機(jī)械設(shè)計(jì)第十三章1

1、第十三章第十三章 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承電子科技大學(xué)電子科技大學(xué) 凌丹凌丹v軸承軸承 支承軸及軸上零件支承軸及軸上零件 保證軸的旋轉(zhuǎn)精度保證軸的旋轉(zhuǎn)精度 減少軸與支承之間減少軸與支承之間的摩擦與磨損的摩擦與磨損v與滑動(dòng)軸承相比與滑動(dòng)軸承相比 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：摩擦阻力小、啟摩擦阻力小、啟動(dòng)容易、效率高、潤滑動(dòng)容易、效率高、潤滑簡便、易于更換；簡便、易于更換； 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：抗沖擊能力差、抗沖擊能力差、工作時(shí)有震動(dòng)和噪聲、工作時(shí)有震動(dòng)和噪聲、有些場合不適用。有些場合不適用。v設(shè)計(jì)時(shí)所要解決的主要問題設(shè)計(jì)時(shí)所要解決的主要問題 軸承本身的設(shè)計(jì)軸承本身的設(shè)計(jì) 根據(jù)工作條件，選擇類型及尺寸；根據(jù)工作條件，選擇類型及尺

2、寸； 軸承壽命校核軸承壽命校核 滾動(dòng)軸承裝置的設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承裝置的設(shè)計(jì) 與滾動(dòng)軸承安裝、調(diào)整、潤滑、密封等有關(guān)與滾動(dòng)軸承安裝、調(diào)整、潤滑、密封等有關(guān)的零件組合方案的設(shè)計(jì)。的零件組合方案的設(shè)計(jì)。本章內(nèi)容本章內(nèi)容v概述概述v滾動(dòng)軸承的基本類型和及其代號(hào)滾動(dòng)軸承的基本類型和及其代號(hào)v滾動(dòng)軸承的類型的選擇滾動(dòng)軸承的類型的選擇v滾動(dòng)軸承的工作情況滾動(dòng)軸承的工作情況v滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算v軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì)v例題例題v內(nèi)圈內(nèi)圈1 1v外圈外圈2 2v滾動(dòng)體滾動(dòng)體3 3v保持架保持架4 41. 1. 滾動(dòng)軸承的基本結(jié)滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu)構(gòu)2. 滾動(dòng)軸承各部分的作用滾動(dòng)軸承各部分的作用v內(nèi)圈

3、與軸頸配合；內(nèi)圈與軸頸配合；v外圈與軸承座孔配合；外圈與軸承座孔配合；v內(nèi)圈外表面和外圈內(nèi)表內(nèi)圈外表面和外圈內(nèi)表面上有滾道，滾動(dòng)體在面上有滾道，滾動(dòng)體在滾道上滾動(dòng)。滾道上滾動(dòng)。v保持架均勻分隔各滾動(dòng)保持架均勻分隔各滾動(dòng)體，避免各滾動(dòng)體直接體，避免各滾動(dòng)體直接接觸造成嚴(yán)重磨損。接觸造成嚴(yán)重磨損。保持架的功能保持架的功能 防止與滾動(dòng)元件的直接接觸防止與滾動(dòng)元件的直接接觸，使使摩擦和熱量生成降到最低摩擦和熱量生成降到最低 引導(dǎo)滾動(dòng)體在滾道上運(yùn)轉(zhuǎn)引導(dǎo)滾動(dòng)體在滾道上運(yùn)轉(zhuǎn) 提供潤滑空間提供潤滑空間 在安裝或拆卸可分離軸承時(shí)在安裝或拆卸可分離軸承時(shí)，固固定滾動(dòng)元件定滾動(dòng)元件3. 軸承各部分的材料軸承各部分的

4、材料v內(nèi)外圈、滾動(dòng)體內(nèi)外圈、滾動(dòng)體 強(qiáng)度高、耐磨的鉻錳高碳鋼。強(qiáng)度高、耐磨的鉻錳高碳鋼。v保持架保持架 沖壓保持架和實(shí)體保持架沖壓保持架和實(shí)體保持架 沖壓保持架：低碳鋼板沖壓后鉚接或焊接。沖壓保持架：低碳鋼板沖壓后鉚接或焊接。 實(shí)體保持架：銅合金、鋁合金或塑料切削加工。實(shí)體保持架：銅合金、鋁合金或塑料切削加工。4.常用滾動(dòng)體的類型常用滾動(dòng)體的類型球形、圓柱形、鼓形、圓錐形、滾針形、球形、圓柱形、鼓形、圓錐形、滾針形、非對(duì)稱球面非對(duì)稱球面本章內(nèi)容本章內(nèi)容v概述概述v滾動(dòng)軸承的基本類型和及其代號(hào)滾動(dòng)軸承的基本類型和及其代號(hào)v滾動(dòng)軸承的類型的選擇滾動(dòng)軸承的類型的選擇v滾動(dòng)軸承的工作情況滾動(dòng)軸承的工作

5、情況v滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算v軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì)v例題例題1、滾動(dòng)軸承的主要類型、滾動(dòng)軸承的主要類型v按照滾動(dòng)體的形狀按照滾動(dòng)體的形狀 球軸承球軸承 滾子軸承滾子軸承v按照承受載荷的方向按照承受載荷的方向 向心軸承：主要承受徑向載荷向心軸承：主要承受徑向載荷 推力軸承：主要承受軸向載荷推力軸承：主要承受軸向載荷 向心推力軸承：可以承受兩個(gè)方向的載荷。向心推力軸承：可以承受兩個(gè)方向的載荷。 滾動(dòng)軸承的公稱接觸角滾動(dòng)軸承的公稱接觸角v滾動(dòng)體與外圈接觸處的法線與軸承徑向平面的夾角滾動(dòng)體與外圈接觸處的法線與軸承徑向平面的夾角稱為稱為公稱接觸角公稱接觸角，簡稱，簡稱接觸角接觸角a a

6、。軸線軸線軸線軸線軸線軸線我國機(jī)械工業(yè)常用軸承我國機(jī)械工業(yè)常用軸承v 1調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承v 2調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承v 3圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承v 5推力球軸承推力球軸承v 6深溝球軸承深溝球軸承v 7角接觸球軸承角接觸球軸承v 8推力圓柱滾子軸承推力圓柱滾子軸承v N圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承v NA滾針軸承滾針軸承v NU 外球面軸承外球面軸承2、各種滾動(dòng)軸承的性能、各種滾動(dòng)軸承的性能調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承 1主要承受徑向載荷，也可同時(shí)承受少量的主要承受徑向載荷，也可同時(shí)承受少量的雙向的軸向載荷；雙向的軸向載荷；外圈滾道為球面，具有自動(dòng)調(diào)心性能。外圈滾道為球面，具有自動(dòng)調(diào)心性能。FaF

7、rself-aligning ball bearing調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承 2FaFrself-aligning roller bearing 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 3 可同時(shí)可同時(shí)承受徑向載荷和單向軸向載荷，承載能力大承受徑向載荷和單向軸向載荷，承載能力大。FaFrTaped roller bearing推力球軸承推力球軸承 51（單列）、（單列）、52（雙向）（雙向）只能承受軸向載只能承受軸向載荷，載荷作用線荷，載荷作用線必須與軸線重合。必須與軸線重合。Thrust Ball Bearing 軸圈軸圈軸圈軸圈座圈座圈座圈座圈座圈座圈推力球軸承推力球軸承 51（單列）、（單列）、52

8、（雙向）（雙向）軸圈：與軸配合軸圈：與軸配合座圈：與機(jī)座配合座圈：與機(jī)座配合軸圈內(nèi)徑小于座圈內(nèi)徑。軸圈內(nèi)徑小于座圈內(nèi)徑。深溝球軸承深溝球軸承 6主要承受徑向載荷，能承受少量的軸向載荷主要承受徑向載荷，能承受少量的軸向載荷。大量生產(chǎn)，。大量生產(chǎn)，價(jià)格最低。價(jià)格最低。FaFrDeep Groove Ball Bearing角接觸球軸承角接觸球軸承 7可承受可承受徑向載荷和單向軸向徑向載荷和單向軸向載荷載荷。 一般成對(duì)使用，接觸一般成對(duì)使用，接觸角越大，承受軸向載荷的能角越大，承受軸向載荷的能力越高。力越高。70000C a a =15=1570000AC a a =2570000B a a =40

9、FaAngular Contact Bearing推力圓柱滾子軸承推力圓柱滾子軸承 8能承受能承受很大的單向軸向載荷很大的單向軸向載荷Thrust Roller BearingThrust Roller BearingFa軸向力的方向：由軸圈指向座圈。軸向力的方向：由軸圈指向座圈。圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承 NNNUNJ只能承受徑向載荷只能承受徑向載荷。由于滾動(dòng)體與內(nèi)外圈是面接觸，承。由于滾動(dòng)體與內(nèi)外圈是面接觸，承載能力比深溝球軸承大。載能力比深溝球軸承大。Cylindrical Roller BearingFr滾針軸承滾針軸承 NA RNA徑向尺寸很小、徑向尺寸很小、只能承受徑向載荷只能承受徑

10、向載荷，承載能力高于，承載能力高于圓柱滾子軸承和深溝球軸承。圓柱滾子軸承和深溝球軸承。Needle Roller Bearing滾針推力滾子軸承滾針推力滾子軸承小小 結(jié)結(jié)v 球軸承與滾子軸承相比，球軸承與滾子軸承相比， 球軸承允許的極限轉(zhuǎn)速較高（球形滾動(dòng)體的重量較輕）球軸承允許的極限轉(zhuǎn)速較高（球形滾動(dòng)體的重量較輕） 滾子軸承承受的載荷較大（滾子滾動(dòng)體與內(nèi)外圈線接觸）。滾子軸承承受的載荷較大（滾子滾動(dòng)體與內(nèi)外圈線接觸）。v 下列軸承主要承受徑向載荷，能承受少量的雙向軸向載荷下列軸承主要承受徑向載荷，能承受少量的雙向軸向載荷 深溝球軸承深溝球軸承 調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承 調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承v

11、下列軸承只能承受徑向載荷下列軸承只能承受徑向載荷 圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承 滾針軸承滾針軸承v 下列軸承能承受軸向（單向）和徑向的聯(lián)合載荷下列軸承能承受軸向（單向）和徑向的聯(lián)合載荷 角接觸球軸承角接觸球軸承 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承v 下列軸承只能承受軸向載荷下列軸承只能承受軸向載荷 推力球軸承推力球軸承 推力圓柱滾子軸承推力圓柱滾子軸承3、滾動(dòng)軸承的代號(hào)、滾動(dòng)軸承的代號(hào)v 代號(hào)：表示類型、結(jié)構(gòu)、尺寸、公差等級(jí)、技術(shù)性能等代號(hào)：表示類型、結(jié)構(gòu)、尺寸、公差等級(jí)、技術(shù)性能等特特征征的產(chǎn)品代號(hào)。的產(chǎn)品代號(hào)。前置前置代號(hào)代號(hào)基本代號(hào)基本代號(hào)后置代號(hào)后置代號(hào)（字母）或（字母）或加數(shù)字加數(shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字字母字

12、母數(shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)字?jǐn)?shù)數(shù)字字?jǐn)?shù)數(shù)字字成套軸承分部件代號(hào)成套軸承分部件代號(hào)類型代號(hào)類型代號(hào)尺寸系列代號(hào)尺寸系列代號(hào)內(nèi)徑系列代號(hào)內(nèi)徑系列代號(hào)內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變、公差內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變、公差等級(jí)及其他等級(jí)及其他寬度或高度系寬度或高度系列代號(hào)列代號(hào)直徑系列代號(hào)直徑系列代號(hào)類型代號(hào)類型代號(hào)尺寸代號(hào)尺寸代號(hào)v尺寸系列代號(hào)由寬尺寸系列代號(hào)由寬( (高高) )度系列代號(hào)（基本代號(hào)左起度系列代號(hào)（基本代號(hào)左起第位）和直徑系列代號(hào)第位）和直徑系列代號(hào)( (基本代號(hào)左起第位基本代號(hào)左起第位) )組組合而成。合而成。 直徑與寬度系列直徑與寬度系列直徑系列直徑系列寬度系列寬度系列高度系列高度系列尺寸系列尺寸系列寬度系列寬度系列直徑系

13、列直徑系列向心軸承和推力軸承的常用尺寸系列代號(hào)向心軸承和推力軸承的常用尺寸系列代號(hào)直徑系列代號(hào)直徑系列代號(hào)推力軸承推力軸承向心軸承向心軸承01(0) 0(0) 1101120211011234特輕特輕輕輕中中重重(0) 2(0) 3(0) 41213222324121314222324(0)1212窄窄正常正常寬寬正常正常尺寸系列代號(hào)尺寸系列代號(hào)寬度系列代號(hào)寬度系列代號(hào)高度系列代號(hào)高度系列代號(hào)內(nèi)徑代號(hào)內(nèi)徑代號(hào)軸承公稱軸承公稱內(nèi)徑內(nèi)徑（mm）內(nèi)徑代號(hào)內(nèi)徑代號(hào)示例示例1012151700010203深溝球軸承深溝球軸承620101表示軸承內(nèi)徑為表示軸承內(nèi)徑為12mm20480軸承公稱內(nèi)徑除以軸承公

14、稱內(nèi)徑除以5的商數(shù)，的商數(shù)，商數(shù)為個(gè)位數(shù)時(shí)，則在商數(shù)商數(shù)為個(gè)位數(shù)時(shí)，則在商數(shù)左邊補(bǔ)左邊補(bǔ)0深溝球軸承深溝球軸承620505表示軸承內(nèi)徑為表示軸承內(nèi)徑為25mm軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)常用代號(hào)軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)常用代號(hào) 軸承類型軸承類型 代代 號(hào)號(hào) 含含 義義 示示 例例 B =40 7210B 角接觸球軸承角接觸球軸承 C =15 7210C AC =25 7210AC圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 B 接觸角接觸角加大加大 32310BE 加強(qiáng)型加強(qiáng)型 N207E后置代號(hào)后置代號(hào)密封及防塵密封及防塵精度等級(jí)精度等級(jí)游隙組別游隙組別代號(hào)代號(hào)含含 義義代號(hào)代號(hào)含義含義代號(hào)代號(hào)含義含義NNRRS2RSZZZ外圈帶止動(dòng)槽外

15、圈帶止動(dòng)槽外圈帶止動(dòng)槽及止外圈帶止動(dòng)槽及止動(dòng)環(huán)動(dòng)環(huán)單面帶密封圈單面帶密封圈兩面帶密封圈兩面帶密封圈單面帶防塵蓋單面帶防塵蓋兩面帶防塵蓋兩面帶防塵蓋P0P6P5P4P2P0級(jí)精度，省級(jí)精度，省略不寫略不寫P6級(jí)精度級(jí)精度P5級(jí)精度級(jí)精度P4級(jí)精度級(jí)精度P2級(jí)精度級(jí)精度C2C0C3C4C5C2組游隙組游隙C0組游隙，省組游隙，省略不寫略不寫C3組游隙組游隙C4組游隙組游隙C5組游隙組游隙內(nèi)部內(nèi)部結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)軸承后置代號(hào)排列順序軸承后置代號(hào)排列順序后置代號(hào)組后置代號(hào)組含含 義義1密封與防塵密封與防塵套圈變形套圈變形238保持架保持架及材料及材料游隙游隙軸承軸承材料材料公差公差等級(jí)等級(jí)配置配置其它其它74

16、56軸承游隙軸承游隙徑向游隙徑向游隙軸向游隙軸向游隙溫度對(duì)軸承游隙的影響溫度對(duì)軸承游隙的影響游游隙隙壓縮壓縮擴(kuò)擴(kuò)張張冷冷熱熱安裝對(duì)軸承游隙的影響安裝對(duì)軸承游隙的影響壓縮壓縮擴(kuò)張擴(kuò)張減小的減小的徑向游隙徑向游隙安裝游隙小安裝游隙小于原始于原始游隙游隙滾動(dòng)軸承代號(hào)示例滾動(dòng)軸承代號(hào)示例 1 6 2 2 03軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑 d=17 mm直徑系列代號(hào)，直徑系列代號(hào)，2(輕輕)系列系列 寬度系列代號(hào)，寬度系列代號(hào)，2(寬寬)系列系列 深溝球軸承深溝球軸承 公差等級(jí)為公差等級(jí)為0級(jí)級(jí);游隙組為游隙組為0組；組；7 (0) 3 12 AC / P6公稱接觸角公稱接觸角 = =25 軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑 d=1

17、25=60 mm直徑系列代號(hào)，直徑系列代號(hào)，3(中中)系列系列 寬度系列代號(hào)，寬度系列代號(hào)，0(窄窄)系列，代號(hào)為系列，代號(hào)為0，不標(biāo)出，不標(biāo)出 角接觸球軸承角接觸球軸承 公差等級(jí)公差等級(jí)6級(jí)級(jí) 游隙組為游隙組為0組；組；滾動(dòng)軸承代號(hào)示例滾動(dòng)軸承代號(hào)示例 2 3 0 2 13軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑 d=65 mm直徑系列代號(hào)，直徑系列代號(hào)，2(輕輕)系列系列 寬度系列代號(hào)，寬度系列代號(hào)，0(窄窄)系列系列 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 公差等級(jí)為公差等級(jí)為0級(jí)級(jí);游隙組為游隙組為0組；組；軸承的各部分尺寸軸承的各部分尺寸軸承的各部分尺寸軸承的各部分尺寸本章內(nèi)容本章內(nèi)容v概述概述v滾動(dòng)軸承的基本類型和及其

18、代號(hào)滾動(dòng)軸承的基本類型和及其代號(hào)v滾動(dòng)軸承的類型的選擇滾動(dòng)軸承的類型的選擇v滾動(dòng)軸承的工作情況滾動(dòng)軸承的工作情況v滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算v軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì)v例題例題運(yùn)行條件運(yùn)行條件現(xiàn)有空間現(xiàn)有空間不對(duì)心不對(duì)心速度速度壽命壽命負(fù)荷大小負(fù)荷大小/ /方方向向/ /性質(zhì)性質(zhì)13-3 滾動(dòng)軸承類型的選擇滾動(dòng)軸承類型的選擇一、一、 考慮軸承的載荷考慮軸承的載荷v 載荷大小載荷大小 滾子軸承滾子軸承 線接觸線接觸 承載能力強(qiáng)承載能力強(qiáng) 球軸承球軸承 點(diǎn)接觸點(diǎn)接觸 承載能力較低承載能力較低v 載荷方向載荷方向 純徑向載荷純徑向載荷： 深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承深溝球軸承、圓柱滾

19、子軸承或滾針軸承 純軸向載荷純軸向載荷： 推力球軸承或推力滾子軸承推力球軸承或推力滾子軸承 徑向與軸向聯(lián)合載荷徑向與軸向聯(lián)合載荷： 角接觸軸承（角接觸球軸承、圓錐滾子軸承）角接觸軸承（角接觸球軸承、圓錐滾子軸承）二、二、 軸承的轉(zhuǎn)速軸承的轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)速過高轉(zhuǎn)速過高 溫度溫度 潤滑失效潤滑失效 滾動(dòng)體回火或膠滾動(dòng)體回火或膠合破壞。合破壞。極限轉(zhuǎn)速極限轉(zhuǎn)速-滾動(dòng)軸承在一定載荷與潤滑條件下，允滾動(dòng)軸承在一定載荷與潤滑條件下，允許的最高轉(zhuǎn)速。具體可查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)或軸承樣本。許的最高轉(zhuǎn)速。具體可查閱設(shè)計(jì)手冊(cè)或軸承樣本。選用原則：選用原則：1. 球軸承比滾子軸承的極限轉(zhuǎn)速高，應(yīng)優(yōu)先選用球軸承；球軸承比滾子軸承的

20、極限轉(zhuǎn)速高，應(yīng)優(yōu)先選用球軸承；2. 在高速時(shí)，以選用超輕、特輕及輕系列的軸承；內(nèi)徑相同在高速時(shí)，以選用超輕、特輕及輕系列的軸承；內(nèi)徑相同時(shí)，外徑越小，滾動(dòng)體就越輕小，產(chǎn)生的離心慣性力也小；時(shí)，外徑越小，滾動(dòng)體就越輕小，產(chǎn)生的離心慣性力也??；3. 保持架的材料對(duì)軸承轉(zhuǎn)速影響極大，實(shí)體保持架比沖壓保保持架的材料對(duì)軸承轉(zhuǎn)速影響極大，實(shí)體保持架比沖壓保持架允許有更高一些的轉(zhuǎn)速；持架允許有更高一些的轉(zhuǎn)速；4. 推力軸承的極限轉(zhuǎn)速很低，當(dāng)工作轉(zhuǎn)速高時(shí)，若軸向載推力軸承的極限轉(zhuǎn)速很低，當(dāng)工作轉(zhuǎn)速高時(shí)，若軸向載荷不是十分大，可以采用角接觸球軸承來承受純軸向力；荷不是十分大，可以采用角接觸球軸承來承受純軸向力；

21、5. 若工作轉(zhuǎn)速超過了軸承樣本，可以用提高公差等級(jí)、適若工作轉(zhuǎn)速超過了軸承樣本，可以用提高公差等級(jí)、適當(dāng)增大游隙、選用循環(huán)冷卻等方法。當(dāng)增大游隙、選用循環(huán)冷卻等方法。v 調(diào)心軸承的外圈滾道表面是球面，能自動(dòng)補(bǔ)調(diào)心軸承的外圈滾道表面是球面，能自動(dòng)補(bǔ)償兩滾道軸心線的角偏差，從而保證軸承正償兩滾道軸心線的角偏差，從而保證軸承正常工作。常工作。v 滾針軸承對(duì)軸線偏斜最為敏感，應(yīng)盡可能避滾針軸承對(duì)軸線偏斜最為敏感，應(yīng)盡可能避免在軸線有偏斜的情況下使用。免在軸線有偏斜的情況下使用。三、軸承的調(diào)心性能三、軸承的調(diào)心性能 由于安裝原因造成由于安裝原因造成 軸承內(nèi)外圈中心線之間的相對(duì)傾斜角稱為軸承內(nèi)外圈中心線之

22、間的相對(duì)傾斜角稱為角偏差角偏差。各類軸承內(nèi)圈軸線相對(duì)于外圈軸線的角偏差限度不同。各類軸承內(nèi)圈軸線相對(duì)于外圈軸線的角偏差限度不同。兩軸孔中心線相交兩軸孔中心線相交兩軸孔不同軸兩軸孔不同軸軸發(fā)生撓曲變形軸發(fā)生撓曲變形軸承選型舉例：軸承選型舉例：1 1）直齒圓柱齒輪軸：）直齒圓柱齒輪軸：2 2）斜齒輪、錐齒輪、蝸輪軸：）斜齒輪、錐齒輪、蝸輪軸：3 3）懸臂圓錐齒輪軸：）懸臂圓錐齒輪軸：4 4）蝸桿軸：）蝸桿軸：本章內(nèi)容本章內(nèi)容v概述概述v滾動(dòng)軸承的基本類型和及其代號(hào)滾動(dòng)軸承的基本類型和及其代號(hào)v滾動(dòng)軸承的類型的選擇滾動(dòng)軸承的類型的選擇v滾動(dòng)軸承的工作情況滾動(dòng)軸承的工作情況v滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算滾動(dòng)軸承壽

23、命計(jì)算v軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì)v例題例題FN0FNiFNi一、軸承工作時(shí)軸承元件上的載荷分布一、軸承工作時(shí)軸承元件上的載荷分布徑向力徑向力Fr通過軸徑傳給向心軸承的通過軸徑傳給向心軸承的內(nèi)圈，位于上半圈的滾動(dòng)體不會(huì)受內(nèi)圈，位于上半圈的滾動(dòng)體不會(huì)受力（非承載區(qū)）；力（非承載區(qū)）； 下半圈的滾動(dòng)體將此載荷傳到外圈下半圈的滾動(dòng)體將此載荷傳到外圈上（承載區(qū)）。上（承載區(qū)）。向心軸承承受徑向載荷向心軸承承受徑向載荷在處于在處于Fr作用線上的接觸點(diǎn)處接觸載作用線上的接觸點(diǎn)處接觸載荷最大，兩邊逐漸減小。荷最大，兩邊逐漸減小。rNFFi=徑向游隙的存在使實(shí)際承載區(qū)的范圍小于徑向游隙的存在使實(shí)際承載區(qū)的范

24、圍小于180游隙較小游隙較小游隙較大游隙較大一、軸承工作時(shí)軸承元件上的載荷分布一、軸承工作時(shí)軸承元件上的載荷分布二、滾動(dòng)體的應(yīng)力變化情況二、滾動(dòng)體的應(yīng)力變化情況滾動(dòng)體、動(dòng)圈上確定點(diǎn)的應(yīng)力變化滾動(dòng)體、動(dòng)圈上確定點(diǎn)的應(yīng)力變化 HFNito承載區(qū)固定圈上確定點(diǎn)的應(yīng)力變化承載區(qū)固定圈上確定點(diǎn)的應(yīng)力變化 HFNito有載荷有載荷無載荷無載荷接觸應(yīng)力為穩(wěn)定脈動(dòng)循環(huán)接觸應(yīng)力為穩(wěn)定脈動(dòng)循環(huán)接觸應(yīng)力為周期性非穩(wěn)定循環(huán)接觸應(yīng)力為周期性非穩(wěn)定循環(huán)F1F2F2F3F3F Fr raFr載荷作用中心載荷作用中心可查軸承標(biāo)準(zhǔn)可查軸承標(biāo)準(zhǔn)Fn1F1Fd1irdidFFFF=Fd 內(nèi)部軸向力，是由于內(nèi)部軸向力，是由于結(jié)構(gòu)原因

25、而產(chǎn)生的附加內(nèi)部結(jié)構(gòu)原因而產(chǎn)生的附加內(nèi)部軸向力。軸向力。其大?。浩浯笮。翰楸?，查表，方方向：向：如圖。如圖。FdFd使內(nèi)外圈有分離趨勢，使內(nèi)外圈有分離趨勢，向心推力軸承必須：向心推力軸承必須：成對(duì)使用，對(duì)稱安裝。成對(duì)使用，對(duì)稱安裝。三、派生軸向力的產(chǎn)生三、派生軸向力的產(chǎn)生v角接觸向心軸承在承受徑向載荷時(shí)，要產(chǎn)生派生軸向力角接觸向心軸承在承受徑向載荷時(shí)，要產(chǎn)生派生軸向力Fd，F(xiàn)d的方向總是由的方向總是由外圈的寬邊指向窄邊外圈的寬邊指向窄邊。v派生軸向力的大小取決于該軸承所受的徑向載荷和軸承派生軸向力的大小取決于該軸承所受的徑向載荷和軸承的結(jié)構(gòu)。的結(jié)構(gòu)。70000C = = 15a ardeFF

26、= =70000AC = = 25a ardFF68. 0= =70000B = = 40a ardFF14. 1= =30000YFFrd2= =派生軸向力的計(jì)算派生軸向力的計(jì)算兩種安裝方式兩種安裝方式簡圖：簡圖：兩外圈寬邊相對(duì)兩外圈寬邊相對(duì)兩外圈窄邊相對(duì)兩外圈窄邊相對(duì)ddFFddFF 說說 明明v 圓錐滾子軸承和角接觸球軸承總是在徑向和軸向載荷聯(lián)合作圓錐滾子軸承和角接觸球軸承總是在徑向和軸向載荷聯(lián)合作用下工作。用下工作。v 各滾動(dòng)體外圈反力的軸向分量構(gòu)成軸承的派生軸向力，使外各滾動(dòng)體外圈反力的軸向分量構(gòu)成軸承的派生軸向力，使外圈與滾動(dòng)體和內(nèi)圈組合體有分離的趨勢，即產(chǎn)生軸向竄動(dòng)量。圈與滾動(dòng)體

27、和內(nèi)圈組合體有分離的趨勢，即產(chǎn)生軸向竄動(dòng)量。v 軸上的外部軸向載荷將阻止這種分離趨勢，減輕軸向竄動(dòng)量，軸上的外部軸向載荷將阻止這種分離趨勢，減輕軸向竄動(dòng)量，并使下半圈盡可能多的滾動(dòng)體受載。并使下半圈盡可能多的滾動(dòng)體受載。本章內(nèi)容本章內(nèi)容v概述概述v滾動(dòng)軸承的基本類型和及其代號(hào)滾動(dòng)軸承的基本類型和及其代號(hào)v滾動(dòng)軸承的類型的選擇滾動(dòng)軸承的類型的選擇v滾動(dòng)軸承的工作情況滾動(dòng)軸承的工作情況v滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算v軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì)v例題例題13.5 滾動(dòng)軸承壽命的計(jì)算滾動(dòng)軸承壽命的計(jì)算v失效形式失效形式v軸承壽命軸承壽命v基本額定動(dòng)載荷基本額定動(dòng)載荷v軸承壽命計(jì)算公式軸承壽命計(jì)算

28、公式v當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算v角接觸軸承軸向載荷的計(jì)算角接觸軸承軸向載荷的計(jì)算v滾動(dòng)軸承的靜載荷計(jì)算滾動(dòng)軸承的靜載荷計(jì)算一、失效形式點(diǎn)蝕點(diǎn)蝕v金屬疲勞：長時(shí)間的重復(fù)應(yīng)力金屬疲勞：長時(shí)間的重復(fù)應(yīng)力v在使用時(shí)，軸承材料受到循環(huán)的壓應(yīng)力在使用時(shí)，軸承材料受到循環(huán)的壓應(yīng)力v即使是正確維護(hù)使用的軸承也會(huì)出現(xiàn)失效即使是正確維護(hù)使用的軸承也會(huì)出現(xiàn)失效一、失效形式v其它失效形式其它失效形式 永久變形永久變形 磨粒磨損磨粒磨損 膠合膠合 由于安裝時(shí)操作不當(dāng)、維護(hù)不當(dāng)。引起軸承元由于安裝時(shí)操作不當(dāng)、維護(hù)不當(dāng)。引起軸承元件的破裂等其他失效形式。件的破裂等其他失效形式。保持架與滾動(dòng)體摩擦產(chǎn)生的磨損保持架與滾

29、動(dòng)體摩擦產(chǎn)生的磨損外圈滾道塑性變形外圈滾道塑性變形內(nèi)圈脹裂內(nèi)圈脹裂內(nèi)圈滾道磨損內(nèi)圈滾道磨損安裝不當(dāng)占軸承提前失效原因的安裝不當(dāng)占軸承提前失效原因的16%潤滑不當(dāng)占軸承提前失效原因的潤滑不當(dāng)占軸承提前失效原因的36% 潤滑不當(dāng)包括以下三種類型潤滑不當(dāng)包括以下三種類型:1、填充量錯(cuò)誤、填充量錯(cuò)誤: 過多過多 過少過少2、潤滑脂的選型錯(cuò)誤、潤滑脂的選型錯(cuò)誤: 性能質(zhì)量達(dá)不到要求性能質(zhì)量達(dá)不到要求 不能適應(yīng)實(shí)際的應(yīng)用需要不能適應(yīng)實(shí)際的應(yīng)用需要3、污染、污染: 雜質(zhì)混入潤滑脂中雜質(zhì)混入潤滑脂中 操作不當(dāng)操作不當(dāng)(工作環(huán)境臟污工作環(huán)境臟污)滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中、高速下運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承中、高速下

30、運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承(n10 r/min) 按疲勞強(qiáng)度進(jìn)行按疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。即保證軸承在規(guī)定的壽命期內(nèi)不發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕。設(shè)計(jì)。即保證軸承在規(guī)定的壽命期內(nèi)不發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕。對(duì)于轉(zhuǎn)速很低（對(duì)于轉(zhuǎn)速很低（n 10r/min)或在一定角度內(nèi)緩慢擺動(dòng)或在一定角度內(nèi)緩慢擺動(dòng)的軸承的軸承按靜強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，即保證軸承在工作中不發(fā)按靜強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，即保證軸承在工作中不發(fā)生超過允許的塑性變形。生超過允許的塑性變形。高速下運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承高速下運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承除按疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)外，還應(yīng)校除按疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)外，還應(yīng)校核極限轉(zhuǎn)速。核極限轉(zhuǎn)速。二、軸承的壽命 軸承中任一元件出現(xiàn)點(diǎn)蝕疲勞破壞之前所經(jīng)歷軸承中任一元件出現(xiàn)點(diǎn)蝕疲勞破壞之前所經(jīng)歷的

31、轉(zhuǎn)數(shù)（以的轉(zhuǎn)數(shù)（以10106 6轉(zhuǎn)為單位）或在某一轉(zhuǎn)速下工作的轉(zhuǎn)為單位）或在某一轉(zhuǎn)速下工作的總小時(shí)數(shù)，稱為總小時(shí)數(shù)，稱為軸承的壽命軸承的壽命。最低壽命：過于保守最低壽命：過于保守最長壽命：不安全最長壽命：不安全計(jì)算時(shí)，若按計(jì)算時(shí)，若按 采用采用。 軸承的基本額定壽命基本額定壽命基本額定壽命L10 ：一批相同的軸承，在相同的條：一批相同的軸承，在相同的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其中90%的軸承不發(fā)生點(diǎn)蝕以前能運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承不發(fā)生點(diǎn)蝕以前能運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)（以的轉(zhuǎn)數(shù)（以106轉(zhuǎn)為單位）或在一定轉(zhuǎn)速下工作的轉(zhuǎn)為單位）或在一定轉(zhuǎn)速下工作的總小時(shí)數(shù)總小時(shí)數(shù)Lh。物理意義：物理意義：1）對(duì)一批軸承而言：指）對(duì)一批軸

32、承而言：指90%軸承能達(dá)到或超過的壽命。軸承能達(dá)到或超過的壽命。2）對(duì)一個(gè)具體軸承而言：該軸承能達(dá)到或超過該壽命的概）對(duì)一個(gè)具體軸承而言：該軸承能達(dá)到或超過該壽命的概率為率為90%。表表13-3 軸承預(yù)期壽命軸承預(yù)期壽命Lh的參考值的參考值 使使 用用 場場 合合 不經(jīng)常使用的儀器和設(shè)備不經(jīng)常使用的儀器和設(shè)備 3003000 Lh /單位：單位：h 短時(shí)間或間斷使用，中斷時(shí)不致引起嚴(yán)重后果短時(shí)間或間斷使用，中斷時(shí)不致引起嚴(yán)重后果 30008000 間斷使用，中斷時(shí)會(huì)引起嚴(yán)重后果間斷使用，中斷時(shí)會(huì)引起嚴(yán)重后果 800012000 每天每天8h工作的機(jī)械工作的機(jī)械 1200020000 每天每天2

33、4h連續(xù)工作的機(jī)械連續(xù)工作的機(jī)械 4000060000 每天每天24h連續(xù)工作的機(jī)械連續(xù)工作的機(jī)械 ,中斷時(shí)會(huì)引起嚴(yán)重后果中斷時(shí)會(huì)引起嚴(yán)重后果 100000200000 v基本額定動(dòng)載荷：使軸承的基本額定壽命達(dá)到基本額定動(dòng)載荷：使軸承的基本額定壽命達(dá)到106轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時(shí)，軸承所承受的載荷，用字母時(shí)，軸承所承受的載荷，用字母C表示。表示。 對(duì)向心軸承對(duì)向心軸承 徑向基本額定動(dòng)載荷徑向基本額定動(dòng)載荷 Cr 對(duì)推力軸承對(duì)推力軸承 軸向基本額定動(dòng)載荷軸向基本額定動(dòng)載荷 Ca 對(duì)向心角接觸軸承對(duì)向心角接觸軸承載荷的徑向分量。載荷的徑向分量。v不同型號(hào)的軸承有不同的基本額定動(dòng)載荷，表征了不同型號(hào)的軸承有不同的基

34、本額定動(dòng)載荷，表征了不同型號(hào)軸承承受載荷能力的大小。不同型號(hào)軸承承受載荷能力的大小。三、三、 軸承的基本額定動(dòng)載荷軸承的基本額定動(dòng)載荷0 1 2 3 4 5 10 15 L (106)29.5252015105P KN通過試驗(yàn)得出如圖所示通過試驗(yàn)得出如圖所示6208軸承的載荷軸承的載荷壽命曲線。壽命曲線。曲線上對(duì)應(yīng)于曲線上對(duì)應(yīng)于 Lh=106 的載荷為的載荷為: 29.5KN。 四、四、 滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算公式滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算公式載荷載荷-壽命曲線的公式：壽命曲線的公式： rPCL61010 = = P 當(dāng)量動(dòng)載荷當(dāng)量動(dòng)載荷 N hPCnLh =60106基本額定基本額定壽命壽命軸承轉(zhuǎn)速，軸

35、承轉(zhuǎn)速，r/min當(dāng)量動(dòng)載當(dāng)量動(dòng)載荷，荷，N基本額定動(dòng)載荷，查基本額定動(dòng)載荷，查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) 161060=hLnPC預(yù)期壽命，預(yù)期壽命，查表查表基本額定動(dòng)載基本額定動(dòng)載荷計(jì)算值荷計(jì)算值 工作溫度高于工作溫度高于120C時(shí)時(shí)hPCfnLrPCfLtht = = = =6010 106610引入溫度系數(shù)引入溫度系數(shù)ft（ 表表134）軸承工作溫度軸承工作溫度（）120125150200250300ft10.950.900.800.700.60修正后的計(jì)算公式：修正后的計(jì)算公式： 五、滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷五、滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷v滾動(dòng)軸承的基本額定動(dòng)載荷是在一定試驗(yàn)條件下滾動(dòng)軸

36、承的基本額定動(dòng)載荷是在一定試驗(yàn)條件下確定的。確定的。v將工作中的實(shí)際載荷換算為與基本額定動(dòng)載荷條將工作中的實(shí)際載荷換算為與基本額定動(dòng)載荷條件相同的當(dāng)量動(dòng)載荷件相同的當(dāng)量動(dòng)載荷P才能進(jìn)行計(jì)算軸承壽命。才能進(jìn)行計(jì)算軸承壽命。v當(dāng)量動(dòng)載荷當(dāng)量動(dòng)載荷P是一個(gè)假想的載荷是一個(gè)假想的載荷。在當(dāng)量動(dòng)載荷。在當(dāng)量動(dòng)載荷P作用下的軸承的壽命與工作中實(shí)際載荷作用下的作用下的軸承的壽命與工作中實(shí)際載荷作用下的壽命相同。壽命相同。arFYFXP = =對(duì)只能承受徑向載荷的向心軸承，如圓柱滾子軸承、對(duì)只能承受徑向載荷的向心軸承，如圓柱滾子軸承、滾針軸承，滾針軸承， P=Fr，即即Y=0。對(duì)只能承受純軸向力的推力軸承：對(duì)

37、只能承受純軸向力的推力軸承： P = Fa 即即X=0 五、滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷五、滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷軸承類型軸承類型Fa/FreFa/Fre判斷判斷系數(shù)系數(shù)e名稱名稱代號(hào)代號(hào)XYXY調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承100001Y10.65Y2調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承200001Y10.67Y2圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承30000100.40Ye表表 13-5 動(dòng)載荷系數(shù)動(dòng)載荷系數(shù) X、Y五、滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷五、滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷軸承類型軸承類型相對(duì)軸向載相對(duì)軸向載荷荷Fa/FreFa/Fre判斷系數(shù)判斷系數(shù)e名稱名稱代號(hào)代號(hào)Fa/C0XYXY深溝球深溝球軸承軸承600000.0250.0400.0

38、700.1300.2500.500100.562.01.81.61.41.21.00.220.240.270.310.370.44角接觸角接觸球軸承球軸承70000Ca=150.0150.0290.0580.0870.1200.170100.441.471.401.301.231.161.020.380.400.430.460.470.50五、滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷五、滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 考慮到工作中的沖擊和振動(dòng)會(huì)使軸承壽命降低，考慮到工作中的沖擊和振動(dòng)會(huì)使軸承壽命降低，為此又引進(jìn)載荷系數(shù)為此又引進(jìn)載荷系數(shù)fP)(arPYFXFfP = = 載荷系數(shù)載荷系數(shù) fP載荷性質(zhì)載荷性質(zhì)載荷系數(shù)載荷系

39、數(shù)舉例舉例無沖擊或輕微沖無沖擊或輕微沖擊擊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中等沖擊或中等慣性力慣性力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)械等礦機(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)篩等六、六、 軸承徑向載荷和軸向載荷的確定軸承徑向載荷和軸向載荷的確定徑向載荷徑向載荷Fr是外界作用在軸上的徑向載荷在各軸是外界作用在軸上的徑向載荷在各軸承上產(chǎn)生的徑向支反力。承上產(chǎn)生的徑向支反力。即：該軸承的即：該軸

40、承的水平面內(nèi)的支反力水平面內(nèi)的支反力與與垂直面內(nèi)的支反垂直面內(nèi)的支反力力的矢量和，近似認(rèn)為支反力的作用點(diǎn)位于的矢量和，近似認(rèn)為支反力的作用點(diǎn)位于軸承寬軸承寬度的中點(diǎn)處度的中點(diǎn)處。 2. 軸向載荷的確定軸向載荷的確定v軸向載荷并不完全由外界作用在軸上的軸向作用軸向載荷并不完全由外界作用在軸上的軸向作用力產(chǎn)生。力產(chǎn)生。 深溝球軸承的軸向載荷由作用在軸上的總軸向深溝球軸承的軸向載荷由作用在軸上的總軸向力力Fae決定決定, Fae 指向的軸承指向的軸承Fa= Fae ，另一軸承，另一軸承所受軸向力為零；所受軸向力為零；角接觸球軸承和圓錐滾子軸承軸向力由外界作用在角接觸球軸承和圓錐滾子軸承軸向力由外界作用在軸上的總軸向力和派生軸向力的平衡條件決定。軸上的總軸向力和派生軸向力的平衡條件決定。例題例題v 某軸由一對(duì)代號(hào)為某軸由一對(duì)代號(hào)為6210深溝球軸承支承，已知，軸受徑向外深溝球軸承支承，已知，軸受徑向外載荷載荷FR15000N，軸向外載荷，軸向外載荷Fae1500N