滾動軸承設計上課學習教案

1、會計學1滾動軸承滾動軸承(gndngzhuchng)設計上課設計上課第一頁，共79頁。軸軸減減 速速 器器軸承軸承軸承的作用軸承的作用(zuyng)支承軸和軸上支承軸和軸上零件零件第1頁/共78頁第二頁，共79頁。軸承分類軸承分類滑動軸承滑動軸承(hu dn zhu chn)滑動摩擦滑動摩擦滾動軸承滾動軸承滾動摩擦滾動摩擦(mc)，摩擦，摩擦(mc)損損失小。失小?；瑒虞S承滑動軸承(hu dn zhu chn)軸瓦軸瓦軸頸軸頸軸承座軸承座滾動滾動軸承軸承齒齒 輪輪軸軸齒齒 輪輪軸滾動軸承滾動軸承第2頁/共78頁第三頁，共79頁。一、滾動軸承一、滾動軸承(gndngzhuchng)(gndngz

2、huchng)的組成的組成滾動滾動(gndng)體體保持架保持架內圈內圈滾動滾動(gndng)體的種體的種類：類：總成總成外圈外圈第3頁/共78頁第四頁，共79頁。缺點：抗沖擊能力較差，高速時噪聲大，工作壽命缺點：抗沖擊能力較差，高速時噪聲大，工作壽命(shumng)(shumng)不及液不及液 體摩擦的滑動軸承，徑向尺寸比滑動軸承大。體摩擦的滑動軸承，徑向尺寸比滑動軸承大。二二 . . 滾 動 軸 承滾 動 軸 承(gndngzhuchng)(gndngzhuchng)的特點的特點 摩擦系數(shù)小，啟動摩擦系數(shù)小，啟動(qdng)(qdng)力矩小，效率高；力矩小，效率高； 軸向尺寸（寬度）較小

3、；軸向尺寸（寬度）較??； 某些滾動軸承能同時承受徑向和軸向載荷，因此某些滾動軸承能同時承受徑向和軸向載荷，因此 可使機器結構簡化、緊湊；可使機器結構簡化、緊湊； 徑向間隙小，還可預緊方法消除間隙，因此運轉徑向間隙小，還可預緊方法消除間隙，因此運轉 精度高；精度高； 潤滑簡單，耗油量少，維護保養(yǎng)簡便；潤滑簡單，耗油量少，維護保養(yǎng)簡便； 標準件，易于互換等優(yōu)點，所以獲得廣泛應用。標準件，易于互換等優(yōu)點，所以獲得廣泛應用。優(yōu)點優(yōu)點：第4頁/共78頁第五頁，共79頁。3 3滾動軸承滾動軸承(gndngzhuchng)(gndngzhuchng)部件組合設計部件組合設計 型號（尺寸型號（尺寸(ch cu

4、n)(ch cun)）選擇）選擇軸承壽命計算軸承壽命計算 重點重點類型類型(lixng)(lixng)選選擇擇三三. . 本章的主要內容：本章的主要內容：2 2滾動軸滾動軸 承選擇承選擇難點：角接觸軸承軸向載荷難點：角接觸軸承軸向載荷FA的確定的確定1 1滾動軸承的類型滾動軸承的類型及代號及代號重點重點第5頁/共78頁第六頁，共79頁。一滾動軸承一滾動軸承(gndngzhuchng)(gndngzhuchng)的尺寸及的尺寸及性能參數(shù)性能參數(shù)14-1 14-1 滾動軸承的主要滾動軸承的主要(zhyo)(zhyo)類型及類型及代號代號 軸承內徑軸承內徑dd軸承內圈孔軸承內圈孔徑，它與軸頸直徑相同

5、徑，它與軸頸直徑相同(xin (xin tn)tn)，是，是軸承公稱直徑；軸承公稱直徑； DDd d軸承寬度軸承寬度B 軸承兩端面軸承兩端面之間的軸向距離。之間的軸向距離。 一）滾動軸承的主要尺寸一）滾動軸承的主要尺寸軸承外徑軸承外徑D 軸承外圈外軸承外圈外徑，它與軸承座孔直徑相同；徑，它與軸承座孔直徑相同；B B第6頁/共78頁第七頁，共79頁。三）滾動軸承三）滾動軸承(gndngzhuchng)的的主要性能參數(shù)主要性能參數(shù) 軸承的公稱接觸角軸承的公稱接觸角 滾動體與套滾動體與套圈接觸處的法線與軸承的徑向圈接觸處的法線與軸承的徑向(jn xin)平面之間平面之間的夾角。的夾角。反映軸承承受軸

6、向載荷反映軸承承受軸向載荷(zi h)的能力，的能力， 越越大，大，軸承承受軸向載荷軸承承受軸向載荷(zi h)的能力越強。的能力越強。軸承的極限轉速軸承的極限轉速nlim 軸承的工軸承的工 作轉速作轉速n 第7頁/共78頁第八頁，共79頁。軸承內外圈軸線相對軸承內外圈軸線相對(xingdu)偏斜角偏斜角反映軸承自動調心反映軸承自動調心的能力。的能力。調心軸承調心軸承(zhuchng)簡圖簡圖第8頁/共78頁第九頁，共79頁。按軸承按軸承(zhuchng)(zhuchng)所能受的載荷方向或公稱接觸角的不同可所能受的載荷方向或公稱接觸角的不同可分為以下幾種分為以下幾種 二滾動軸承二滾動軸承(g

7、ndngzhuchng)(gndngzhuchng)分類分類軸承軸承(zhuchn(zhuchng)g)類型類型公稱接觸角公稱接觸角向心軸承向心軸承( (主要承受主要承受徑向負荷徑向負荷F FR R) )推力軸承推力軸承( (主要承受主要承受軸向負荷軸向負荷F FA A) )徑向接觸徑向接觸向心角接觸向心角接觸推力角接觸推力角接觸軸向接觸軸向接觸= 0= 00 00 00 045450 045450 0 90 900 0= 90= 900 0圖圖例例第9頁/共78頁第十頁，共79頁。三三 滾動軸承的主要滾動軸承的主要(zhyo)(zhyo)類型和特點類型和特點類型類型(lixng)(lixng

8、)代號：（代號：（1000010000）承載類型承載類型主承徑向主承徑向(jn xin)(jn xin)負荷負荷FRFR也能承受少量的雙向軸向負荷也能承受少量的雙向軸向負荷FAFA，F(xiàn)RFAFAFRFAFA1.1.調心球軸承調心球軸承承承載類型載類型主承徑向負荷主承徑向負荷FR ，也能承受少量的雙向軸向負荷也能承受少量的雙向軸向負荷FA特點特點具有調心性能，具有調心性能， = 2 = 20 030 02.2.調心滾子軸承調心滾子軸承特點特點具有調心性能，具有調心性能，=0.5=0.50 02 20 0 類型代號：類型代號：（2 200000000）第10頁/共78頁第十一頁，共79頁。承載承載

9、(chngzi)(chngzi)類型類型能承受較大的徑向負能承受較大的徑向負荷荷FRFR 和和單向的軸向負荷單向的軸向負荷FAFA。FRFA結構特點結構特點(tdin)(tdin)：內外圈可分離：內外圈可分離, ,公稱接觸公稱接觸角有角有 120 120，260,260,越大，承受軸向載越大，承受軸向載 荷的能力就越大。荷的能力就越大。3.3.推力調心滾子推力調心滾子(n z)(n z)軸軸承承類型代號：類型代號：（2929000000）承承載類型載類型可可承承很大的很大的軸向負荷軸向負荷FA 和一定和一定徑向負荷徑向負荷FR特點特點具有調心性能，具有調心性能，=2=20 030 04.4.圓

10、錐滾子軸承圓錐滾子軸承使用要求：使用要求：成對使用成對使用類型代號：類型代號：（3 30 0000000）FAFRFR 第11頁/共78頁第十二頁，共79頁。正裝（面對面安裝正裝（面對面安裝(nzhung)）圓錐圓錐(yunzhu)(yunzhu)滾子軸承滾子軸承安裝形式一：安裝形式一：正裝簡圖正裝簡圖第12頁/共78頁第十三頁，共79頁。反裝（背對背安裝反裝（背對背安裝(nzhung)）圓錐滾子圓錐滾子(n z)(n z)軸承安軸承安裝形式二：裝形式二：反裝簡圖反裝簡圖第13頁/共78頁第十四頁，共79頁。松圈松圈松圈松圈5.5.推力球軸承推力球軸承類型代號：類型代號： （ 00000000

11、）FA000000000000緊圈緊圈結構特點結構特點(tdin)(tdin)：由緊圈（內孔較小，：由緊圈（內孔較小，裝在軸上）裝在軸上）松圈（內孔較大，裝在機座上）和滾動體松圈（內孔較大，裝在機座上）和滾動體組成，套圈與滾動體可分離。組成，套圈與滾動體可分離。承承載類型載類型只能受軸向負荷只能受軸向負荷F FA松圈松圈緊圈緊圈滾動體滾動體FAFA極限轉速極限轉速低低第14頁/共78頁第十五頁，共79頁。6.6.深溝深溝球軸承球軸承 承載類型承載類型(lixng)(lixng)能同時承能同時承受徑向負受徑向負 荷荷FRFR與單向軸向負荷與單向軸向負荷FAFAFRFAFAFRFA承載類型承載類型

12、主要承受徑向負主要承受徑向負荷荷FRFR，也可同時，也可同時(tngsh)(tngsh)承受少量雙承受少量雙向向軸向負荷軸向負荷FAFA類型類型(lixng)(lixng)代號：代號： （6000060000）極限轉速極限轉速高高7.7.角接觸球軸承角接觸球軸承類型代號：類型代號： （7 700000000）結構特點：結構特點：公稱接觸角有公稱接觸角有15150 0，25250 0，40400 0 越大，承軸向載荷的能力就越大。越大，承軸向載荷的能力就越大。使用要求：使用要求：成對使用成對使用 第15頁/共78頁第十六頁，共79頁。正裝（面對面安裝正裝（面對面安裝(nzhung)）角接觸軸承角

13、接觸軸承(zhuchng)安裝安裝形式一：形式一：正裝簡圖正裝簡圖第16頁/共78頁第十七頁，共79頁。反裝（背對背安裝反裝（背對背安裝(nzhung)）角接觸角接觸(jich)軸承安裝形式軸承安裝形式二：二：反裝簡圖反裝簡圖第17頁/共78頁第十八頁，共79頁。8.8.圓柱圓柱(yunzh)(yunzh)滾子軸承滾子軸承FR（N N00000000）（NNNN00000000）承載類型承載類型只能承受只能承受(chngshu)(chngshu)徑向負荷徑向負荷FRFR， 不能承受不能承受(chngshu)(chngshu)軸向負荷。軸向負荷。結構特點：內外結構特點：內外(niwi)(niwi

14、)圈可分離圈可分離類型代號：類型代號：外圈無擋邊外圈無擋邊圓柱滾圓柱滾子子軸承軸承雙列雙列圓柱滾圓柱滾子子軸承軸承FRN N00000000NNNN00000000FRNANA000000009. 9. 滾針軸承滾針軸承類型代號：類型代號：（NANA00000000）結構特點：結構特點：內外圈可分離，可以沒有內外圈可分離，可以沒有 保持架保持架承承載類型載類型只能承受徑向負荷只能承受徑向負荷FR， 不能承受軸向負荷。不能承受軸向負荷。第18頁/共78頁第十九頁，共79頁。一）軸承代號一）軸承代號(diho)(diho)組成組成由基本代號由基本代號(diho)(diho)、前置代號前置代號(di

15、ho)(diho)構成。構成。三三. . 滾動軸承滾動軸承(gndngzhuchng)(gndngzhuchng)的代的代號號軸承代號軸承代號前置代號前置代號 后置代號后置代號 類型類型代號代號尺寸系列代號尺寸系列代號內徑內徑代號代號向心軸承向心軸承推力軸承推力軸承直徑系直徑系列代號列代號寬度系寬度系列代號列代號高度系高度系列代號列代號結構形結構形狀狀、尺尺寸公差寸公差技術要技術要求求 成成套套分分軸軸承承部部件件基本代號基本代號 第19頁/共78頁第二十頁，共79頁。 類型代號類型代號尺寸系列代號尺寸系列代號內徑代號內徑代號向心軸承向心軸承推力軸承推力軸承直徑系直徑系列代號列代號寬度系列代號

16、寬度系列代號高度系列代號高度系列代號二二. . 基本基本(jbn)(jbn)代代號號 圓錐滾子圓錐滾子(n (n z)z)軸承軸承:3:3推力球軸承推力球軸承 :5 :5深溝球軸承深溝球軸承 :6 :6角接觸球軸承角接觸球軸承:7:7圓柱滾子圓柱滾子(n (n z)z)軸承軸承:N:N窄窄: : 0 0正常正常(zhngchn(zhngchng): 1g): 1寬寬: : 2 2特低：特低：7 7低：低：9 9正常：正常：1 1（單向）（單向）正常：正常：2 2（雙向）（雙向）輕：輕：2中：中：3重：重：4特寬：特寬：3 3特寬：特寬：4 4特寬：特寬：5 5特寬：特寬：6 6d 20 mmd

17、 500 mmd 500 mm以上軸承以上軸承代號：代號：/ /內徑毫米內徑毫米 表示表示特輕：特輕：0 0特輕：特輕：1 1調心球軸承調心球軸承 : :1 1調心滾子軸承調心滾子軸承: :2 2推力調心滾子推力調心滾子軸承軸承 : :2929滾針軸承滾針軸承 : :NANA第20頁/共78頁第二十一頁，共79頁。尺 寸 系 列 代 號 表 示尺 寸 系 列 代 號 表 示(biosh)(biosh)方法方法 直徑直徑(zhjng)系系列代列代號號尺尺 寸寸 系系 列列 代代 號號向心向心(xin xn)軸承軸承寬度系列代號寬度系列代號推力軸承推力軸承高度系列代號高度系列代號0 0（窄）（窄）

18、1 1（正常）（正常）2 2（寬）（寬）7 7（特低（特低）9 9（低）（低）1 1（正常）（正常）2 2（正常）（正常）2（輕）（輕）3（中）（中）4（重）（重）0 02 21 12 22 22 20 03 31 13 32 23 30 04 41 14 42 24 47 729 921 122 227 73 39 93 31 13 32 23 37 749 941 142 24向心軸承向心軸承中直徑系列中直徑系列正常寬度系列正常寬度系列如尺寸系列尺寸系列代號為：代號為：13雙向推力軸承雙向推力軸承輕直徑系列輕直徑系列正常高度系列正常高度系列如尺寸系列尺寸系列代號為：代號為：222 2213

19、13第21頁/共78頁第二十二頁，共79頁。d02031324DDDBBBB表示同一公稱表示同一公稱(gngchng)(gngchng)內徑內徑d d的軸承，其外徑的軸承，其外徑D D和寬度和寬度B B的變的變化情況化情況軸承尺寸軸承尺寸(ch cun)(ch cun)系列的系列的含義含義輕窄系列輕窄系列(xli)中窄系列中窄系列中寬系列中寬系列重寬系列重寬系列第22頁/共78頁第二十三頁，共79頁。三）后置三）后置(hu (hu zh)zh)代號代號后后 置置 代代 號號12345678內部結構內部結構 密封與密封與防塵套防塵套圈變型圈變型 保持架保持架及材料及材料 軸承軸承材料材料 公差等

20、級公差等級 游游隙隙 配配置置其其他他C： 角接觸球軸角接觸球軸 承，承，=15150 0 AC：角接觸球軸角接觸球軸 承，承，=25250 0 B： 角接觸球軸角接觸球軸 承，承，=40400 0 B： 圓錐滾子軸圓錐滾子軸 承，接觸角承，接觸角 加大加大E： 加強型加強型/P0：0級級（省略不標）（省略不標）/P6： 6級級/P6X：6X級級/P5： 5級級/P4： 4級級/P2： 2級級第23頁/共78頁第二十四頁，共79頁。6 6（0 0）2 2 0606 （/P0/P0）3 3 3232 1515 E E （/P0/P0）公差等級為公差等級為0 0級級加強型加強型軸承內徑軸承內徑d

21、=75 mmd =75 mm尺寸系列尺寸系列32,32,為特寬輕系列為特寬輕系列圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承解答解答(jid(jid)：軸承內徑軸承內徑d=30mm d=30mm 尺寸系列（尺寸系列（0 0）2,2,為窄輕系列為窄輕系列深溝球軸承深溝球軸承公差等級公差等級為為0 0級級例例14-1 14-1 試說明軸承試說明軸承(zhuchng)(zhuchng)代號代號62066206、33215E33215E、7312C7312C及及52412/P652412/P6的的 含義。含義。第24頁/共78頁第二十五頁，共79頁。7 7（0 0）3 3 1212 C C（/P0/P0）5 5 1414

22、 10 10 /P6/P6公差等級公差等級為為6 6級級軸承內徑軸承內徑d = 50 mmd = 50 mm尺寸系列尺寸系列14,14,為正常高度為正常高度、重系列重系列單向推力單向推力求軸承求軸承軸承內徑軸承內徑d=60mm d=60mm 尺寸系列（尺寸系列（0 0）3,3,為窄中系列為窄中系列角接觸球軸承角接觸球軸承公差等級公差等級為為0 0級級=15150 0第25頁/共78頁第二十六頁，共79頁。 14-2 滾動軸承滾動軸承(gndngzhuchng)類型的選擇類型的選擇承輕、中及較小波動承輕、中及較小波動(bdng)(bdng)載荷的場合載荷的場合選球選球軸承軸承承重及較大波動的載荷

23、的場合承重及較大波動的載荷的場合(chng h)(chng h)選滾子軸選滾子軸承承一）根據(jù)一）根據(jù)軸承所受軸承所受的載荷選的載荷選載荷的大載荷的大小、性質小、性質載荷的載荷的方向方向深溝軸承（深溝軸承（6 6類類）圓柱滾子軸承（圓柱滾子軸承（N N類類）及滾針軸承（）及滾針軸承（NANA類類）純徑向負純徑向負荷可選用荷可選用純軸向負荷純軸向負荷可選用推力軸承（可選用推力軸承（5 5類類）同時受同時受徑向負荷徑向負荷和軸向負和軸向負荷時荷時徑向負荷為主徑向負荷為主可用深溝球軸承（可用深溝球軸承（6 6類類）徑向負荷，軸徑向負荷，軸向負荷都很大向負荷都很大角接觸球軸承（角接觸球軸承（7 7類類）

24、圓錐滾子軸承（圓錐滾子軸承（3 3類類）可用推力調心滾子軸承可用推力調心滾子軸承（2929類類）也可用圓柱滾子也可用圓柱滾子N N類類（或深（或深溝球軸承溝球軸承6 6類類）與推力軸承）與推力軸承（5 5類類）聯(lián)合使用。）聯(lián)合使用。軸向負荷很大軸向負荷很大徑向負荷較小徑向負荷較小第26頁/共78頁第二十七頁，共79頁。轉速轉速(zhun s)(zhun s)較高、負荷較小或要求旋轉精度較高時較高、負荷較小或要求旋轉精度較高時宜選用球軸承宜選用球軸承轉速較低、負荷較大或有沖擊載荷時轉速較低、負荷較大或有沖擊載荷時宜選用滾子宜選用滾子(n z)(n z)軸承軸承二）軸承二）軸承 的轉速的轉速 當兩

25、軸承座孔同心度難以保證，或軸受載后撓曲變形較大時，應選當兩軸承座孔同心度難以保證，或軸受載后撓曲變形較大時，應選(yn (yn xun)xun)用用調心球軸承或調心滾子軸承。調心球軸承或調心滾子軸承。三）調心性能的要求三）調心性能的要求四）安裝和拆卸方便四）安裝和拆卸方便 一般，球軸承價格最低，滾子軸承比球軸承價格高。軸承精度愈高，則一般，球軸承價格最低，滾子軸承比球軸承價格高。軸承精度愈高，則價格愈高，選擇軸承時，在滿足工作要求的前提下，應使成本最低。價格愈高，選擇軸承時，在滿足工作要求的前提下，應使成本最低。 當軸承座不是剖分式而必須沿軸向安裝和拆卸軸承時，應優(yōu)先選用內當軸承座不是剖分式而

26、必須沿軸向安裝和拆卸軸承時，應優(yōu)先選用內外圈可分離的軸承外圈可分離的軸承五）考慮經(jīng)濟性五）考慮經(jīng)濟性第27頁/共78頁第二十八頁，共79頁。 1. 1. 載荷載荷(zi h)(zi h)分分析析一、滾動軸承的工作情況一、滾動軸承的工作情況(qngkung)(qngkung)分析分析向心軸承載荷的分布向心軸承載荷的分布 當軸承承受徑向載荷當軸承承受徑向載荷F Fr r時，各滾動體所受的載荷不相時，各滾動體所受的載荷不相等，位于上半圈的滾動體不受載，位于下半圈的滾動體受等，位于上半圈的滾動體不受載，位于下半圈的滾動體受載，其大小取決于滾動體與套圈接觸變形量的大小。載，其大小取決于滾動體與套圈接觸變

27、形量的大小。 第28頁/共78頁第二十九頁，共79頁。2軸承工作時軸承元件軸承工作時軸承元件(yunjin)的應力分析的應力分析各元件中應力各元件中應力(yngl)變化情況變化情況 軸承工作時，由于滾動體受變載荷，所以軸承內軸承工作時，由于滾動體受變載荷，所以軸承內、外圈滾道與滾動體接觸表面接觸點受到的都是脈動、外圈滾道與滾動體接觸表面接觸點受到的都是脈動循環(huán)循環(huán)(xnhun)變化的接觸應力。變化的接觸應力。 第29頁/共78頁第三十頁，共79頁。二、滾動軸承的失效二、滾動軸承的失效(sh xio)形式與計算準則形式與計算準則滾動體表面滾動體表面(biomin)、套圈滾道都可能發(fā)、套圈滾道都可

28、能發(fā)生點蝕。生點蝕。疲勞疲勞(plo)(plo)點蝕點蝕 最主要的失效形式最主要的失效形式防止點蝕破壞，是計算滾動軸承的主要目的。防止點蝕破壞，是計算滾動軸承的主要目的。接觸應力過大，元件表面出現(xiàn)較大塑性變形。接觸應力過大，元件表面出現(xiàn)較大塑性變形。低速軸承的塑性變形低速軸承的塑性變形 主要失效形式主要失效形式原因是載荷過大或沖擊載荷作用。原因是載荷過大或沖擊載荷作用。磨損、膠合、保持架斷裂等磨損、膠合、保持架斷裂等使用維護不當而引起的，屬于非正常失效。使用維護不當而引起的，屬于非正常失效。1失效形式失效形式第30頁/共78頁第三十一頁，共79頁。2計算計算(j sun)準則準則對一般轉速（對

29、一般轉速（n 10 r/min）的軸承，疲勞點蝕是其主）的軸承，疲勞點蝕是其主要的失效形式，軸承應進行壽命校核計算；要的失效形式，軸承應進行壽命校核計算；對靜止或極慢轉速（對靜止或極慢轉速（n10 r/min）的軸承，軸承的承載）的軸承，軸承的承載能力取決于所允許的塑性變形，應進行靜強度計算；能力取決于所允許的塑性變形，應進行靜強度計算；對高速對高速(o s)軸承，為防止由發(fā)熱引起膠合，除進行軸承，為防止由發(fā)熱引起膠合，除進行壽命計算外，還應進行極限轉速校核計算。壽命計算外，還應進行極限轉速校核計算。 對于磨粒磨損失效，目前尚無統(tǒng)一、有效的計算方法對于磨粒磨損失效，目前尚無統(tǒng)一、有效的計算方法

30、。 第31頁/共78頁第三十二頁，共79頁。 14-4 14-4 滾動軸承的壽命滾動軸承的壽命(shumng)(shumng)計計算算軸承的壽命軸承的壽命是指軸承中任一滾動是指軸承中任一滾動體或內、外圈滾道上出現(xiàn)疲勞點蝕前體或內、外圈滾道上出現(xiàn)疲勞點蝕前所經(jīng)歷的總轉數(shù)或一定轉速所經(jīng)歷的總轉數(shù)或一定轉速(zhun s)(zhun s)下工作的下工作的小時數(shù)。小時數(shù)。一一. . 軸承壽命軸承壽命(shumng)(shumng)的的幾個概念幾個概念L /（ 106 r）05101550100破壞卛/%軸承的基本額定壽命軸承的基本額定壽命指一批同指一批同型號的軸承，在相同的條件下運轉，型號的軸承，在相

31、同的條件下運轉，90%90%的軸承不發(fā)生疲勞點蝕時運轉的的軸承不發(fā)生疲勞點蝕時運轉的總轉數(shù)定義為軸承的基本額定壽命，總轉數(shù)定義為軸承的基本額定壽命，用用 L L 表示，單位為表示，單位為10106 6轉（或用一定轉（或用一定轉速下所能運轉的總工作小時數(shù)轉速下所能運轉的總工作小時數(shù) L Lh h表示，單位為小時）。表示，單位為小時）。 軸承的預期使用壽命軸承的預期使用壽命設計時，根據(jù)具體工作要求規(guī)定的軸承壽命，設計時，根據(jù)具體工作要求規(guī)定的軸承壽命，通常通常取機器的中修或大修期限作為軸承的預期壽命，用取機器的中修或大修期限作為軸承的預期壽命，用L Lh h 表示。表示。10L L1010第32頁

32、/共78頁第三十三頁，共79頁。二二. . 軸承軸承(zhuchng)(zhuchng)壽命計算的基本公壽命計算的基本公式式一一) ) 滾動軸承滾動軸承(gndngzhuchng)(gndngzhuchng)的疲勞的疲勞曲線曲線, ,即即: :載荷載荷壽命曲線（壽命曲線（P-LP-L曲曲線）線）P/NL L /(/(10106 6r)r)L1L2P1P21C滾動軸承滾動軸承(gndngzhuchng)(gndngzhuchng)的的疲勞曲線疲勞曲線曲線方程曲線方程: : P P L L1010= = C C 10106 6 = = 常數(shù)常數(shù) 疲勞曲線是疲勞曲線是表征軸承負表征軸承負荷荷 P P

33、與基本額定壽命與基本額定壽命 L L之之間關系的載荷間關系的載荷壽命曲線壽命曲線（ P-LP-L曲線曲線 ）. .二二) )滾動軸承壽命計算的基本公式滾動軸承壽命計算的基本公式由疲勞曲線方程可得由疲勞曲線方程可得壽命計算公式壽命計算公式: :C C基本額定動負荷基本額定動負荷標準規(guī)定為：標準規(guī)定為：基本額定壽基本額定壽命為命為10106 6轉轉, ,可靠度為可靠度為90%90%時時軸承能承受的載荷值軸承能承受的載荷值. .rPCL610第33頁/共78頁第三十四頁，共79頁。以總轉數(shù)以總轉數(shù)( r )( r )為單位為單位(dnwi)(dnwi)的壽命計算的壽命計算公式公式: :rPCL610

34、 h小小時時PCfnLth60106實際計算實際計算(j sun)(j sun)時，用小時數(shù)表示軸承時，用小時數(shù)表示軸承壽命壽命: :n _ 軸承軸承(zhuchng)的工作轉的工作轉速速, r/min;式中式中: : L Lh h _ _ 按小時數(shù)計算的軸承的基本額定壽命按小時數(shù)計算的軸承的基本額定壽命,h;,h;P _ 軸承的當量動負荷軸承的當量動負荷,N;,N;對向心軸承對向心軸承為基本為基本徑向徑向額定動負荷，以額定動負荷，以C Cr r表示表示對推力軸承對推力軸承為基本為基本軸向軸向額定動負荷，以額定動負荷，以C Ca a表示表示C _ 軸承的基本額軸承的基本額 定動負荷定動負荷,N

35、,NC Cr r（或（或C Ca a）值根）值根據(jù)軸承型號查機據(jù)軸承型號查機械設計手冊械設計手冊f ft t _ 溫度系數(shù)溫度系數(shù), ,是對軸承工作溫度高于是對軸承工作溫度高于120120時的基本額定動負荷時的基本額定動負荷 C C值進行修正的系數(shù)，值進行修正的系數(shù)，f ft t可查表可查表14-1014-10。軸承工作溫度軸承工作溫度溫度系數(shù)溫度系數(shù)f ft t125150175300350200225250 12010.950.800.900.850.750.500.700.60-壽命指數(shù)球軸承 =3滾子軸承 =10/3第34頁/共78頁第三十五頁，共79頁。預期計算預期計算(j sun)

36、(j sun)壽命壽命L1h _L1h _通常取機器的中修或大修期限作為軸承的預通常取機器的中修或大修期限作為軸承的預期壽命。預期壽命。預期壽命一般約為期壽命一般約為500020000h500020000h，間歇、短期工作時取小值，連續(xù)長期工作時，間歇、短期工作時取小值，連續(xù)長期工作時取大值，表取大值，表15-915-9的薦用值可供參考。的薦用值可供參考。 CnLfPCht61060軸承正常軸承正常(zhngchng)(zhngchng)工工作的條件作的條件: :hthLPCfnL60106或或按按CCCC從機械設計從機械設計手冊中選擇手冊中選擇(xunz)(xunz)軸軸承型號承型號三三.

37、. 滾動軸承的當量動載荷滾動軸承的當量動載荷P P當量動載荷：當量動載荷：是使軸承壽命與實際復合作用下等壽命的是使軸承壽命與實際復合作用下等壽命的假想載荷假想載荷第35頁/共78頁第三十六頁，共79頁。2. 2. 對只能承受對只能承受(chngshu)(chngshu)純徑向負荷純徑向負荷FRFR的圓柱滾子軸承及滾針軸承，當量動負的圓柱滾子軸承及滾針軸承，當量動負荷為荷為一）當量一）當量(dngling)(dngling)動負荷動負荷計算公式計算公式1.1.向心向心(xin xn)(xin xn)角接觸軸承：在不變的徑向和軸向負荷作用下，其徑向當角接觸軸承：在不變的徑向和軸向負荷作用下，其徑向

38、當量動負荷為：量動負荷為：P =fP (XFR + YFA)式中式中: :F FR R軸承所承受的名義徑向負荷；軸承所承受的名義徑向負荷；F FA A軸承所承受的名義軸向負荷；軸承所承受的名義軸向負荷；X X徑向動負荷系數(shù)，其值見表徑向動負荷系數(shù)，其值見表14-1114-11；Y Y軸向動負荷系數(shù)，其值見表軸向動負荷系數(shù)，其值見表14-1114-11；P = fP FRP = fP FA 3.3.對只能承受純軸向負荷對只能承受純軸向負荷A A的推力軸承，當量動負荷為的推力軸承，當量動負荷為fP 動載荷系數(shù)，動載荷系數(shù)，考慮機械在工作中有沖擊，振動等影響，使軸承壽考慮機械在工作中有沖擊，振動等影

39、響，使軸承壽 命降低命降低而而引入引入的對當量動載的對當量動載荷荷進行修正的進行修正的系數(shù)，系數(shù)，見表見表14-1214-12 。 第36頁/共78頁第三十七頁，共79頁。二）二） 徑向徑向(jn xin)動負荷系數(shù)動負荷系數(shù)X和軸向動負荷系數(shù)和軸向動負荷系數(shù)Y的確定的確定其值見表其值見表14-11；e 軸向負荷影響系數(shù)，其數(shù)值軸向負荷影響系數(shù)，其數(shù)值(shz)受接觸角受接觸角變化的影變化的影響響FA/CorFA/Cor反映軸向負荷的相對大小反映軸向負荷的相對大小(dxio)(dxio)，它通過接觸，它通過接觸角角的的 變化而影響變化而影響e e值。值。F FA A/F/FR R軸向載荷與徑向

40、載荷的比值軸向載荷與徑向載荷的比值1. 1. 表表14-1114-11中中各符號的含義各符號的含義X= 1Y = 0當當F FA A/F/FR R e e時，表示軸向負荷對時，表示軸向負荷對軸承壽命的影響可以忽略不計軸承壽命的影響可以忽略不計深溝球軸承和深溝球軸承和=15=15角接觸角接觸球軸承球軸承的的e e值，值，X X和和Y Y根據(jù)根據(jù)F FA A / /C Coror的值，查表的值，查表14-1114-11當當F FA A/F/FR R e e時，表示軸向負荷對時，表示軸向負荷對軸承的壽命影響較大，計算當量軸承的壽命影響較大，計算當量動負荷動負荷P P時必須考慮時必須考慮A A的影響的

41、影響=25=25，=40=40角接觸球軸角接觸球軸承承的的e e值，值，X X和和Y Y值，直接查表值，直接查表14-1114-11圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承的的e e值，值，X X和和Y Y值值，根據(jù)軸承型號查手冊，根據(jù)軸承型號查手冊2. X2. X和和Y Y值值確定方法確定方法第37頁/共78頁第三十八頁，共79頁。表表14-11 14-11 當量動負荷當量動負荷(fh)(fh)的系數(shù)的系數(shù)X X、Y Y軸承類型軸承類型iA/CoreFA/FR eFA/FR eXYXY-深溝球軸承深溝球軸承0.0250.040.070.130.250.500.220.240.270.310.370.442.

42、01.81.61.41.21.000.561010101.611.531.401.261.121.000.340.360.390.430.490.550.0250.040.070.130.250.50=150角接觸角接觸(jich)(jich)球軸承球軸承0.45圓錐圓錐(yunzhu)(yunzhu)滾子滾子根據(jù)型號查根據(jù)型號查手冊手冊根據(jù)型號根據(jù)型號查手冊查手冊=2500. 70.410.851100=4000.990.360.640.4第38頁/共78頁第三十九頁，共79頁。三、角接觸球軸承與圓錐三、角接觸球軸承與圓錐(yunzhu)(yunzhu)滾子軸承軸向力滾子軸承軸向力FAFA的

43、計算的計算FRFS一）角接觸球軸承與圓錐滾子軸承的結構一）角接觸球軸承與圓錐滾子軸承的結構(jigu)(jigu)特點：特點： 角接觸球軸承與圓錐角接觸球軸承與圓錐(yunzhu)(yunzhu)滾子軸承由于滾子軸承由于在滾動體在滾動體滾道接觸處存在著接觸角滾道接觸處存在著接觸角二）角接觸球軸承與圓錐滾子軸承的承載特點：二）角接觸球軸承與圓錐滾子軸承的承載特點： 當軸承當軸承只承徑向載荷只承徑向載荷F FR R時時，由于滾動體的，由于滾動體的載荷方向與軸承徑向平面成一接觸角載荷方向與軸承徑向平面成一接觸角，故會，故會派生出內部軸向力派生出內部軸向力F FS S ，計算軸承軸向力，計算軸承軸向力

44、F FA A時，時，必須將其必須將其內部軸向力內部軸向力F FS S 考慮進去。考慮進去。三）角接觸球軸承與圓錐滾子軸承內部軸向力三）角接觸球軸承與圓錐滾子軸承內部軸向力F FS S的大小和方向的大小和方向角接觸球軸承與圓錐滾子軸承內部軸向力角接觸球軸承與圓錐滾子軸承內部軸向力F FS S的大小的大小角角 接接 觸觸 球球 軸軸 承承軸承類型軸承類型= 25= 25= 15= 15= 40= 40圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承F FS S0.5FR0.7FR1.1FRFR / 2YF FS S的方向的方向: :F FS S總是沿著內圈和滾動體對外圈脫離的方向?？偸茄刂鴥热蜐L動體對外圈脫離的方向。即

45、：指向外圈的窄邊即：指向外圈的窄邊第39頁/共78頁第四十頁，共79頁。四）角接觸四）角接觸(jich)(jich)球軸承與圓錐滾子軸承軸向力球軸承與圓錐滾子軸承軸向力FAFA的計的計算方法算方法承受徑向承受徑向(jn xin)(jn xin)負荷負荷FR1FR1、FR2FR2時派生的時派生的內部軸向力內部軸向力FS1FS1、FS2FS2大小及方向大小及方向所有作用所有作用(zuyng)(zuyng)在軸上的軸向外負荷在軸上的軸向外負荷 FaFa兩軸承軸承的兩軸承軸承的安裝形式安裝形式同一軸上兩軸承的軸同一軸上兩軸承的軸向負荷向負荷F FA1A1和和F FA2A2取決于取決于以以圓錐滾子圓錐滾

46、子軸承正裝為軸承正裝為例例FaF FR1R1F FS S1 1F FR2R2F FS S2 212第40頁/共78頁第四十一頁，共79頁。FaF FR1R1F FR2R2F FS S1 1F FS S2 2軸承軸承(zhuchng)(zhuchng)軸向力軸向力FAFA的計算的計算12F FS S2 2F FS S1 1Fa12F FS S2 2F FS S1 1Fa12（1）FS1+ Fa FS2F軸有向右移動的趨勢，使軸承軸有向右移動的趨勢，使軸承(zhuchng)2“(zhuchng)2“壓緊壓緊”，軸承，軸承(zhuchng)1“(zhuchng)1“放松放松”。右。右端蓋的通過外圈，

47、給分離體一個附加軸向平衡力端蓋的通過外圈，給分離體一個附加軸向平衡力FF。FS1+ Fa = FS2+ F分離分離(fnl)(fnl)體軸向受力的平衡條件為體軸向受力的平衡條件為: :FS1+ Fa FS2aSSAFFFFF122121SaSAFFFFFF =FS1+ Fa - FS2軸承軸承1 1被被“放松放松”，其軸向力為：，其軸向力為：軸承軸承2 2被被“壓緊壓緊”, ,其軸向力為：其軸向力為：第41頁/共78頁第四十二頁，共79頁。F FS S2 2F FS S1 1Fa12（2）FS1+ Fa e = 0.7，X = 0.41 ，Y = 0.85解（解（a a）圖）圖F FR1R1F

48、 FR2R2FaF FS1S1FS2F FA2A2F FS1S1F Fa a3450N3450N（壓緊端）（壓緊端）因為因為(yn wi)(yn wi)：FS1+FaFS1+Fa24502450100010003450N3450NFS2=1260 NFS2=1260 N所以所以(suy)(suy)，F(xiàn)A1FA1FS1FS12450N2450N（放松（放松端）端）FA1FR1 =2450N3500 = 0.7 = e ，X = 1 ，Y = 0P1 = fP FR1 = 1.2 3500 = 4200 NP2 = fP (X FR2 + Y FA2) = 1.2 (0.411800 + 0.85

49、3450) = 4404.6 N 3 3）求兩軸承的當量）求兩軸承的當量(dngling)(dngling)動載荷動載荷P1P1，P2P2第64頁/共78頁第六十五頁，共79頁。解解2 2：計算：計算(j sun)(j sun)（b b）方案軸向力）方案軸向力FA1FA1，F(xiàn)A2FA2F FS1S10.7F0.7FR1R1=0.7=0.73500=2450N3500=2450NF FS2S2=0.7F=0.7FR2R2=0.7=0.71800=1260N1800=1260NF FR1R1F FR2R2解（解（b b）圖）圖FaF FS2S2FS11 1）求兩軸承在徑向）求兩軸承在徑向(jn x

50、in)(jn xin)載荷載荷作用下產(chǎn)生的作用下產(chǎn)生的 內部軸向力內部軸向力2 2）求兩軸承）求兩軸承(zhuchng)(zhuchng)的軸的軸向力向力FA1 FA2FA1 FA2F FA2A2=F=FS1S1F Fa a24502450100010001450N 1450N （壓緊端）（壓緊端）所以，所以，F(xiàn) FA1A1F FS1S12450N2450N（放松端）（放松端）因為：因為：S SF2F2F Fa a12601260100010002260N2260NFsFs1 12450N2450N3 3）求兩軸承的當量動載荷）求兩軸承的當量動載荷P P1 1，P P2 2P P2 2 = f

51、 = fP P (X F (X FR2R2 + Y F + Y FA2A2) = 1.2 ) = 1.2 (0.41 (0.411800 + 0.851800 + 0.851450) 1450) = 2364.6 N= 2364.6 NP P1 1 = f = fP P F FR1R1 = 1.2 = 1.2 3500 = 4200 N 3500 = 4200 NF FA2A2F FR2R2 = 1450 = 14501800 = 0.806 e 1800 = 0.806 e ，X = 0.41 X = 0.41 ，Y = 0.85Y = 0.85F FA1A1F FR1R1 =2450N =

52、2450N3500 = 0.7 = e 3500 = 0.7 = e ，X = 1 X = 1 ，Y = 0Y = 0第65頁/共78頁第六十六頁，共79頁。n例例143 蝸輪軸上安裝蝸輪軸上安裝(nzhung)有一對有一對30207軸承，軸承上的載荷軸承，軸承上的載荷分別為分別為FR1 5000 N，F(xiàn)R22800 N，軸向載荷，軸向載荷Fa1000 N，工作溫，工作溫度為度為125，載荷平穩(wěn)，載荷平穩(wěn)，n720 r/min。試計算兩軸承的壽命。試計算兩軸承的壽命。n解答：解答： 對于對于30207軸承，軸承， 由設計手冊查得由設計手冊查得 Cr = 51.5 KN，e = 0.37，Y =

53、 1.6n1.計算軸承軸向載荷計算軸承軸向載荷n 第66頁/共78頁第六十七頁，共79頁。875NFF1875NFFFN1563F1875N1000)N875(FF875NN1.6228002YFFN1563N1.6250002YFFS2A2aS2A1S1aS2R2S2R1S1第67頁/共78頁第六十八頁，共79頁。N2800N)875028001 (1)(N5000N)18756 . 150004 . 0 (1)(1 0Y 1 x37. 031. 028008756 . 1Y 4 . 0 x37. 0375. 050001875222221111122221111ARpARppRARAFYF

54、XfPFYFXfPfeFFeFF取載荷平穩(wěn)，第68頁/共78頁第六十九頁，共79頁。h320449)28005150095. 0(7206010h46386)50005150095. 0(720601010/3 10-14 95. 0 )(60103/10623/10616hhtthLLfPCfnL，）（表其中第69頁/共78頁第七十頁，共79頁。n例例144下圖為雙級斜齒圓柱齒輪減速器輸出軸的軸系結構圖，下圖為雙級斜齒圓柱齒輪減速器輸出軸的軸系結構圖，齒輪用油潤滑齒輪用油潤滑(rnhu)，軸承采用脂潤滑，軸承采用脂潤滑(rnhu)。試分析軸。試分析軸系結構的錯誤，在有錯誤處標明序號，說明原因

55、并提出改正系結構的錯誤，在有錯誤處標明序號，說明原因并提出改正方法。方法。第70頁/共78頁第七十一頁，共79頁。第71頁/共78頁第七十二頁，共79頁。第72頁/共78頁第七十三頁，共79頁。內 圈內 圈 裝 在 軸 頸 上 ， 隨 軸 轉 動裝 在 軸 頸 上 ， 隨 軸 轉 動(zhun dng)(zhun dng)外外 圈圈內內 圈圈滾動體滾動體保持架保持架球球圓柱滾子圓柱滾子滾滾 針針常用常用(chn yn)(chn yn)的滾動體形狀的滾動體形狀 球面滾子球面滾子圓錐滾子圓錐滾子一一. .滾動軸承滾動軸承(gndngzhuchng)(gndngzhuchng)的的構造構造外圈外圈裝

56、在軸承座孔內，一般不轉動裝在軸承座孔內，一般不轉動滾動體滾動體滾動軸承的核心元件滾動軸承的核心元件保持架保持架將將滾動體均勻隔開，避免摩擦滾動體均勻隔開，避免摩擦由由四種元四種元件組成件組成第73頁/共78頁第七十四頁，共79頁。 14-3 滾動軸承滾動軸承(gndngzhuchng)的主要失效形式的主要失效形式及計算準則及計算準則 一滾動軸承的受力及應力一滾動軸承的受力及應力(yngl)(yngl)分析（以深溝球軸承為分析（以深溝球軸承為例）例）FR 當深溝球軸承承受徑向力當深溝球軸承承受徑向力FRFR時，時，由于各接觸點存在著彈性變形，使由于各接觸點存在著彈性變形，使內圈沿內圈沿FRFR方向方向(fngxing)(fngxing)下移一距離下移一距離。 只有下半圈滾動體受載，上半圈只有下半圈滾動體受載，上半圈動體不受載。沿動體不受載。沿F FR R作用線上滾動體受作用線上滾動體受載最大（載最大（F