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1、1、概述 2、滚动轴承的代号 3、滚动轴承的类型和选择 4、滚动轴承的力分析、失效和计算准则 5、滚动轴承的动载荷和寿命计算 6、静载荷计算（自学） 7、极限转速（自学） 8、成对安装角接触轴承的计算特点 9、滚动轴承组合设计,第十章 滚动轴承,2,1、概述,标准件、专门轴承厂生产，只需选型和组合设计。,3,一、构造,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,4,二、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
2、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。,5,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；,6,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,2、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。
3、,第五、六位,第二、三位,第一位,7,但对圆锥滚子轴承(3类)和调心滚子轴承(2类)不能省略“0”。,第三位 直径系列代号：特轻(0、1)、轻(2)、中(3)、重(4)。,第二位宽度系列代号：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：,后置代号,8, 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）、
4、70000B（ =40）。,3）E：加强型, N207E,举例：,7306AC/P4,角接触球轴承，=25，d=30mm，精度为4级,9,6 2 1 2,N 2 2 0 8,3 3 3 1 5 E,10,3、滚动轴承的类型和选择,一、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,11,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。,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
5、。,12,二、类型的选择,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：推力角接触轴承；,13,3、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。,14,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；,15,4、滚动轴承的力分析、失效和计算准则,一、向心轴承中作用力的分布,由于内部游隙，
6、最多只有半圈滚动体受载，且受载大小不同。,线接触轴承：,0Fr作用线下滚动体变形量。,由于： i 0, F2F1F0,1、载荷分布,16,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。,均为脉动循环。,2、应力变化规律,17,二、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,18,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 P374 表18.7 Y 轴向动载系数 P374 表18.7, 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。,19,Fs方向：由轴承外圈的宽边指向窄边，通过内圈作
7、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,20,三、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：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；,21,四、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。,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,22,5、滚动轴承的动载荷和寿命计算,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
8、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。,23,2、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%。,3）当可靠度不为90%时，对L10进行修正：,24,3、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、
9、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）设计时需满足：一定工况下的轴承所需的CC,说明：,25,材质、工作温度、零件硬度变化：对C修正,二、当量动载荷,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，Fr对寿命影响效应的大小；,Y轴向动载系数， 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,26,由表18.7知，X、Y受e轴向载荷“判
10、断系数”影响,考虑机器冲击振动，P的公式为：,fd冲击载荷系数（表18.8）,三、基本额定寿命,时，,27,PL曲线,球轴承：=3,滚子轴承：=10/3,28,工程中常用小时数表示寿命：,n轴承转速r/min,注意：L10h与n有关，L10与n无关。,设计时，应：,查手册，选型号，使,例18.1：P376,轴承预期使用寿命,29,四、角接触轴承的载荷计算,1、作用于轴上的外载荷,轴上有外载荷：FR和FA,30,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）,31,由前知：Fr1、Fr2,2、轴向载荷计算,32,右端轴承 “压紧” 左端轴承 “放松”
11、,33,左端“压紧” 右端“放松”,正安装：合力指向端为“压紧端”,34,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。,35,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；,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,36,5、校核式：,设计选择式：,深沟球轴承：无Fs
12、，FA由压紧端承受， 即：Fa压紧=FA， Fa放松=0,球轴承：=3 滚子轴承：=10/3,37,6、静载荷计算（自学）,7、极限转速（自学）,8、成对安装角接触轴承的计算特点（自学）,38,9、滚动轴承组合设计,组合设计内容： 正确合理考虑轴承安装、固定、调整、密封、润滑、轴系刚度、精度问题。 组合设计要求： 固定可靠、运转灵活、保证精度、调整方便。,轴承不是单一的个体，它是用来支承轴的，而轴又要带动轴上零件工作。所以轴承的设计一定包含合理设计轴承的组合。,39,6类,一、滚动轴承轴系的固定,在轴向载荷、附加轴向力作用下，滚动轴承轴系有“左移”、“右移”趋势，防止轴向窜动，三种固定结构：,
13、1、两端单向固定（双支点单向固定）,40,3类和7类,41,安装时，轴承外圈与端盖间隙：0.250.4mm,允许轴少量热膨胀，用垫片或调整螺钉调节。,用于,t不高,每个轴承承受一个方向的轴向力。,组合后，限制轴双向移动，承受双向轴向力FA。,轴承类型,42,2、一端双向固定、一端游动（单支点双向固定）：,用于,t较高,43,6类,6类,N类,44,6类,N类,一对7类,一对3类,45,6类,向心推力组合,46,3、两端游动,与其相啮合的齿轮轴系：两端单向固定（保证两轴都得到轴向定位）,用于需左、右双向游动的轴，如人字齿轮的小齿轮轴。,47,二、轴承的轴向固定及装拆,1、轴承内、外圈的轴向固定,
14、根据轴向载荷大小选用不同结构，如轴端挡圈、圆 螺母、套筒、弹性挡圈、端盖等。,48,2、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。,49,轴肩高度低于内圈高度的3/4。,拆：专用拆卸器。,50,三、滚动轴承的安装方式及调整,1、安装方式,正、反安装将影响轴系刚度。,51,2、轴承（轴系）调整,1）轴承间隙的调整,2）轴系位置的调整,锥齿轮传动：要求两齿轮锥顶重合。,52,蜗杆传动：要求蜗轮中间平面通过蜗杆轴线。,四、滚动轴承的配合,游隙受载滚动体承载, 游隙合适，其大、小受配合影响。,53,标准件：内圈基孔
15、制 外圈基轴制 （不标注）,54,原则：,1、尺寸大、载荷大、振动大、转速高，工作温度高： 选紧一点的配合。,2、经常拆卸、游动套圈：采用较松的配合。,3、与轴承相配合的轴与孔：较高的加工精度，形位 公差要求。P391、表18.15,五、提高轴系刚度的措施,刚度 旋转精度、噪音、振动,1、选用合理轴承类型,滚子轴承刚度球轴承, 选用双列轴承、滚子轴承、四点接触轴承。,55,2、选择合理的轴承安装方式,3、轴承预紧,可以轴承刚度、 旋转精度、 轴承寿命。,两轴承间：正安装时，刚度,56,加金属垫片 磨窄套圈 内外套筒宽度,预紧方法,57,4、机架上安装轴承处加筋或增加厚度。,5、一根轴上，两个轴
16、承尽量取同一型号；若型号不同，则在小外径轴承外加一套圈，保证相同孔径，以便一次镗出，保证同心度。,58,六、润滑与密封,1、润滑,目的：1. 摩擦阻力、磨损； 2. 吸振、冷却、防锈、密封等。,方式：,高速 油润滑 低速 脂润滑 高温、真空 固体润滑,脂润滑：装填量轴承空间得1/31/2,否则,摩擦发热,润滑剂：取决于速度、载荷、温度等。 载荷大、工作温度高时高粘度油，易形成油膜； dn大或喷雾润滑低粘度油，搅油损失小、冷却好。,59,2、密封,目的：1. 防止润滑剂从轴承中流失； 2. 防止灰尘、水分浸入。,分类：接触式 线速度较低时用,静止件与运动件不能直接接触，轴与端盖间应有间隙。,密封圈密封，油润滑v412m/s,60,非接触式不受速度限制,61,总 结,1、重点掌握滚动轴承组成、各大类型性能特点、基本代号的位数意义及类型选择； 2、重点掌握滚动轴承失效型式、寿命计算及有关概念、公式（额定动载荷、基本额定寿命、可靠度、当量动载荷等）； 3、重点掌握角接触滚动轴承内部轴向
