第十三章滾動軸承.

1、第十三第十三章章 滾滾動軸承動軸承13-1 概述概述13-2 滾動滾動軸承軸承的主要類型及其代號的主要類型及其代號13-3 滾動滾動軸承軸承類型的選擇類型的選擇13-4 滾動滾動軸承軸承的工作情況的工作情況13-5 滾動滾動軸承軸承尺寸的選擇尺寸的選擇13-6 軸承軸承裝置的設(shè)計裝置的設(shè)計13-7 其它其它1231. 滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)滾動軸承的基本結(jié)構(gòu)內(nèi)圈：內(nèi)圈：與軸頸相配；與軸頸相配；外圈：外圈：與軸承座相配；與軸承座相配；滾動體：滾動體：將滑動摩擦轉(zhuǎn)化為滾動摩擦；將滑動摩擦轉(zhuǎn)化為滾動摩擦；保持架：保持架：防止?jié)L動體直接接觸。防止?jié)L動體直接接觸。413-1概述概述常見的滾動體常見的滾動體球

2、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51）沖壓式：）沖壓式：低碳鋼板沖壓制成，與滾動體有較大的間隙。低碳鋼板沖壓制成，與滾動體有較大的間隙。2）實體式：）實體式：銅合金、鋁合金或塑料經(jīng)切削加工制成，有較銅合金、鋁合金或塑料經(jīng)切削加工制成，有較好的定心作用。好的定心作用。常見的保持架常見的保持架62. 滾動軸承的材料滾動軸承的材料1）內(nèi)圈、外圈、滾動體）內(nèi)圈、外圈、滾動體 要求：要求：硬度硬度不低于不低于 60 HRC ，接觸疲勞強度高，耐磨性和，接觸疲勞強度高，耐磨性和沖擊韌性良好，經(jīng)磨削拋光。沖擊韌性良好，經(jīng)磨削拋光。 常用材料：常用材料：高

3、碳鉻軸承鋼高碳鉻軸承鋼GCr15或滲碳軸承鋼或滲碳軸承鋼G20Cr2Ni4A 2）保持架）保持架要求：要求：材料較軟，易成形，減摩性良好。材料較軟，易成形，減摩性良好。常用材料：常用材料：低碳鋼，銅，鋁和工程塑料低碳鋼，銅，鋁和工程塑料73. 滾動軸承的特點滾動軸承的特點1）優(yōu)點）優(yōu)點：旋轉(zhuǎn)精度高、啟動力矩小、是標準件，選用方便。：旋轉(zhuǎn)精度高、啟動力矩小、是標準件，選用方便。2）缺點）缺點：不耐沖擊，工作有噪音。：不耐沖擊，工作有噪音。84. 主要內(nèi)容主要內(nèi)容1）根據(jù)工作條件正確選擇軸承的類型和尺寸；）根據(jù)工作條件正確選擇軸承的類型和尺寸；2）驗算軸承的承載能力；）驗算軸承的承載能力；3 3）

4、軸承裝置的組合設(shè)計：安裝、調(diào)整、潤滑和密封）軸承裝置的組合設(shè)計：安裝、調(diào)整、潤滑和密封91. 滾動軸承的主要類型及其特點滾動軸承的主要類型及其特點1）按承載方向分）按承載方向分13-2滾動滾動軸承軸承的主要類型及代號的主要類型及代號向心向心軸承軸承：主要承受徑向：主要承受徑向載荷載荷推力推力軸承軸承：只能承受軸向：只能承受軸向載荷載荷向心推力向心推力軸承軸承 ：能同時承受徑向載荷和軸向：能同時承受徑向載荷和軸向載荷載荷 10座圈座圈軸圈軸圈FaFrFrFaNNa) 向心向心軸承軸承b) 推力推力軸承軸承c) 向心推力向心推力軸承軸承11接觸角接觸角 ：滾動體與外圈接觸處的法線與半徑方向的夾角：

5、滾動體與外圈接觸處的法線與半徑方向的夾角 ；載荷角載荷角 ：軸承實際所受徑向載荷和軸向載荷的合力與半軸承實際所受徑向載荷和軸向載荷的合力與半徑方向的夾角。徑方向的夾角。接觸角接觸角 軸向承載能力軸向承載能力 FrFaNN122）按滾動體的類型分：球軸承和滾子軸承）按滾動體的類型分：球軸承和滾子軸承滾子軸承比球軸承的承載能力強，但球軸承的高速性能好。滾子軸承比球軸承的承載能力強，但球軸承的高速性能好。 a)球軸承球軸承b) 滾子軸承滾子軸承133）按軸承的結(jié)構(gòu)形式分）按軸承的結(jié)構(gòu)形式分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

6、調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承14調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承20000圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承30000推力球軸承推力球軸承50000a)單向單向b)雙向雙向深溝球軸承深溝球軸承60000角接觸球軸承角接觸球軸承70000圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承N0000滾針軸承滾針軸承 NA0000調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承1000015調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承 1000016特點：特點：外圈滾道為球面，允許較大的偏斜量外圈滾道為球面，允許較大的偏斜量偏斜量偏斜量：調(diào)心軸承內(nèi)圈和外圈軸線相對傾斜時所夾的銳角。調(diào)心軸承內(nèi)圈和外圈軸線相對傾斜時所夾的銳角。17圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 3000018特點：特點：內(nèi)外圈可分離，調(diào)整游隙

7、，成對使用，可同時承受徑內(nèi)外圈可分離，調(diào)整游隙，成對使用，可同時承受徑向和軸向載荷。向和軸向載荷。徑向間隙徑向間隙軸向游隙軸向游隙游隙游隙 ：軸承內(nèi)圈和外圈在徑向或軸向移動的的最大距離。軸承內(nèi)圈和外圈在徑向或軸向移動的的最大距離。19推力球軸承推力球軸承 50000座圈座圈軸圈軸圈20特點：特點：極限轉(zhuǎn)速低，只能承受軸向載荷。極限轉(zhuǎn)速低，只能承受軸向載荷。深溝球軸承深溝球軸承 6000021特點：特點：主要承受徑向載荷，應(yīng)用最廣泛。主要承受徑向載荷，應(yīng)用最廣泛。角接觸球軸承角接觸球軸承 7000022特點：特點：成對使用，能同時承受徑向和軸向載荷。成對使用，能同時承受徑向和軸向載荷。圓柱滾子軸

8、承圓柱滾子軸承 NU000023特點：特點：內(nèi)外圈可分離，只能承受徑向載荷。內(nèi)外圈可分離，只能承受徑向載荷。2. 滾動軸承的代號滾動軸承的代號（GB/T 272-1993）前置代前置代號（號（）基本代號基本代號后置代號后置代號軸承分部件代號軸承分部件代號（） 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類型代號類型代號尺寸系列代尺寸系列代號號內(nèi)徑代內(nèi)徑代號號寬度系列代號寬度系列代號直徑系列代號直徑系列代號24（1）前置代號：表示軸承的分部件）前

9、置代號：表示軸承的分部件前置代號前置代號含義含義L表示軸承的可分離套圈表示軸承的可分離套圈R表示軸承的不可分離套圈表示軸承的不可分離套圈K表示軸承的滾動體和保持架組件表示軸承的滾動體和保持架組件WS表示推力圓柱滾子軸承的軸圈表示推力圓柱滾子軸承的軸圈GS表示推力圓柱滾子軸承的座圈表示推力圓柱滾子軸承的座圈251） 類型代號類型代號（左起第（左起第1位）位）（2） 基本代號基本代號262）寬度系列代號）寬度系列代號（左起第（左起第2位）位）代號代號8 80 01 12 23 34 45 56 6寬度系列寬度系列特窄特窄窄窄正常正常寬寬特寬特寬注意：注意：除調(diào)心滾子軸承（除調(diào)心滾子軸承（2類）和圓

10、錐滾子軸承（類）和圓錐滾子軸承（3類）類）外，代號外，代號0可省略?？墒÷浴?73）直徑系列代號）直徑系列代號（左起第（左起第3位）位）代號代號7 78 89 90 01 12 23 34 45 56 6直徑系列直徑系列超特輕超特輕超輕超輕特輕特輕輕輕中中重重284）內(nèi)徑代號）內(nèi)徑代號（左起第（左起第4和和5位）位）內(nèi)徑尺寸系列代號內(nèi)徑尺寸系列代號000102030496軸承的內(nèi)徑尺寸軸承的內(nèi)徑尺寸/mm10121517數(shù)字數(shù)字529（3）后置代號：表示軸承的結(jié)構(gòu)、公差和材料的特殊要求。）后置代號：表示軸承的結(jié)構(gòu)、公差和材料的特殊要求。1）內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號）內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號軸承類型軸承類型代號代號 含

11、義含義示例示例角接觸球軸承角接觸球軸承BCAC=40 =15 =25 7210B 7210C7210AC圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 B接觸角接觸角加大加大32310BE加強型加強型N207E30注：公差等級中注：公差等級中0級最低，向右依次增高，級最低，向右依次增高，2級最高。級最高。代號代號省略省略/P6 /P6x /P5 /P4 /P2公差等級公差等級0級級6級級6x級級5級級4級級2級級2）公差等級代號）公差等級代號31注：游隙組別中注：游隙組別中1組最小，向右依次增大，組最小，向右依次增大，5組最高；組最高；3）徑向游隙代號）徑向游隙代號代號代號/C1/C2省略省略/C3 /C4 /C5

12、游隙組別游隙組別1組組2組組0組組3組組4組組5組組324）配置代號）配置代號面對面（面對面（/DF）背對背（背對背（/DB）串聯(lián)（串聯(lián)（/DT）336 3 1 0深溝球軸承深溝球軸承寬度窄系列，寬度窄系列，直徑中系列直徑中系列內(nèi)徑內(nèi)徑d=50mm 0 0級公差，級公差，0 0組游隙組游隙例例1：說明以下滾動軸承代號的含義：說明以下滾動軸承代號的含義34例例2 2：說明以下滾動軸承代號的含義：說明以下滾動軸承代號的含義7 2 0 8 AC / P5 5級公差級公差內(nèi)徑內(nèi)徑d=40 mm 寬度窄系列，直徑輕系列寬度窄系列，直徑輕系列角接觸球軸承角接觸球軸承0組游隙組游隙接觸角接觸角 =25o35

13、例例3 3：說明以下滾動軸承代號的含義：說明以下滾動軸承代號的含義3 0 3 0 8圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承直徑中系列直徑中系列內(nèi)徑內(nèi)徑d=40 mm 0級公差，級公差，0組游隙組游隙寬度窄系列寬度窄系列36例例4 4：說明以下滾動軸承代號的含義：說明以下滾動軸承代號的含義7 2 1 0 C /P5 /DF面對面配置面對面配置內(nèi)徑內(nèi)徑d=50 mm 寬度窄系列，直徑輕系列寬度窄系列，直徑輕系列角接觸球軸承角接觸球軸承5級公差，級公差，0組游隙組游隙接觸角接觸角 =15o371、61032、63083、7214 AC/P44、302135、N105 /P5試寫出以下滾動軸承代號的含義試寫出以下滾

14、動軸承代號的含義381、6103 6-深溝球軸承，深溝球軸承，1-直徑特輕系列，直徑特輕系列，03-內(nèi)徑內(nèi)徑d=17mm2、6308 6-深溝球軸承，深溝球軸承，3-直徑中系列，直徑中系列，08-內(nèi)徑內(nèi)徑d=40mm3、7214 AC/P4 7-角接觸球軸承，角接觸球軸承，2-直徑特輕系列，直徑特輕系列，14-內(nèi)徑內(nèi)徑d=70mm，AC-接觸角接觸角25，/P4-4級公差級公差4、30213 3-圓錐滾子軸承，圓錐滾子軸承，0-寬度窄系列，寬度窄系列，2-直徑輕系列，直徑輕系列，13-內(nèi)徑內(nèi)徑d=65mm5、N105 /P5 N-圓柱滾子軸承，圓柱滾子軸承，1-直徑特輕系列，直徑特輕系列，05

15、-內(nèi)徑內(nèi)徑d=25mm， /P5-5級公級公差差3913-3 滾動滾動軸承軸承類型的選擇類型的選擇1. 軸承的載荷軸承的載荷2. 軸承的轉(zhuǎn)速軸承的轉(zhuǎn)速3. 軸承的調(diào)心性能軸承的調(diào)心性能4. 軸承的安裝和拆卸軸承的安裝和拆卸40選擇軸承類型時，考慮的主要因素：選擇軸承類型時，考慮的主要因素：1. 軸承的載荷軸承的載荷411）承載能力：）承載能力：滾子軸承的承載能力大于球軸承。載荷滾子軸承的承載能力大于球軸承。載荷較小時，優(yōu)先選用球軸承。較小時，優(yōu)先選用球軸承。2）載荷方向：）載荷方向：純軸向載荷時，選用推力球軸承或推力滾子軸承；純軸向載荷時，選用推力球軸承或推力滾子軸承；純徑向載荷時，選用深溝球

16、軸承、圓柱滾子軸承或滾針純徑向載荷時，選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承；軸承；主要為徑向載荷時，選用深溝球軸承、小接觸角球軸承；主要為徑向載荷時，選用深溝球軸承、小接觸角球軸承；當軸向載荷較大時，選用大接觸角球軸承、圓錐滾子軸當軸向載荷較大時，選用大接觸角球軸承、圓錐滾子軸承或向心軸承和推力軸承的組合。承或向心軸承和推力軸承的組合。2. 軸承的轉(zhuǎn)速軸承的轉(zhuǎn)速42極限轉(zhuǎn)速極限轉(zhuǎn)速nlim：當動載荷當動載荷P0.1C，冷卻條件正常，且公，冷卻條件正常，且公差等級為差等級為0時，軸承允許的最大轉(zhuǎn)速。時，軸承允許的最大轉(zhuǎn)速。注意：注意：軸承的極限轉(zhuǎn)速主要受溫升限制，可通過改善冷軸承的極限轉(zhuǎn)速主要

17、受溫升限制，可通過改善冷卻條件，提高軸承的極限轉(zhuǎn)速。卻條件，提高軸承的極限轉(zhuǎn)速。431）球軸承比滾子軸承的極限轉(zhuǎn)速高球軸承比滾子軸承的極限轉(zhuǎn)速高。高轉(zhuǎn)速時，優(yōu)先。高轉(zhuǎn)速時，優(yōu)先選用球軸承。選用球軸承。2）外徑越小，軸承的極限轉(zhuǎn)速越高外徑越小，軸承的極限轉(zhuǎn)速越高。高轉(zhuǎn)速時，宜選。高轉(zhuǎn)速時，宜選用外徑小的軸承。用外徑小的軸承。3）實體保持架比沖壓保持架軸承極限轉(zhuǎn)速高。）實體保持架比沖壓保持架軸承極限轉(zhuǎn)速高。4）推力軸承極限轉(zhuǎn)速低推力軸承極限轉(zhuǎn)速低。軸向載荷較小而高速時，可。軸向載荷較小而高速時，可選用角接觸球軸承。選用角接觸球軸承。5）可通過提高公差等級或選用較大游隙軸承，通過改）可通過提高公差等

18、級或選用較大游隙軸承，通過改善冷卻提高軸承極限轉(zhuǎn)速。善冷卻提高軸承極限轉(zhuǎn)速。3. 軸承的調(diào)心性能軸承的調(diào)心性能44調(diào)心軸承：調(diào)心軸承：允許較大的軸承偏斜量。允許較大的軸承偏斜量。滾子軸承：滾子軸承：對軸承的偏斜量最敏感。對軸承的偏斜量最敏感。 當軸的剛度和軸承座孔支承剛度較低，或有較大偏轉(zhuǎn)當軸的剛度和軸承座孔支承剛度較低，或有較大偏轉(zhuǎn)力矩作用時，應(yīng)盡量采用力矩作用時，應(yīng)盡量采用調(diào)心軸承調(diào)心軸承。4. 軸承的安裝和拆卸軸承的安裝和拆卸45軸向安裝拆卸：軸向安裝拆卸：選用內(nèi)外圈可分離的軸承，如選用內(nèi)外圈可分離的軸承，如0000，NA0000，30000。長軸安裝拆卸：長軸安裝拆卸：內(nèi)圈采用內(nèi)圈采用

19、1:12圓錐孔，安裝在緊定襯套。圓錐孔，安裝在緊定襯套。46軸承的選用過程軸承的選用過程FmaxFr1. 軸承元件上的載荷分布軸承元件上的載荷分布47 13-4 滾動軸承的工作情況滾動軸承的工作情況上半圈滾動體不受力，下半圈滾動上半圈滾動體不受力，下半圈滾動體為承載區(qū)，體為承載區(qū)，F(xiàn)r作用線上接觸載荷作用線上接觸載荷最大。最大。 向心軸承受徑向載荷向心軸承受徑向載荷Fri= 0cos(i)轉(zhuǎn)動套圈上的某一點應(yīng)力變化情況轉(zhuǎn)動套圈上的某一點應(yīng)力變化情況固定套圈上在承載區(qū)內(nèi)某一點應(yīng)力變化固定套圈上在承載區(qū)內(nèi)某一點應(yīng)力變化OHFNit通過承載區(qū)通過承載區(qū)通過非承載區(qū)通過非承載區(qū)HOFNit482. 軸

20、承元件上的應(yīng)力分布軸承元件上的應(yīng)力分布1）滾動體：周期性不穩(wěn)定變應(yīng)力）滾動體：周期性不穩(wěn)定變應(yīng)力2）轉(zhuǎn)動套圈：周期性不穩(wěn)定變應(yīng)力）轉(zhuǎn)動套圈：周期性不穩(wěn)定變應(yīng)力3）固定套圈：脈動循環(huán)變應(yīng)力）固定套圈：脈動循環(huán)變應(yīng)力49軸承元件的應(yīng)力特性軸承元件的應(yīng)力特性503. 軸向載荷對載荷分布的影響軸向載荷對載荷分布的影響tanrdFF 一個滾動體受載：一個滾動體受載：iFNiFdiFNrFiFFdd多個滾動體受載：多個滾動體受載：tantanr1N1ddFFFFniinii51對于角接觸球軸承和圓錐滾子軸承對于角接觸球軸承和圓錐滾子軸承1）為了使多個滾動體受載，應(yīng)使）為了使多個滾動體受載，應(yīng)使 FaFrt

21、an；2）為了保證可靠工作，應(yīng)至少使下半圈滾動體受載：）為了保證可靠工作，應(yīng)至少使下半圈滾動體受載： Fa=1.25Frtan；3）當全部滾動體受載時，）當全部滾動體受載時， Fa=1.7Frtan。13-5 滾動滾動軸承軸承尺寸的選擇尺寸的選擇1. 滾動軸承的失效形式滾動軸承的失效形式1）疲勞點蝕）疲勞點蝕2）塑性變形）塑性變形3）磨粒磨損）磨粒磨損4） 膠合膠合52滾動軸承壽命計算的依據(jù)：滾動軸承壽命計算的依據(jù)：疲勞點蝕疲勞點蝕2. 軸承軸承的壽命的壽命軸承的基本額定壽命：軸承的基本額定壽命：在相同條件下運轉(zhuǎn)時，一組在相同條件下運轉(zhuǎn)時，一組軸軸承承中中10%的的軸承軸承發(fā)生點蝕破壞，而發(fā)生

22、點蝕破壞，而90%的的軸承軸承不發(fā)生不發(fā)生點蝕破壞前的轉(zhuǎn)數(shù)（點蝕破壞前的轉(zhuǎn)數(shù)（106 r），或工作小時數(shù)，稱為軸），或工作小時數(shù)，稱為軸承的基本額定壽命。承的基本額定壽命。軸承的壽命：軸承的壽命：單個軸承的套圈或滾動體首次出現(xiàn)疲勞單個軸承的套圈或滾動體首次出現(xiàn)疲勞擴展前，一個套圈相對另一個套圈的的轉(zhuǎn)數(shù)，稱為軸擴展前，一個套圈相對另一個套圈的的轉(zhuǎn)數(shù)，稱為軸承的壽命。承的壽命。533. 基本額定動基本額定動載荷載荷 C定義：定義：當當軸承軸承的基本額定壽命恰好為的基本額定壽命恰好為106 r時，時，軸承軸承所所能承受的能承受的載荷載荷。向心軸承：向心軸承：徑向基本額定動載荷徑向基本額定動載荷Cr

23、；推力軸承：推力軸承：軸向基本額定動載荷軸向基本額定動載荷Ca；角接觸球軸承或圓錐滾子軸承：角接觸球軸承或圓錐滾子軸承：使套圈間產(chǎn)生純徑使套圈間產(chǎn)生純徑向位移的載荷的徑向分量向位移的載荷的徑向分量Cr。54球軸承球軸承6207的載荷的載荷-壽命曲線壽命曲線 PCL1015L10L/106r152025PC30P/kN1 2 3 4 55100球軸承：球軸承：=3滾子軸承：滾子軸承：=10/34. 軸承壽命的計算軸承壽命的計算 60106hPCnL551）第一類計算問題：當）第一類計算問題：當PC時，求時，求Lh 60106hPCnL 10606hLnPC562）第二類計算問題：已知）第二類計算

24、問題：已知P和和Lh，求，求C第二類計算問題的變形：已知軸承型號（第二類計算問題的變形：已知軸承型號（C），），P和和Lh，驗證軸承壽命。，驗證軸承壽命。表表13-3（P314）推薦的軸承預(yù)期壽命）推薦的軸承預(yù)期壽命Lh軸承工作軸承工作 溫度溫度/ 溫度系數(shù)溫度系數(shù) ft 12020017515012522510.950.900.800.850.75 6010t6hPCfnL表表13-4 （P316） 溫度系數(shù)溫度系數(shù) ft t10PCfL 10606htLnfPC當軸承工作溫度當軸承工作溫度t12057例例1：滾動軸承滾動軸承30208的額定動載荷的額定動載荷C=34000 N，求：，求：（

25、1）當）當P=6200 N，n=730 r/min 時，該軸承的壽命；時，該軸承的壽命；（2）當）當P=6200 N時，若要求時，若要求Lh10000 h時，該軸承允時，該軸承允許的最高轉(zhuǎn)速許的最高轉(zhuǎn)速nmax；（3）若）若n=730 r/min，若要求，若要求Lh10000 h，求該軸承允，求該軸承允許的最大當量動載荷許的最大當量動載荷Pmax。58解：（解：（1）該軸承的壽命）該軸承的壽命h 66416200340007306010 601031066hPCnL（2）允許的最高轉(zhuǎn)速）允許的最高轉(zhuǎn)速r/min 484r/min620034000100006010 60103106h6maxP

26、CLn59（3）允許的最大當量載荷）允許的最大當量載荷N 5483N10730100006034000 1060 31066hmaxnLCP60例例2：（1）若該軸承的載荷增大一倍，則該軸承的壽命如何）若該軸承的載荷增大一倍，則該軸承的壽命如何變化？變化？（2）若該軸承的轉(zhuǎn)速增大一倍，則該軸承的壽命如何）若該軸承的轉(zhuǎn)速增大一倍，則該軸承的壽命如何變化？變化？61解：（解：（1）若軸承的載荷增大一倍）若軸承的載荷增大一倍216010 2601066hPCnPCnL（2）若軸承的轉(zhuǎn)速增大一倍）若軸承的轉(zhuǎn)速增大一倍PCnPCnL601021 22601066h625. 滾動軸承的當量動載荷滾動軸承的

27、當量動載荷當量動載荷當量動載荷Pr 徑向當量動載荷徑向當量動載荷 Pa 軸向當量動載荷軸向當量動載荷 表表13-5 徑向動載荷系數(shù)徑向動載荷系數(shù)X與軸向動載荷系數(shù)與軸向動載荷系數(shù)Y（P317） arYFXFP6364表表13-15 徑向動載荷系數(shù)徑向動載荷系數(shù)X和軸向動載荷系數(shù)和軸向動載荷系數(shù)Y軸承類型軸承類型Fa /C0eFa /FreFa /FreXYXY深溝球軸承深溝球軸承0.0250.220.562.0100.0400.241.8角接觸球軸承角接觸球軸承= 15 0.0150.380.441.47100.0290.401.40= 25 0.680.410.8710= 40 1.140.

28、350.5710圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承(e)0.4(Y)10調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承(Y2)(Y1)0.671調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承(Y2)(Y1)0.651為了考慮實際載荷的波動影響，可對當量動載荷乘上一個載為了考慮實際載荷的波動影響，可對當量動載荷乘上一個載荷系數(shù)荷系數(shù) fd。載荷性質(zhì)載荷性質(zhì)載荷系數(shù)載荷系數(shù) fd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、汽輪機、通風機、水泵等電機、汽輪機、通風機、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車輛、動力機械、起重機、造紙機、選礦機、車輛、動力機械、起重機、造紙機、選礦機、卷揚機、機床等卷揚機、機床等強大沖擊強大

29、沖擊1.83.0碎石機、軋鋼機、鉆探機、振動篩等碎石機、軋鋼機、鉆探機、振動篩等)(ardYFXFfP表表13-6 載荷系數(shù)載荷系數(shù) fd65派生軸向力方向從開口的小端指向大端派生軸向力方向從開口的小端指向大端小端小端大端大端666. 向心推力軸承的軸向載荷計算向心推力軸承的軸向載荷計算小端小端大端大端1）派生軸向力）派生軸向力Fd12FrFa小端指向大端小端指向大端67表表13-7（P318）約有半圈滾動體受載時派生軸向力）約有半圈滾動體受載時派生軸向力Fd的計算公式的計算公式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（=15）70000AC（=25）70000B（ =40

30、）Fd=Fr(2Y)Fd=eFrFd=0.68FrFd=1.14Fr向心推力軸承的派生軸向力向心推力軸承的派生軸向力FdFrFNiFdiFriFd68NiiFF1ddNiiFF1rr69表表13-15 徑向動載荷系數(shù)徑向動載荷系數(shù)X和軸向動載荷系數(shù)和軸向動載荷系數(shù)Y軸承類型軸承類型Fa /C0eFa /FreFa /FreXYXY深溝球軸承深溝球軸承0.0250.220.562.0100.0400.241.8角接觸球軸承角接觸球軸承= 15 0.0150.380.441.47100.0290.401.40= 25 0.680.410.8710= 40 1.140.350.5710圓錐滾子軸承圓

31、錐滾子軸承(e)0.4(Y)10調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承(Y2)(Y1)0.671調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承(Y2)(Y1)0.651表表13-7（P318）約有半圈滾動體受載時派生軸向力）約有半圈滾動體受載時派生軸向力Fd的計算公式的計算公式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（=15）70000AC（=25）70000B（ =40）Fd=Fr(2Y)Fd=eFrFd=0.68FrFd=1.14Fr701） 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承應(yīng)先查手冊先確定應(yīng)先查手冊先確定e值和值和Y 值值。2）70000C系列的軸承應(yīng)先設(shè)定一個系列的軸承應(yīng)先設(shè)定一個e值，計算后再值，計算后再復(fù)核調(diào)

32、整。復(fù)核調(diào)整。71向心推力軸承軸向載荷向心推力軸承軸向載荷 Fa 的計算步驟的計算步驟（1）畫出軸承受力的計算簡圖，標出外部和派生軸向力；）畫出軸承受力的計算簡圖，標出外部和派生軸向力；（2）計算軸承的派生軸向力）計算軸承的派生軸向力 Fd1 、Fd2 ；（3）判斷軸的運動趨勢，確定軸承的放松端和壓緊端；）判斷軸的運動趨勢，確定軸承的放松端和壓緊端；（4）根據(jù)軸的受力平衡，計算軸承的軸向載荷）根據(jù)軸的受力平衡，計算軸承的軸向載荷Fa1 、Fa2 。放松端：放松端： Fa = 自身派生軸向力自身派生軸向力壓緊端：壓緊端： Fa = 除自身派生軸向力以外，其余軸向力的代數(shù)和除自身派生軸向力以外，其

33、余軸向力的代數(shù)和Fae12Fd1Fd272例例1 1：試判斷軸承的松緊端及軸向載荷。試判斷軸承的松緊端及軸向載荷。（1） Fd1=2500N，F(xiàn)d2=1800N，F(xiàn)ae=500NFae12（2） Fd1=1700 N，F(xiàn)d2=2200 N，F(xiàn)ae=600 NFae1273例例1 1：試判斷軸承的松緊端及軸向載荷。試判斷軸承的松緊端及軸向載荷。（1） Fd1=2500N，F(xiàn)d2=1800N，F(xiàn)ae=500NFae12Fd1Fd2松松緊緊（2） Fd1=1700 N，F(xiàn)d2=2200 N，F(xiàn)ae=600 NFd2Fd1Fae12緊緊松松Fa1=2500 NFa2=3000 NFa1=2800 NF

34、a2=2200 N74Fae=1250 N，F(xiàn)d1=1470 N，F(xiàn)d2=765 N，求，求Fa1，F(xiàn)a2？FaeFd2Fd175例：對一軸承例：對一軸承7307 AC，已知：，已知： Fre = 9000N， Fae1 =3000N，F(xiàn)ae2=5000N。求。求 ： Fa1 、Fa2 。21Fae1Fae22LLFre76例：對一軸承例：對一軸承7307 AC，已知：，已知： Fre = 9000N， Fae1 =3000N，F(xiàn)ae2=5000N。求。求 ： Fa1 、Fa2 。解：解：（1）畫出軸承受力的計算簡圖）畫出軸承受力的計算簡圖Fd1Fd2Fr2Fr121Fae1Fae22LLFr

35、e77（2 2）計算軸承的派生軸向力）計算軸承的派生軸向力F Fd1d1、F Fd2d2Fd1Fd2Fr2Fr121Fae1Fae22LLFreFd1=0.68Fr1=2040 NFd2=0.68Fr2=4080 NFr1=Fre/3=3000 NFr2=2Fre/3=6000 N78（3）判斷軸承的松緊端）判斷軸承的松緊端Fd1Fd2Fr2Fr121Fae1Fae22LLFreFd2+Fae2=4080 N+5000 N=9080 NFd1+Fae1=2040 N+3000 N=5040 N Fd2+Fae2Fd1+Fae1，軸有向右運動趨勢，軸有向右運動趨勢軸承軸承1壓緊，軸承壓緊，軸承2

36、放松。放松。79（4）計算軸向載荷）計算軸向載荷Fa1、Fa2Fd1Fd2Fr2Fr121Fae1Fae22LLFreFa2=Fd2=4080 NFa1=Fd2+Fae2-Fae1=4080 N+5000 N-3000 N=6080 N807. 滾滾動軸承的動軸承的靜載荷靜載荷基本額定靜載荷基本額定靜載荷C0：使受載最大的滾動體與滾道接觸中心：使受載最大的滾動體與滾道接觸中心處引起的接觸應(yīng)力達到一定值（向心球軸承處引起的接觸應(yīng)力達到一定值（向心球軸承4200MPa）的）的載荷。載荷。按靜載能力選擇軸承：按靜載能力選擇軸承：當量靜載荷當量靜載荷P0：表表13-8（P321）靜強度安全系數(shù)靜強度安

37、全系數(shù)S0a0r00FYFXP81000PSC 由表由表13-9（P321），可靠度不為，可靠度不為90%時的壽命修正系數(shù)時的壽命修正系數(shù)a1 601016PCnaLn828. 不同可靠度軸承壽命的計算不同可靠度軸承壽命的計算101LaLn例例3：一個球軸承要求可靠度為：一個球軸承要求可靠度為0.99（99），當量動載），當量動載荷荷P=11000 N，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為80106。求此軸承應(yīng)有的。求此軸承應(yīng)有的額定動載荷額定動載荷C。解：由表解：由表13-9查得，壽命修正系數(shù)查得，壽命修正系數(shù)a1=0.25 1101PCaLaLnN 75239N 0.258011000 3110

38、aLPC83一個滾動球軸承，要求可靠度為一個滾動球軸承，要求可靠度為0.95（95），當量動），當量動載荷載荷P=11000 N，工作時間，工作時間5年（每年按年（每年按300天計），每天計），每天工作天工作16小時，工作轉(zhuǎn)速小時，工作轉(zhuǎn)速 200r/min。求此軸承應(yīng)有的基。求此軸承應(yīng)有的基本額定動載荷本額定動載荷C。84例例1 ： 某軸用兩個某軸用兩個30308軸承支撐，兩軸承的徑向載荷軸承支撐，兩軸承的徑向載荷Fr1=5000 N，F(xiàn)r2=2600 N，F(xiàn)ae=1250 N，載荷平穩(wěn)，求當量，載荷平穩(wěn)，求當量動載荷動載荷P。Fr1Fd1Fr2Fd2FaeFre85Fd1=Fr1/2Y=1

39、470 NFd2=Fr2/2Y=764.7 NFa1= Fae+ Fd2 =2014.7 NFa2=Fd1=764.7 N86解：解：1）計算軸承的軸向載荷）計算軸承的軸向載荷FaFae+ Fd2 =2014.7N Fd1=1470 N 軸有向左運動趨勢，左端軸承壓緊，右端軸承放松軸有向左運動趨勢，左端軸承壓緊，右端軸承放松軸承代號軸承代號基本尺寸基本尺寸mm基本額定載荷基本額定載荷/kN計算系數(shù)計算系數(shù)dDBCC0eY3020525521532.237.00.371.63320525522247.055.80.351.73130525621740.546.00.831.73020630621

40、643.250.50.371.63220630622051.863.80.371.63030630721959.063.00.311.93020735721754.263.50.371.63220735722370.589.50.371.63030735802175.282.50.311.93020840801863.074.00.371.63220840802377.897.20.371.63030840902390.81080.351.73020945851967.883.50.401.53220945852380.81050.401.53030945100251081300.351.73

41、021050902073.292.00.421.43221050902382.81080.421.43031050110271301580.351.7圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承87Fa1/Fr1=0.403e=0.35Fa2/Fr2=0.294eFa /FreXYXY深溝球軸承深溝球軸承0.0250.220.562.0100.0400.241.8角接觸球軸承角接觸球軸承= 15 0.0150.380.441.47100.0290.401.40= 25 0.680.410.8710= 40 1.140.350.5710圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承(e)0.4(Y)10調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承(Y2)(

42、Y1)0.671調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承(Y2)(Y1)0.651P1=fd(X1Fr1+Y1Fa1)=5425 NP2=fd(X2Fr2+Y2Fa2)=2600 NP=P1=5425 N903）計算軸承的當量動載荷）計算軸承的當量動載荷P例例2：已知軸上齒輪的周向力已知軸上齒輪的周向力Fte=2200 N，徑向力，徑向力Fre=900 N，軸向力軸向力Fae=400 N，齒輪分度圓直徑，齒輪分度圓直徑d=314 mm，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速n=520r/min。如果選用。如果選用 7207C軸承，計算當量動載荷（考慮軸承，計算當量動載荷（考慮中等沖擊）。中等沖擊）。200300FaeFteFre91V：Fr

43、eFr2VFr1VH：FteFr2HFr1HFaeFr2Fr1Fd2Fd192對于對于70000C軸承，軸承，F(xiàn)d=eFr，初設(shè)初設(shè)e=0.4。FaeFr2Fr1Fd2Fd1Fr1=950.79 NFr2=1426.18 N93FaeFr2Fr1Fd2Fd1Fd1=eFr1=380.3 NFd2=eFr2=570.5 NFa1=970.5 NFa2=570.5 N94Fae=400 N軸承代軸承代號號基本尺寸基本尺寸mm基本額定載荷基本額定載荷/kNdDBCC07205C25521516.510.57205AC25571515.89.887205B25521515.89.457206C3062

44、1623.015.07206AC30621622.014.27206B30621620.513.87207C35721730.520.07207B35721729.019.27207AC35721727.018.87208C40801836.825.87208AC40801835.224.57208B40801832.523.57209C45851938.528.57209AC45851936.827.27209B45851936.026.27210C50902042.832.07210AC50902040.830.57210B50902037.529.0角接觸球軸承角接觸球軸承95Fa1/C

45、0=0.0503Fa2/C0=0.0303e1=0.422e2=0.40196C0=20 kNFa1=970.5 NFa2=570.5 N查表得查表得fd=1.5N57.2665)(a11r11d1FYFXfPN27.2139)(a22r22d2FYFXfP11r1a02. 1eFF22r2a4 . 0eFF44. 01X4 . 11Y12X02YN57.26652 PP97改用改用6304軸承（軸承（C0=7880 N）?深溝球軸承沒有派生軸向力深溝球軸承沒有派生軸向力FdFae=400NFr2Fr1Fr1=950.79 NFr2=1426.18 NFa1=Fa2=Fae=400NFa/C0

46、=400/7880=0.05198軸承代號軸承代號基本尺寸基本尺寸mm基本額定載荷基本額定載荷/kNdDBCC062021535117.653.72630215421311.55.4262031740129.584.78630317471413.56.58620420471412.86.65630420521515.87.88620525521514.07.88630525621722.211.5620630621619.511.5630630721927.015.2620735721725.515.2630735802133.219.2620840801829.518.06308409023

47、40.824.0620945851931.520.56309451002552.831.8621050902035.023.26310501102761.838.0深溝球軸承深溝球軸承99插值得插值得e=0.25100查表得查表得fd=1.5)(a11r11d1FYFXfP)(a22r22d2FYFXfPN57.26652 PPeFF42. 01r1aeFF28. 02r2a101102例：某機械傳動中軸承配置如圖所示。已知：軸向外載荷例：某機械傳動中軸承配置如圖所示。已知：軸向外載荷Fae =2000N，徑向載荷，徑向載荷Fr1=4000 N， Fr2=5000 N，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n=1500 r

48、/min，中等沖擊，工作溫度不超過，中等沖擊，工作溫度不超過100，要求軸承預(yù)期壽，要求軸承預(yù)期壽命命Lh=5000h。問采用。問采用30311軸承是否合適？軸承是否合適？（查手冊知，軸承（查手冊知，軸承30311：C=145 kN ，e=0.35， X=0.4， Y=1.7）12FaeFr2Fr1Fd1Fd2103例：某機械傳動中軸承配置如圖所示。已知：軸向外載荷例：某機械傳動中軸承配置如圖所示。已知：軸向外載荷Fae =2000N，徑向載荷，徑向載荷Fr1=4000 N， Fr2=5000 N，轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n=1500 r/min，中等沖擊，工作溫度不超過，中等沖擊，工作溫度不超過100，要求

49、軸承預(yù)期壽，要求軸承預(yù)期壽命命Lh=5000h。問采用。問采用30311軸承是否滿足壽命要求？軸承是否滿足壽命要求？12FaeFr2Fr1Fd1Fd2104解：解：1）計算軸承的軸向載荷）計算軸承的軸向載荷FaN 5 .1176N7 . 12400021r1dYFFN 6 .1470N7 . 12500022r2dYFFN 5 .1176N 6 .3470N 2000N 6 .14701dae2dFFF軸承軸承1壓緊，軸承壓緊，軸承2放松。放松。N 6 .3470N 2000N 6 .1470ae2d1aFFFN 6 .14702d2a FF1052）計算當量動載荷）計算當量動載荷PN 120

50、00N6 .34707 . 140004 . 06 . 1)(a11r11d1）（FYFXfPN 8000N6 . 1)(a22r22d2）（FYFXfP35. 08677. 040006 .34701r1aeFF35. 0294. 050006 .14702r2aeFF4 . 01X7 . 11Y12X02YN 120001 PP1063）驗算基本額定動載荷）驗算基本額定動載荷C145kN75014NN1050001500600 . 112000 106031066htCLnfPC采用圓錐滾子軸承采用圓錐滾子軸承30311壽命足夠。壽命足夠。107驗算軸承壽命驗算軸

51、承壽命Lhh6h 6010LPCnL21Fae=1000 NFre=3000 N2LL作業(yè)：作業(yè)：已知一對已知一對30304軸承所受的載荷情況如圖示。若軸承所受的載荷情況如圖示。若n=1500 r/min，fd=1，試判斷哪個軸承危險，并求危險軸承的壽命？，試判斷哪個軸承危險，并求危險軸承的壽命？C=31.5 kN ，C0=20.8 kN，e=0.3，Y=2，F(xiàn)d=Fr / 2Y；Fa / Fre 時，時，X=1，Y=0；Fa / Fr e 時，時，X=0.4，Y=2。10821Fae=1000 NFre=3000 N2LLFr1Fr2Fd2Fd1對對1點取矩：點取矩：Fre3L=Fr22LF

52、r2=3/2 Fre=3/2 3000 N=4500 N對對2點取矩：點取矩：FreL+Fr12L =0Fr1= - Fre2=-3000 2= - 1500 N （負號表示方向向下）（負號表示方向向下）109Fd1=Fr12Y = 1500/2 2 N= 375 NFd2=Fr22Y = 4500/2 2 N= 1125 N（2）求派生軸向力）求派生軸向力Fd1、Fd2（3）求兩軸承的軸向載荷）求兩軸承的軸向載荷Fa1 、Fa2Fae +Fd2 =1000 N + 1125 N=2125 NFd1= 375 N軸有左移趨勢，軸承軸有左移趨勢，軸承1 1被壓緊，軸承被壓緊，軸承2 2被放松被放

53、松 Fa1 = Fae+Fd2=1000 N+1125 N=2125 NFa2 = Fd2 = 1125 N110（4）求兩軸承的當量動載荷）求兩軸承的當量動載荷 P1、P2P1 = fd ( X1Fr1+ Y1Fa1 ) = 0.41500 N+22125 N=4850 NP2= fd( X2Fr2+ Y2Fa2 ) =14500 N=4500 NP1 P2，軸承軸承1危險危險X1=0.4，Y1=2X2=1，Y2=0eFF42. 1150021251r1aeFF25. 0450011252r2a111（5）求軸承的壽命）求軸承的壽命 Lhh 5679.6h 48503150015006010 601031066hPC