機械設計10滾動軸承

第十章滾動軸承10.1滾動軸承的構造和特點12341、滾動軸承的組成外圈1、內圈2、滾動體3、保持架4滾動體的種類有2、特點（與滑動軸承相比）

1)摩擦系數(shù)小，f=0.001~0.0042)啟動靈活；

3)潤滑容易

4)標準化、互換

5)但抗沖擊載荷能力差，很難做成剖分式滾動軸承中的承載形式為點或線接觸，最大接觸應力可以高達4000MPa；3、材料、熱處理及用途

套圈及滾動體：GCr15—普通、9Cr18（4400C）--防銹、

GCr4Mo4V(M50)—高溫.G代表專用滾動軸承鋼保持架：高聚物、低碳鋼、銅、夾布膠木各類軸承及滾動體10.2滾動軸承的類型和選擇一、滾動軸承的類型按滾動體的形狀分球軸承滾子軸承軸承公稱接觸角:滾動體與外圈軌道接觸點的法線和軸承半徑方向的夾角1.向心軸承2.推力軸承按受力分：國家標準GB/T272-1993中，按載荷方向及結構不同進行分類單列雙列按滾動體列數(shù)分：多列二、滾動軸承類型的選擇選擇滾動軸承類型時可參考以下幾點：（1）當載荷加大后有沖擊載荷時，宜用滾子軸承；當載荷較小時，宜用球軸承。（2）當只受徑向載荷時，或雖同時受徑向和軸向載荷，但以徑向載荷為主時，應用向心軸承。當只受軸向載荷時，一般應用推力軸承，而當轉速很高時，可用角接觸球軸承或深溝球軸承。當徑向和軸向載荷都較大時，應采用角接觸軸承。（4）當要求支承具有較大剛度時，應用滾子軸承。（5）當軸的撓曲變形大或軸承座孔不同、跨度大而對支承有調心要求時，應選用調心軸承。（6）為便于軸承的裝拆，可選用內、外圈分離的軸承。（7）從經(jīng)濟角度看，球軸承比滾子軸承便宜，精度低的軸承比精度高的軸承便宜，普通結構軸承比特殊結構的軸承便宜。（3）當轉速較高時，宜用球軸承；當轉速較低時，可用滾子軸承，也可用球軸承。10.3滾動軸承代號下表表示滾動軸承代號的構成1.類型代號：2.尺寸系列代號：承載能力發(fā)生變化,更全見表10-4寬度系列與直徑系列（見表10-2）3.內徑代號：內徑大小4.內部結構代號5.公差等級代號6.配置代號7.軸承代號的編制規(guī)則(1)軸承代號按順序從左至右排列。(2)當軸承類型代號用字母表示時,字母與其后的數(shù)字之間應空一個字符。(3)基本代號與后置代號之間應空一個字符,但當后置代號中有“-”號或“/”號時,不再留空。(4)公差等級代號中的/P0省略不寫。例如:7210C7210C/P5/DF/P5/DF軸承類型為角接觸球軸承尺寸類型代號,其中寬度類型代號為0,窄系列,省略不寫,直徑系列代號為2,輕系列軸承內徑空一個字符公稱接觸角軸承公差等級為5級面對面配置32210/P3/DB練習背對背安裝3級精度直徑50mm寬、輕系列圓錐滾子軸承10.4滾動軸承的失效形式和計算準則一、滾動軸承的失效形式各接觸點受力：受交變載荷鋼球疲勞點蝕陶瓷球疲勞點蝕1.疲勞點蝕：滾動軸承最常見的失效形式。內環(huán)上的疲勞點蝕軸承膠合2.塑性變形：受較大靜載或沖擊載荷3.磨粒磨損：雜質進入4.膠合：高速、重載、發(fā)熱二、滾動軸承的計算準則壽命計算：對于轉動的滾動軸承，疲勞點蝕是其主要失效形式，因而主要是進行壽命計算，必要時再作靜強度校核。靜強度計算：對于不轉動、低速或擺動的軸承，局部塑性變形是其主要失效形式，因而主要是進行靜強度計算。校核極限轉速：對于高速軸承，發(fā)熱以至膠合是其主要失效形式，因而除進行壽命計算外還應該校核極限轉速。10.5滾動軸承的壽命計算一、基本公式基本額定動負荷：軸承工作溫度在以下,基本額定壽命時，軸承所能承受的最大載荷，用C表示?；绢~定動負荷的方向:對于推力軸承為中心軸向載荷對于角接觸向心軸承為載荷的徑向分量基本額定壽命：一批相同軸承，在相同條件下運轉，90%軸承在疲勞點蝕前轉過的轉數(shù)，單位為106

r。對于向心軸承為徑向載荷疲勞曲線疲勞壽命威布爾分布載荷P1載荷P2載荷P1>載荷P2由實驗得到的曲線在當量動載荷P作用下的基本額定壽命為滾動軸承的載荷與壽命之間的關系:常用小時數(shù)表示基本額定壽命Lh引入溫度系數(shù)fT二、當量動載荷把實際載荷折算為與基本額定動負荷的方向相同的一假想載荷，在該假想載荷作用下軸承的壽命與實際載荷作用下的壽命相同，則稱該假想載荷為當量動載荷，用P表示。向心軸承P為徑向載荷,推力軸承P為軸向載荷當量動載荷P的計算式：三、角接觸軸承的內部軸向力軸承類型角接觸球軸承圓錐滾子軸承7000C型(α=150)7000AC型(α=250)7000B型(α=400)S0.5Fr0.7Fr1.1FrFr/2Y內部軸向力方向----內、外圈脫離(看著外圈固定)表10-12內部軸向力S由力的平衡條件得軸承Ⅱ壓緊,作用在軸承Ⅱ上的軸向載荷為軸承放松,作用在軸承上的軸向載荷只有自身的內部軸向力,即取軸承內圈和軸為分離體(1)若由力的平衡條件得,在軸承上,指向左

軸承壓緊,作用在軸承上的軸向載荷為軸承放松,作用在軸承上的軸向載荷只有自身的內部軸向力,即(2)若(3)若軸向力判斷:1)判斷壓緊端,放松端

2)壓緊端軸向力為除自身內部軸向力外其他軸向力的合成

3)放松端軸向力為自身內部軸向力同一支點成對安裝同一型號角接觸軸承計算特點(自學)10.6滾動軸承的靜強度計算基本額定靜負荷C0：滾動軸承中受載最大的滾動體與最弱座圈滾道的接觸處的塑性變形量之和為滾動體的1/10000時的載荷。滾動軸承的靜強度校核公式：當量靜載荷P0：是一個假想載荷，在當量靜載荷作用下，軸承的受載最大滾動體與滾道接觸處的塑性變形總量與實際載荷作用下的塑性變形總量相同。

，由表10-14查取對于向心軸承、角接觸軸承，當量靜載荷取下面兩式中計算出的較大值,對于推力軸承,α=90,;α≠90,10.7滾動軸承的極限轉速極限轉速

:軸承在一定載荷和潤滑條件下所允許的最高轉速。查手冊取值.載荷系數(shù)：當軸承的當量動負荷P超過0.1C時,需將手冊中的極限轉速乘以小于1的系數(shù)。載荷分布系數(shù)：當向心軸承受軸向載荷時,需將手冊中查得的極限轉速乘以小于1的系數(shù)。最高轉速10.8滾動軸承部件組合設計軸承部件：在機器中,傳動件、軸、滾動軸承、機體、潤滑及密封等組成為一個相互聯(lián)系的有機整體。在進行軸承部件結構設計時，主要應考慮以下幾個問題。一、軸承部件的軸向固定軸向固定：軸向力的承受方式1.兩端固定支承分析軸向力如何承受，即力如何傳到支承上為補嘗軸受熱變形,間隙C=0.25~0.35支點跨距l(xiāng)<300~5002.一端固定、一端游動支承外圈與端蓋間隙：2~3mm固定端如何固定游動端如何游動3.兩端游動支承由于人字齒輪存在誤差齒向載荷不均小齒輪軸做成兩端游動大齒輪軸必須做成兩端固定見圖10-254.支承剛度反裝(背靠背)跨距大，受力情況不好軸的剛度小正裝(面對面)跨距小，受力情況好軸的剛度大二、軸承部件的調整1.軸承游隙的調整2.軸上傳動件位置的調整(a)加減墊片(b)調整螺釘墊片1調整錐齒輪位置墊片2調整軸承間隙徑向位置由中心距保證軸向位置用墊片調整蝸輪位置調整二、軸承部件的調整3.軸承預緊

預先施加外力,使內外圈產生變形,消除游隙,提高剛度與旋轉精度.

施加外力必須適當,可以通過試驗確定.三、滾動軸承的配合配合標注：內圈與軸：只標注軸外圈與孔：只標注孔配合種類：緊配合：轉速高、載荷大、溫度高、有振動、內圈與軸一起轉動松配合：經(jīng)常拆卸、外圈靜止、半圈受載四、軸承的裝拆1.加熱(80~900C)2.利用拆裝工具注意：內、外環(huán)用不同工具注意：h≥1/4外環(huán)厚度五、滾動軸承的潤滑和密封1.滾動軸承的潤滑潤滑的目的：減少摩擦磨損、吸收振動、降低溫度潤滑方式：脂潤滑：可承受較大載荷，便于密封及維護，不宜填充過多

dn<（1.5~2）╳

105mmr/min油潤滑：噴油或浸油、浸油高度不超過滾動體中心

dn>（1.5~2）╳

105mmr/min具體方式見表10-17浸油潤滑2.滾動軸承的密封10.9減速器輸出軸部件設計一級圓柱齒輪減速器由輸入軸部件、輸出軸部件和機體組成輸出軸部件設計過程主要包括：（1）初定尺寸（2）畫結構草圖（3）校核計算（4）完成部件圖設計（5）完成零件圖設計4.軸的受力分析5.校核軸的強度6.校核鍵聯(lián)接的強度7.校核軸承壽命1883年德國的Fischer先生發(fā)明了磨制鋼球的球磨機并創(chuàng)建FAG公司以來，伴隨著滾動軸承工業(yè)的誕生和發(fā)展，F(xiàn)AG的產品在幾乎所有可能的領域內得到了充分的認證并一直扮演著十分重要的角色，滾動軸承的應用滾動軸承的應用瑞典SKF公司新一代SKF球面滾子軸承--Explorer"探索者"系列的性能，遠遠超過ISO國際標準的計算方法，而ISO亦無法恰當?shù)仡A測其預期壽命……

--軸承如此經(jīng)久耐用，它將改變工業(yè)設備的維修計劃

--軸承如此先進卓越，它將為設計工程師，開拓一個充滿嶄新選擇的世界，從而創(chuàng)造新一代的工業(yè)機械設備。滾動軸承的應用這類軸承適用於內燃機和壓縮機。由于其特殊的設計，可以應用於此種高轉

速、高溫、不利于潤滑且又具有特殊載荷和運動狀態(tài)的支承。其中，KZK曲

柄銷支承用的滾針和保持架組件，採用M型保持架，可因應客戶特殊要求，

在保持架表面進行鍍銀、鍍銅處理。滾動軸承的應用推力軸承由滾動體、推力保持架及推力墊圈組成。滾動體可以是滾針或圓柱

滾子。滾針或圓柱滾子受到推力保持架的保持和引導，並和不同的推力墊圈

、軸圈、座圈一起工作。