1.12 0.500.290 1.02 0.550.440 1.00 0.560.580 1.00 0.56 1 0 0.41 0.87 0.68 1 0 0.35 0.57 1.14 70000AC =2=2570000B = =40 70000C =1=15表表13-5 径向动载荷系数径向动载荷系数X与轴向动载系数与轴向动载系数Y 0.029 没有相同的

22、值0.0503 0.40 0.058 0.43Fa / C0表中没有与计算结果相同的表中没有与计算结果相同的Fa1/C0值，采用线性插值法求值，采用线性插值法求e0.058 0.43(0.029 0.4 )422. 0=)40. 043. 0 (029. 0058. 0029. 00503. 0+4 . 0=-1e线性插值的原理线性插值的原理(yunl)401. 0=2e同理可求得角的正切(zhngqi)值为对边比邻边0.0503 e1 40. 043. 00.029058. 0=-40. 0029. 0503. 0=tan-1ea第62页/共67页第61页/共67页第六十二页，共67页。重新

23、重新(chngxn)查表选取判断查表选取判断系数系数e 重新重新(chngxn)计算轴向力计算轴向力 Fd1=e1Fr1 =0.422875.65=369.52 N Fd2=e2Fr2 =0.4011512.62=606.56 N e1=0.422 e2=0.401 Fa1= Fae +Fd2 Fa2= Fd2 =606.56 N Fa1/C0= 1006.56/20000 =0.05033 Fa2/C0= 606.56/20000 =0.03033 两次计算两次计算 Fa2/C0 结果结果(ji gu)相差不相差不大，故取大，故取 重新计算轴向力重新计算轴向力 e1=0.422 e2=0.4

24、01 Fa1= 1006.56 NFa2=606.56 N =400+606.56=1006.56 N 第63页/共67页第62页/共67页第六十三页，共67页。3. 求轴承求轴承(zhuchng)的当量载荷的当量载荷P1和和P2 111149. 1=65.87556.1006=eFFra222=401. 0=62.151256.606=eFFra查下页表并插值可求得径向查下页表并插值可求得径向(jn xin)载荷系数载荷系数X和轴向载荷系数和轴向载荷系数Y 第64页/共67页第63页/共67页第六十四页，共67页。轴承类型轴承类型 相对轴向载荷相对轴向载荷 Fa / Fr e Fa / Fr

25、 e 名名 称称 代代 号号 f 0Fa / C0r Fa / C0 X Y X Y 判断系数判断系数e 调心球轴承调心球轴承 10000 1 (Y1) 0.65 (Y2) (e) 调心滚子轴承调心滚子轴承 20000 1 (Y1) 0.67 (Y2) (e) 推力调心滚子轴承推力调心滚子轴承 29000 1 1.2 1 1.2圆锥滚子轴承圆锥滚子轴承 30000 1 0 0.4 (Y) (e)深沟球轴承深沟球轴承 60000角接触球轴承角接触球轴承0.172 2.30 0.190.345 1.99 0.220.689 1.71 0.261.030 1.55 0.281.380 1 0 0.5

26、6 1.45 0.302.070 1.31 0.343.450 1.15 0.385.170 1.04 0.426.890 1.00 0.440.015 1.47 0.380.029 1.40 0.400.058 1.30 0.430.087 1.23 0.460.120 1 0 0.44 1.19 0.470.170 1.12 0.500.290 1.02 0.550.440 1.00 0.560.580 1.00 0.56 1 0 0.41 0.87 0.68 1 0 0.35 0.57 1.14 70000AC =2=2570000B = =40 70000C =1=15表表13-5 径向动载荷系数径向动载荷系数X与轴向动载系数与轴向动载系数Y采用线性插值法求采用线性插值