机械设计基础 第14章 滚动轴承.ppt

1、在机械设置修订的基础上，武汉理工高等院校物流工程学院机械设置修订和制造系逻辑翰，2007年12月12日星期三，Foundation of Machine Design，第14章滚动轴承和装置设置修订，熟悉滚动轴承的类型和符号，掌握滚动轴承的寿命修订，掌握滚动轴承的组合设定修订、14-1滚动轴承的结构、类型和符号、3、2020年7月29日星期三、14-1滚动轴承的结构和类型和符号、一、基本结构外圈内圈滚动体保持器、4、2020年7月29日星期三、二、主要滚动体形状：球轴承的滚子轴承(圆柱滚子、圆锥滚子承受载荷的方向：径向线接触=0径向线接触045推力滑动轴承轴方向接触=90拉斯特角接触4590滚

2、动体和外圈接触部位的法线与垂直于轴承轴心线的平面所成的角度称为标称浸润角，14-1滚动轴承的结构、类型和符号，5、5， 2020年7月29日星期三，三、滚动轴承的符号、滚动轴承的类型很多，但各种轴承有不同的结构、尺寸、公差等级和技术要求，为了便于组织生产和选择，国家标准规定滚动轴承的符号由基本符号、前置符号、后置符号构成。 6、6,2020年7月29日星期三，1 .基本符号表示轴承的基本类型、结构和尺寸，是轴承符号的基础。 按照国家标准生产的滚动轴承的基本编号由轴承型号、尺寸系列编号和内径编号构成。 1 )类型查询密码从基本查询密码的左边数起第一个，用数字或字母表示，查询密码省略为“0”(多列

3、角接触球轴承)。 14-1滚动轴承的结构，类型和符号，7，2020年7月29日星期三，表14-2滚动轴承的主要类型和特性，14-1滚动轴承的结构，类型和符号，8，2020年7月29日星期三，表14表14-2滚动轴承的主要类型和特性，14 2020年7月29日星期三，1 .基本符号，2 )尺寸系列符号是轴承宽度(高)度系列符号(从基本符号左起第二个)，11，2020年7月29日星期三，3 )内径符号从基本符号左起第四、五位数字表示轴承公称内径尺寸。 1 .基本符号，14-1滚动轴承的结构，类型和符号，12，2020年7月29日星期三，2 .前置，后置符号，1 )前置符号用字母表示定径套轴承的零配

4、件，参见GB/272-93；2 )后缀用字母(或加号)表示与基本查询密码隔开中国字的一半距离，或者用符号“-”“/”分隔。 2020年7月29日星期三，型号和符号5，6308 :6深沟球轴承，3中系列，08内径d=40mm，公差等级为0级。N105/P5:7214AC/P4:30213 :3圆锥滚子轴承、2轻系列、13内径d=65mm、0正常宽度、公差等级为0级。 6103 :6深沟球轴承、1特轻系列、03内径d=17mm、公差等级为0级、n圆柱滚子轴承、1特轻系列、05内径d=20mm、公差等级为5级、7角接触球轴承、2轻系列、14内径d=70mm、公差等级4级、公称浸润角=25、14-2滚

5、动轴承2020年7月29日星期三，14-2滚动轴承类型的选择、构造不同，各种轴承的使用性能也不同，1、承载能力为相同的外形尺寸，滚子轴承的承载能力约为球轴承的1.53倍。 因此，负荷较大或有冲击负荷时，请优先采用轧辊轴承。 但是，在轴承内径d 20mm的情况下，滚子轴承和球轴承的负荷能力大致相同，球轴承的价格一般比滚子轴承低，因此能够优先选择球轴承。 角接触轴承既可承受径向线负荷，也可承受轴向负荷。 角接触轴承(045 )主要承受径向线负荷，角接触拉斯特轴承(4590 )主要承受轴向负荷。 轴向接触(=90 )拉斯特轴承只能承受轴向负荷。以滚子为滚动体时，如果将只能承受径向线载荷的球作为滚动体

6、，则由于内外轨道为深槽，因此，径向线接触(=0)向心轴承主要在径向线载荷的基础上，还能够承受一定量的轴向载荷。 深沟球轴承结构简单，价格低廉，应用最为广泛。 15、2020年7月29日星期三，选择14-2滚动轴承类型，2、极限转速滚动轴承转速过高会在摩擦表面间产生高温，润滑不良会导致滚动体的烧坏和粘结破坏。 滚动轴承在一定的负荷和润滑条件下允许的最高转速称为极限转速，其具体数值请参照相关手册。 轴承极限转速不满意时，可采取提高轴承精度、适当加大间隙、改善润滑和蒸发制冷条件、选用青铜保护信息帧等措施。 3 .角接触轴承由于安装误差或轴受力而变形等，内外圈中心线相对倾斜(参照图a )。 其倾斜角称

7、为角偏差。 角度偏差大会影响轴承的正常运转，因此此时请采用调心轴承(图)。 调心轴承的外圈轨道表面为球面，自动补偿两轨道轴心线的偏差，使轴承正常动作。 滚针轴承对轴线偏移最敏感，轴线有偏移时尽量不要使用。14-3滚动轴承的主要故障形态和设定修正基准、16、2020年7月29日星期三、14-3滚动轴承的主要故障形态和设定修正基准、一、主要故障形态1、疲劳点蚀(一般转速) 2、塑性形变(低速、不旋转、摆动17、2020年7月29日星期三、14-4转2020年7月29日星期三，14-4滚动轴承的寿命补正算，一组同一型号的轴承，由于材料、热处理和工艺等许多随机因素的影响，即使在相同的条件下，对于具体的

8、轴承来说，很难知道正确的寿命。 但是，在大量的轴承寿命测试中，与轴承的寿命之间有如图所示的关系。 一组同一型号的轴承在同一条件下运行，90%的轴承在发生疲劳点蚀前可达到或超过的寿命称为基本额定寿命。 (单位记为百万转，即106r )或Lh (单位记为时间)。 对于各个轴承，达到或超过这个寿命的概率是90%。 轴承的基本额定寿命为100万转时，轴承承受的负荷称为基本动额定载荷，用表示。 在轴承的一方的轴承套圈或滚动体的材料出现最初的疲劳扩张点腐蚀之前，相对于一方的轴承套圈的另一方的轴承套圈的总转数，或者以转数的作业时间数称为轴承的寿命。 14-4滚动轴承的寿命修正计算，19，2020年7月29日

9、星期三，一、滚动轴承的寿命修正计算的基本公式，在实际修正时，用时间表示轴承的寿命很方便，用n表示轴的转速(r/min )的话，上式可以写成： 当量动载荷是一定的径向线(或轴向)负荷，在该负荷的作用下，滚动轴承具有与实际的负荷相同的寿命。 的决定方法将在下一节中说明。 轴承寿命与负荷有关，根据负荷一寿命曲线(P-L曲线)试验，式中，寿命指数、滚珠轴承=3、滚子轴承=10/3滚动轴承的基本额定寿命(r )和基本动额定载荷(n )、当量动载荷明确，如上所述，所谓对置心轴承是指承受纯径向线负荷的意思如果作用于轴的实际载荷既有径向线载荷又有轴向载荷，则必须先将实际载荷转换为与试验条件相同的载荷，然后再与

10、基本动态额定载荷进行比较。 因为转换的载荷是假设的载荷，所以称为动态等效载荷。当量动载荷的校正公式表示，在： P=fP(XFR YFA )式中，FR径向线载荷(N) FA轴向载荷(N) fP动载荷校正因数x径向线动载荷系数y轴向动载荷系数对向心轴承，而在FA/FRe的情况下轴向力的影响大的FA/FRe的情况下，轴向力的影响可忽略(在此e值记载在轴承标准中，其值与轴承类型和FA/C0r比相关(C0r为轴承的径向线静额定载荷)。 在向心轴承仅承受径向线载荷的情况下， P=FR推力滑动轴承(=90 )仅承受轴向载荷，其轴向当量动载荷为： P=FA、14-4滚动轴承的寿命补正算、21、2020年7月2

11、9日星期三、三、角接触球轴承(角接触球轴承) 施加在各滚动体上的拉斯特分力之和为轴承的内部拉斯特力Fs。 一内部轴向力FS的大小及方向： FS的大小：近似值可以根据P252表14-12的公式修正计算求出。 FS的方向：始终沿着内圈和滚动体从外圈脱离的方向。2。 安装方式：为了平衡角接触轴承的内部轴力，使轴不晃动，通常该轴承成对使用，对称安装。 安装方式中，图a有外圈宽窄边对置(正装、对面)，图b有外圈宽宽边对置(逆装、背对面) 2种，明确了两安装方式中轴的强度和刚性不同。 14-4滚动轴承寿命补正算，22，2020年7月29日星期三，3。 轴向负荷FA的校正运算是指，在图a中(FS、FA、FS

12、中有轴向右移动的倾向(轴承2被按下，轴承1松弛)，轴承2的右端被固定，因此轴不能向右移动，故右端盖必定对轴承2施加力增量FS，对轴施加力的轴承1 (放松心情如果FA=FS1轴承2 (按压端):fa=fs2fs2=fs1fa(2)fs1fafs2，则存在轴向左移动的倾向(按压轴承1，轴承2放松心情定)，由此，轴承1 (按压端):FA=FS1 FS=FS2- FA 14-4滚动轴承的寿命补正算、23， 2020年7月29日星期三，判断知道轴向负荷fa修正计算方法的轴承是按压还是放松的按压自身的内部轴向力以外的该横向力的代数和放松心情自身的内部轴向力方法：取两者中较大的一方，取两者中较大的一方，取2

13、4、2020年FR1=3600N 2、FR1=1000N、FR2=500N、FA=300N、FS=0.7FR、FA1、FA2、的、的、的、的、的、的様式， 当FA2=1500N、FS=FR/4、FA/FR0.3时，P=fp FR是FA/FR0.3，P=fp (0.4FR 2FA) fp=1.2是要求两个这些个的2020年7月29日星期三，对于14-6滚动轴承装置的设定修正，在轴承为非接触式的情况下进行。 除了合理选择尺寸外，还必须解决轴承的组合设定修订，即轴的轴向位置固定、轴承与其他零配件的配合、间隙调整、装卸和润滑密封等一系列问题。 一、滚动轴承的轴向固定(常用以下两种固定方式) 1、两端固

14、定式如上图所示，轴的两个支点分别能够限制轴的一个方向移动，将两个支点合并限制轴的双向移动，这种固定方式称为两端单向式固定。适用于动作温度不太变化的短轴，考虑到轴因热而伸长，请在轴承端盖与外圈端面之间留有热补偿间隙=(0.20.3)mm。 对角接触轴承的两端在单向式上固定有两种方式(与轴承正装置反装，如下图所示)，对于装卸和轴承的临时紧固来说，正装置好的轴的强度和刚性，简单支撑轴正装置好，外伸轴反装置好。14-6滚动轴承装置设置修订、27、2020年7月29日星期三、一、滚动轴承的轴向固定、二、一端固定、一端浮动式这样的固定方式，将两个支点中的一个支点双向固定而受到轴向的力，另一个支点能够在轴向

15、上浮动(如左图所示)。 能够在轴向游动的支点称为游动支点。 该固定方式适用于温度变化大的长轴。 游动端也有两种方式，以深沟球轴承为游动支点时，请在轴承外圈和端盖之间留出适当的间隙(左图所示的a )。以圆柱滚子轴承为游动支点时，请将轴承外圈固定在两个方向上(左图所示的b )，使内外圈向云同步移动，以免发生过大的位置偏移。 相对于径向线负荷和轴向负荷大的轴，以两个角接触轴承为固定端的构造如右图所示，轴向力大时，可使用双向推力滑动轴承承受轴向力，其构造如右图所示。14-6滚动轴承装置设置修订、28、2020年7月29日星期三、二、轴位置的调整和轴承的临时紧固、1、轴承间隙的调整轴承间隙的调整方法如下

16、：1)增减调整两端轴承盖与机台之间的一组间隔件的厚度(图a )；2 )用螺钉1对轴承外圈按压件2、轴承的临时紧固，对于某个可调整的游隙式轴承，在安装时施加一定的轴推压力(临时紧固力)，使内外圈相对位移而消除游隙，使轴承套圈与滚动体的接触部位产生弹性预变形来提高轴的旋转精度和刚性的方法称为轴承的临时紧固。 预紧器也可以通过金属垫圈(图a )、光圈套圈(图b )等方法得到，也能够通过其他的方法得到。14-6滚动轴承装置设置修订、29、2020年7月29日星期三、二、轴位置的调整和轴承临时紧固、三、轴承组合位置的调整轴承组合位置调整的目的是使轴上的零配件(例如齿轮、滑轮等)具有正确的工作位置。 圆锥齿轮传动时，为了保证正确的啮合，需要2个节锥顶点重合，另外，蜗杆副的传动要求蜗轮的中间平面通过蜗杆副的轴线等。 在圆锥齿轮轴组合位置的调整、即茄克衫杯与机台间的垫片组用于调