滚动轴承参考课件.ppt

1、1、滚动轴承的结构、类型和代号 2、滚动轴承的受力和应力分析及失效形式 3、滚动轴承的类型选择 4、滚动轴承的动态承载能力计算 5、滚动轴承的静态承载能力计算,第九章 滚动轴承,第九章 滚动轴承,本章的学习要点： 掌握滚动轴承的基本构造、主要类型和特点 掌握滚动轴承基本代号和精度等级代号 掌握滚动轴承的基本额定寿命、基本额定动载荷、基本额定静载荷、当量动载荷及当量静载荷等概念 滚动轴承的力分析、失效和计算准则 掌握滚动轴承的寿命计算，包括当量动载荷计算、角接触球轴承和圆锥滚子轴承的派生轴向力和轴向负荷的计算,如何根据工作条件选用合适的滚动轴承类型和代号？ 如何结合滚动轴承可能的失效形式进行性能

2、参数的校核计算？ 如何理解基本额定动载荷、基本额定寿命和当量动载荷 如何进行滚动轴承的寿命计算？ 如何进行角接触轴承和轴向载荷FA的计算？,1、滚动轴承的结构、类型和代号,标准件、专门轴承厂生产，只需选型和组合设计。,第九章,一、结构,核心元件：滑动滚动,使滚动体等距离分布， 滚动体间的摩擦、磨损。,滚子轴承：圆柱、圆锥、球面滚子、滚针线接触,保持架,外圈,滚动体,第九章,二、材料,内外圈、滚动体：强度高、耐磨的铬锰高碳钢。,保持架：软材料，低碳钢板冲压后铆接或焊接。,三、特点：与滑动轴承比较,优点：,1）起动力矩小，可在负载下起动；,2）径向游隙较小，运动精度高；,3）轴向宽度较小；,4）可

3、同时承受径向、轴向载荷,轴承组合较简单;,5）便于密封、易于维护；,6）不需有色金属，标准件，成本低。,第九章,缺点：,1）承受冲击载荷能力差；,2）振动、噪音较大；,3）径向尺寸较大；,4）有的场合无法使用；,第九章,数字或字母表示不同类型的轴承,表示结构、内径相同的轴承在外径和宽度（高度）方面的变化系列,表示轴承公称直径的大小20480mm 代号5=内径mm,有特殊要求时使用,表示轴承结构、形状、材料、公差等级等,四、滚动轴承的代号（GB/T27293）,代号：表示类型、结构、尺寸、公差等级、技术性能等特征的产品代号。,第九章,但对圆锥滚子轴承(3类)和调心滚子轴承(2类)不能省略“0”,

4、 外径系列代号：特轻(0、1)、轻(2)、中(3)、重(4)。,宽度系列代号：一般正常宽度为“0”，通常不标注。, 公差等级代号：公差分2、4、5 、6(6x)、 0级，共五个级别。,以/P2 、/P4、 /P5、 /P6(/P6x)为代号，0级不标注 。,内径代号特殊情况：,第九章, 内部结构代号：具体见手册，主要掌握：,1）圆锥滚子轴承：30000(=1018) 30000B(=2730大锥角),2）角接触球轴承：70000C（ =15）、 70000AC（ =25）、 70000B（ =40）。,3）E：加强型, N207E,第九章,举例：,7306AC/P4,角接触球轴承，=25，d=

5、30mm，精度为4级,第九章,6 2 1 2,N 2 2 0 8,3 3 3 1 5 E,第九章,五、滚动轴承的类型和选择,(1)滚动轴承的主要类型,主要掌握：,双向：双向Fa,1、60000型:深沟球轴承,4、N0000型:圆柱滚子轴承:内外圈间可自由移动,3、30000型:圆锥滚子轴承,第九章,按载荷方向、的不用分为：,承受轴向载荷能力,向心轴承= 0 45，主要径向载荷。,向心角接触轴承：,，如3、7类；,推力轴承= 4590，主要轴向载荷；,推力角接触轴承：,公称接触角：套圈与滚动体接触处的法线和垂直于轴承轴心线间夹角。,第九章,(2)类型的选择,1、球轴承为点接触、滚子轴承为线接触。

6、,承载能力：球轴承滚子轴承,耐冲击： 球轴承滚子轴承,nlim： 球轴承滚子轴承,载荷大、有冲击时选滚子轴承，转速高时选球轴承。,2、载荷性质,同时Fa、Fr：角接触球轴承或圆锥滚子轴承；,Fr大、Fa小：深沟球轴承；,Fa大、 Fr 小：推力角接触轴承；,第九章,3、轴刚度差、挠曲变形大、座孔不平行、不同轴、多支点轴：调心轴承。,第九章,举例：,4、轴承装拆、调整方便：内、外圈可分离型(如3、QJ类)。,5、经济性：球轴承比滚子轴承便宜。精度价；,第九章,2、滚动轴承的受力和应力分析及失效形式,第九章,一、球轴承受力分析,内圈或滚动体上某一点H的变化规律。,外圈上某一点H的变化规律。,均为脉

7、动循环。,第九章,二、角接触轴承中的附加轴向力Fs,由于“公称接触角”存在：,FR作用,第九章,滚动体法向反力Fi,（附加轴向力）,各种角接触轴承附加轴向力：,e 判断系数 P173 表7-7 Y 轴向动载系数 P173 表7-7, Fs存在 30000型、70000型轴承成对使用，使Fs与Fs方向相反，使轴受力合理。,第九章,Fs方向：由轴承外圈的宽边指向窄边，通过内圈作用于轴上,附加轴向力Fs是由于角接触轴承承受径向力Fr引起的。,即“接触线箭头”方向。,3类：,6类：,=,简化画法,第九章,三、滚动轴承的失效,2、塑性变形：静载荷、冲击作用下,3、磨损：磨粒磨损、粘着磨损；,1、疲劳点蚀

8、：回转轴承上，各元件受脉动接触应力。,4、其它：电腐蚀、锈蚀、元件破裂等；,第九章,四、滚动轴承计算准则,1、一般条件下的回转滚动轴承：,接触疲劳寿命计算,、静强度计算。,2、摆动、n很低轴承(,）：静强度计算,3、高速轴承：寿命计算和,（=N0,修正系数）,三个基本性能参数：,C0r、C0a 基本额定静载荷：静强度,N0 极限转速：控制磨损,第九章,4、滚动轴承的动态承载能力计算,一、基本额定动载荷和基本额定寿命,1、轴承寿命：轴承中任一元件出现疲劳点蚀前运转的总转数或一定转速下的工作小时数。,同型号轴承：离散性大、寿命相差数十倍。,一批轴承：服从一定的概率分布规律。, 采用基本额定寿命。,

9、第九章,2、基本额定寿命：一批相同轴承在同样工作条件下运转，其中10%的轴承发生疲劳点蚀前运转的总转数（L10），或一定工作转速下工作的小时数（L10h）。,L10的物理意义：,2）对一个具体轴承而言：该轴承能达到或超过该寿命的概率为90%。,第九章,3、基本额定动载荷C：,L10=106r时，轴承所能承受的最大恒定载荷。,即：在C作用下，轴承工作106r而不点蚀失效的R=90%,Cr：径向基本额定动载荷,对角接触轴承（3、7）：Cr载荷的径向分量,Ca：轴向基本额定动载荷：5类 Ca纯轴向载荷,1）C由试验得出，查手册；,2）C 轴承抗疲劳承载能力；同类不同型号轴承，C不同。,3）设计时需满

10、足：一定工况下的轴承所需的CC,说明：,第九章,二、当量动载荷P,实际工作时，轴承可能同时受FA、FR,将FR、FA转化为与C性质相同的载荷当量动载荷P,X径向动载系数，确定FR对寿命影响效应的大小；,Y轴向动载系数，确定FA对寿命影响效应的大小；,将FR、FA折合为Cr或Ca,为了与C在相同条件下比较,式中：,向心轴承：P=FR；推力轴承：P=FA,第九章,由表7-7知，X、Y受e轴向载荷“判断系数”影响,三、寿命计算,时，,第九章,PL曲线,球轴承：=3,滚子轴承：=10/3,第九章,工程中常用小时数表示寿命：,n轴承转速r/min,注意：Lh与n有关，L10与n无关。,第九章,考虑温度和

11、载荷的影响：,fT温度系数，表9-5 fP载荷系数，表9-6,设计时，应：,若已知,，求得,（N）,查手册，选型号，使,轴承预期使用寿命,第九章,四、角接触轴承和轴向载荷FA的计算,1、作用于轴上的外载荷,第九章,轴上有外载荷：FR和FA,第九章,FR作用点为“载荷作用中心”：位置用a表示。,a ：载荷作用中心至轴承外侧端面距离（查手册）,第九章,由前知：FR1、FR2,2、轴向载荷计算,第九章,右端轴承 “压紧” 左端轴承 “放松”,第九章,左端“压紧” 右端“放松”,正安装：合力指向端为“压紧端”,第九章,反安装： 合力指向端为“放松端”,1）根据轴承安装方式和 Fa 、 Fs1、Fs2合

12、力指向，判定“压紧端”和“放松端”。,2）放松端：FA等于本身Fs。,3）压紧端：FA等于除本身Fs外，其它轴向力的代数和。,第九章,角接触滚动轴承寿命计算小结：,1、求支反力（力平衡、力矩平衡）FR1、FR2；,2、求附加轴向力Fs1、Fs2(对3类：,Y取,时值),3、根据轴承安装方式及合力的指向判定“压紧”、“放松”端，求出FA1、FA2；,4、根据,？：是 X、Y查表，否 X=1、Y=0,？：是 X、Y查表，否 X=1、Y=0,，,取,第九章,（P205，表9-8）；,5、校核式：,设计选择式：,深沟球轴承：无Fs，Fa由压紧端承受， 即：FA压紧=Fa， FA放松=0,球轴承：=3 滚子轴承：=10/3,第九章,5、滚动轴承的静