滾動(dòng)軸承計(jì)算與選擇課件

1、第十三章第十三章 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承13-1 概述概述13-2 滾動(dòng)軸承的主要類型和代號滾動(dòng)軸承的主要類型和代號13-3 滾動(dòng)軸承的類型選擇滾動(dòng)軸承的類型選擇13-4 滾動(dòng)軸承的工作情況滾動(dòng)軸承的工作情況13-5 滾動(dòng)軸承尺寸的選擇滾動(dòng)軸承尺寸的選擇13-6 軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì)13-1 概述概述 滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的零件之一，它是依靠主要元件間的滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的零件之一，它是依靠主要元件間的滾動(dòng)滾動(dòng)接觸接觸來支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件的（例如：轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪與軸）。來支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件的（例如：轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪與軸）。13-1 概述概述滾動(dòng)軸承組成：內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體、保持架。滾動(dòng)軸承組成：

2、內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體、保持架。外圈外圈：與軸承座相配；：與軸承座相配；保持架保持架：防止?jié)L動(dòng)體直接接觸。：防止?jié)L動(dòng)體直接接觸。內(nèi)圈內(nèi)圈：與軸頸相配；：與軸頸相配；滾動(dòng)體滾動(dòng)體：將滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)化為滾動(dòng)摩擦；：將滑動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)化為滾動(dòng)摩擦；常見的滾動(dòng)體有六種形狀：常見的滾動(dòng)體有六種形狀：球球圓柱滾子圓柱滾子圓錐滾子圓錐滾子非對稱球面滾子非對稱球面滾子球面滾子球面滾子滾針滾針13-1 概述概述軸承軸承材料材料內(nèi)圈、外圈和滾動(dòng)體內(nèi)圈、外圈和滾動(dòng)體硬度和接觸疲勞強(qiáng)度、耐磨性和沖擊韌性。硬度和接觸疲勞強(qiáng)度、耐磨性和沖擊韌性。常用材料：常用材料：GCr15GCr15、GCr15SiMnGCr15SiMn、GCr6G

3、Cr6、GCr9GCr9等等工作表面：經(jīng)磨削拋光工作表面：經(jīng)磨削拋光 保持架保持架較軟材料，易成形，減摩較軟材料，易成形，減摩常用：低碳鋼、銅合金、鋁合金、工程塑料等常用：低碳鋼、銅合金、鋁合金、工程塑料等 附加特殊元件或特殊結(jié)構(gòu)：無內(nèi)圈或外圈、防塵密封、止動(dòng)環(huán)等。附加特殊元件或特殊結(jié)構(gòu)：無內(nèi)圈或外圈、防塵密封、止動(dòng)環(huán)等。 滾動(dòng)軸承的特點(diǎn)滾動(dòng)軸承的特點(diǎn)：旋轉(zhuǎn)精度高、啟動(dòng)力矩小、是標(biāo)準(zhǔn)件，選用方便。：旋轉(zhuǎn)精度高、啟動(dòng)力矩小、是標(biāo)準(zhǔn)件，選用方便。本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容： 滾動(dòng)軸承的類型和代號（認(rèn)識(shí)軸承）；滾動(dòng)軸承的類型和代號（認(rèn)識(shí)軸承）； 滾動(dòng)軸承的選用（包括類型選擇、尺寸選擇、承載能力驗(yàn)算）

4、；滾動(dòng)軸承的選用（包括類型選擇、尺寸選擇、承載能力驗(yàn)算）； 滾動(dòng)軸承的裝置設(shè)計(jì)。滾動(dòng)軸承的裝置設(shè)計(jì)?？紤]軸承的裝拆、固定、調(diào)試、潤滑、密封等。第十三章第十三章 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承13-1 概述概述13-2 滾動(dòng)軸承的主要類型和代號滾動(dòng)軸承的主要類型和代號13-3 滾動(dòng)軸承的類型選擇滾動(dòng)軸承的類型選擇13-4 滾動(dòng)軸承的工作情況滾動(dòng)軸承的工作情況13-5 滾動(dòng)軸承尺寸的選擇滾動(dòng)軸承尺寸的選擇13-6 軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì)13-2 滾動(dòng)軸承的主要類型和代號滾動(dòng)軸承的主要類型和代號一、滾動(dòng)軸承的分類一、滾動(dòng)軸承的分類 按滾動(dòng)體的不同分類：球軸承、滾子軸承；按滾動(dòng)體的不同分類：球軸承、滾子軸承；

5、 在外廓尺寸相同的條件下，滾子軸承比球軸承的承載能力和耐沖擊在外廓尺寸相同的條件下，滾子軸承比球軸承的承載能力和耐沖擊能力都好，但球軸承摩擦小、高速性能好。能力都好，但球軸承摩擦小、高速性能好。 13-2 滾動(dòng)軸承的主要類型和代號滾動(dòng)軸承的主要類型和代號 按可承受的外載荷分類：按可承受的外載荷分類：向心軸承、推力軸承、向心推力軸承向心軸承、推力軸承、向心推力軸承；夾角夾角：滾動(dòng)體與外圈接觸處的法線與垂直于軸承軸心線的平面之滾動(dòng)體與外圈接觸處的法線與垂直于軸承軸心線的平面之間的夾角間的夾角叫作軸承的接觸角；叫作軸承的接觸角；夾角夾角：即載荷角。：即載荷角。接觸角接觸角 軸向承載能力軸向承載能力

6、座圈座圈軸圈軸圈FaFrFrFaNN13-2 滾動(dòng)軸承的主要類型和代號滾動(dòng)軸承的主要類型和代號 按軸承的結(jié)構(gòu)形式不同分類：按軸承的結(jié)構(gòu)形式不同分類：在實(shí)際應(yīng)用中，滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)形式有很多。作為標(biāo)準(zhǔn)的滾動(dòng)軸承，在在實(shí)際應(yīng)用中，滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)形式有很多。作為標(biāo)準(zhǔn)的滾動(dòng)軸承，在國家標(biāo)準(zhǔn)中分為國家標(biāo)準(zhǔn)中分為1313類，其中，最為常用的軸承大約有下列類類，其中，最為常用的軸承大約有下列類: :深溝球軸承深溝球軸承圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承推力球軸承推力球軸承角接觸球軸承角接觸球軸承圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承更多的滾動(dòng)軸承更多的滾動(dòng)軸承二、滾動(dòng)軸承的代號方法二、滾動(dòng)軸承的代號方法滾動(dòng)軸承代

7、號構(gòu)成：滾動(dòng)軸承代號構(gòu)成：代號用于表征滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、尺寸、類型、精度等，由代號用于表征滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、尺寸、類型、精度等，由GB/T272GB/T272規(guī)定。規(guī)定。 13-2 滾動(dòng)軸承的主要類型和代號滾動(dòng)軸承的主要類型和代號前置代號前置代號 基本代號基本代號 后置代號后置代號 軸軸承承的的分分部部件件代代號號內(nèi)內(nèi)部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)代代號號密密封封與與防防塵塵結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)代代號號保保持持架架及及其其材材料料代代號號特特殊殊軸軸承承材材料料代代號號公公差差等等級級代代號號游游隙隙代代號號多多軸軸承承配配置置代代號號其其它它代代號號五五四四三三二二一一類類型型代代號號尺寸系尺寸系列代號列代號內(nèi)內(nèi)徑徑代代號號

8、寬寬度度系系列列代代號號直直徑徑系系列列代代號號前置代號前置代號表示軸承的分部件。表示軸承的分部件。基本代號基本代號表示軸承的類型與尺寸等主要特征。表示軸承的類型與尺寸等主要特征。后置代號后置代號表示軸承的精度與材料的特征。表示軸承的精度與材料的特征。13-2 滾動(dòng)軸承的主要類型和代號滾動(dòng)軸承的主要類型和代號2.2.尺寸系列代號尺寸系列代號 表達(dá)相同內(nèi)徑但寬度和外徑不同的軸承。表達(dá)相同內(nèi)徑但寬度和外徑不同的軸承。 但對圓錐滾子軸承但對圓錐滾子軸承(3類類)和調(diào)心滾和調(diào)心滾子軸承子軸承(2類類)不能省略不能省略“0”。外徑系列代號：外徑系列代號：特輕特輕(0、1)、輕、輕(2)、中、中(3)、重

9、、重(4)。寬度系列代號：寬度系列代號：一般正常寬度為一般正常寬度為“0”， 通常不標(biāo)注。通常不標(biāo)注。0003004002001.1. 類型代號類型代號 6 6深溝球軸承深溝球軸承5151推力球軸承推力球軸承3 3圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承N N圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承2 2調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承1 1調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承7 7角接觸球軸承角接觸球軸承代號代號軸承類型軸承類型代號代號軸承類型軸承類型13-2 滾動(dòng)軸承的主要類型和代號滾動(dòng)軸承的主要類型和代號3.3.內(nèi)徑代號內(nèi)徑代號軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑d/(mm)d/(mm)內(nèi)徑代號內(nèi)徑代號示例示例10100000121201011515020210

10、17101717170303深溝球軸承深溝球軸承62620101內(nèi)徑內(nèi)徑 d=12mmd=12mm2048020480用內(nèi)徑除以用內(nèi)徑除以5 5所得的商數(shù)表示。所得的商數(shù)表示。深溝球軸承深溝球軸承 62621010 內(nèi)徑內(nèi)徑 d=50mmd=50mm 代號代號示例示例C C角接觸球軸承角接觸球軸承 公稱接觸角公稱接觸角1515 = = 7210C 7210C ACAC角接觸球軸承角接觸球軸承 公稱接觸角公稱接觸角2525 = = 7210AC 7210ACB B角接觸球軸承角接觸球軸承 公稱接觸角公稱接觸角4040 = = 7210B 7210B 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承接觸角加大接觸角加大

11、32310B 32310BE E加強(qiáng)型加強(qiáng)型 , ,改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), , 增大承載能力增大承載能力 NU207E NU207E13-2 滾動(dòng)軸承的主要類型和代號滾動(dòng)軸承的主要類型和代號4.4.內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號5.5.公差等級代號公差等級代號：公差分：公差分2、4、5 、6(6x)、 0級，共五個(gè)級別級，共五個(gè)級別 。以以/P2 、/P4、 /P5、 /P6(/P6x)為代號，為代號，0級不標(biāo)注級不標(biāo)注 。6.6.游隙代號游隙代號：游隙分：游隙分1 、2、 0 、3 、4 、5共六個(gè)組別。共六個(gè)組別。 以以/C1 、/C2、 /C3 、/C4 、/C5為代號，為代號，0組不標(biāo)注

12、。組不標(biāo)注。 高級高級 低級低級 游隙值：小游隙值：小 大大 13-2 滾動(dòng)軸承的主要類型和代號滾動(dòng)軸承的主要類型和代號三、軸承代號示例三、軸承代號示例6308：6深溝球軸承，深溝球軸承，3中系列，中系列，08 內(nèi)徑內(nèi)徑d=40mm， 公差等級為公差等級為0級，游隙級，游隙組為組為0組；組； N105/P5：7214AC/P4： 7角接觸球軸承，角接觸球軸承，2輕系列，輕系列，14內(nèi)徑內(nèi)徑d=70mm，公差等級為，公差等級為4級，級，游隙組為游隙組為0組，公稱接觸角組，公稱接觸角=25；30213：3圓錐滾子軸承，圓錐滾子軸承，2輕系列，輕系列，13內(nèi)徑內(nèi)徑d=65mm，0正常寬度正常寬度(0

13、不可不可省略省略)，公差等級為，公差等級為0級，游隙組為級，游隙組為0組；組；6103： 6深溝球軸承，深溝球軸承，1特輕系列，特輕系列，03內(nèi)徑內(nèi)徑d=17mm，公差等級為，公差等級為0級，級，游隙組為游隙組為0組；組；注：滾動(dòng)軸承代號比較復(fù)雜，上述代號僅為最常用的、最有規(guī)律的部分。注：滾動(dòng)軸承代號比較復(fù)雜，上述代號僅為最常用的、最有規(guī)律的部分。具體應(yīng)用時(shí)，若遇到看不懂的代號時(shí)，應(yīng)查閱具體應(yīng)用時(shí)，若遇到看不懂的代號時(shí)，應(yīng)查閱GB/T272-93。N圓柱滾子軸承，圓柱滾子軸承，1特輕系列，特輕系列，05內(nèi)徑內(nèi)徑d=25mm，公差等級為，公差等級為5級，游隙組為級，游隙組為0組；組；第十三章第十

14、三章 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承13-1 概述概述13-2 滾動(dòng)軸承的主要類型和代號滾動(dòng)軸承的主要類型和代號13-3 滾動(dòng)軸承的類型選擇滾動(dòng)軸承的類型選擇13-4 滾動(dòng)軸承的工作情況滾動(dòng)軸承的工作情況13-5 滾動(dòng)軸承尺寸的選擇滾動(dòng)軸承尺寸的選擇13-6 軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì)13-3 滾動(dòng)軸承的類型選擇滾動(dòng)軸承的類型選擇選擇軸承的類型和直徑系列選擇軸承的類型和直徑系列按軸徑確定軸承內(nèi)徑按軸徑確定軸承內(nèi)徑一、滾動(dòng)軸承選擇的一般過程一、滾動(dòng)軸承選擇的一般過程對沒有嚴(yán)格要求的軸承對沒有嚴(yán)格要求的軸承可不進(jìn)行承載能力驗(yàn)算可不進(jìn)行承載能力驗(yàn)算END進(jìn)行承載能力驗(yàn)算進(jìn)行承載能力驗(yàn)算合格合格不合格不合格對有較

15、嚴(yán)格要求的軸承對有較嚴(yán)格要求的軸承13-3 滾動(dòng)軸承的類型選擇滾動(dòng)軸承的類型選擇二、滾動(dòng)軸承類型選擇應(yīng)考慮的問題二、滾動(dòng)軸承類型選擇應(yīng)考慮的問題1 1承受載荷情況承受載荷情況2 2尺寸的限制尺寸的限制3 3轉(zhuǎn)速的限制轉(zhuǎn)速的限制4 4調(diào)心性要求調(diào)心性要求方向：方向：向心軸承用于受徑向力；推力軸承用于受軸向力；向心推力軸承向心軸承用于受徑向力；推力軸承用于受軸向力；向心推力軸承用于承受徑向力和軸向力聯(lián)合作用。用于承受徑向力和軸向力聯(lián)合作用。大?。捍笮。簼L子軸承或尺寸系列較大的軸承能承受較大載荷；球軸承或尺寸滾子軸承或尺寸系列較大的軸承能承受較大載荷；球軸承或尺寸系列較小的軸承則反之。系列較小的軸承

16、則反之。當(dāng)對軸承的徑向尺寸有較嚴(yán)格限制時(shí)，可選用滾針軸承。當(dāng)對軸承的徑向尺寸有較嚴(yán)格限制時(shí)，可選用滾針軸承。球軸承和輕系列的軸承能適應(yīng)較高的轉(zhuǎn)速，滾子軸承和重系列的球軸承和輕系列的軸承能適應(yīng)較高的轉(zhuǎn)速，滾子軸承和重系列的軸承則反之；推力軸承的極限轉(zhuǎn)速很低。軸承則反之；推力軸承的極限轉(zhuǎn)速很低。調(diào)心球軸承和調(diào)心滾子軸承均能滿足一定的調(diào)心要求。調(diào)心球軸承和調(diào)心滾子軸承均能滿足一定的調(diào)心要求。第十三章第十三章 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承13-1 概述概述13-2 滾動(dòng)軸承的主要類型和代號滾動(dòng)軸承的主要類型和代號13-3 滾動(dòng)軸承的類型選擇滾動(dòng)軸承的類型選擇13-4 滾動(dòng)軸承的工作情況滾動(dòng)軸承的工作情況13-5

17、滾動(dòng)軸承尺寸的選擇滾動(dòng)軸承尺寸的選擇13-6 軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì)13-4 滾動(dòng)軸承的工作情況滾動(dòng)軸承的工作情況Fmax一、工作時(shí)軸承元件上的載荷及應(yīng)力的變化一、工作時(shí)軸承元件上的載荷及應(yīng)力的變化 向心軸承受徑向載荷向心軸承受徑向載荷F Fr r時(shí)，上半圈時(shí)，上半圈滾動(dòng)體不受力；滾動(dòng)體不受力；下半圈滾動(dòng)體受力大小方向下半圈滾動(dòng)體受力大小方向各各不相同。不相同。Fr13-4 滾動(dòng)軸承的工作情況滾動(dòng)軸承的工作情況滾動(dòng)體、運(yùn)轉(zhuǎn)的外圈或內(nèi)圈上的某一點(diǎn)應(yīng)力變化情況。滾動(dòng)體、運(yùn)轉(zhuǎn)的外圈或內(nèi)圈上的某一點(diǎn)應(yīng)力變化情況。固定的外圈或內(nèi)圈上在承載區(qū)內(nèi)某一點(diǎn)應(yīng)力變化情況。固定的外圈或內(nèi)圈上在承載區(qū)內(nèi)某一點(diǎn)應(yīng)

18、力變化情況。OHFNit通過承載區(qū)的時(shí)間通過承載區(qū)的時(shí)間通過非承載區(qū)的時(shí)間通過非承載區(qū)的時(shí)間HOFNit13-4 滾動(dòng)軸承的工作情況滾動(dòng)軸承的工作情況二、二、向心推力軸承向心推力軸承 軸向載荷對載荷分布的影響軸向載荷對載荷分布的影響向心推力滾動(dòng)軸承工作時(shí)，并非所有滾動(dòng)體都同時(shí)受載。滾動(dòng)體同時(shí)受載的向心推力滾動(dòng)軸承工作時(shí)，并非所有滾動(dòng)體都同時(shí)受載。滾動(dòng)體同時(shí)受載的程度與軸承所受的徑向力和軸向力的大小有關(guān)，一般以控制約半圈滾動(dòng)體同程度與軸承所受的徑向力和軸向力的大小有關(guān)，一般以控制約半圈滾動(dòng)體同時(shí)受載為宜。時(shí)受載為宜。FrFrFrFrFaFaFaFaFa=0 =0=90Fr = 0第十三章第十三章

19、 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承13-1 概述概述13-2 滾動(dòng)軸承的主要類型和代號滾動(dòng)軸承的主要類型和代號13-3 滾動(dòng)軸承的類型選擇滾動(dòng)軸承的類型選擇13-4 滾動(dòng)軸承的工作情況滾動(dòng)軸承的工作情況13-5 滾動(dòng)軸承尺寸的選擇滾動(dòng)軸承尺寸的選擇13-6 軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì)一一、滾動(dòng)軸承的失效形式、滾動(dòng)軸承的失效形式滾動(dòng)軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可能出現(xiàn)各種類型的失效，下列為常見的失效形式：滾動(dòng)軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可能出現(xiàn)各種類型的失效，下列為常見的失效形式：更多的失效更多的失效13-5 滾動(dòng)軸承尺寸的選擇滾動(dòng)軸承尺寸的選擇一、滾動(dòng)軸承的失效形式一、滾動(dòng)軸承的失效形式滾動(dòng)軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可能出現(xiàn)各種類型的失效，下列為常見的

20、失效形式：滾動(dòng)軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可能出現(xiàn)各種類型的失效，下列為常見的失效形式：13-5 滾動(dòng)軸承尺寸的選擇滾動(dòng)軸承尺寸的選擇疲勞點(diǎn)蝕：疲勞點(diǎn)蝕：塑性變形：塑性變形：磨損：磨損：13-5 滾動(dòng)軸承尺寸的選擇滾動(dòng)軸承尺寸的選擇套圈和滾動(dòng)體表面的套圈和滾動(dòng)體表面的疲勞點(diǎn)蝕疲勞點(diǎn)蝕是滾動(dòng)軸承最基本和常見的失效形式，是滾動(dòng)軸承最基本和常見的失效形式，是作為滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算的依據(jù)是作為滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算的依據(jù)滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算。u 轉(zhuǎn)速較高而潤滑油不足時(shí)引起轉(zhuǎn)速較高而潤滑油不足時(shí)引起軸承燒傷軸承燒傷；u 潤滑油不清潔而使?jié)L動(dòng)體和滾道潤滑油不清潔而使?jié)L動(dòng)體和滾道過度磨損過度磨損；u 裝配不當(dāng)而使軸承裝

21、配不當(dāng)而使軸承卡死卡死、脹破內(nèi)圈脹破內(nèi)圈、擠碎內(nèi)外圈和保持架擠碎內(nèi)外圈和保持架等。等。除了點(diǎn)蝕以外，軸承還可能發(fā)生其它多種的失效形式。例如：除了點(diǎn)蝕以外，軸承還可能發(fā)生其它多種的失效形式。例如：這些失效形式可以通過加強(qiáng)裝配過程管理等措施來克服。這些失效形式可以通過加強(qiáng)裝配過程管理等措施來克服。13-5 滾動(dòng)軸承尺寸的選擇滾動(dòng)軸承尺寸的選擇二、滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算二、滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算u 基本額定壽命基本額定壽命：具有具有90可靠可靠度時(shí)軸承的壽命，用度時(shí)軸承的壽命，用L10表示。表示。2051015501000未失效軸承數(shù)量未失效軸承數(shù)量 %軸承的壽命軸承的壽命/（106r）圖中：圖中： 壽命為

22、壽命為1 1百萬轉(zhuǎn)時(shí)百萬轉(zhuǎn)時(shí). . 可靠度為可靠度為90%90% 壽命為壽命為5 5百萬轉(zhuǎn)時(shí)百萬轉(zhuǎn)時(shí). . 可靠度只有可靠度只有50%50%單個(gè)軸承的壽命軸承的滾動(dòng)體或套圈首次出現(xiàn)點(diǎn)蝕之前，軸承的轉(zhuǎn)單個(gè)軸承的壽命軸承的滾動(dòng)體或套圈首次出現(xiàn)點(diǎn)蝕之前，軸承的轉(zhuǎn)數(shù)或相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)。數(shù)或相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)。材料相同、尺寸相同、同一批產(chǎn)材料相同、尺寸相同、同一批產(chǎn)品，壽命都相差非常大。零件數(shù)品，壽命都相差非常大。零件數(shù)目多，精度有差異目多，精度有差異13-5 滾動(dòng)軸承尺寸的選擇滾動(dòng)軸承尺寸的選擇u 基本額定壽命基本額定壽命：具有：具有90可靠可靠度時(shí)軸承的壽命，用度時(shí)軸承的壽命，用L10表示。表示。u

23、基本額定動(dòng)載荷基本額定動(dòng)載荷：使軸承的基：使軸承的基本額定壽命恰好為本額定壽命恰好為106轉(zhuǎn)時(shí)，軸承所能轉(zhuǎn)時(shí)，軸承所能承受的載荷值，用字母承受的載荷值，用字母C C表示。表示。10P LC 常數(shù)3/103滾子球軸承壽命指數(shù)：610( )10CLrP1015L10L10(106轉(zhuǎn)轉(zhuǎn))載荷壽命曲線載荷壽命曲線(6208)152025PC30P(KN)1 2 3 4 551013-5 滾動(dòng)軸承尺寸的選擇滾動(dòng)軸承尺寸的選擇u 基本額定壽命計(jì)算式基本額定壽命計(jì)算式。軸承的工作轉(zhuǎn)速軸承的工作轉(zhuǎn)速載荷；載荷；軸承所承受的當(dāng)量動(dòng)軸承所承受的當(dāng)量動(dòng)（滾子軸承）；（滾子軸承）；（球軸承）；（球軸承）；其中：其中：

24、min)/(3103rnP 61060( )hCLhnP或L10/(106r)P/kN1CL1L2P1P2610( )10CLrP當(dāng)當(dāng) t100 時(shí)，時(shí)， C 引進(jìn)溫度系數(shù)引進(jìn)溫度系數(shù) ft 進(jìn)行修正。進(jìn)行修正。軸承工作軸承工作 溫度溫度 溫度系數(shù)溫度系數(shù) ft 10025020015012530010.950.900.700.800.60ft13-5 滾動(dòng)軸承尺寸的選擇滾動(dòng)軸承尺寸的選擇u 基本額定壽命計(jì)算式基本額定壽命計(jì)算式L10/(106r)P/kN1CL1L2P1P26610606010thhtf CLnPnLPCf610( )10CLrP驗(yàn)算公式驗(yàn)算公式設(shè)計(jì)公式設(shè)計(jì)公式13-5 滾動(dòng)

25、軸承尺寸的選擇滾動(dòng)軸承尺寸的選擇三、滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷三、滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷在進(jìn)行軸承壽命計(jì)算時(shí)，應(yīng)把作用在軸承上的實(shí)際載荷轉(zhuǎn)換為與確定軸承在進(jìn)行軸承壽命計(jì)算時(shí)，應(yīng)把作用在軸承上的實(shí)際載荷轉(zhuǎn)換為與確定軸承C值的載荷條件相一致值的載荷條件相一致當(dāng)量動(dòng)載荷當(dāng)量動(dòng)載荷（用字母（用字母P表示）。表示）。arYFXFP式中：式中：Fr與與Fa軸承實(shí)際承受的徑向載荷與軸向載荷軸承實(shí)際承受的徑向載荷與軸向載荷 X、Y軸承的徑向動(dòng)載荷系數(shù)與軸向動(dòng)載荷系數(shù)軸承的徑向動(dòng)載荷系數(shù)與軸向動(dòng)載荷系數(shù)(查表查表） 為了計(jì)及實(shí)際載荷波動(dòng)的影響，可對當(dāng)量動(dòng)載荷乘上一個(gè)載荷系數(shù)為了計(jì)及實(shí)際載荷波動(dòng)的影響，可對當(dāng)量動(dòng)載荷乘上

26、一個(gè)載荷系數(shù) f p 。()PraPfXFYF載荷性質(zhì)載荷性質(zhì)載荷系數(shù)載荷系數(shù) f p舉例舉例無沖擊或輕微沖擊無沖擊或輕微沖擊1.01.2電機(jī)、汽輪機(jī)、通風(fēng)機(jī)、水泵等電機(jī)、汽輪機(jī)、通風(fēng)機(jī)、水泵等中等沖擊或中等慣性力中等沖擊或中等慣性力1.21.8機(jī)床、車輛、動(dòng)力機(jī)械、起重機(jī)、造紙機(jī)、選礦機(jī)床、車輛、動(dòng)力機(jī)械、起重機(jī)、造紙機(jī)、選礦機(jī)、冶金機(jī)械、卷揚(yáng)機(jī)械等機(jī)、冶金機(jī)械、卷揚(yáng)機(jī)械等強(qiáng)大沖擊強(qiáng)大沖擊1.83.0碎石機(jī)、軋鋼機(jī)、鉆探機(jī)、振動(dòng)篩等碎石機(jī)、軋鋼機(jī)、鉆探機(jī)、振動(dòng)篩等四、四、 角接觸軸承中的角接觸軸承中的派生軸向力派生軸向力F Fd d13-4 滾動(dòng)軸承的工作情況滾動(dòng)軸承的工作情況FrFNiFd

27、iFriFdrirdidFFFF派生軸向力派生軸向力 派生軸向力使內(nèi)外圈分離，故角接觸軸承應(yīng)同時(shí)承派生軸向力使內(nèi)外圈分離，故角接觸軸承應(yīng)同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷。且為了能承受雙向軸向載荷，受徑向載荷和軸向載荷。且為了能承受雙向軸向載荷，最好成對配置（面對面或背對背）。最好成對配置（面對面或背對背）。向心推力軸承在純徑向力向心推力軸承在純徑向力Fr的作用下會(huì)產(chǎn)生派生軸向力的作用下會(huì)產(chǎn)生派生軸向力O2O121O2O121FaeFaeFreFre當(dāng)約有半圈滾動(dòng)體受載時(shí)，當(dāng)約有半圈滾動(dòng)體受載時(shí)，F(xiàn)d計(jì)算如下：計(jì)算如下：圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承角接觸球軸承角接觸球軸承70000C(a a=15)700

28、00AC(a a =25)70000B(a a =40)Fd=Fr(2Y)Fd=eFrFd=0.68FrFd=1.14Fr四、四、 角接觸軸承中的角接觸軸承中的派生軸向力派生軸向力F Fd d13-4 滾動(dòng)軸承的工作情況滾動(dòng)軸承的工作情況FrFNiFdiFriFdrirdidFFFF派生軸向力派生軸向力向心推力軸承在純徑向力向心推力軸承在純徑向力Fr的作用下會(huì)產(chǎn)生派生軸向力的作用下會(huì)產(chǎn)生派生軸向力13-5 滾動(dòng)軸承尺寸的選擇滾動(dòng)軸承尺寸的選擇五、五、向心推力軸承的軸向力計(jì)算向心推力軸承的軸向力計(jì)算 軸向力的平衡：軸向力的平衡： 若軸向力正好平衡，應(yīng)滿足：若軸向力正好平衡，應(yīng)滿足： Fd1=Fd

29、2+Fae 但但Fd1、Fd2查表由公式算出，不一定恰好滿足上述關(guān)系式。查表由公式算出，不一定恰好滿足上述關(guān)系式。 O221O1O2O121FreFaeFr1Fr2Fr1Fr2Fd1Fd2 徑向力的平衡：徑向力的平衡： 將軸視為簡支梁，有：將軸視為簡支梁，有： Fre=Fr1+Fr2 (將在將在軸軸一章中解決一章中解決)取取軸和與其相配合的軸承內(nèi)圈軸和與其相配合的軸承內(nèi)圈為分離體：為分離體：Fd1Fd2FaeFre五、五、向心推力軸承的軸向力計(jì)算向心推力軸承的軸向力計(jì)算F1F2+FA 時(shí)，怎么辦？時(shí)，怎么辦？ 當(dāng)當(dāng)FaeFd2Fd1時(shí)，相當(dāng)于軸承時(shí)，相當(dāng)于軸承1被被“壓緊壓緊”，軸承，軸承2被

30、被“放放松松”:軸承軸承1的軸向力：的軸向力：Fa1FaeFd2軸承軸承2的軸向力：的軸向力：Fa2Fd2當(dāng)當(dāng)FaeFd2 Fd1時(shí)，相當(dāng)于軸承時(shí)，相當(dāng)于軸承1被被“放松放松”，軸承，軸承2被被“壓壓緊緊”:軸承軸承2的軸向力：的軸向力：Fa2Fd1Fae軸承軸承1的軸向力：的軸向力：Fa1Fd116-3 滾動(dòng)軸承的選擇計(jì)算滾動(dòng)軸承的選擇計(jì)算Fd1Fd2FaeFreO221O1O2O121FreFaeFr1Fr2Fr1Fr2Fd1Fd213-5 滾動(dòng)軸承尺寸的選擇滾動(dòng)軸承尺寸的選擇向心推力軸承所受軸向力向心推力軸承所受軸向力Fa的計(jì)算方法可以歸納為：的計(jì)算方法可以歸納為： 由派生軸向力及外加軸

31、向力的計(jì)算與分析，判斷被由派生軸向力及外加軸向力的計(jì)算與分析，判斷被“放松放松”或或被被“壓緊壓緊”的軸承；的軸承； 確定被確定被“放松放松”軸承的軸向力僅為其本身派生的軸向力；軸承的軸向力僅為其本身派生的軸向力； 被被“壓緊壓緊”軸承的軸向力則為除去本身派生的軸向力后其軸承的軸向力則為除去本身派生的軸向力后其余各軸向力之合力。余各軸向力之合力。13-5 滾動(dòng)軸承尺寸的選擇滾動(dòng)軸承尺寸的選擇000000/SPCPSC或五、滾動(dòng)軸承的靜承載能力五、滾動(dòng)軸承的靜承載能力 擺動(dòng)、轉(zhuǎn)速極低及短期受沖擊的軸承會(huì)產(chǎn)生擺動(dòng)、轉(zhuǎn)速極低及短期受沖擊的軸承會(huì)產(chǎn)生塑性變形塑性變形。針對失效。針對失效形式應(yīng)進(jìn)行形式應(yīng)

32、進(jìn)行靜載荷計(jì)算靜載荷計(jì)算。基本額定靜載荷基本額定靜載荷C0：使受載最大的滾動(dòng)體與滾道接觸中心處：使受載最大的滾動(dòng)體與滾道接觸中心處引起的接觸應(yīng)力達(dá)到一定值的載荷。引起的接觸應(yīng)力達(dá)到一定值的載荷。 當(dāng)量靜載荷當(dāng)量靜載荷P0 ：P0=X0Fr+Y0Fa 靜載荷計(jì)算靜載荷計(jì)算:S0靜強(qiáng)度安全系數(shù)靜強(qiáng)度安全系數(shù)，可由設(shè)計(jì)手冊查取。，可由設(shè)計(jì)手冊查取。國標(biāo)規(guī)定，如向心球軸承為4200MPa在國家標(biāo)準(zhǔn)中，對每一種規(guī)格的滾動(dòng)軸承規(guī)定了一個(gè)不應(yīng)超在國家標(biāo)準(zhǔn)中，對每一種規(guī)格的滾動(dòng)軸承規(guī)定了一個(gè)不應(yīng)超過得載荷界限過得載荷界限基本額定靜載荷，用基本額定靜載荷，用C0表示。表示。例：圖示斜齒輪軸系，兩端正裝兩個(gè)圓錐滾

33、子軸承，軸頸例：圖示斜齒輪軸系，兩端正裝兩個(gè)圓錐滾子軸承，軸頸d0=3035mm；齒輪分度圓直徑；齒輪分度圓直徑d=45mm，F(xiàn)te=3000N，F(xiàn)re=1200N， Fae=900N；n=385rpm，中等沖擊載荷；計(jì)算軸承壽命。，中等沖擊載荷；計(jì)算軸承壽命。垂直平面垂直平面 R Rr1r1= R= Rr2 r2 = = 600600 R Ra1a1=R=Ra2a2=202.5=202.5 則則 R RVIVI=397.5=397.5， R RV2V2=802.5=802.5解：選取解：選取軸承型號軸承型號3020630206 C=24.8kN C=24.8kN，e=0.36e=0.36，Y

34、=1.7Y=1.750505050NFr15525 .3971500221NFr17015 .8021500222R R1 1R R2 2R Rr1r1R Rr2r2R Ra1a1R Ra2a2F Frere F Faeae R Rt1t1 R Rt2t2F Ftete1.1.計(jì)算徑向力計(jì)算徑向力F Fr1r1、F Fr2r2 水平平面水平平面 R Rt1t1= R= Rt2t2=1500=1500 軸承軸承1 1放松：軸向力放松：軸向力 F Fa1a1= = F Fd1d1 =456N =456N 軸承軸承2 2壓緊：軸向力壓緊：軸向力 F Fa2a2 = = F Fa1a1 + + F F

35、d1d1 =1356N =1356NNYFFrd4567 . 121552211NYFFrd5007 . 1217012222.2.計(jì)算軸向力計(jì)算軸向力F Fa1a1、F Fa2 a2 （ F Fr1 r1 =1552N=1552N， F Fr2 r2 =1701N=1701N） 由手冊由手冊 C=24.8kNC=24.8kN，e=0.36e=0.36，Y=1.7Y=1.7； 查表查表13-713-7，對于圓錐滾子軸承，有，對于圓錐滾子軸承，有F Fd d= = F Fr r/(2Y)/(2Y)Fr1Fae=900NFd1Fd2Fr2FFaeae + + F Fd1d1 =1356N =135

36、6NF Fd2d2 =500N =500N 3. 3. 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P1=fPFr1=1.5 1552=2328NP2=fP (X Fr2 +Y Fa2 ) =1.5 (0.4 1701+1.7 1356)=4478N；0129. 0155245611YXeFFra7 . 14 . 080. 01701135622YXeFFra4.4.計(jì)算壽命計(jì)算壽命hPCnL115155)232824800(38516667)(60103/10161hPCnL13010)447824800(38516667)(60103/10262P=XFr+YFaC=24.8kN，e=0.36，Y=1.7

37、；Fr1 =1552N， Fr2 =1701NFa1=456N， Fa2 =1356N軸頸轉(zhuǎn)速軸頸轉(zhuǎn)速 n=385rpm 圖示某軸用一對30309軸承支承。軸上載荷F6000N，F(xiàn)al000N，已知，L1100mm，L2200mm，軸的轉(zhuǎn)速n960rmin，軸承受輕微沖擊，載荷系數(shù)fp=1.2。30309軸承特性參數(shù)：C64800N；Co61200N，派生軸向力Fd=Fr/2Y，Y=2.1。試分析： (1)哪個(gè)軸承危險(xiǎn)？ (2)若預(yù)期壽命Lh15000h，該軸承能否合用？一對軸承中當(dāng)量動(dòng)載荷大的那個(gè)軸承危險(xiǎn)。 求支反力Fr1、Fr2 Fr2F- Fr1=6000-4000=2000N計(jì)算軸承的

38、軸向載荷Fa1、Fa2先計(jì)算內(nèi)部軸向力：Fd=Fr/2YFd1=Fr1/2Y4000/22.1952NFd2=Fr2/2Y=200/22.1476NFd1+Fa=952+1000=1952N Fd2476N軸承2壓緊，軸承1放松Fa1Fd1=952NFa2Fd1+Fa1952N計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 Fa1/ Fr1952/40000.239e0.29，得：X=0.4，Y=2.1P2=fp(X Fr2+Y Fa2)=1.2(0.420002.11952)5879NP2 P1 軸承2危險(xiǎn)。（2） 合用。NLLLFFr400020010020060002121 hLhPCnLhh1500051739587

39、9648009606010601031066 第十三章第十三章 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承13-1 概述概述13-2 滾動(dòng)軸承的主要類型和代號滾動(dòng)軸承的主要類型和代號13-3 滾動(dòng)軸承的類型選擇滾動(dòng)軸承的類型選擇13-4 滾動(dòng)軸承的工作情況滾動(dòng)軸承的工作情況13-5 滾動(dòng)軸承尺寸的選擇滾動(dòng)軸承尺寸的選擇13-6 軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì)13-6 軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì)一、支承部分的剛性和同心度一、支承部分的剛性和同心度 1. 保證軸和軸承座有足夠的剛度保證軸和軸承座有足夠的剛度減速箱體減速箱體13-6 軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì)一、支承部分的剛性和同心度一、支承部分的剛性和同心度 2. 保證

40、軸承座孔的同心度保證軸承座孔的同心度二、軸承的配置二、軸承的配置軸承的配置問題是指：對于一個(gè)軸系應(yīng)采用幾個(gè)軸承支承、如何支承、如軸承的配置問題是指：對于一個(gè)軸系應(yīng)采用幾個(gè)軸承支承、如何支承、如何配置等問題。常用的軸承配置方案有以下三類：何配置等問題。常用的軸承配置方案有以下三類：13-6 軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì)1.1.雙支點(diǎn)各單向固定雙支點(diǎn)各單向固定C=0.20.3 mm預(yù)留補(bǔ)償間隙預(yù)留補(bǔ)償間隙13-6 軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì)1.1.雙支點(diǎn)各單向固定雙支點(diǎn)各單向固定13-6 軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì)13-6 軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì)一個(gè)支點(diǎn)雙向固定以承受軸向力、另一端游動(dòng)。

41、一個(gè)支點(diǎn)雙向固定以承受軸向力、另一端游動(dòng)。適用于溫度變化較大的長軸。適用于溫度變化較大的長軸。固定支承固定支承游動(dòng)支承游動(dòng)支承L游動(dòng)支承游動(dòng)支承2.一支點(diǎn)雙向固定，另一支點(diǎn)游動(dòng)一支點(diǎn)雙向固定，另一支點(diǎn)游動(dòng)13-6 軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì)2.2.一支點(diǎn)雙向固定，另一支點(diǎn)游動(dòng)一支點(diǎn)雙向固定，另一支點(diǎn)游動(dòng)13-6 軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì)13-6 軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì)3. 兩端游動(dòng)支承兩端游動(dòng)支承13-6 軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì)三、滾動(dòng)軸承的軸向緊固三、滾動(dòng)軸承的軸向緊固滾動(dòng)軸承的軸向緊固是指將軸承的內(nèi)圈或外圈相對于軸或軸承座實(shí)施緊固。滾動(dòng)軸承的軸向緊固是指將軸承的內(nèi)圈或外圈

42、相對于軸或軸承座實(shí)施緊固。四、軸承的裝拆四、軸承的裝拆13-6 軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的施力裝內(nèi)圈于軸上裝內(nèi)圈于軸上內(nèi)外圈同時(shí)施力內(nèi)外圈同時(shí)施力13-6 軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì)內(nèi)圈：內(nèi)圈：軸肩高度軸肩高度 內(nèi)圈外經(jīng)內(nèi)圈外經(jīng)四、軸承的裝拆四、軸承的裝拆結(jié)構(gòu)不合理！結(jié)構(gòu)不合理！13-6 軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì)外圈：外圈：應(yīng)留拆卸高度，或留螺孔。應(yīng)留拆卸高度，或留螺孔。四、軸承的裝拆四、軸承的裝拆13-6 軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì) 游隙：滾動(dòng)軸承中滾動(dòng)體與內(nèi)外圈滾道之間的間隙。游隙：滾動(dòng)軸承中滾動(dòng)體與內(nèi)外圈滾道之間的間隙。 徑向游隙：一個(gè)座圈不動(dòng)，另一個(gè)座圈沿徑向從一極端位置移至另徑向游隙：一個(gè)座圈不動(dòng)，另一個(gè)座圈沿徑向從一極端位置移至另一極限位置的移動(dòng)量。一極限位置的移動(dòng)量。 軸向游隙：一個(gè)座圈不動(dòng)，另一個(gè)座圈沿軸向從一極端移至另一極軸向游隙：一個(gè)座圈不動(dòng)，另一個(gè)座圈沿軸向從一極端移至另一極限位置的移動(dòng)量。限位置的移動(dòng)量。五、軸承游隙及軸上零件位置的調(diào)整五、軸承游隙及軸上零件位置的調(diào)整徑向游隙徑向游隙軸向游隙軸向游隙1.