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1、,9-1 概 述,滚动轴承是标准件，主要掌握合理选择和合理使用。,一、构造,特点：最常用的标准件之一（互换性好），摩擦阻力小，起动灵活，效率高，只需选择计算，无需设计。 但抗冲击能力差，径向尺寸较大，高速重载时寿命较低，噪音较大，有些场合无法使用。,二、材料,9-2 滚动轴承的类型和代号,一、滚动轴承的类型,1.按承载能力分,接触角 ：指滚动体和外圈滚道接触处中点的法线nn 与半径方向所夹的锐角。标志轴承承受轴向载荷与径向载荷的分配关系， 越大，承受轴向载荷能力越强。,偏移角 ：它是指内、外圈轴线相对倾斜时夹之锐角。,2.按滚动体形状分：球轴承、滚子轴承,运转灵活，但承载能力低。,承载能力高，
2、但运转不如球轴承灵活。,二、滚动轴承的代号,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。,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,表示轴承公称内径的大小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,二一,五,内径代号特殊情况：,但对圆锥滚子轴承(3类)和调心滚子轴承(2类)不能省略“0”。,宽度系列代号：一般正常宽度为“0”，通常不标注。,轴承代号举例,6 2 2 4,内径尺寸 d =24x5 =120 mm,尺寸系列（0）2，宽度系列0省略，直径系列2,轴承类型 深沟球轴承,7
3、 3 1 0 AC,公称接触角 = 25。,内径尺寸 d =10x5 =50 mm,尺寸系列（0）3，宽度系列0省略，直径系列3,轴承类型 角接触球轴承,三、滚动轴承的选择,1. 球轴承为点接触、滚子轴承为线接触。,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：角接触推力轴承；,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。,4. 轴承装拆、调整方便：内、外圈可分离型(如3类)。,
4、5. 经济性：球轴承比滚子轴承便宜。精度价格,9-3 滚动轴承的工作情况分析,FR,一、向心滚动轴承的载荷分布,滚动轴承工作时，在 FR 作用下通常只有半圈滚动体受载。,二、应力变化规律 外圈不动，内圈随轴转动,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。,9-4 滚动轴承的寿命计算,一、滚动轴承的失效形式,疲劳点蚀：脉动循环接触应力 内外圈滚道或滚动体产生疲劳点蚀振动和噪音 塑性变形：静载荷或冲击变形凹坑 3. 磨损：磨粒磨损、粘着磨损,二、滚动轴承的计算准则,1. 正常运转的轴承，主要失效形式为“点蚀”，需进行寿命计算。重点,2. 转速很低或摆动的轴承，主要失效形式为塑
5、性变形，需计算静强度。,三、基本额定寿命和基本额定动载荷,轴承寿命：在脉动循环变化的接触应力作用下，轴承任何 一个元件出现疲劳点蚀前运转的总转数或在 一定转速下工作的小时数。,基本额定寿命：一批在相同条件下运转的近于相同的轴承， 其中10%轴承发生点蚀破坏，而90%的轴承不发生点蚀破坏前的转数或工作小时数。L10表示 。,1）对一批轴承而言：指90%轴承能达到或超过的寿命。,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%。,基本额定动载荷：基本额定寿命为106 r时，轴承能承受的最大载荷，用C 表示。,向心轴承：纯径向载荷 推力轴承：纯轴向载荷 角接触或圆锥滚子轴承：径向分量,
6、C是衡量轴承抵抗疲劳点蚀能力的主要指标,4. 寿命计算公式,上式中： n 轴承的转速 ， r/min C 轴承的基本额定动载荷，由型号查表。 P 轴承的当量动载荷，N ft 温度系数，查表。 寿命指数，球轴承 = 3 , 滚子轴承 =10/3,四、滚动轴承的当量动载荷,P = fp（XFr + YFa） 式中： fp 载荷系数，考虑机器冲击振动 ,查表13-6 Fr 轴承所受径向载荷，N Fa 轴承所受轴向载荷，N X 径向动载荷系数，查表13-5 Y 轴向动载荷系数，查表13-5,1. 向心球轴承（6类）,型号,C0,Fa /C0,e,Fa /Fr,e, e,X = 0.56 Y查表,X =
7、 1 Y = 0,例：计算下列一对6207轴承的当量动载荷P1和P2 。取fP = 1,解：查表得C0 = 15200 N,Fa /C0 = FA /C0 = 900/15200 = 0.059,插值计算得 e = 0.262,Fa /Fr1 = 900/1000 = 0.9 e 故 X1= 0.56 , Y1= 1.69 （插值）,Fa /Fr2 = 900/2100 = 0.43 e 故 X2= 0.56 , Y2= 1.69 （插值）,当量动载荷 P1 = fP (X1 Fr1 +Y1 Fa1 )= 0.56x1000+1.69x900 = 2081 N P2 = fP (X2 Fr2
8、+ Y2 Fa2 )= 0.56x2100+1.69x900 = 2697 N,例:一农用水泵，决定选用深沟球轴承，轴颈直径d =40mm，转速n=2500r/min，已知Fr1=Fr2=1810N， 轴向外载荷FA=740N，预期寿命Lh= 10000h， fP=1 ， ft=1。试选择轴承的型号。,解：拟选用6208，查表手册得C0 = 18000 N ， C = 29500 N,Fa/C0r = FA /C0r = 740/18000 = 0.04,查表13-5 e = 0.24,Fa /Fr = 740/1810 = 0.4 e 故 X = 0.56 , Y = 1.8,当量动载荷 P
9、 =fP（X Fr + Y Fa） = 0.56x1810+1.8x740 = 2346 N,轴承适用,2. 角接触球轴承（7类）和圆锥滚子轴承（3类）的 轴向载荷Fa 的计算 ,（1）由于这些轴承存在接触角，正是这种轴承的内部结构特点，伴随径向载荷会产生内部轴向力 派生（内部）轴向力S,S方向：由轴承外圈的宽边指向窄边，通过内圈作用于轴上。,（2）轴向载荷的Fa 的计算 ,Fa1 = maxS1 ,| S2FA | ,Fa2 = maxS2 ,| S1FA | ,口诀：“明方向，先自己， 后别人，取大值 ” “自己松, 别人紧”, S存在 3型、7型轴承成对使用，使S1与S2方向相反，使轴受
10、力合理。,例: 计算下列一对7207AC轴承的当量动载荷P1和P2 。 fP=1 S = 0.68Fr ，e = 0.68 ，Fa/Fr e时，X =1 Y = 0 Fa/Fre时，X = 0.41 Y = 0.87,解：S1= 0.68Fr1 = 0.68x1000 = 680 N S2= 0.68Fr2 = 0.68x2100 = 1428 N,Fa1 = max680，528 = 680 N,Fa2= max1428，1580=1580 N,Fa1/Fr1 = 680/1000 = 0.68 = e X1 =1 Y1 = 0,Fa2/Fr2 = 1580/2100 = 0.75 e X2
11、 =0.41 Y2 = 0.87,P1 =fP (X1 Fr1 + Y1 Fa1 ) = 1x1000+0x680 = 1000 N P2 = fP( X2 Fr2 + Y2 Fa2 ) = 0.41x2100+0.87x1580 = 2236 N,例: 已知轴承承受的径向载荷Fr1 =918N，Fr2 =2245N，轴向外载荷FA =230 N，轴颈直径d=35mm，转速n = 2890r/min，运转中有中等冲击，常温工作，预期寿命50000h，现拟选用一对30207，试问轴承是否适用？ S =Fr/2Y ，e = 0.37 ，Fa/Fr e 时，X =1 Y = 0 Fa/Fre时，X
12、= 0.4 Y = 1.6,解：S1= Fr1 /2Y = 918 /2x1.6 = 287 N S2= Fr2 /2Y =2245/2x1.6 = 702 N,Fa1 = max 287，932 = 932 N,Fa2 = max702，57= 702 N,Fa1/Fr1 = 932/918 e X1 =0.4 Y1 = 1.6,Fa2/Fr2 = 702/2245= 0.312 e X2 =1 Y2 = 0,P1 = fP ( X1 Fr1 + Y1 Fa1 ) = 1.5x( 0.4x918+1.6x932 ) = 2787 N P2 = fP( X2 Fr2 + Y2 Fa2 ) =
13、1.5x ( 1x2245+0x702 ) = 3368 N,因有中等冲击，故取 fP = 1.5,因为P2 P1 ，故只按轴承2计算寿命即可，C =54200N,结论：轴承适用。,9-5 滚动轴承的组合设计,轴承的组合设计实际上就是如何在机器中合理的使用轴承。组合设计中主要应考虑以下几个方面的问题：,一、支承刚度和同轴度,二、滚动轴承轴系的固定,通过轴承与轴和轴承座之间的连接固定，使轴系在机器中有确定的位置。,要求：1）使轴上的载荷能可靠地传到机架上去，防止轴沿轴向窜动。,2）受热膨胀时，轴能自由伸缩。,1. 双支点单向固定（两端单向固定）,6类,3类和7类,安装时，轴承外圈与端盖间隙：0.
14、250.4mm,允许轴少量热膨胀，用垫片或调整螺钉调节。,每个轴承承受一个方向的轴向力。组合后，限制轴双向移动。,用于l 400mm， t 小的短轴,2. 一端双向固定、一端游动（单支点双向固定）,用于l 400mm， t 较大短轴,固定端：承受双向轴向力 游动端：补偿轴的热伸长，防止卡死,3. 两端游动,三、轴承的轴向固定及装拆,1. 轴承内、外圈的轴向固定,2. 装拆,温差法（大尺寸轴承）：热油8090加热轴承或干冰冷却轴颈。,压入法（大批量）：中小型轴承用软锤敲入或用一段管子压住内圈敲入。,轴肩高度低于内圈高度的3/4。,四、滚动轴承的配合,滚动轴承的配合是指内圈与轴颈、外圈与外壳孔的配
15、合。,内圈孔与轴的配合为基孔制，外圈与轴承座孔的配合为基轴制。 m6 k6 j6 js6 松紧 G7 H7 J7,转动套圈的配合应紧一些，不动套圈的配合应松一些。,转速高、载荷大、振动强烈时，配合应紧；游动套圈配合应松。,五、调整,1. 轴承间隙的调整,2. 轴承的预紧,用某种方法使轴承中产生并保持一定的轴向力，以消除轴承的游隙。,目的：提高轴承的旋转精度，提高轴承装置的刚度、减小轴的振动。,3. 轴承组合位置的调整,用速度因素dn 值作为选择润滑剂的条件:,当dn (1.52)105 mmr/min时，采用脂润滑，否则用油润滑。,脂润滑：装填量轴承空间的1/31/2,否则,摩擦发热 润滑油的粘度根据速度因素dn和工作温度t来确定，查图13-26。,1. 润滑,2. 密封,分类,接触式,非接触式,组合式密封,毡圈密封,密封圈密封,间隙密封,迷宫式密封,毛毡迷宫式密封,六、滚动轴承的润滑与密封,适用场合：脂润滑，轴圆周速度v 5 m/s。,适用场合：脂或油润滑，轴颈圆周轴速度v 7 m/s。,接触式密封,非接触式密封,适用场合：脂润滑,适用场合：脂润滑或油润滑，密封效果可靠。,非接触式密封,
