第10章 滾動(dòng)軸承

1、第第1010章章 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承 10-2 滾動(dòng)軸承的主要類型、特點(diǎn)和代號(hào) 10-3 滾動(dòng)軸承的類型選擇 10-4 滾動(dòng)軸承的工作情況分析 10-5 滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算 10-6 滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算 10-7 滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì) 10-8 滾動(dòng)軸承例題分析 10-1 概述思考題概 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)接觸來支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件的（例如：轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪與軸）?；窘Y(jié)構(gòu)及工作原理 1. 組成及工作原理組成：內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體、 保持架等。虛擬演示常用滾動(dòng)體有：球、圓柱、錐柱、鼓形、針形等。 一般外圈固定，內(nèi)圈隨軸一起旋轉(zhuǎn)，滾動(dòng)體在內(nèi)、外圈的滾道上滾動(dòng)，形成滾

2、動(dòng)摩擦。 (各類滾動(dòng)體)保持架：將滾動(dòng)體隔開，以避免其因直接接觸而產(chǎn)生劇烈磨損。 概 述本章主要講授： 滾動(dòng)軸承的類型和代號(hào)（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）； 滾動(dòng)軸承的裝置設(shè)計(jì)。2. 材料 軸承鋼：GCr15、GCr15SiMn等，淬火硬度大于60HRC，工作表面磨削 拋光。 保持架材料：軟鋼F8、F10沖壓，或黃銅、鋁合金、塑料制成。3. 優(yōu)缺點(diǎn)（與滑動(dòng)軸承相比） 優(yōu)點(diǎn)：摩擦阻力小，啟動(dòng)容易，效率高，軸向尺寸小，運(yùn)轉(zhuǎn)精度高，是標(biāo) 準(zhǔn)件，選用方便。潤(rùn)滑和維護(hù)方便。 缺點(diǎn)：抗沖擊能力差，高速時(shí)噪聲大，徑向尺寸大，不能剖分，位于軸中 間時(shí)安裝較困難，壽命較低

3、。 一、滾動(dòng)軸承的類型 按滾動(dòng)體形狀分：球軸承：點(diǎn)接觸，摩擦損失小，承載能力和抗沖擊能力差。 滾子軸承：短圓柱、長(zhǎng)圓柱、螺旋滾子、圓錐滾子、球面滾子、滾針。 按承受載荷方向分： 1. 向心軸承主要承受徑向載荷 2. 推力軸承主要承受軸向載荷 滾動(dòng)軸承的主要類型、特點(diǎn)和代號(hào)常用滾動(dòng)軸承基本類型、名稱及代號(hào)見表8.1。 類型代號(hào)軸 承 類 型類型代號(hào)軸 承 類 型0雙列角接觸球軸承6深溝球軸承1調(diào)心球軸承7角接觸球軸承2調(diào)心滾子軸承和推力調(diào)心滾子軸承8推力圓柱滾子軸承3圓錐滾子軸承N圓柱滾子軸承，雙列或多列用NN表示4雙列深溝球軸承U外球面球軸承5推力球軸承QJ四點(diǎn)接觸球軸承二. 滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)特

4、性1.滾動(dòng)軸承的游隙：為滾動(dòng)體與內(nèi)、外圈滾道之間的間隙。 徑向游隙 ：一個(gè)套圈固定不動(dòng)，另一個(gè)套圈沿徑向的最大位移量。 ru軸向游隙 ：一個(gè)套圈固定不動(dòng)，另一個(gè)套圈沿軸向的最大位移量。 au 應(yīng)根據(jù)軸承與軸配合的松緊程度、溫差大小、軸的撓曲變形程度、軸的回轉(zhuǎn)精度要求選擇所需軸承游隙。 滾動(dòng)軸承的主要類型、特點(diǎn)和代號(hào)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定徑向游隙分基本游隙組和輔助游隙組，應(yīng)優(yōu)先選用基本游隙組值。 軸向游隙值可由徑向游隙值按一定關(guān)系換算得到。 2.滾動(dòng)軸承的公稱接觸角： 為軸承套圈與滾動(dòng)體間作用力的合力F的作用線與垂直于軸承軸線的平面之間的夾角。 的大小反映軸承承受軸向載荷的能力：，承受軸向載荷能力 滾動(dòng)軸承的

5、主要類型、特點(diǎn)和代號(hào)3.角偏位和偏位角 角偏位：軸承內(nèi)、外圈的軸線之間的相對(duì)傾斜。偏位角 ：軸承內(nèi)、外圈的軸線之間的最大傾斜量。 軸承具備角偏位可補(bǔ)償因加工、安裝和軸的變形造成的內(nèi)、外圈軸線的傾斜。 角偏位能力大的軸承稱為調(diào)心軸承。 常用軸承已標(biāo)準(zhǔn)化，由專業(yè)工廠制造，設(shè)計(jì)時(shí)只要根據(jù)具體工況正確選擇軸承類型，通過計(jì)算確定尺寸，并解決安裝、固定、調(diào)整、潤(rùn)滑、密封等問題。 滾動(dòng)軸承的主要類型、特點(diǎn)和代號(hào)三、滾動(dòng)軸承的類型 按滾動(dòng)體的不同分類：球軸承、滾子軸承； 按可承受的外載荷分類：向心軸承、推力軸承、向心推力軸承；座 圈軸 圈r向心軸承推力軸承向心推力軸承（一般只受徑向力）（只受軸向力）（受徑向力

6、和軸向力）-軸承的接觸角，其大小由結(jié)構(gòu)決定。 -軸承的載荷角，其大小由Fa和Fr決定。 滾動(dòng)軸承的主要類型、特點(diǎn)和代號(hào) 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，在國家標(biāo)準(zhǔn)中分為13類，其中，最為常用的軸承大約有下列類:深溝球軸承圓柱滾子軸承推力球軸承角接觸球軸承圓錐滾子軸承調(diào)心軸承更多的滾動(dòng)軸承虛擬現(xiàn)實(shí)中的滾動(dòng)軸承 滾動(dòng)軸承的主要類型、特點(diǎn)和代號(hào)四、滾動(dòng)軸承的代號(hào)前置代號(hào) 基本代號(hào) 后置代號(hào) 軸承的分部件代號(hào)內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)密封與防塵結(jié)構(gòu)代號(hào)保持架及其材料代號(hào)特殊軸承材料代號(hào)公差等級(jí)代號(hào)游隙代號(hào)多軸承配置代號(hào)其它代號(hào)五四三二一類型代號(hào)尺寸系列代號(hào)內(nèi)徑代

7、號(hào)寬度系列代號(hào)直徑系列代號(hào)滾動(dòng)軸承代號(hào)構(gòu)成：代號(hào)用于表征滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)、尺寸、類型、精度等，由GB/T272規(guī)定。 前置代號(hào)表示軸承的分部件?；敬?hào)表示軸承的類型與尺寸等主要特征。后置代號(hào)表示軸承的精度與材料的特征。 滾動(dòng)軸承的主要類型、特點(diǎn)和代號(hào)1. 基本代號(hào)1) 類型代號(hào)常用軸承代號(hào)為3、5、6、7、N五類，詳細(xì)代號(hào)查閱表10.1。2) 內(nèi)徑代號(hào) 表10.3內(nèi)徑代號(hào)5=內(nèi)徑(mm)。如：08表示軸承內(nèi)徑 d=508=40mm。特殊情況：內(nèi)徑 d10121517代 號(hào)000102033) 尺寸系列代號(hào) 表10.4軸承基本尺寸：內(nèi)徑d，外徑D，寬度B (推力軸承為高H)?；敬?hào)基本代號(hào) 五

8、五四四三三二二一一類類型型代代號(hào)號(hào)尺寸系尺寸系列代號(hào)列代號(hào)內(nèi)內(nèi)徑徑代代號(hào)號(hào)寬寬度度系系列列代代號(hào)號(hào)直直徑徑系系列列代代號(hào)號(hào) 滾動(dòng)軸承的主要類型、特點(diǎn)和代號(hào) 同類型的相同內(nèi)徑軸承要求有不同的承載能力，因而有不同的外徑和寬度(高度)。用尺寸系列代號(hào)表示。 直徑系列代號(hào)對(duì)向心軸承：超特輕(7)、超輕(8、9)、特輕(0、1)、 輕(2)、中(3)、重(4)、特重(5)。對(duì)推力軸承 ：超輕(0)、特輕(1)、輕(2)、中(3)、 重(4)、特重(5)。 寬度系列(高度系列)代號(hào)對(duì)向心軸承：特窄(8)、窄(0)、正常(1)、寬(2)、特寬(3、4、5、6)。當(dāng)寬度代號(hào)為“0”時(shí)，可省略。但對(duì)圓錐滾子軸承

9、(30000型)和調(diào)心滾子軸承(20000型)不能省略“0”。對(duì)推力軸承 ：特低(7)、低(9)、正常(1、2)。其中“2”專用于雙向推力軸承。 滾動(dòng)軸承的主要類型、特點(diǎn)和代號(hào)2. 前置代號(hào)用字母表示：表示成套軸承的分部件。如：“L”表示可分離軸承的可分離套圈； “K”表示軸承的滾動(dòng)體與保持架組件。3. 后置代號(hào)用字母或字母加數(shù)字表示：表示軸承的結(jié)構(gòu)、公差、材料的特殊要求、游 隙等。常用后置代號(hào)： 內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)用字母表示：表示同一類型軸承的不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)。如 ： “C”表示 =15； “AC”表示 =25；“B”表示 =40； “E”表示 加強(qiáng)型，增大承載能力。 滾動(dòng)軸承的主要類型、特點(diǎn)和代號(hào)

10、公差等級(jí)代號(hào)用字母或加數(shù)字表示：表示軸承的公差等級(jí)。軸承公差分為2、4、5、6(6x)、0級(jí)，共五個(gè)級(jí)別。高級(jí) 低級(jí) 用/P2、/P4、 /P5、 /P6(/P6x)、 /P0為代號(hào)表示。其中6x只用于圓錐滾子軸承。“0” 級(jí)為普通級(jí)，可省略其代號(hào)/P0。 游隙代號(hào)用字母或字母加數(shù)字表示：表示軸承的徑向游隙。軸承游隙分為1、2、0、3、4、5共六個(gè)組別。游隙值：小小大大以/C1、/C2、/C3、/C4、/C5為代號(hào)表示?！?”組游隙最為常用，可不標(biāo)注。 如： /P63、 /P52、 /P4公差等級(jí)代號(hào)和游隙代號(hào)同時(shí)表示時(shí)，由公差等級(jí)代號(hào)加游隙組號(hào)組合表示。 滾動(dòng)軸承的主要類型、特點(diǎn)和代號(hào)a)

11、兩軸承外圈寬邊相對(duì)稱為反安裝或背對(duì)背安裝(DB安裝)。兩角接觸球軸承反安裝： 配置代號(hào)成對(duì)安裝的軸承有三種配置形式：背對(duì)背、面對(duì)面、串聯(lián)。示例如32208/DF。簡(jiǎn)圖及其代號(hào)見圖10.13。支反力作用點(diǎn)O1、O2遠(yuǎn)離，跨距增大。 滾動(dòng)軸承的主要類型、特點(diǎn)和代號(hào)兩圓錐滾子軸承反安裝：支反力作用點(diǎn)O1、O2遠(yuǎn)離，跨距增大。b) 兩軸承外圈窄邊相對(duì): 稱為正安裝或面對(duì)面安裝(DF安裝)。兩角接觸球軸承正安裝：支反力作用點(diǎn)O1、O2靠近，跨距減小。 滾動(dòng)軸承的主要類型、特點(diǎn)和代號(hào)兩圓錐滾子軸承正安裝：支反力作用點(diǎn)O1、O2靠近，跨距減小。c) 兩軸承串聯(lián)安裝(DT安裝) 滾動(dòng)軸承的主要類型、特點(diǎn)和代號(hào)

12、軸承代號(hào)示例：6308：6-深溝球軸承，3-中系列，08-內(nèi)徑d=40mm，公差等級(jí)為0級(jí)，游隙組為0組； N105/P5：N-圓柱滾子軸承，1-特輕系列，05-內(nèi)徑d=25mm，公差等級(jí)為5級(jí)，游隙組為0組；7214AC/P4：7-角接觸球軸承，2-輕系列，14-內(nèi)徑d=70mm，公差等級(jí)為4級(jí)，游隙組為0組，公稱接觸角a=25；30213：3-圓錐滾子軸承，2-輕系列，13-內(nèi)徑d=65mm，0-窄系列寬度(0不可省略)，公差等級(jí)為0級(jí)，游隙組為0組；注意：注意：滾動(dòng)軸承代號(hào)比較復(fù)雜，上述代號(hào)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(hào)時(shí)，應(yīng)查閱GB/T272-1993。

13、 滾動(dòng)軸承的主要類型、特點(diǎn)和代號(hào)滾動(dòng)軸承的類型選擇選擇軸承的類型和直徑系列按軸徑確定軸承內(nèi)徑滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)零件，在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)使用的要求較合理地選擇滾動(dòng)軸承的類型與規(guī)格。一、滾動(dòng)軸承選擇的一般過程如下：對(duì)沒有嚴(yán)格要求的軸承可不進(jìn)行承載能力驗(yàn)算END進(jìn)行承系能力驗(yàn)算合格不合格對(duì)有較嚴(yán)格要求的軸承 二、滾動(dòng)軸承類型選擇時(shí)主要考慮因素1. 載荷的大小、方向和性質(zhì) 只受徑向載荷時(shí)：選用深溝球軸承，徑向接觸軸承（圓柱滾子軸子、滾針軸承）；若軸向載荷較?。哼x角接觸向心軸承； （深溝球軸承，小的角接觸球軸承，圓錐滾子軸承）尺寸系列相同時(shí)球軸承： 點(diǎn)接觸，宜承受輕載或中等載荷。滾子軸承：線接觸，可承受

14、較大載荷。只受軸向載荷時(shí)：選用推力軸承，軸向接觸軸承（推力球軸承，推力滾子軸承）；同時(shí)受徑向載荷、軸向載荷作用時(shí)：若軸向載荷較大：選角接觸推力軸承，或選用一個(gè)推力軸承與一 對(duì)向心球軸承組合。 （大的角接觸球軸承，圓錐滾子軸承）沖擊、振動(dòng)載荷時(shí)：宜選用滾子軸承。滾動(dòng)軸承的類型選擇2. 軸承的轉(zhuǎn)速 各類軸承規(guī)定有極限轉(zhuǎn)速nlim，應(yīng) nmax10r/min的軸承 主要失效為疲勞點(diǎn)蝕，以疲勞強(qiáng)度作計(jì)算依據(jù)，稱為軸承壽命計(jì)算。 2. 對(duì)n10r/min或作低速擺動(dòng)的軸承 主要失效是塑性變形，以靜強(qiáng)度作計(jì)算依據(jù)，稱軸承靜強(qiáng)度計(jì)算。 3. 對(duì)轉(zhuǎn)速較高軸承 主要失效為由于發(fā)熱引起的磨損、燒傷，除進(jìn)行壽命計(jì)算

15、外，還需驗(yàn)算極限轉(zhuǎn)速。 滾動(dòng)軸承的工作情況分析目的：防止軸承發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕。 軸承的壽命： 在正常工況下，軸承在發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕前轉(zhuǎn)過的總轉(zhuǎn)數(shù)，或在一定轉(zhuǎn)速下的總工作小時(shí)數(shù)，稱為軸承壽命。 對(duì)一批同型號(hào)軸承，因材質(zhì)、切削加工、熱處理、裝配等不可能完全一致，因而在相同工況下，各軸承壽命并不相同，最長(zhǎng)壽命與最短壽命差距可達(dá)40倍。100 90 80 70 60 5040 30 20 10 0151020未失效軸承數(shù)量%軸承的壽命/（106r）軸承的基本額定壽命： 一批同型號(hào)軸承，在相同工況下，其中10%的軸承發(fā)生點(diǎn)蝕破壞而90%的軸承未發(fā)生點(diǎn)蝕破壞前所能運(yùn)轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)或在一定轉(zhuǎn)速下的總工作小時(shí)數(shù)。 表示方

16、法：L，單位為106r(百萬轉(zhuǎn))；或Lh，單位為h(小時(shí))。 可知：對(duì)某一軸承，其在基本額定壽命期內(nèi)能正常工作的概率為90%。 滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算一、滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算的基本公式 大量實(shí)驗(yàn)表明：對(duì)于相同型號(hào)的軸承，在不同載荷作用下，它們的壽命滿足滾動(dòng)軸承疲勞曲線，即：載荷壽命曲線(PL曲線)。軸承載荷，軸承壽命曲線方程為：P-軸承當(dāng)量動(dòng)載荷（N）；L-軸承基本額定壽命（106 ） ；常數(shù)LP-壽命指數(shù)，對(duì)球軸承：=3，對(duì)滾子軸承：=10/3。滾動(dòng)軸承的基本額定動(dòng)載荷： GB規(guī)定：滾動(dòng)軸承在基本額定壽命L=1(106r) ，可靠度為90時(shí)所能承 受的載荷稱為基本額定動(dòng)載荷，用C 表示。 C ，軸承

17、承載能力 將基本額定動(dòng)載荷代入曲線方程得：610CLP實(shí)際使用中，軸承的壽命與其所受載荷的大小有關(guān)，工作載荷越大，引起的接觸應(yīng)力就越大，軸承的奉命就越短，為此，引入基本額定動(dòng)載荷。 那么，在非基本額定動(dòng)載荷作用時(shí)，軸承的奉命又如何呢？ 滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算 滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算的基本公式： (r)106PCL實(shí)際中常用一定轉(zhuǎn)速下的工作小時(shí)數(shù)表示軸承壽命： (h)60106hPCnLn：軸承工作轉(zhuǎn)速，r/min。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使： Lh Lh（Lh-軸承的預(yù)期壽命，一般以機(jī)器中修或大修年限確定，推薦值見表8-9）若已知P、n、 Lh，則所需的軸承基本額定動(dòng)載荷為：(N)10606hnLPC由C可選擇軸承型號(hào)

18、，應(yīng)使： C C考慮溫度及載荷波動(dòng)的影響，實(shí)際計(jì)算式為：(h)60106hPfCfnLpt或(N)10606hnLfPfCtpft和fp：分別由軸承工作溫度和載荷情況查表8.8及表8.7確定。滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算二、滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 滾動(dòng)軸承工作時(shí)可能同時(shí)受徑向載荷Fr和軸向載荷Fa作用。為了與額定動(dòng)載荷比較并進(jìn)行軸承的壽命計(jì)算，需要將軸承的實(shí)際工作載荷轉(zhuǎn)化為一強(qiáng)度相當(dāng)?shù)漠?dāng)量動(dòng)載荷P。即在當(dāng)量動(dòng)載荷的作用下，軸承壽命與實(shí)際工作載荷下的壽命相同。 對(duì)向心軸承當(dāng)量動(dòng)載荷為一假想的徑向載荷 ；對(duì)推力軸承當(dāng)量動(dòng)載荷為一假想的軸向載荷； 對(duì)向心推力軸承當(dāng)量動(dòng)載荷為一假想的徑向載荷； 當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算：

19、 對(duì)徑向接觸對(duì)徑向接觸( (向心向心) )軸承：軸承： 只能承受徑向載荷Fr， P =Fr 對(duì)軸向接觸對(duì)軸向接觸( (向心推力向心推力) )軸承：軸承： 只能承受軸向載荷Fa， P =Fa 對(duì)向心對(duì)向心推力軸承：軸承： 既能承受Fr又能承受Fa， P =XFr+YFaX：徑向載荷系數(shù)；Y：軸向載荷系數(shù)，見表8.10和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算設(shè)計(jì)時(shí)注意：應(yīng)使 PC，即使當(dāng)量動(dòng)載荷不大于額定動(dòng)載荷。表8.10中：e為判別系數(shù)，用來考慮軸向載荷對(duì)P的影響。 e 值根據(jù)Fa/C0r的值確定。（ C0r為軸承的徑向額定靜載荷，可查閱軸承手冊(cè)確定）當(dāng)Fa/Fr e 時(shí)，不考慮Fa的影響，X =1，Y

20、=0 ； 當(dāng)Fa/Fre 時(shí)，應(yīng)考慮Fa的影響，X、Y 見表中數(shù)值。三、角接觸球軸承和圓錐滾子軸承軸向載荷Fa的計(jì)算 1. 內(nèi)部軸向力(派生軸向力) 角接觸球軸承和圓錐滾子軸承存在接觸角， 在純徑向力Fr的作用下會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部軸向力FS。詳細(xì)分析滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算當(dāng)約有半圈滾動(dòng)體受載時(shí)，F(xiàn)S的確定：見表10-11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=15) 70000AC(a =25)70000B(a =40)FS=Fr(2Y)FS=eFrFS=0.68FrFS=1.14FrF FS S的方向：由軸承的小端指向大端(指向開口)。FS的作用效應(yīng)：使軸承的內(nèi)圈與外圈脫開。

21、為避免內(nèi)、外圈脫開，保證軸承正常工作，角接觸球軸承和圓錐滾子軸承應(yīng)成對(duì)使用。軸承支反力作用位置：軸承支反力作用位置：支反力作用點(diǎn)與寬邊距離a，可查手冊(cè)確定；軸承支承跨距較大時(shí)，可取軸承寬度中點(diǎn)。滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算2. 軸承安裝方式1) 兩軸承正裝（面對(duì)面安裝）兩個(gè)角接觸球軸承(70000型)的正裝特點(diǎn)：支反力作用點(diǎn)O1、O2靠近，跨距減小。滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算2) 兩軸承反裝（背對(duì)背安裝）兩個(gè)角接觸球軸承(70000型)的反裝滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算兩圓錐滾子軸承(30000型)反安裝：特點(diǎn)：支反力作用點(diǎn)O1、O2遠(yuǎn)離，跨距增大。滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算3. 角接觸球軸承和圓錐滾子軸承軸向載荷Fa的計(jì)算設(shè)兩

22、角接觸球軸承反安裝，軸受徑向外載荷Fre、軸向外載荷Fae。計(jì)算步驟：1) 作軸系受力簡(jiǎn)圖軸系受力：徑向外載荷Fre、軸向外載荷Fae。軸承處支反力：Fr1、 Fr2； FS1、 FS2并將兩個(gè)軸承分別進(jìn)行編號(hào)。2) 由軸系平衡條件計(jì)算Fr1、 Fr2；由Fr1、 Fr2計(jì)算FS1、 FS2。FaeFaeFreFr1Fr2Fr2Fr1Fre滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算3) 計(jì)算軸承軸向載荷Fa1、 Fa2分兩種情況討論： 若 Fae+FS2FS1軸將有向左移的趨勢(shì)：則軸承1被壓緊，稱為“緊端”； 軸承2被放松，稱為“松端” 。軸承2（松端）：22SaFF軸承1（緊端）：21SaeaFFFFae滾動(dòng)軸承的

23、壽命計(jì)算 若 Fae+FS2FS1軸將有向右移的趨勢(shì)：則軸承2被壓緊，稱為“緊端”； 軸承1被放松，稱為“松端” 。為保持平衡，軸承2 (緊端)力必增加。由平衡條件 Fx=0，有021aaeSFFF 二軸承軸向力為：軸承2（緊端）：aeSaFFF12軸承1（松端）：11SaFF 滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算總結(jié)總結(jié)：軸承的軸向力也可按下法來判斷：軸承的軸向力也可按下法來判斷：按按FS1、FS2和和Fa判斷被判斷被“壓緊壓緊”或被或被“放松放松”的軸承。的軸承。被被“壓緊壓緊”軸承的實(shí)際軸向力為除本身派生軸軸承的實(shí)際軸向力為除本身派生軸 向向力力 外，其余各軸向力的代數(shù)和；外，其余各軸向力的代數(shù)和； 被被

24、“放松放松”軸承的實(shí)際軸向力為其本身派生軸向力軸承的實(shí)際軸向力為其本身派生軸向力。滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算滾動(dòng)軸承尺寸的選擇滾動(dòng)軸承尺寸選擇的過程：滾動(dòng)軸承尺寸選擇的過程：由力分析確定軸承所承受的Fr與Fa計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P= (XFr+YFa)明確軸承的工作轉(zhuǎn)速n與預(yù)計(jì)壽命L10計(jì)算軸承應(yīng)滿足的基本額定動(dòng)載荷PffnLCtp/ 16101060由軸承樣本（手冊(cè)）查取合適的軸承 滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算滾動(dòng)軸承的靜強(qiáng)度計(jì)算 對(duì)于在工作載荷下基本不旋轉(zhuǎn)或緩慢旋轉(zhuǎn)或緩慢擺動(dòng)的軸承，其失效形式不是疲勞點(diǎn)蝕，而是因滾動(dòng)接觸面上的接觸應(yīng)力過大而產(chǎn)生的過大的塑性變形。在國家標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)每一種規(guī)格的滾動(dòng)軸承規(guī)定了一個(gè)不應(yīng)超

25、過得載荷界限基本額定靜載荷，用C0r表示。軸承上作用的徑向載荷Fr與軸向載荷Fa應(yīng)折合成一個(gè)當(dāng)量靜載荷F0即： F0=X0Fr+Y0Fa 式中：X0-當(dāng)量靜載荷的徑向載荷系數(shù) Y0-當(dāng)量靜載荷的軸向載荷系數(shù)，可由軸承手冊(cè)查取。按軸承靜承載能力選擇軸承的公式為：00r0FSC式中：S0-靜強(qiáng)度安全系數(shù)， 可由設(shè)計(jì)手冊(cè)查取。 軸承的裝置設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：軸承的定位和緊固、軸承的配置設(shè)計(jì)、軸承位置的調(diào)節(jié)、軸承的潤(rùn)滑與密封、軸承的配合以及軸承的裝拆等問題。一、滾動(dòng)軸承的定位和緊固滾動(dòng)軸承的軸向緊固是指將軸承的內(nèi)圈或外圈相對(duì)于軸或軸承座實(shí)施緊固。具體的緊固方法有很多，下面列舉常用的方法。1. 軸承內(nèi)、外圈

26、的軸向固定指將軸承的內(nèi)圈或外圈相對(duì)于軸或軸承座實(shí)施軸向緊固。 內(nèi)圈的軸向固定 軸用彈性擋圈、軸端擋板、圓螺母和止動(dòng)墊圈 、開口圓錐緊定套、軸肩固定。 外圈的軸向固定 軸承端蓋、孔用彈性擋圈、止動(dòng)環(huán)、螺紋環(huán)等。 二、滾動(dòng)軸承的組合結(jié)構(gòu)形式 滾動(dòng)軸承的組合結(jié)構(gòu)是指：對(duì)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。詳細(xì)說明滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì) 滾動(dòng)軸承的組合結(jié)構(gòu)應(yīng)能防止軸系的軸向竄動(dòng)，并能補(bǔ)償溫度變化引起的軸的變形。 常用的軸承組合結(jié)構(gòu)方案有以下三類，每一類又有若干具體方案。1. 兩端固定支承(兩端各單向固定) 2.一端雙向固定，一端游動(dòng)支承(固游式) 兩個(gè)角接觸球軸承正裝兩個(gè)角接觸球軸承反

27、裝3.兩端游動(dòng)支承（全游式）人字齒輪小齒輪軸兩端游動(dòng)，以使二邊軸向力趨于均勻。 大齒輪軸為兩端固定，保證軸系的確定位置。 兩個(gè)圓錐滾子軸承正裝兩個(gè)圓錐滾子軸承反裝游動(dòng)端 固定端游動(dòng)端 固定端深溝球軸承 深溝球軸承深溝球軸承 一對(duì)角接觸球軸承深溝球軸承 一對(duì)圓錐滾子軸承深溝球軸承 深溝球與推力球軸承圓柱滾子軸承 深溝球軸承圓柱滾子軸承 一對(duì)角接觸球軸承 圓柱滾子軸承 一對(duì)圓錐滾子軸承圓柱滾子軸承 圓柱滾子與推力球軸承12345678結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便，但只適用于溫升不高結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便，但只適用于溫升不高(70)，跨距不大的短軸跨距不大的短軸(350mm)。 滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)三、軸承游隙和軸

28、承組合位置的調(diào)整 軸承的游隙的大小對(duì)軸承的壽命、效率、旋轉(zhuǎn)精度、溫升及噪音都有很大的影響。需要調(diào)整游隙的主要有角接觸球軸承和圓錐滾子軸承等。調(diào)整方法：端蓋墊片、調(diào)節(jié)螺釘、調(diào)節(jié)圓螺母。 軸承的預(yù)緊 預(yù)緊：安裝時(shí)在軸承中保持一定的軸向力(預(yù)緊力)，以消除游隙。 目的：提高剛度和旋轉(zhuǎn)精度，減小軸的振動(dòng)。 主要用于角接觸球軸承(7類)和圓錐滾子軸承(3類)。 滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)(1) 利用內(nèi)、外圈之間金屬墊片或磨薄內(nèi)圈或外圈達(dá)到預(yù)緊。 加金屬墊片：磨窄套圈：用墊片厚度、磨薄量控制預(yù)緊力的大小。 滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)用兩個(gè)套筒的長(zhǎng)度差控制預(yù)緊力的大小。 (2) 利用內(nèi)、外圈之間的兩個(gè)套筒達(dá)到預(yù)緊。(3)

29、利用彈簧預(yù)緊，可得到穩(wěn)定的預(yù)緊力。 滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)四、滾動(dòng)軸承的配合與裝拆1滾動(dòng)軸承的配合 滾動(dòng)軸承的配合是指內(nèi)圈與軸頸、外圈與外殼孔的配合。 軸承的內(nèi)、外圈屬于薄壁零件，容易變形。當(dāng)它裝入外殼孔或裝在軸上 后，其內(nèi)外圈的不圓度將受到外殼孔及軸頸形狀的影響。 滾動(dòng)軸承內(nèi)孔與軸的配合采用基孔制，外徑與外殼孔的配合采用基軸制。詳細(xì)說明2滾動(dòng)軸承的安裝與拆卸裝拆滾動(dòng)軸承時(shí)，不能通過滾動(dòng)體來傳力，以免使?jié)L道或滾動(dòng)體造成損傷。由于軸承的配合較緊，裝拆時(shí)以使用專門的工具為宜。 錯(cuò)誤的施力正確的施力更多圖片滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承拆卸，結(jié)構(gòu)上的幾個(gè)問題： 結(jié)構(gòu)不合理！結(jié)構(gòu)不合理！h1滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)

30、五、滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑與密封1滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑的目的及功用： 減小摩擦、減少磨損、降低溫升、防止銹蝕、緩沖減振、清洗污垢、形成密封。 潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑劑：潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂。 潤(rùn)滑方式的選擇：根據(jù)Dmn值(mmr/min)選擇。 Dm-軸承的平均直徑，mm；n-軸承的轉(zhuǎn)速，r/min 。當(dāng)Dmn2m/s的場(chǎng)合。 (3) 噴油潤(rùn)滑此外還有滴油潤(rùn)滑、油霧潤(rùn)滑等。 適用于轉(zhuǎn)速高、載荷大、要求潤(rùn)滑可靠的軸承。滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)2. 滾動(dòng)軸承的密封 目的和作用：防油、脂流失，防水、灰塵進(jìn)入。 密封裝置可分為：非接觸式密封和接觸式密封。用于轉(zhuǎn)速不高場(chǎng)合，要求：軸頸硬度40HRC，表面粗糙度Ra0.8mm。 1) 接觸式密封

31、 (1) 氈圈密封 適用于軸頸圓周速度v 45m/s的脂潤(rùn)滑。 在軸承蓋內(nèi)部放置密封件與轉(zhuǎn)動(dòng)軸表面直接接觸而起密封作用。滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)(2) 皮碗(密封圈)密封 適用于軸頸圓周速度v 61600N，Cor=38000N。1、插值法求Y：2、求P：3、驗(yàn)算壽命：故所選6312型軸承不合格。由于對(duì)軸頸尺寸無限制，故可選用6313型軸承，驗(yàn)算略。 解：1、求比值：驗(yàn)算：根據(jù)Cor=38000N重選Y：例題2滾動(dòng)軸承例題分析滾動(dòng)軸承例題分析例題3NYFFrS4 .1944)44. 12/(56002/11 某減速器主動(dòng)軸用圓錐滾子軸承3210支承，如圖。軸的轉(zhuǎn)速n=1440r/min，軸所受軸向力

32、Fae=750N，軸承的徑向載荷分別為Fr1=5600N，F(xiàn)r2=3000N。工作時(shí)有中等沖擊，脂潤(rùn)滑，常溫工作，預(yù)期壽命20000h。試驗(yàn)算軸承是否合適。解：設(shè)計(jì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)內(nèi)容及依據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果1.確定3210軸承的主要性能參數(shù)查手冊(cè)：=1803832” ，C=84.8kN，C0=68kN，e=0.42，Y=1.442.計(jì)算派生軸向力FS1、FS2由表10.11，NYFFrS7 .1041)44. 12/(30002/22NFS7 .10412NFS4 .194413.計(jì)算軸向載荷Fa1、Fa2214 .26947504 .1944SaeSFNFF故軸承被“壓緊”，軸承被“放松”，得：NFFFae

33、Sa4 .26947504 .194412NFFSa4 .194411NFa4 .19441NFa4 .26942Fr1Fr2FaeF1F滾動(dòng)軸承例題分析4.確定系數(shù)X1、X2、Y1、Y2eFFra3571. 05600/4 .1944/11eFFra6167. 03000/4 .2694/22查表10.10得X1=1，Y1=0，X2=0.4，Y2=1.44X1=1,Y1=0X2=0.4，Y2=1.445.計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P1、P2NFYFXPar5600111111)4 .269444. 130004 . 0(22222arFYFXPNP56001NP9 .507926.計(jì)算軸承的壽命查表10

34、.7和10.8得fp=1.5，ft=1，而圓錐滾子軸承的=10/3，則3/1056005 . 18480014401666716667PfCfnLpthhLh249367. 驗(yàn)算軸承是否合適hhLh2000024936 該軸承合適類型代號(hào)表滾動(dòng)軸承主要類型代號(hào)表6深溝球軸承L直線軸承5推力球軸承U外球面球軸承4雙列深溝球軸承NA滾針軸承3圓錐滾子軸承N圓柱滾子軸承29推力調(diào)心滾子軸承9推力圓錐滾子軸承2調(diào)心滾子軸承8推力滾子軸承1調(diào)心球軸承7角接觸球軸承0雙列角接觸球軸承代號(hào)軸承類型代號(hào)軸承類型軸用彈性擋圈圓螺母與止動(dòng)墊片1.滾動(dòng)軸承的直徑系列代號(hào)由軸承基本代號(hào)自右起 表示。 第一、二位數(shù)字

35、第三位數(shù)字 第四位數(shù)字 第五位數(shù)2.滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈與軸配合，以及外圈與座孔的配合為 。 全部采用基孔制 前者用基孔制，后者用基軸制 全部采用基軸制 前者用基軸制，后者用基孔制3.軸承能很好的承受徑向載荷及軸向載荷的綜合作用。 N0000 30000與70000型 NA0000型 60000型和50000型 4. 代號(hào)為6110的滾動(dòng)軸承，其內(nèi)徑尺寸為 。 110mm 10mm 50mm5.指出代號(hào)為6206、51316、N316/P6、30306、6306/P5、30206具有下列特征的軸承：徑向承載能力最高和最低的軸承分別是 和 。軸向承載能力最高和最低的軸承分別是 和 。極限轉(zhuǎn)速最高和最低的軸承分別是 和 。公差等級(jí)最高的軸承是 和 。承受軸向徑向聯(lián)合載荷能力最高的軸承是 和 。51316N3166206513166306/P5N316/P63030630206N316/P651316滾動(dòng)軸承思考題滾動(dòng)軸承思考題6.各