机械设计基础第5版-杨可桢等-第15章滑动轴承

深沟球轴承推力轴承向心推力轴承向心轴承圆锥滚子轴承角接触球轴承滚子球球球推力球轴承α=0FrFR0＜α≤450FAFAFaFSα=900α接触角越大,派生Fs越大。FrNαFRNFSFRαFr保持架双列球轴承调心轴承调心轴承按滚动体列数分：1、单列2、双列第六章

滚动轴承§1.概述§2.滚动轴承的受力分析、失效和计算准则§3.滚动轴承的寿命计算§4.滚动轴承的组合结构设计一、功能轴轴上零件解决运动和支承问题2、以滚动摩擦代替滑动摩擦，以减少运动副间的摩擦,使之运转灵活，提高效率。1、支承转动或摆动的零件二、组成球短圆柱滚子锥形滚子鼓形滚子滚针不可缺少内圈转外圈不转--支承转轴；外圈转，内圈不转--支承轴上零件.1、滚动体2、内圈3、外圈4、保持架低碳钢；铜、铝、工程塑料轴承铬钢GCr15，硬度

60~65HRC三、滚动轴承的分类:③

按载荷分类:向心轴承、向心推力轴承、推力轴承①滚动体分类圆柱、滚针圆锥鼓形②滚动体列数分类:单列、双列承载能力：最大转速：小大小大调心轴承球、滚子四、滚动轴承的代号:前置代号基本代号后置代号五位数字表达部件代号结构特点前置代号、后置代号只有在对轴承有特殊要求时才使用。字母组成，表示轴承分部件代号8项内容(一)滚动轴承的基本代号内径代号直径系列宽度系列类型代号特轻—0，1轻—2中—3重—4正常0尺寸系列（二）后置代号内部结构密封及防尘保持架及其材料特殊轴承材料公差等级游隙代号多轴承配置其它1、内部结构：7类轴承，接触角有150、250、400三种，分别以C、AC和B表示。例：7000C（36000）、7000AC（46000）、7000B（66000）。2、公差等级：/P0、/P6X、/P6、/P5、/P4、/P2。/P0、普通级（G）不标出。

/P2（B）、最高级。/P6X用于圆锥滚子轴承0、6、5、4、2=G、E、D、C、B例1：71224AC/P4----4级精度，内径为120mm，宽度系列为1的轻系列列角接触球轴承，接触角250

。内径代号直径系列宽度系列类型代号特轻—0，1轻—2中—3重—4d=□□×5正常0尺寸系列例2：滚动轴承的基本代号6020662067311C角接触球轴承α=15°—Cα=25°—ACα=40°—B30310不标例3：下列轴承，哪个直径最大？哪些是球轴承？哪个是可调心的轴承?302106218N206513061205例4、滚动轴承30208型与7208比较承载能力—最大速度—例5、下列标记代表的意义：

30310——7306AC——B—2240——08A—1x50——五、滚动轴承的选择（一）、常用轴承的主要特性球滚子承载能力：最大转速：小大小大类型选择1（二）滚动轴承的类型选择1、滚动轴承选择的一般过程如下：选择轴承的类型和直径系列按轴径确定轴承内径对没有严格要求的轴承可不进行承载能力验算END进行承载能力验算合格不合格对有较严格要求的轴承2、滚动轴承类型选择应考虑的问题1）承受载荷情况2）尺寸的限制方向：向心轴承用于受径向力；推力轴承用于受轴向力；向心推力轴承用于承受径向力和轴向力联合作用。大小：滚子轴承或尺寸系列较大的轴承能承受较大载荷；球轴承或尺寸系列较小的轴承则反之。当对轴承的径向尺寸有较严格的限制时，可选用滚针轴承。5）安装要求3）转速的限制4）调心性要求一般情况下球轴承和轻系列的轴承能适应较高的转速，滚子轴承和重系列的轴承则反之；推力轴承的极限转速很低。调心球轴承和调心滚子轴承均能满足一定的调心要求。是否需要内或外圈可分离。6）经济性要求精度越高价格越高，另外球轴承便宜，滚子轴承价格贵，有特殊结构的轴承价格高。7）游隙滚动轴承中滚动体与内外圈滚道之间的间隙。

径向游隙：一个座圈不动，另一个座圈沿径向从一极端位置移至另一极限位置的移动量。

轴向游隙：一个座圈不动，另一个座圈沿轴向从一极端移至另一极限位置的移动量。3类型选择1、载荷大小、方向、性质2、转速要求3、尺寸限制4、安装要求5、经济性另外球轴承便宜，滚子轴承价格高，有特殊结构的轴承价格高。二、滚动轴承的应力分析

三、滚动轴承的失效形式和计算准则一、滚动轴承的载荷分析§2滚动轴承的受力分析、失效和计算准则1）向心轴承：FR0max在径向力Fr的作用下深沟球60000圆柱滚子N0000半圈滚动体受载各滚动体受力不均受的最大力为FR0maxFr一、滚动轴承的载荷分析—2）推力轴承：承受纯轴向载荷Fa，各滚动体受力均匀单个滚子受载荷FA0

=

Fa/Z推力球轴承—50000。FaFA0FA03)向心推力轴承在承受径向载荷Fr

时产生派生轴向力FS。它会使轴承产生内外圈分离，以致整个轴承只剩下一个滚子受载，此时FS=Frtanα。所以滚动轴承可以加轴向载荷Fa以平衡FS。

FrFRiFSiαFRiFRi分析FS：1）FS是接触角α的函数，当α一定时，FS=eFr

。系数e因轴承结构不同而不同。滚子轴承角接触球轴承7000C7000AC7000BFs=FR/(2Y）FS=eFRFS=0.68FR

FS=1.14FRY和e查表2）FS使内外圈分开，减少承载滚子数目，使滚子受载增加，寿命下降。3）外载荷Fa不同时，对轴承的影响不同。三、滚动轴承的失效形式和计算准则点蚀、塑性变形、其它非正常失效计算准则：1、n↑→点蚀失效为主→疲劳寿命计算→控制点蚀；

n↑↑→粘着磨损或烧伤为主→疲劳寿命计算→再进行极限转速校核；2、n↓↓、间歇运动、重载→塑性变形为主→静强度计算3、其它非正常失效→轴承组合设计控制非….失效形式：§3.滚动轴承的寿命计算:一、几个概念：二、轴承的寿命计算：三、当量动载荷四、向心推力轴承的径向力Fr和轴向力Fa:（h）X=？Y=？e—α，α’FA1=？

，FA2=？

1.轴承寿命—

一个轴承在载荷作用下，当其中任一元件首先出现点蚀时，所转过的总圈数，称为该轴承的疲劳寿命。一批轴承（相同型号、尺寸、材料和相同的制造工艺）在相同的工作条件下，失效概率为10%时，所能运转的总圈数，或在一定转速条件下所能工作的小时数，称为基本额定寿命。可靠度为90%，用L10或Lh表示。2.基本额定寿命—一、几个概念：寿命曲线可靠度寿命

99%L10=105r90%L10=106r50%L10=5×106r1%L10=40×106r50%90%转数n载荷PL1L23.基本额定动载荷

C—30%10%PLL=106CPL2L1寿命曲线方程C—实验条件·载荷平稳···常温＜100°c··可靠度90%····对向心、向心推力轴承是纯径向力；对推力轴承是纯轴向力。基本额定寿命为106(百万转)时,轴承所能够承受的最大纯径向或纯轴向载荷。二、轴承的寿命计算：（r）球轴承ε=3滚子轴承ε=10/3且：载荷平稳;常温＜1000C可靠度90%;

对向心、向心推力轴承是纯径向力；对推力轴承是纯轴向力。C—基本额定动载荷P—轴承所受动载荷指数ε：—当量动载荷工程上常用小时表示：（h）当在高温（＞1000C）下工作,载荷有冲击时，引入—fT、fP

：n—轴承的转速（h）通式三、当量动载荷1.当量动载荷2.径向力影响系数X;轴向力影响系数Y3.判断系数e值:1、当量动载荷（寿命）KN①纯径向力FR,轴向力FA=0—(60000,N0000)②纯轴向力FA,径向力FR=0—(50000)径向力影响系数轴向力影响系数当轴承受载是:Y=1X=1③轴向力FA≠0,径向力FR≠0

（60000，70000，30000）X=？Y=？径向力影响系数——轴向力影响系数——3.判断系数e值:Fa≤

FSX=1,Y=0Fa＞

FS

e反映轴向载荷对轴承寿命的影响以与e值进行比较。X＜1,Y＞0例8：某轴径d=20mm，采用向心推力圆锥滚子支承，轴承上作用轴向载荷FA=3.55KN，径载FR=4KN，工作寿命Lh=25000h，n=1250r/min，载荷平稳，试选择此轴承？解：试选30204，查手册（p117）e=0.35C=28.2kN=3.55/4=0.88>e查手册X=0.4，Y=1.7。载荷平稳∴fP=1；常温∴fT=1；

P=XFR+YFA=4×0.4+3.55×1.7=7.64kN∴30204不适用再选30304查手册C=33kN>C/=31.5KN,可以吗？不可以。∵此时e、x、Y、P值均发生了变化。选轴承30304查表：Cr=33kNX=0.4Y=2e=0.3P30304P=XFR+YFA

=0.4×4000+2×3550=8700NC/=35.87＞Cr30304仍不能用。（1）α角不变的轴承X＜1,Y＞0X=1,Y=0e值是定值30000型----每一个轴承有一个确定的接触角70000AC型70000B型—接触角α=40°；e=1.14—接触角α=25°；e=0.68每一个轴承有一个相应的e值。例9：已知，平稳载荷FA=6700N，FR=2500N，分别求6210，6310轴承的P=？取fp=1C06210=23.2kN，C06310=38kN分析：e≤＞α’=2.68e=0.21e=0.19e＞Y=2.0Y=2.35X=0.56P=0.56×FR＋2×FA=14800P=0.56×FR

＋2.35×FA=17145=0.29=0.18查表2.对70000,30000轴承

轴系受力FS1,FS2、FaFS1+Fa＞FS2

轴系有向右移动趋势受压轴承Ⅱ—FA2=FS1+Fa放松轴承Ⅰ—FS1FS2S’S’FS2FS1FaⅡFrFaⅠⅡ

假设：判断承载轴承—方向与FS2

反向—方向与FS1

反向FA1=

FS1FA1,FA2=?

FR1FR2FA1FA2Fs1

Fs2S/Fa假设：FS1+Fa＜FS2S’FS2－Fa轴系向有左移动趋势受压轴承Ⅰ—

FA1

=FS2

－Fa放松轴承Ⅱ—

FA2

=

FS2判断承载轴承Ⅰ＋S’FS1FrFaⅠⅡFS1FS2FR1FR2FA1FA2Fs1S/FaⅡFs2小结1）用轴系的全部轴向力确定移动趋势。3）受压轴承的轴向力=除自身轴向力外的全部轴向力的合力。放松轴承的轴向力=自身内部轴向力。2）判断受压轴承和放松轴承。4）方向与自身内部轴向力相反。例7：FS1FS2FR1FR2FrFaⅠⅡ反装与正装之分假设：FS2+Fa＞FS1轴系向有右移动趋势判断承载轴承受压轴承—FA1=FS2

＋Fa放松轴承Ⅱ—FA2

=FS2FA1FA2习题:1．图示采用一对30208（7208）滚动轴承,已知径向力FR1=9600N,FR2=15600N,轴向力Fa1=3000N,Fa2=8000N。请求出两轴承的轴向力FA1,FA2

。Fa1R2ⅠⅡFa2FS1FS2FR1FR22）计算FS1=?FS2=?并画出受力图解：

1）查表7-8FS=FR/2Y，查设计手册：

Y＝1.6(手册),e＝0.373）判断紧端和松端4）计算FA1和FA25）计算FA/FR

并与e比较查设计手册得X和Y6）计算P1和P27）计算LhFS1=4000NFS2=5600N习题:

2．图示采用一对30208（7208）滚动轴承,已知FR1=2400N,FR2=3200N,轴向力Fa=500N,请求出两轴承的轴向力FA1,FA2

。（FS=FR/2Y，Y=1.6）

FS1FR1FR2FrFaⅠⅡFrFaⅠⅡFS2FS1FR1FS2FR2§3.滚动轴承的静强度计算:静强度条件:（kN）P0—当量静载荷C0—额定静载荷S0—静强度安全系数1.

当n＜10r/min,以C0≥S0P选轴承。应用条件:2.

当n＞10r/min且Dmn＜10000时，选轴承要同时考虑C和C0

。疲劳寿命计算点蚀、磨粒磨损、塑性变形结构设计密封润滑静强度计算P0=X0FR+Y0FAKN§4.滚动轴承的组合结构设计:

1.两端单向固定—一、轴系的固定方式:2.一端固定一端游动—2.两端游动—轴系相对箱体或机架的固定方式。二、滚动轴承和轴上零件固定方式:套筒紧定螺钉圆螺母与止推垫片细牙双圆螺母轴端挡弹性挡圈1.轴上零件的轴向固定方法

轴上零件的固定方式周向固定方法:2.滚动轴承与箱体的固定方法:§4.滚动轴承的组合结构设计:三、轴上零件和滚动轴承的调整:1.滚动轴承游隙的调节—垫片2.锥顶距的调节—套杯3.蜗杆传动的调节四、密封与润滑:毡圈密封迷宫式密封轴向立轴综合密封径向密封圈密封油沟密封挡圈密封甩油密封

轴系结构改错7305C7305C轴系结构改错滚动轴承的类型滚动轴承的组成：滚动轴承参数2、内径尺寸代号00～99代号×5=内径尺寸（除00、01、02、03、之外）00---10mm、01---12mm、02---15mm、03---17mm例：6005d=05×5=25mm当d<10mm及d=22、28、32mm时，直接用“/”分开