滚动轴承设计.ppt

1、第20章滚动轴承及其组合设定订正、20-1滚动轴承的主要类型、符号及其选择、20-2滚动轴承的负荷、应力、故障形式及订正标准、20-4滚动轴承装置设定订正、20-3滚动轴承的寿命订正算、20-1滚动轴承的主要类型、符号的顺序点击1 )滚动轴承的结构、内圈安装在轴颈上，围绕轴，外圈安装在壳孔上，一般不旋转，滚动体滚动轴承的铁心部件、保持器均匀地分隔滚动体，避免摩擦，常用的滚动体形状，一、滚动轴承的结构和特征，滚动轴承：圆柱、圆锥保持器：软材，低碳钢板冲压后的铆接或焊接。 滚动轴承材料：滚动轴承的优点：摩擦系数小，起动扭矩小，效率高，轴向尺寸(宽度)小，有些滚动轴承能同时承受径向负荷和轴向负荷，所

2、以能简化机械结构，使之紧凑，径向间隙由于可以用施力方法消除间隙，具有运转精度高、润滑简单、耗油量少、维护简单、标准品、更换容易等优点，因此被广泛使用。 缺点：耐冲击性差，高速时噪音大，工作寿命不及液体摩擦滑动轴承，径向尺寸大于滑动轴承。 二)滚动轴承的特点二、滚动轴承的尺寸和性能残奥表、轴承内径d轴承内圈孔径与轴颈直径相同，为轴承公称直径，轴承宽度b轴承两端面间的轴向距离。 (1)滚动轴承的主要尺寸、轴承外径d轴承外圈外径、与轴承座孔径相同；(2)滚动轴承的主要性能残奥表、轴承的标称接触角滚动体与套筒接触处的法线与轴承的径向平面(与轴承轴心线垂直的平面)之间的夹角。 反映轴承承受轴向负荷的能力

3、，轴承承受轴向负荷的能力越大。 轴承的极限转速nlim轴承的动作转速n、轴承内外圈轴线相对倾斜反映了轴承的自动调心能力。 调心球轴承根据轴承所承受的负荷方向或公称接触角，可以使用轴承类型、公称接触角、径向轴承(主要承受径向负荷FR )、推力轴承(主要承受轴向负荷FA )、径向接触、径向角接触、推力角接触、轴向接触、=900 滚动轴承的主要类型和特点，二)滚动轴承的主要类型和特点，型号： (10000 )，1 .调心球轴承，负载类型主轴承径向载荷FR，也能承受少量的双向轴向载荷FA，特征具有调心性能，=2030，负载类型主=0.5020 3 .推力调心滚子轴承，型号： (29000 )，负载类型

4、能够承受较大的轴向载荷FA和恒定的径向载荷FR，特征具有调心性能，=2030，负载类型能够承受较大，结构特征：内外圈可分离，标称接触角为120、260 4 .圆锥滚子轴承，使用要求：配对使用，型号： (30000 )，正装(对面安装)，圆锥滚子轴承安装形式1 :正装简图，反装(背面安装)，圆锥滚子轴承安装形式2 :反负载类型只能承受轴向负荷FA，极限转速nlim低，6 .深槽滚珠轴承，负载类型主要承受径向负荷FR，同时可承受少量双向轴向负荷FA，型号： (60000 )，极限转速nlim高，摩擦阻力小，结构负载类型可同时承受径向载荷FR和单向角接触球轴承，型号： (70000 )，结构特征：标

5、称接触角为150、250、400，承受角接触载荷的能力越大。 使用要求：成对使用、正装(对面安装)、角接触轴承安装形式1 :正装概略图、逆装(背面安装)、角接触轴承安装形式2 :逆装概略图、(N0000 )、(NN0000 ) )、结构特征：内外圈可分离、无外圈边缘圆柱滚子轴承、多列圆9 .滚针轴承，型号： (NA0000 )，结构特征：内外圈可分离，无保持架，装载型只能承受径向载荷FR，四、滚动轴承符号，符号：表示型号、结构、尺寸、公差等级、技术性能等特征的产品符号。 1 )轴承编号由基本编号、前置编号和后置编号构成。 二)基本符号，圆锥滚子轴承：3推力球轴承：5深沟球轴承：6角接触球轴承：

6、7圆锥滚子轴承：N、宽度3360、正常：宽度：特低： 7、低： 9特宽： 3特宽： 4特宽： 5特宽调心滚子轴承：1调心滚子轴承：2推力调心滚子轴承：29、滚针轴承：NA、尺寸系列号表示方法、向心轴承、表示向心轴承同一公称内径d的轴承，其外径d和宽度b的变化状况、轴承尺寸系列的含义、窄轻系列、窄中系列圆锥滚子轴承：3推力球轴承：5深沟球轴承：6角接触球轴承33607圆柱滚子轴承33660 n、窄3360宽3360、特低： 7、低： 9、正常：1(单向)、正常：2(双向)、轻： 2、中： 3、重： 3 32及d 500 mm以上的轴承符号： /内径毫米表示，特轻： 0特轻： 1、调心球轴承：1调

7、心滚子轴承：2推力调心滚子轴承：29、6(0)2 06 (/P0)、3 32 15 E (/P0)、7(0)3 12 C(/P0)、5 14 10 径向负荷主要可以组合使用深沟球轴承(6种)、角接触球轴承(7种)、圆锥滚子轴承(3种)、推力调心滚子轴承(29种)、圆柱滚子n种(或者深沟球轴承6种)和推力轴承(5种)。 五、滚动轴承类型的选择，在转速高、负荷小或者旋转精度高的情况下选择球轴承，在转速低、负荷大或者有冲击负荷的情况下选择滚子轴承，在两轴承孔的同心度难以保证或者轴承后的挠曲变形大的情况下选择调心球轴3 )调心性能要求；4 )安装和拆卸方便，一般球轴承价格最低，滚子轴承比球轴承价格高。

8、 轴承精度越高价格越高，因此选择轴承时，请在满足动作要求的基础上，将成本降到最低。 轴承台并非剖面分式，需要轴向安装或拆卸轴承时，请优先选择圆锥滚子轴承(3种)这样的内外圈可分离的轴承。5 )考虑到经济性，例如深沟球轴承、角接触球轴承、20-2滚动轴承的负荷、应力、故障形式及修正标准；1 )受力分析、深沟球轴承受径向力FR时，由于各接触点有弹性变形，使内圈在FR方向下降一个，只有下半旋转体沿FR作用线的滚动体承受最大(f )载荷，邻接的滚动体逐渐减小载荷(FF1F2)，另一方面，承受滚动轴承的受力及应力分析，在承受轴向载荷FA时，各滚动体平均分担。 2 )轴承工作时元件上的应力变化，在滚动体进

9、入加载区域后，负荷从零逐渐增大到最大，然后逐渐减小到零。 因此，在滚动体的某一点，其应力周期性地不稳定地变化。 旋转的内圈上各点的负荷类似于滚动体。 因此，旋转轮任意点的应力周期性地不稳定地变化。 固定的外圈各点受到的应力因位置的不同而大小不同，对于负荷区域内的任意点，每个滚动体滚动一次就会承受一次，但负荷和应力的最大值不变，受到稳定的脉动循环应力。 滚动轴承一旦动作，一般内圈旋转，外圈固定。 滚动体应力的变化、内圈应力的变化、外圈应力的变化、二、故障形态、一疲劳点蚀滚动轴承动作时，由于其内圈、外圈与滚动体上的任意点的接触应力发生变化，因此若动作一定时间，则该接触表面可能发生疲劳点蚀。 发生点

10、蚀后，噪音和振动加剧，发热加重，轴承故障。 一般安装、润滑、密封正常时，疲劳点蚀是滚动轴承的主要故障形态。 2塑性变形转速低或间歇往复摆动的轴承一般不产生疲劳点蚀，但由于大的静载荷或冲击载荷，导轨圈与滚动体的接触部位的局部应力超过材料的屈服极限，在表面产生塑性变形(凹陷)，运转精度降低，产生振动和噪音，不能正常动作如果轴承磨损，旋转精度降低，也可能发生故障。 4、其他：电腐蚀、锈蚀、粘结、零件裂纹等一般工作条件下的旋转滚动轴承多发点蚀，主要进行寿命修正计算，根据需要进行静强度检查，对于旋转、不摆动或旋转速度低(n10 r/min )的轴承，控制塑性变形由于高速轴承的发热引起的粘着磨损、烧伤始终

11、是突出的矛盾，除了进行寿命补正计算外，还需要检查极限转速。 三、修正计算标准、20-3滚动轴承的寿命修正计算、1 .轴承寿命：轴承任一部件发生疲劳点蚀前运转的总转速或一定转速下的运转时间数。 同型号轴承：离散性大，寿命差数十倍。 一批轴承：遵循一定的概率分布规律。 采用基本额定寿命。 一、基本额定寿命和基本额定动负荷，二.基本额定寿命：一批相同的轴承在相同的工作条件下工作，其中90%的轴承在疲劳点餐前工作的总转速(L10 )，或者在一定工作转速下工作的总时间数(Lh )。 可靠度：相同轴承组达到或超过规定寿命的比例。 滚动轴承的寿命长度与要求的可靠度高度有关，要求的可靠度越高，轴承的寿命越短。

12、 L10的物理意义：2 )对于某些轴承来说，轴承达到或超过寿命的概率为90%。 3 )可靠度不是90%时，修正L10 :3 .基本额定动负荷c :L10=106r时，轴承可承受的最大额定负荷。即，在c的作用下，轴承因点蚀不良的R=90%、Cr :基本径向动额定负荷、对角接触轴承(3、7):Cr负荷的径向成分、Ca :基本径向动额定负荷： 5种Ca纯推力负荷、1、2)C轴承的耐疲劳负荷能力同种的形式而c不同。 3 )设定修正时需要满足：一定情况下的轴承所需的CrCr，说明：材质、工作温度、零件硬度变化： c修正，二、滚动轴承寿命修正计算的基本公式、负荷与寿命的关系：轴承的负荷-寿命曲线(p-大量

13、试验得到的滚珠轴承：=3、滚子轴承：=10/3 L10基本额定寿命、r； 已知：的情况。 工序中常用的时间数为寿命：n轴承转速、r/min、注意： Lh与n有关，L10与n无关。 此时，如果p和n已知，预计轴承修正寿命Lh已确定，则必要的额定动负荷Cr :在工作温度超过120时：修正c，ft温度系数。 三、滚动轴承的当量动载荷在实际工作时，轴承同时受到FA、FR，可将FR、FA转换为与c相同性质的载荷当量动载荷p、x径向动载荷系数、FR对寿命的影响效果的大小。 y轴动负荷系数、FA对寿命的影响效果的大小。将FR、FA换算成Cr或Ca，为了在与c相同的条件下进行比较，式中：仅承受纯径向载荷FR的

14、圆柱滚子轴承及滚针轴承： P=FR对仅承受纯轴向载荷FA的推力轴承： P=FA，由表20-10可知，x、2 ) 、C0r径向静额定负荷。 深沟球轴承、角接触球轴承的e随FA/C0r的增加而增大，FA/C0r反映了轴向负荷和径向负荷的相对大小。 考虑到机械的冲击振动，p的公式为，fp冲击负荷系数。 四、角接触球轴承与圆锥滚子轴承轴力FA的修正，一)角接触球轴承与圆锥滚子轴承的结构特点：角接触球轴承与圆锥滚子轴承在滚动体的轨道接触处有接触角。 二)角接触球轴承和圆锥滚子轴承的负荷特征：轴承仅承受径向载荷FR时，滚动体的载荷方向与轴承径向平面具有接触角，因此派生出内部轴向力FS，在修正轴承轴向力FA时，必须考虑其内部轴向力FS。 Fs的方向：始终沿着内圈和滚动体向外圈脱离的方向。 研究发现，对一半滚动体的负荷进行分析，角接触球轴承： FS1.25FRtan，圆锥滚子轴承： FS=FR/(2Y )，三)角接触球轴承和圆锥滚子轴承的内部轴力FS的大小和方向是为了平衡内部轴力，1、轴上有外负荷a :从负荷作用中心到轴承外侧端面的距离(检查手动)、2、轴向负荷修正、正装时，