Chapter-18-滚动轴承的组合结构设计课件

1、Chapter 18 Updated 18/11/2008, Richard滚动轴承与滚动轴承有关的设计问题:1. 选用与工作能力的计算2. 使用时的组合结构配置的组合结构设计 山东大学专用 作者： 潘存云教授 设计内容 轴承内、外圈的定位 (轴上零件的定位)轴系支点固定的结构型式 (轴系的固定) 轴承的调整 (游隙、刚度预紧、轴系位置) 轴承的润滑与密封轴承与相关零件的配合(配合的选用) 轴承的装拆一、滚动轴承内、外圈的定位将轴承的内圈或外圈相对于轴或轴承座紧固 具体的紧固方法有很多，下面列举常用的方法山东大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制

2、潘存云教授研制内圈的紧固方法(根据需要，非必需)： 弹性挡圈固定圆螺母与止动垫圈固定轴端挡圈固定外圈的紧固方法： 端盖固定孔用挡圈山东大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制二、轴系支点固定的结构型式对于一个轴系应采用几个轴承支承、如何支承、如何配置等问题常用方案两端单向固定一端双向固定、另一端游动常用的轴承配置方案有以下三类，每一类又有若干具体方案。两端游动 两端固定支承两端单向固定 (常温、短轴)潘存云教授研制C=0.250.4 mm预留补偿间隙轴向力较大时，见 邱P389图18.24当轴向力不大时轴系力的传递山东大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制山东大学专用

3、作者： 潘存云教授 潘存云教授研制二、轴系支点固定的结构型式对于一个轴系应采用几个轴承支承、如何支承、如何配置等问题常用方案两端单向固定 一端双向固定、另一端游动两端游动 人字齿轮由于本身的轴向限位作用，其中低速轴设计成两端固定的形式，高速轴必须游动，否则会卡死邱P390图两端游动山东大学专用 作者： 潘存云教授 调整垫片加减垫片的厚度方法 三、 轴系部件的调整轴承游隙的调整 游隙：精度、噪声、寿命；（径向：配合；轴向：）潘存云教授研制潘存云教授研制螺钉调整加减垫片潘存云教授研制调整垫片加减垫片螺钉调整山东大学专用 作者： 潘存云教授 3. 轴承组合位置的调整目的：使轴上的零件具有准确的工作位

4、置。如齿轮、带轮等例如：锥齿轮传动，要求两个节锥顶点相重合。对于蜗杆传动，要求蜗轮中间平面通过蜗杆的轴线。才能保证正确啮合。方法：套杯+调整垫片山东大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制轴承组合位置调整的方法：套杯+调整垫片锥顶点不重合！潘存云教授研制锥顶点重合！山东大学专用 作者： 潘存云教授 润滑的目的降低内部摩擦、磨损和发热四、 滚动轴承的润滑和密封冷却，降低轴承的工作温度，延长使用寿命良好的润滑状态，形成油膜，减小接触压力轴承零件表面覆盖一层润滑剂，防止表面氧化生锈润滑剂吸收振动，噪音1、滚动轴承的润滑 密封目的防止灰尘、水分进入轴承，阻止润滑剂流失。山东大学专用 作者： 潘存云

5、教授 轴承的常用润滑方式 (单位：104mmr/min) 轴承类型 脂润滑油 润 滑油浴 滴油 喷油 油雾 深沟球轴承 16 25 40 60 60调心球轴承 16 25 40 50 交接触球轴承 16 25 40 60 60圆柱滚子轴承 12 25 40 60 60圆锥滚子轴承 10 16 23 30 调心滚子轴承 8 12 20 25 推力球轴承 4 6 12 15 轴承常用的润滑方式有油润滑何脂润滑两类。选哪一类润滑方式，这与轴承的速度有关，一般用滚动轴承的dn值表示轴承的速度大小。山东大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制2、滚动承的密封滚动承的密封方式的选择与润滑的种类、工作环

6、境、温度、密封表面的圆周速度有关。分类接触式非接触式组合式密封毛毡圈密封密封圈密封间隙密封迷宫式密封毛毡迷宫式密封山东大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制(b)潘存云教授研制(a)适用场合： 脂润滑，要求环境干燥清洁。 靠轴与端盖之间的细小环形间隙密封，间隙愈小愈长，效果愈好，间隙取0.10.3 mm。间隙封圈=0.10.3 mm非接触式密封：山东大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制(a)潘存云教授研制(b)适用场合：脂润滑或油润滑，工作温度不高于密封用 脂的滴点。密封效果可靠。 图b为轴向曲路，因考虑到轴受热后会变长，间隙取 =1.52 mm。迷宫式封圈=0.10.2 mm=

7、1.52 mm将旋转件与静止件之间的间隙做成迷宫形式，并在间隙中充填润滑油或润滑脂以加强密封效果。分为径向和轴向两种结构。山东大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制组合封圈适用场合：适用于脂润滑或油润滑，密封效果可靠。 也可以把多种密封形式组合在一起。这是组合密封的一种型式-毛毡加迷宫，可充分发挥各自的优点，提高密封效果。组合密封的方式很多，不一一列举。组合式密封：山东大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制五、 轴承组合的配合内圈孔与轴的配合：基孔制外圈与轴承座孔的配合：基轴制 配合是指内圈与轴颈、外圈与轴承座孔的配合 配合选用原则：1 转动的套圈紧一些，不转动的套圈松一些2 转速

8、高、载荷大、振动大、尺寸大的轴承，配合紧 一些滚动轴承作为一种通用的标准件，规定采用以下配合类型：配合的标注方法：见邱P391图山东大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制轴承内径公差带dmp零线轴公差g6h6j6js6k6k5m6m5p6n6h8r7r7j5g5h5h8 滚动轴承内孔与轴的配合采用基孔制。当按国家标准选取时，其配合要比圆柱公差的同类配合要稍紧一些。常用的轴公差代号有 k6、m6 山东大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制零线0Js7G7H8H7H6J7J6Js6K6K7M6M7P6N6N7P7 滚动轴承外径与外壳孔的配合采用基轴制。当按国家标准选取时，其配合要比圆柱

9、公差的同类配合要稍紧一些。常用的孔公差代号有 H7、J7、Js7轴承外圈公差带Dmp山东大学专用 作者： 潘存云教授 潘存云教授研制潘存云教授研制潘存云教授研制滚动轴承的安装潘存云教授研制装内圈于轴上潘存云教授研制外圈的拆卸潘存云教授研制h1潘存云教授研制h1内外圈上同时受力潘存云教授研制内圈的拆卸山东大学专用 作者： 潘存云教授 对于一根轴上两个支承的座孔，必须尽可能地保持 同心。最好的办法是采用整体结构的外壳，并把两 轴承孔一次镗出 正确选择轴承的配合，保证轴承正常运转，防止内 圈与轴、外圈与外壳孔在工作时发生相对转动 在安装轴承的过程中，应确保实施安装轴承的力不 作用的滚动体上，否则将使

10、轴承损坏 对轴承适当地预紧，以此提高轴承的旋转精度，增 加轴承装置的刚度、减小机器工作时轴的振动滚动轴承的组合设计注意事项： 应尽量保证轴及轴承座有足够的刚度，以避免过大 的变形使滚动体受阻滞而使轴承提前损坏山东大学专用 作者： 潘存云教授 设根据工作条决定在轴的两端反装两个角接触球轴承。已知轴上齿轮受切向力Ft=2200N，径向力Fr=900N，轴向力Fa=400 N，齿轮分度圆直径d=314 mm，齿轮转速n=520 rpm，运转中有中等冲击载荷，轴承预期计算寿命Lh=15000 h。设初选两个轴承型号均为7207C，试验算轴承是否可达到预期计算寿命的要求。32020021解：1. 求径向

11、载荷 先求两处径向载荷垂直和水平分量 Fr2VFr1VFr2HFr1HFteFaeFreFaeFreFte山东大学专用 作者： 潘存云教授 Fd=eFr求总径向载荷 2. 求两轴承的计算轴向力Fd1和Fd2 查表得7207C轴承的基本额定动载荷与基本额定静载荷为 C=30500 N C0=20000 N对于70000C型轴承，内部轴向力 Fd=1.14FrFd=0.68FrFd=eFrFd=Fr(2Y)70000B(a =40)70000AC(a =25)70000C(a=15)角接触球轴承圆锥滚子轴承其中e为判断系数，按下表13-5选取 21FaeFreFteFd2Fd1山东大学专用 作者：

12、 潘存云教授 轴承类型 相对轴向载荷 Fa / Fr e Fa / Fr e 名 称 代 号 f 0Fa / C0r Fa / C0 X Y X Y 判断系数e 调心球轴承 10000 1 (Y1) 0.65 (Y2) (e) 调心滚子轴承 20000 1 (Y1) 0.67 (Y2) (e) 推力调心滚子轴承 29000 1 1.2 1 1.2圆锥滚子轴承 30000 1 0 0.4 (Y) (e)深沟球轴承 60000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

13、.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 =2570000B =40 70000C =15表13-5 径向动载荷系数X与轴向动载系数Y

14、因为Fa未知，初选e=0.4 0.40山东大学专用 作者： 潘存云教授 Fd1=eFr1 Fd2=eFr2 于是 Fa1= Fae +Fd2 Fa2= Fd2 =605.05 N Fa1/C0= 1005.05/20000 =0.0503 Fa2/C0= 605.05/20000 =0.0303 重新查表选取判断系数e 内部轴向力:=0.4875.65=350.26 N =0.41512.62=605.05 N =400+605.05=1005.05 N 山东大学专用 作者： 潘存云教授 轴承类型 相对轴向载荷 Fa / Fr e Fa / Fr e 名 称 代 号 f 0Fa / C0r F

15、a / C0 X Y X Y 判断系数e 调心球轴承 10000 1 (Y1) 0.65 (Y2) (e) 调心滚子轴承 20000 1 (Y1) 0.67 (Y2) (e) 推力调心滚子轴承 29000 1 1.2 1 1.2圆锥滚子轴承 30000 1 0 0.4 (Y) (e)深沟球轴承 60000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

16、.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 =2570000B =40 70000C =15表13-5 径向动载荷系数X与轴向动载系数Y 0.029 没有相同的值0.0503 0.40 0.058 0.43Fa / C0表中没有与计算结果相同的Fa1/C0

17、值，采用线性插值法求e0.058 0.43(0.029 0.4 )线性插值的原理角的正切值为对边比邻边0.0503 e1 山东大学专用 作者： 潘存云教授 重新查表选取判断系数e 重新计算轴向力 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 Fa2/C0 结果相差不大，故取 重新计

18、算轴向力 e1=0.422 e2=0.401Fa1= 1006.56 NFa2=606.56 N =400+606.56=1006.56 N 山东大学专用 作者： 潘存云教授 3. 求轴承的当量载荷P1和P2 查下页表并插值可求得径向载荷系数X和轴向载荷系数Y 山东大学专用 作者： 潘存云教授 轴承类型 相对轴向载荷 Fa / Fr e Fa / Fr e 名 称 代 号 f 0Fa / C0r Fa / C0 X Y X Y 判断系数e 调心球轴承 10000 1 (Y1) 0.65 (Y2) (e) 调心滚子轴承 20000 1 (Y1) 0.67 (Y2) (e) 推力调心滚子轴承 29000 1 1.2 1 1.2圆锥滚子轴承 30000 1 0 0.4 (Y) (e)深沟球轴承 60000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