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1、第13章 滚 动 轴 承 rolling bearing,章节要点： 1、类型及代号； 2、工作情况分析； 3、寿命计算； 4、轴承装置的结构设计。,1 概述,二、滚动轴承组成：,一、滚动轴承特点： 滚动摩擦、摩擦阻力小； 标准部件、互换性好。,滚动体形状,2 滚动轴承类型及其代号,一、类型,向心轴承,向心推力轴承 （角接触轴承）,推力轴承,滚动体形状 ： 球、柱、锥、滚针,推力轴承： 轴向载荷,向心推力轴承： 径向轴向载荷,名称：P302,二、滚动轴承代号 (GB/T272-1993),1）内径代号 右起第1、2位数字,2）直径系列代号 右起第3位数字,代表滚动体直径大小，含义： 0、1 特
2、轻系列 2 轻系列 3 中系列 4 重系列,4）类型代号 右起第5位数字（表13-1） 代表滚动体类型，常用：6、7、3 类,1）接触角 代号 C AC B 接触角 15 25 40,2）公差等级 PX,3）径向游隙系列,代号举例： 例 1：,6 2 15,常用滚动轴承类型、名称 （表13-1）：, 调心球轴承,双向推力球轴承,3 滚动轴承类型选择,一、各类滚动轴承主要性能比较,性能：取决于滚动体类型、接触形式！,离心力,5类例外！,1、轴承的载荷,二、滚动轴承类型选择依据,性质： 冲击振动 优选滚子,2、轴承工作转速,4、经济性,4 工作情况分析,一、内部载荷分布,内部载荷：指各元件之间的相
3、互作用力。,径向载荷：承载区、非承载区。,二、轴承元件的应力变化,滚动体：工作时，公转自转,定环（外环）：静止不动。 最下点 max 固定,运动内圈受力,动环（内环）：随轴一起转动，应力同上。,三、向心推力轴承的派生轴向力,当仅受径向力 Fr ，有： FNicosFri FriFr,Fd 计算: P322，表137.,同时有： FdiFnisin=Fritg Fd Fdi,2. 轴向载荷对载荷分布的影响,Fa=Frtg Fa=1.25Frtg Fa=1.7Frtg,1、轴承元件工作时承受变应力作用； 2、因0， Fr产生派生轴向力Fd 、其使轴承内外 圈分离； 3、3、7类轴承应成对使用，使两
4、轴承的 Fd 相反， 避免轴的窜动； 4 、Fr相同的情况下, 当Fa Fd时，承载滚动体数目 将增多 适当预紧； 5、3、7类型轴承安装方式：正装、反装。,讨论：,5 滚动轴承尺寸选择,一、失效形式和设计准则,失效形式 ： 点蚀、磨损； 塑性变形（低速n10rpm,重载）。,二、基本定义,设计准则 : 疲劳寿命准则； 静强度准则（低速轴承）。,1、轴承寿命： 出现点蚀前轴承工作的总相对转数，以106为 单位，或在n一定时，工作的小时数。,2、基本额定寿命： 一批轴承，10%轴承发生点蚀时的总转数，以 106为单位，用L10表示； 对单个轴承，其达到基本额定寿命的概率为10。,3、基本额定动载
5、荷 C 当基本额定寿命恰为106（L10=1）时，轴承所能 承受的载荷值，用C表示 反映承载能力。,三、寿命计算,曲线方程： PL10 = 常数,L10 =（C/P） （106转）,目的：找出PL的关系。,方法：借鉴疲劳曲线N。,球:=3，滚子:=10/3 C:由样本、手册可查。,= C1,当n已知时，可用小时表示寿命：,四、滚动轴承的当量动载荷,2、对只能承受纯径向载荷的轴承（N、NA类） P = fP Fr,3、对只能承受纯轴向载荷的轴承（5类） P = fP Fa,1、承受径向(Fr) 、轴向(Fa)载荷的轴承 P = fP （X Fr + Y Fa） X、Y 径、轴向动载系数,P321
6、,表135 fp 载荷系数, P321,表136,当量动载荷,五、3、7类轴承的轴向力Fa的计算,1. 轴承的径向力Fr的计算: 用力平衡法。,轴承的径向力Fr 、轴向力Fa定义。,3. 3、7类轴承的轴向力Fa的计算,分析在外载荷Fre、Fae作用下的情况：Fr Fd 轴向力： Fae、Fd1 、Fd2 三种可能：,2、Fd2 + Fae Fd1,3、Fd2 + Fae Fd1,Fa1= Fd1 Fa2 = Fd2 + Fd2 = Fae- Fd1,产生附加轴向力Fd2 Fd1= Fae+Fd2 + Fd2,结论：角接触（3、7类）轴承轴向力 Fa 计算方法 1）确定 Fd1 Fd2 Fae
7、 的大小和方向,画出简图； 2）判断轴承的松紧边； 3）松边 自身派生轴向力 紧边 除自身派生轴向力外所有轴向力之和,五、滚动轴承的静载荷,基本额定静载荷(C0 ):产生上述变形时的载荷。,式中： P0 当量静载荷 P0 = X0 Fr + Y0 Fa X0、Y0 静载荷的径、轴向载荷系数 S0 静强度安全系数 P325 表13-8,塑变演示,目的：避免低速（n10rpm）时产生塑变。,方法：限制变形量（滚动体与较弱环变形量之和） 不超过滚动体直径的1/10000.,例题:,拟在轴的两端反装两个角接触球轴承。已知两 轴承受到的径向载荷Fr1 =900N和Fr2 =1500N，轴向力 Fae=4
8、00N，转速n=1000rpm，中等冲击，要求寿命为 20000小时。若选用7209AC轴承是否合适？,解:1. 求两轴承的轴向力,2)判断“松”“紧”边 Fd2+Fae=1020+400=1420 Fd1= 612 轴有向右移动趋势:轴承1被“压紧” ，轴承2被“放松”,3)确定轴向力 轴承1: Fa1 = Fd2+Fae 1020+400=1420 N 轴承2: Fa2 = Fd2 1020 N,2. 计算两轴承的当量动载荷P1、P2,P = fP（XFrYFa） 中等冲击载荷，取fp= 1.5 ； e= 0.68 1)判断Fa/Fr Fa1/Fr1 =1420/900=1.58e Fa2/Fr2 =1020/1500=0.68=e,2) 确定X、Y 由Fa1/Fr1e，查得 X1 = 0.41 Y1= 0.87 由Fa2/Fr2=e，查得 X2 = 1 Y2= 0,3)计算P1、P2 P1 = fP（X1Fr1Y1Fa1） =1.5x(0.41x900+0.87x1420)= 2406.6 N P2 = fP（X2Fr2Y2Fa2） =1.5x( 1x1500 + 0x1020 )= 2250 N,3. 计算轴承寿命,6 滚动轴承装置设计,掌握：结构组成、特点、应用场合。,作业：,131 135,
