軸承相關(guān)計(jì)算

1、第十八章滾動(dòng)軸承18-1滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)及類型一、滾動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)滾動(dòng)軸承一般是由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架組成（圖18-1）o通常內(nèi)圈隨軸頸轉(zhuǎn)動(dòng)，外圈裝在機(jī)座或零件的軸承孔內(nèi)固定不動(dòng)。內(nèi)外圈都制有滾道，當(dāng)內(nèi)外圈相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾動(dòng)體將沿滾道滾動(dòng)。保持架的作用是把滾動(dòng)體沿滾道均勻地隔開(kāi)，如圖18-2所示。圖18-1圖18-1滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)圖18-2滾動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)體與內(nèi)外圈的材料應(yīng)具有高的硬度和接觸疲勞強(qiáng)度、良好的耐磨性和沖擊韌性。一般用含鉻合金鋼制造，經(jīng)熱處理后硬度可達(dá)HRC6165,工作表面須經(jīng)磨削和拋光。保持架一般用低碳鋼板沖壓制成，高速軸承多采用有色金屬或塑料保持架。與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承具有

2、摩擦阻力小，起動(dòng)靈敏、效率高、潤(rùn)滑簡(jiǎn)便和易于互換等優(yōu)點(diǎn)，所以獲得廣泛應(yīng)用。它的缺點(diǎn)是抗沖擊能力較差，高速時(shí)出現(xiàn)噪聲，工作壽命也不及液體摩擦的滑動(dòng)軸承。由于滾動(dòng)軸承已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，并由軸承廠大批生產(chǎn)，所以，使用者的任務(wù)主要是熟悉標(biāo)準(zhǔn)、正確選用。圖18-3給出了不同形狀的滾動(dòng)體，按滾動(dòng)體形狀滾動(dòng)軸承可分為球軸承和滾子軸承。滾子又分為長(zhǎng)圓柱滾子、短圓柱滾子、螺旋滾子、圓錐滾子、球面滾子和滾針等。球螺旋灌于回銀溶于球面/I-禳針球螺旋灌于回銀溶于球面/I-禳針圖18-3滾動(dòng)體的形狀二、滾動(dòng)軸承的類型滾動(dòng)軸承常用的類型和特性，見(jiàn)表18-1。表18-1滾動(dòng)軸承的主要類型和特性軸承名稱、類型及代號(hào)雙列角接觸球軸

3、承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖承載方向尺寸系列代號(hào)32組合代號(hào)32極限轉(zhuǎn)速nc允許角偏差9特性與應(yīng)用同時(shí)能承受徑向負(fù)荷和雙向的軸向負(fù)荷，比角接觸球軸承具有（0）3333中較大的承載能力與雙聯(lián)角接觸球軸承比較，在同樣負(fù)荷作用下能使軸在軸向更緊密地固定調(diào)心球軸承1或(0)222(0)32312221323中23。主要承受徑向負(fù)荷可承受少量的雙向軸向負(fù)荷.外圈滾道為球面，具有自動(dòng)調(diào)心性能。適用于多支點(diǎn)軸、彎曲剛度小的軸以及難于精確對(duì)中的支承調(diào)心滾子軸承21L1322233031324021322222323中0.52。主要承受徑向負(fù)荷，其承載能力比調(diào)心球軸承約大一倍，也能承受少量的雙向軸向負(fù)荷。外圈滾道為球面具有調(diào)心性

4、能，適用于多支點(diǎn)軸、彎曲剛度小的軸ffl推力調(diào)心滾子軸承241929394023123224024129229329423。及難于精確對(duì)中的支承可承受很大的軸向負(fù)荷和一定的徑向負(fù)荷，滾子為鼓形外圈滾道為球面，能自動(dòng)調(diào)心。轉(zhuǎn)速可比推力球軸承高。常用于水輪機(jī)軸和起重機(jī)轉(zhuǎn)盤等圓錐滾子軸承302031320222329303132302303313320322323329330331332中2，能承受較大的徑向負(fù)荷和單向的軸向負(fù)荷，極限轉(zhuǎn)速較低內(nèi)外圈可分離，軸承游隙可在安裝時(shí)調(diào)整通常成對(duì)使用，對(duì)稱安裝。適用于轉(zhuǎn)速不太高軸的剛性較好的場(chǎng)合雙列深溝球軸承42342雙列深溝球軸承4234243142許向軸向

5、負(fù)荷兩個(gè)圈的推力51142許向軸向負(fù)荷兩個(gè)圈的推力51內(nèi)孔不一樣大，內(nèi)孔較球軸承3小的與軸配合，內(nèi)孔較51大的與機(jī)座固定雙向54推力球軸承可以承受11511211351低雙向軸向負(fù)荷中間圈不允許與軸配合，另兩個(gè)圈為松圈23低高速時(shí)，由于離心24523524力大，壽命較低。常用于軸向負(fù)荷大轉(zhuǎn)速不高場(chǎng)合深溝球軸承6或(16)17371819(0)0(1)0(0)2(0)3(0)461763761861916060626364高816主要承受徑向負(fù)荷也可同時(shí)承受少量雙向軸向負(fù)荷，工作時(shí)內(nèi)外圈軸線允許偏斜摩擦阻力小，極限轉(zhuǎn)速高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，應(yīng)用最廣泛但承受沖擊載荷能力較差適用于高速場(chǎng)合在高速時(shí)

6、可代替推力球軸承角接觸球軸承7*119(1)0(0)2(0)3(0)471970727374較高23，能同時(shí)承受徑向負(fù)荷與單向的軸向負(fù)荷公稱接觸角有15。、25。、40。三種，a越大，軸向承載能力也越大成對(duì)使用，對(duì)稱安裝，極限轉(zhuǎn)速較高。適用于轉(zhuǎn)速推力圓柱滾子軸承81112811812低不允許較高，同時(shí)承受徑向和軸向負(fù)荷場(chǎng)合能承受很大的單向軸向負(fù)荷，但不能承受徑向負(fù)荷。它比推力球軸承承載能力要大套圈也分緊圈與松圈極限轉(zhuǎn)速很低，適用于低速重載場(chǎng)合圓柱滾子軸承N10(0)222(0)323(0)4N10N2N22N3N23N4較高24只能承受徑向負(fù)荷承載能力比同尺寸的球軸承大，承受沖擊載荷能力大，極

7、限轉(zhuǎn)速高。對(duì)軸的偏斜敏感允許偏斜較小，用于剛性較大的軸上，并要求支承座孔很好地對(duì)中滾針軸承NA484969NA48NA49NA69低不允許滾動(dòng)體數(shù)量較多一般沒(méi)有保持架徑向尺寸緊湊且承載能力很大，價(jià)格低廉不能承受軸向負(fù)荷摩擦系數(shù)較大，不允許有偏斜。常用于徑向尺寸受限制而徑向負(fù)荷又較大的裝置中由于結(jié)構(gòu)的不同，各類軸承的使用性能如下。.承載能力在同樣外形尺寸下。滾子軸承的承載能力約為球軸承胸3倍。所以，在載荷較大或有沖擊載荷時(shí)宜采用滾子軸承。但當(dāng)軸承內(nèi)峪20mm時(shí)，滾子軸承和球軸承的承載能力已相差不多而球軸承的價(jià)格一般低于滾子軸承故可優(yōu)先選用球軸承。.接觸他接觸角是滾動(dòng)軸承的一個(gè)主要參數(shù)軸承的受力分

8、析和承載能力等與接觸角有關(guān)。表18-2列出各類軸承的公稱接觸角。滾動(dòng)體套圈接觸處的法線與軸承徑向平面（垂直于軸承軸心線的平面）之間的夾角稱為公稱接觸角。公稱接觸角越大，軸承承受軸向載荷的能力也越大。滾動(dòng)軸承按其承受載荷的方向或公稱接觸角的不同，可分為：（1）徑向軸承，主要用于承受徑向載荷，其公稱接觸角從0。到45。；（2）推力軸承，主要用于承受軸向載荷，其公稱接觸角從大于45。到90（表18-2）o由于接觸角的存在，角接觸軸承可同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷。公稱接觸角小的，如角接觸向心軸承，主要用于承受徑向載荷；公稱接觸角大的，如角接觸推力軸承，主要用于承受軸向載荷。徑向接觸向心球軸承的公稱接觸

9、角為零（表18-2）,但由于滾動(dòng)體與滾道間留有微量間隙，受軸向載荷時(shí)軸承內(nèi)外圈間將產(chǎn)生軸向相對(duì)位移，實(shí)際上形成一個(gè)不大的接觸角，所以它也能承受一定的軸向載荷。表18-2表18-2各類球軸承的公稱接觸角.極限轉(zhuǎn)速nc、滾動(dòng)軸承轉(zhuǎn)速過(guò)高會(huì)使摩擦面間產(chǎn)生高溫，潤(rùn)滑失效，從而導(dǎo)致滾動(dòng)體回火或膠合破壞。軸承在一定載荷和潤(rùn)滑條件下，允許的最高轉(zhuǎn)速稱為極限轉(zhuǎn)速，其具體數(shù)值見(jiàn)有關(guān)手冊(cè)。各類軸承極限轉(zhuǎn)速的比較，見(jiàn)表18-1。如果軸承極限轉(zhuǎn)速不能滿足要求，可采取提高軸承精度、適當(dāng)加大間隙、改善潤(rùn)滑和冷卻條件、選用青銅保持架等措施。.角偏差9軸承由于安裝誤差或軸的變形等都會(huì)引起內(nèi)外圈中心線發(fā)生相對(duì)傾斜。其傾斜角稱為

10、角偏差。各類軸承的允許角偏差見(jiàn)表18-1。三、滾動(dòng)軸承的代號(hào)滾動(dòng)軸承的類型很多，而各類軸承又有不同的結(jié)構(gòu)、尺寸、精度和技術(shù)要求，為便于組織生產(chǎn)和選用，應(yīng)規(guī)定滾動(dòng)軸承的代號(hào)。滾動(dòng)軸承的代號(hào)表示方法如下:前置代號(hào)基本代號(hào)后置代號(hào)類型代號(hào)尺寸系列代號(hào)內(nèi)徑代號(hào)XXXXXX內(nèi)徑尺寸代號(hào)：右起第一、二位數(shù)字表示內(nèi)徑尺寸，表示方法見(jiàn)表18-3。尺寸系列代號(hào)：右起第三、四位表示尺寸系列（第四位為0時(shí)可不寫出）。為了適應(yīng)不同承載能力的需要，同一內(nèi)徑尺寸的軸承，可使用不同大小的滾動(dòng)體，因而使軸承的外徑和寬度也隨著改變。這種內(nèi)徑相同而外徑或?qū)挾炔煌淖兓Q為尺寸系列，見(jiàn)表18-4。類型代號(hào)：右起第五位表示軸承類型，

11、其代號(hào)見(jiàn)表18-1。代號(hào)為0時(shí)不寫出。前置代號(hào)：成套軸承分部件，見(jiàn)表18-5。后置代號(hào)：內(nèi)部結(jié)構(gòu)、尺寸、公差等，其順序見(jiàn)表18-5，常見(jiàn)的軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)和公差等級(jí)見(jiàn)表18-6和18-7。表18-3軸承內(nèi)徑尺寸代號(hào)內(nèi)徑尺寸代號(hào)表示舉例內(nèi)徑尺寸代號(hào)表示代號(hào)內(nèi)徑100012011502620010170320480（5的倍數(shù)）內(nèi)徑/5的商232084022、28、32及500/內(nèi)徑230/500500以上62/2222表18-4向心軸承、推力軸承尺寸系列代號(hào)表示法直徑向心軸承推力軸承系列寬度系列代號(hào)高度系列代號(hào)代號(hào)窄正常寬2特寬特寬特寬特寬特低低9正常正常013456712尺寸系列代號(hào)超特輕717

12、37超輕808182838485868超輕909192939495969特輕000102030405060709010特輕101112131415161719111輕20212223242526272921222中3031323336373931323重4042474941424表18-5軸承代號(hào)排列軸承代號(hào)基本代號(hào)代一軸部基本代號(hào)代一軸部置號(hào)套分12345678內(nèi)部結(jié)構(gòu)密封與防塵套圈變型保持架及其材料軸承材料公差等級(jí)游隙配置其他后置代號(hào)表18-6軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號(hào)代號(hào)含義示例C角接觸球軸承公稱接觸角a=15調(diào)心滾子軸承C型7005c23122CAC角接觸球軸承公稱接觸角a=25。7210ACB

13、角接觸球軸承公稱接觸角a=40。圓錐滾子軸承接觸角加大7210B32310BE加強(qiáng)型N207E表18-7軸承公差等級(jí)代號(hào)代號(hào)含義示例/P0公差等級(jí)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的0級(jí)（可省略不標(biāo)注）6205/P6公差等級(jí)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的6級(jí)6205/P6/P6X公差等級(jí)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的6X級(jí)6205/P6X/P5公差等級(jí)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的5級(jí)6205/P5/P4公差等級(jí)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的4級(jí)6205/P4/P2公差等級(jí)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的2級(jí)6205/P2例18-1試說(shuō)明軸承代號(hào)6203/P4和7312c的意義。6203/P41深溝球軸承窄0輕2內(nèi)徑174級(jí)精度7312C111角接觸球軸承窄0中3內(nèi)徑60公稱接觸角。=15。18

14、-2滾動(dòng)軸承的失效形式及壽命計(jì)算主要失效形式.滾動(dòng)體受力滾動(dòng)軸承在通過(guò)軸心線的軸向載荷（中心軸向載荷）F作用下，可認(rèn)為各滾動(dòng)體所承受載荷是相等的。當(dāng)軸承受純徑向載荷F作用時(shí),（圖18-4）,由于各接觸點(diǎn)上存在彈性變形，使內(nèi)圈沿F方向下移一距離b,上半圈滾動(dòng)體不承受載荷，而下半圈各滾動(dòng)體承受不同的載荷。處于F作用線最下位置的滾動(dòng)體受載最大（Q）,而遠(yuǎn)離作用線的各滾動(dòng)體，其受載就逐漸減小。對(duì)于aR。的向心軸承可以導(dǎo)出5Fr式中，z為軸承的滾動(dòng)體的總數(shù)。圖18-4滾動(dòng)體受力分布.滾動(dòng)軸承的失效形式（1）疲勞破壞如圖18-4所示，在工作過(guò)程中，滾動(dòng)體和內(nèi)外圈不斷地接觸，滾動(dòng)體與滾道受變應(yīng)力作用，可近似

15、地看作是脈動(dòng)循環(huán)。在載荷的反復(fù)作用下，首先在表面下一定深度處產(chǎn)生疲勞裂紋，繼而擴(kuò)展到接觸表面，形成疲勞點(diǎn)蝕，致使軸承不能正常工作。通常，疲勞點(diǎn)蝕是滾動(dòng)軸承的主要失效形式。（2）塑性變形當(dāng)軸承轉(zhuǎn)速很低或間歇擺動(dòng)時(shí)，一般不會(huì)產(chǎn)生疲勞損壞。而很大的靜載荷或沖擊載荷會(huì)使軸承滾道和滾動(dòng)體接觸處產(chǎn)生塑性變形，使?jié)L道表面形成變形凹坑。從而使軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生劇烈振動(dòng)和噪聲，無(wú)法正常工作。止匕外，使用維護(hù)和保養(yǎng)不當(dāng)或密封潤(rùn)滑不良也能引起軸承早期磨損、膠合、內(nèi)外圈和保持架破損等失效形式。二、軸承壽命軸承的套圈或滾動(dòng)體的材料首次出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕前，一個(gè)套圈相對(duì)于另一個(gè)套圈的轉(zhuǎn)數(shù)，稱為軸承的壽命。壽命還可以用在恒定轉(zhuǎn)速下

16、的運(yùn)轉(zhuǎn)小時(shí)數(shù)來(lái)表示。對(duì)于一組同一型號(hào)的軸承，由于材料、熱處理和工藝等很多隨機(jī)因素的影響,即使在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，壽命也不一樣，有的甚至相差幾十倍。因此對(duì)一個(gè)具體軸承，很難預(yù)知其確切的壽命。但大量的軸承壽命試驗(yàn)表明，軸承的可靠性與壽命之間有如圖18-5所示的關(guān)系?？煽啃猿Ｓ每煽慷萊度量。一組相同軸承能達(dá)到或超過(guò)規(guī)定壽命的百分率，稱為軸承壽命的可靠度。如圖所示，當(dāng)壽命L為1（106轉(zhuǎn)）時(shí),可靠度R為90%。w/）圖18-5軸承壽命曲線一組同一型號(hào)軸承在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其可靠度為90%時(shí)，能達(dá)到或超過(guò)的壽命稱為額定壽命，單位為百萬(wàn)轉(zhuǎn)（106轉(zhuǎn)）。換言之，即90%的軸承在發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕前能達(dá)到或超過(guò)的壽命

17、，稱為額定壽命。對(duì)單個(gè)軸承來(lái)講，能夠達(dá)到或超過(guò)此壽命的概率為90%。三、額定動(dòng)載荷及壽命計(jì)算大量試驗(yàn)表明：對(duì)于相同型號(hào)的軸承，在不同載荷F，F(xiàn)，F(xiàn)，作用下，若軸承的額定壽命分別為L(zhǎng)1，L2，L3，（106轉(zhuǎn)），則它們之間有如下的關(guān)系：LF=LF=LF=二常數(shù)112233在壽命L=106轉(zhuǎn)（可靠度為90%）時(shí)，軸承能承受的載荷為額定動(dòng)載荷，用C表示。上式可寫為L(zhǎng)F=106sL=10L=106x（106轉(zhuǎn)）(18-1)式中，為壽命指數(shù)，對(duì)球軸承=3,滾子軸承=10。3實(shí)際計(jì)算時(shí)，用小時(shí)表示軸承壽命比較方便，上式可改寫為:106(c106(c60nIF)（h）(18-2)式中，n為軸承的轉(zhuǎn)速，r/m

18、in?？紤]到軸承工作溫度高于100OC時(shí)，軸承的額定動(dòng)載荷C有所降低，故引進(jìn)溫度系數(shù)f,對(duì)C值予以修正，f可查表18-8?？紤]到很多機(jī)械在工作中有沖擊、振動(dòng)、T使軸承壽命降低，為此又引進(jìn)載荷系數(shù)fF，對(duì)載荷F值進(jìn)行修正，fF可查表18-9。106(106(fC丫60n(fFJ（h）(18-3)表18-8溫度系數(shù)f軸承工作溫度溫度系fT100125150-r20025030010.950.900.800.700.60表18-9載荷系數(shù)f載荷性質(zhì)無(wú)沖擊或輕微沖擊F中等沖擊強(qiáng)烈沖擊fF1.01.83.0修正后的壽命計(jì)算式可寫為當(dāng)已知載荷和所需壽命時(shí)，應(yīng)選的軸承額定動(dòng)載荷可按下式計(jì)算

19、：PfTPfT1106hJ(N)(18-4)以上兩式是設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)經(jīng)常用到的軸承壽命計(jì)算式，由此可迅速確定軸承的壽命或尺寸型號(hào)。各類機(jī)器中軸承預(yù)期壽命L的參考值，列于表18-10中。h表18-10軸承預(yù)期壽命%參考值使用場(chǎng)合1-Lh(h)不經(jīng)常使用的儀器和設(shè)備500短時(shí)間或間斷使用，中斷時(shí)不致引起嚴(yán)重后40008000果間斷使用，中斷引起嚴(yán)重后果800012000每天8小時(shí)工作的機(jī)械120002000024小時(shí)連續(xù)工作的機(jī)械4000060000例18-2試求N207軸承允許的最大徑向載荷。已知工作轉(zhuǎn)速n=200r/min、工作溫度k100、載荷平穩(wěn)、壽命L=10000h。解：對(duì)向心軸承，由式（1

20、8-3）可得載荷為：Ph、Ph、1/J由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得圓柱滾子軸承N207的徑向額定動(dòng)載荷C=27200N；因t100，由表18-8查得f=1，因載荷平穩(wěn)，由表18-9查得f=1，對(duì)滾子軸承TF取=10/3。將以上有關(guān)數(shù)據(jù)代入上式，得(10613/10=27200=6469(N)160 x200 x104)故在規(guī)定的條件下，N207軸承可承受的載荷為6469N。四、當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算滾動(dòng)軸承的額定動(dòng)載荷是在一定條件下確定的。對(duì)向心軸承是指承受純徑向載荷；對(duì)推力軸承是指承受軸向載荷。如果作用在軸承上的實(shí)際載荷與上述條件不一樣，必須將實(shí)際載荷換算為和上述條件相同的載荷后，才能和額定動(dòng)載荷進(jìn)行比較。

21、換算后的載荷是一種假定的載荷，稱為當(dāng)量動(dòng)載荷。徑向和軸向載荷分別用R和A表示。對(duì)于向心軸承，徑向當(dāng)量動(dòng)載荷P與實(shí)際載荷R、A的關(guān)系式為P=XR+YA(18-5)式中，X為徑向系數(shù)、Y為軸向系數(shù)，可分別按人不?；駻/R軸承類型A/C0A/RveXYXA/Re深溝球軸承60000角接觸球軸承70000c（a=15。）0.0140.0280.0560.0880.420.560.0150.0290.0580.0890.440.560.280.300.340.380.420.440.380.400.430.460.470.500.550.560.560.5

22、60.442.301.991.711.551.451.311.151.041.001.471.401.3021.021.001.00070000AC（a=25。）-0.680.410.871070000B（a=40。）-1.140.350.5710圓?隹滾子軸承30000-1.5tga0.40.4ctga10調(diào)心球軸承100001.5tga0.650.65ctga10五、角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的軸向載荷計(jì)算角接觸球軸承和圓錐滾子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在滾動(dòng)體和滾道接觸處存在著接觸角。當(dāng)它承受徑向載荷R時(shí)，作用在承載區(qū)內(nèi)第i個(gè)滾動(dòng)體上的法向力Q可分解為徑向分力R和軸向分力S。各滾動(dòng)體上所受軸向分力的和

23、即為軸承的內(nèi)部軸向力S（見(jiàn)圖18-6a中的S和S）。軸承的內(nèi)部軸向力可以按表18-12計(jì)算。表18-12角接觸球軸承和圓錐滾子軸承內(nèi)部軸向力軸承類型角接觸球軸承圓錐滾子軸承70000C（a=150。）型70000AC（a=25。）型70000B型（a=40。）內(nèi)部軸向力S0.5R0.7R1.1RR/2Y*Y是A/Re時(shí)帕勺軸向系數(shù)，參見(jiàn)表18-11。為了使軸承內(nèi)部軸向力得到平衡，通常角接觸球軸承和圓錐滾子軸承都是成對(duì)使用的。在計(jì)算軸承所受軸向力A時(shí)，除了考慮外部軸向力F的作用外，還應(yīng)將由徑向載荷R產(chǎn)生的內(nèi)部軸向力S和S考慮進(jìn)去（見(jiàn)圖18-6b）。首先按表18-12求得軸承內(nèi)部軸向1力5和S。如

24、圖18-6c所示，當(dāng)F+SS，由于軸不能向右移動(dòng)，軸承II承受的軸向力顯然是A=F+S。若如圖18-點(diǎn)所示，SF+S，則軸承II的軸向力是A=S。因此軸承I2I的軸向載荷必然是下列兩值中的較大者。22A=S/、22（18-8）A=F+S2A1用同樣的方法分析，可得軸承I的軸向力是下列兩值中的較大者（18-9）A=S（18-9）11A=SF12A當(dāng)軸向外力F與圖示方向相反時(shí)，F(xiàn)應(yīng)取負(fù)值，其他計(jì)算步驟相同。六、滾動(dòng)軸承的額定靜載荷為限制滾動(dòng)軸承在過(guò)載和沖擊載荷下產(chǎn)生的永久變形，應(yīng)按靜載荷作校核計(jì)算。按靜載荷進(jìn)行校核的公式如下：CC-S或一S（18-10）P0P00r0a式中，S為靜載荷安全系數(shù)；C

25、為額定靜載荷；P為當(dāng)量靜載荷；下標(biāo)0為靜載荷；下標(biāo)r為徑向載荷；下標(biāo)a為軸向載荷。例18-3一機(jī)械傳動(dòng)裝置，采用一對(duì)角接觸球軸承，并暫定軸承型號(hào)為7307AC。已知軸承載荷R=1200N，R=2050N，F(xiàn)=880N，轉(zhuǎn)速n=5000r/min，運(yùn)轉(zhuǎn)中受中等沖擊，預(yù)期壽命L=2000h，試問(wèn)就選軸承型號(hào)是否恰當(dāng)？解：（1）先計(jì)算軸承1、2的軸向力A1、AJ參見(jiàn)圖18-6b）由表18-12可知70000AC型軸承的內(nèi)部軸向力為S=0.7A=0.7x1200=840N11S=0.7A=0.7x2050=1435N22因?yàn)镾+F=840+880=1720NS1A2所以A=S+F=1720N21A而A

26、=S=840N11（2）計(jì)算軸承1、2的當(dāng)量動(dòng)載荷由表18-11查得70000AC型軸承e=0.68，而AiR1840AiR18401200=0.70.68A2R217202050=0.840.68查表18-11可得X1=0.41、Y1=0.87；XJ0.41、YjO.87。故徑向當(dāng)量動(dòng)載荷為P=0.41x1200+0.87x840=1222.8NiP=0.417?+0.85Ae2302.5N222(3)計(jì)算所需的徑向額定動(dòng)載荷C因兩端選擇同樣尺寸的軸承，而P2Pj故應(yīng)以軸承2的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷P?為計(jì)算依據(jù)。工作溫度正常，查表188內(nèi)f=1；按中等沖擊載荷，查表18-9,T得f=1.5。FfP

27、(60nT丫/31.5x2302.5(60 x5000八1/3仁XTC=L=x2000氏29130.05N2f1106h)1I106)T(4)由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得7307AC軸承的徑向額定動(dòng)載荷C=32800N。因?yàn)镃2C,故所選7307AC軸承合適。18-3滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)、潤(rùn)滑與密封一、滾動(dòng)軸承的組合設(shè)計(jì)為保證軸承在機(jī)器中能正常工作，除合理選擇軸承類型、尺寸外，還應(yīng)正確進(jìn)行軸承的組合設(shè)計(jì)，處理好軸承與其周圍零件之間的關(guān)系。也就是要解決軸承的軸向位置固定、軸承與其他零件的配合、間隙調(diào)整、裝拆和潤(rùn)滑密封等一系列問(wèn)題。.軸承的固定(1)雙支點(diǎn)單向固定如圖18-7所示，使軸的兩個(gè)支點(diǎn)中每一個(gè)支點(diǎn)都

28、能限制軸的單向移動(dòng)，兩個(gè)支點(diǎn)合起來(lái)就限制了軸的雙向移動(dòng)。它適用于工作溫度變化不大的短軸，考慮到軸因受熱而伸長(zhǎng)，在軸承蓋與外圈端面之間應(yīng)留出熱補(bǔ)償間隙(圖18-7b)。(a)(b)圖18-7雙支點(diǎn)單向固定(一)(2)單支點(diǎn)雙向固定這種變化適用于溫度變化較大的長(zhǎng)軸，如圖18-8所示，在兩個(gè)支點(diǎn)中使一個(gè)支點(diǎn)能限制軸的雙向移動(dòng)，另一個(gè)支點(diǎn)則可作軸向移動(dòng)。可作軸向移動(dòng)的支承稱為游動(dòng)支承，它不承受軸向載荷。圖a右軸承外圈未完全固定，可以有一定的游動(dòng)量；圖b采用的圓柱滾子軸承，其滾子和軸承的外圈之間可以發(fā)生軸向游動(dòng)。限起火點(diǎn)施41上口謝地交鬟(a)(b)圖18-8單支點(diǎn)雙向固定(一).軸承組合的調(diào)整(1)軸

29、承的調(diào)整軸承的調(diào)整包括軸承間隙調(diào)整和軸承位置調(diào)整。軸承間隙的調(diào)整是通過(guò)調(diào)整墊片厚度、調(diào)整螺釘和調(diào)整套筒等方法完成的。軸承組合位置調(diào)整是使軸上的零件(如齒輪、帶輪等)具有準(zhǔn)確的工作位置。圖18-9通過(guò)調(diào)整軸承端蓋與機(jī)座間墊片厚度實(shí)現(xiàn)軸承間隙的調(diào)整。圖18-9調(diào)整墊片圖18-10調(diào)整螺釘圖18-10為調(diào)整螺釘方法。利用調(diào)整螺釘對(duì)軸承外圈的壓蓋進(jìn)行調(diào)整以實(shí)現(xiàn)軸承的間隙調(diào)整。調(diào)整完畢之后，用螺母鎖緊防松。圖18-11是調(diào)整套筒。整個(gè)圓錐齒輪軸系安裝在調(diào)整套筒中，然后再安裝在機(jī)座上。通過(guò)墊片1調(diào)整套筒與機(jī)座的相對(duì)位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)錐齒輪軸軸向位置的調(diào)整。通過(guò)墊片2調(diào)整軸承的間隙。圖18-11調(diào)整套筒(2)軸承

30、的預(yù)緊對(duì)某些可調(diào)游隙式軸承，在安裝時(shí)給予一定的軸向預(yù)緊力，使內(nèi)外圈產(chǎn)生相對(duì)位移，因而消除了游隙，并在套圈和滾動(dòng)體接觸處產(chǎn)生了彈性預(yù)變形，借此提高軸的旋轉(zhuǎn)精度和剛度，稱為軸承的預(yù)緊。圖18-12是通過(guò)外圈壓緊預(yù)緊，利用夾緊一對(duì)圓錐滾子軸承的外圈而將軸承預(yù)緊。圖18-12外圈壓緊預(yù)緊圖18-13外圈壓緊預(yù)緊通過(guò)彈簧預(yù)緊。如圖18-13,在一對(duì)軸承間加入彈簧，可以得到穩(wěn)定的預(yù)緊力。圖18-14用不同長(zhǎng)度的套筒預(yù)緊。兩軸承之間加入不同長(zhǎng)度的套筒實(shí)現(xiàn)預(yù)緊。預(yù)緊力可以由兩個(gè)套筒的長(zhǎng)度差加以控制。圖18-14不同長(zhǎng)度的套筒預(yù)緊圖18-15磨窄套圈預(yù)緊圖18-15利用磨窄套圈預(yù)緊。夾緊一對(duì)磨窄了外圈的軸承實(shí)現(xiàn)

31、預(yù)緊。反裝時(shí)可磨窄軸承的內(nèi)圈。這種特制的成對(duì)安裝的角接觸球軸承可由生產(chǎn)廠選配組合成套提供。并可在滾動(dòng)軸承樣本中查到不同型號(hào)成對(duì)安裝的角接觸球軸承的輕、中、重三個(gè)系列預(yù)緊載荷值及相應(yīng)的內(nèi)外圈磨窄量。圖18-16給出滾動(dòng)軸承內(nèi)圈軸向緊固常用方法。（a）彈性擋圈和軸肩（b）軸端端蓋和軸肩（c）圓螺母和軸肩（d）圓螺母和止推墊圈圖18-16內(nèi)圈軸向緊固常用方法圖18-16給出了滾動(dòng)軸承外圈軸向緊固常用方法。a）；b）；c）；d）。（a）彈性擋圈緊固（b）止動(dòng)環(huán)緊固（c）端蓋緊固（d）螺紋環(huán)緊固圖18-17外圈軸向緊固常用方法.滾動(dòng)軸承的配合由于滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，選擇配合時(shí)就把它作為基準(zhǔn)件。因此，軸承內(nèi)

32、圈與軸的配合采用基孔制，軸承外圈與軸承座孔的配合則采用基軸制。選擇配合時(shí)，應(yīng)考慮載荷的方向、大小和性質(zhì)，以及軸承類型、轉(zhuǎn)速和使用條件等因素。當(dāng)外載荷方向不變時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)套圈應(yīng)比固定套圈的配合緊一些。一般情況下是內(nèi)圈隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)、外圈固定不轉(zhuǎn)，故內(nèi)圈常取具有過(guò)盈的過(guò)渡配合；外圈常取較松的過(guò)渡配合。當(dāng)軸承作游動(dòng)支承時(shí)，外圈應(yīng)取保證有間隙的配合。.軸承的裝拆設(shè)計(jì)軸承組合時(shí)，應(yīng)考慮怎樣有利于軸承裝拆，以便在裝拆過(guò)程中不致?lián)p壞軸承和其他零件。滾動(dòng)軸承的裝拆以壓力法最常用，此外還有溫差法、液壓配合法等。溫差法是將軸承放進(jìn)烘箱或熱油中，使軸承的內(nèi)圈受熱膨脹，然后即可將軸承順利裝在軸上。液壓配合法是通過(guò)將壓力油打

33、入環(huán)形油槽拆卸軸承。圖18-18和圖18-19分別是軸承內(nèi)圈和外圈壓裝，通過(guò)壓軸承內(nèi)外圈，將軸承壓裝到軸上或輪轂孔中。圖18-圖18-18軸承內(nèi)圈壓裝圖18-19軸承外圈壓裝圖18-20用軸承拆卸器拆卸軸承。在設(shè)計(jì)中應(yīng)預(yù)留拆卸空間。另外應(yīng)注意：從軸上拆卸時(shí)，應(yīng)卡住軸承的內(nèi)圈，如圖所示。從座孔中拆卸軸承時(shí)，應(yīng)用反向爪拆卸軸承的外圈。圖18-20鉤爪拆卸器壓力18-21圖18-20鉤爪拆卸器壓力18-21墊平軸承壓拆軸承當(dāng)軸不太重時(shí)，可以用壓力法拆卸軸承，如圖18-21所示。注意采用該方法時(shí)，不可只墊軸承的外圈，以免損壞軸承。圖18-22是利用在開(kāi)口圓錐緊定套上的軸承支撐結(jié)構(gòu)裝拆軸承。安裝軸承時(shí),

34、將圓螺母上緊。在圓螺母沿軸向?qū)⑤S承壓緊在圓錐套上的同時(shí)，還在徑向壓迫圓錐套的開(kāi)口處使其緊固在軸上。拆卸時(shí)，松開(kāi)螺母使開(kāi)口處復(fù)原，從而很容易將圓錐套與軸分開(kāi)。圖18-23利用具有環(huán)形油槽的軸頸拆卸軸承。為了軸承的拆卸方便在軸頸上開(kāi)出環(huán)形槽。在拆卸軸承時(shí)，將高壓油從油路入口打入。在壓力油的作用下軸承的內(nèi)圈撐大、軸頸壓縮，實(shí)現(xiàn)拆卸。在拆卸時(shí)，高壓油還可以起到潤(rùn)滑作用。圖18-22開(kāi)口圓錐結(jié)構(gòu)圖18-23環(huán)形油槽二、滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑和密封潤(rùn)滑和密封對(duì)滾動(dòng)軸承的使用壽命有重要意義。潤(rùn)滑的主要目的是減小摩擦與磨損。滾動(dòng)接觸部位形成油膜時(shí)，還有吸收振動(dòng)、降低工作溫度等作用。密封的目的是防止灰塵、水分等進(jìn)入軸承

35、，并阻止?jié)櫥瑒┑牧魇А?滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑劑可以是潤(rùn)滑脂、潤(rùn)滑油或固體潤(rùn)滑劑。一般情況下，軸承采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，但在軸承附近已經(jīng)具有潤(rùn)滑油源時(shí)(如變速箱內(nèi)本來(lái)就有潤(rùn)滑齒輪的油)，也可采用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑。具體選擇可按速度因數(shù)dn值來(lái)定。d代表軸承內(nèi)徑(mm)；n代表軸承轉(zhuǎn)速(r/min),dn值間接地反映了軸頸的圓周速度，當(dāng)dn(L52).105nm-r/min時(shí)，一般滾動(dòng)軸承可采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，超過(guò)這一范圍宜采用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑。脂潤(rùn)滑因潤(rùn)滑脂不易流失，故便于密封和維護(hù)，且一次充填潤(rùn)滑脂可運(yùn)轉(zhuǎn)較長(zhǎng)時(shí)間。油潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)是比脂潤(rùn)滑摩擦阻力小，并能散熱，主要用于高速或工作溫度較高的軸承。潤(rùn)滑油的粘度可按軸

36、承的速度因數(shù)dn和工作溫度t來(lái)確定。油量不宜過(guò)多，如果采用浸油潤(rùn)滑則油面高度不超過(guò)最低滾動(dòng)體的中心，以免產(chǎn)生過(guò)大的攪油損耗和熱量。高速軸承通常采用滴油或噴霧方法潤(rùn)滑。.滾動(dòng)軸承的密封滾動(dòng)軸承密封方法的選擇與潤(rùn)滑的種類、工作環(huán)境、溫度、密封表面的圓周速度有關(guān)。密封方法可分兩大類：接觸式密封和非接觸式密封。它們的密封型式、適用范圍和性能可查閱表18-13。密封方法接觸表18-13滾動(dòng)軸承的密封方法密封方法接觸在軸承蓋上開(kāi)出梯形槽，將矩形剖面的毛氈圈，放置在梯形槽中與軸接觸，對(duì)軸產(chǎn)生一定的壓力進(jìn)行密封。這種密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但摩擦較嚴(yán)重，主要用于v45m/s脂潤(rùn)滑場(chǎng)合在軸承蓋中放置密封圈，密封圈用皮革、

37、耐油橡膠等材料制成，有的帶金屬骨架，有的沒(méi)有骨架。密封圈與軸緊密接觸而起密封作用。圖a密封唇朝里，目的是防漏油，圖b密封唇朝外，目的是防灰塵、雜質(zhì)進(jìn)入組合密封在軸與軸承蓋的通孔壁間留0.10.3mm的極窄縫隙，并在軸承蓋上車出溝槽，在槽內(nèi)填滿油脂，以起密封作用。這種形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，多用于v56m/s的場(chǎng)合組合密封將旋轉(zhuǎn)的和固定的密封零件間的間隙制成迷宮(曲路)形式，縫隙間填入潤(rùn)滑脂以加強(qiáng)潤(rùn)滑效果。這種方法對(duì)脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑都很有效，尤其適用于環(huán)境較臟的場(chǎng)合。圖a為徑向曲路，徑向間隙3不大于0.10.2mm圖b為軸向曲路，因考慮到軸受熱后會(huì)伸長(zhǎng)，間隙應(yīng)取大些，3=1.52mm把毛氈和迷宮組合一起密封，可充分發(fā)揮各自優(yōu)點(diǎn)，提高密封效果，多用于密封要求較高的場(chǎng)合本章要點(diǎn).滾動(dòng)軸承的型號(hào)及其特性，并正確選擇軸承。.根據(jù)壽命計(jì)算公式確定滾動(dòng)軸承的壽命或驗(yàn)算，軸承的組合設(shè)計(jì)。.角接觸球軸承和圓錐滾子軸承當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算。.常見(jiàn)軸系零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。習(xí)題18-1滾動(dòng)軸承主要類型有哪幾種？各有何特點(diǎn)？試畫出它們的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。18-2說(shuō)明下列型號(hào)軸承的類型、尺寸、系列、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及精度等級(jí)32210E52411/P561805,7312ACNU2204E。