機(jī)械設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承尺寸的選擇課件

§13-5滾動(dòng)軸承尺寸的選擇

1滾動(dòng)軸承的失效形式和基本額定壽命2滾動(dòng)軸承的基本額定動(dòng)載荷3滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算4滾動(dòng)軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷5角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的徑向載荷Fr與軸向載荷Fa的計(jì)算6滾動(dòng)軸承的靜載荷5角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的徑向載荷Fr與軸向載荷Fa的計(jì)算Fr、Fa↑Fr1、Fa1Fr2、Fa2這兩類(lèi)軸承在使用中因徑向力的作用將產(chǎn)生派生的軸向力，為保證正常工作一般成對(duì)使用。計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷應(yīng)考慮派生軸向力的影響徑向載荷Fr1、Fr2

：可根據(jù)作用在軸上的徑向力Fre按平衡條件求出。由Fr1、Fr2派生的軸向力Fd1、Fd2大小由表13-7方向：指向大口圓錐滾子軸承角接觸球軸承70000C(a=15o)70000AC(a=25o)70000B(a=40o)Fd=Fr／(2Y)Fd=eFrFd=0.68FrFd=1.14Fr當(dāng)約有半圈滾動(dòng)體受載時(shí)，F(xiàn)d的計(jì)算公式W計(jì)算向心推力軸承的軸向力Fa的方法為：①先通過(guò)派生軸向力及外加軸向載荷的計(jì)算與分析，判斷兩支承軸承哪一個(gè)被“放松”、哪一個(gè)被“壓緊”②被“放松”軸承所受實(shí)際軸向力等于其本身的內(nèi)部派生軸向力；被“壓緊”軸承所受實(shí)際軸向力等于除其本身內(nèi)部派生軸向力以外的其余各軸向力的代數(shù)和

向心推力軸承所受軸向力Fa的計(jì)算方法也可以歸納為：Fa與Fd2同向取“+”Fa與Fd1同向取“+”即：就一個(gè)支點(diǎn)的軸承而言，對(duì)比其本身派生軸向力與外加軸向力（另一支點(diǎn)的派生軸向力與外加軸向力之合力），其較大者為該軸承的軸向力。軸承反力的徑向分力在軸心線上的作用點(diǎn)，叫軸承的壓力中心兩軸承反裝時(shí)支承跨距大，正裝時(shí)支承跨距小。6滾動(dòng)軸承的靜載荷靜載荷計(jì)算主要針對(duì)轉(zhuǎn)速極低、擺動(dòng)或基本上不旋轉(zhuǎn)且承受較大載荷的軸承（主要失效形式為接觸應(yīng)力過(guò)大引起的塑性變形）基本額定靜載荷：在內(nèi)外圈相對(duì)轉(zhuǎn)速為0時(shí)，受力最大的滾動(dòng)體與內(nèi)外圈接觸處最大接觸應(yīng)力達(dá)到某規(guī)定值時(shí)軸承所受到的載荷，C0與動(dòng)載荷計(jì)算相似，應(yīng)首先計(jì)算當(dāng)量靜載荷

P0=X0Fr

+Y0Fa校核或軸承選擇的公式為：

C0≥S0P0

S0——軸承靜強(qiáng)度安全系數(shù)滾動(dòng)軸承尺寸選擇的過(guò)程由力分析確定軸承所承受的Fr與Fa計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P=fP(XFr+YFa)明確軸承的工作轉(zhuǎn)速n與預(yù)計(jì)壽命L10計(jì)算軸承應(yīng)滿足的基本額定動(dòng)載荷由軸承樣本（手冊(cè)）查取合適的軸承1支承部分的剛性和同心度作用：避免軸承在角偏差較大情況下工作，縮短壽命。要求：軸的剛性及支承軸徑的同心度；支承座的剛性和同軸度。措施：①增大軸徑增加軸的剛度；②軸承座應(yīng)有足夠壁厚或加加強(qiáng)筋，③對(duì)輕合金或非金屬使用鋼或鑄鐵套杯；④對(duì)于一根軸上兩個(gè)支承的座孔，必須盡可能地保持同心。最好的辦法是采用整體結(jié)構(gòu)的外殼，并把兩軸承孔一次鏜出；⑤軸承孔分為兩個(gè)外殼，則應(yīng)組合在一起進(jìn)行鏜孔。措施：①增大軸徑增加軸的剛度；②軸承座應(yīng)有足夠壁厚或加加強(qiáng)筋，③對(duì)輕合金或非金屬使用鋼或鑄鐵套杯；④對(duì)于一根軸上兩個(gè)支承的座孔，必須盡可能地保持同心。最好的辦法是采用整體結(jié)構(gòu)的外殼，并把兩軸承孔一次鏜出；⑤軸承孔分為兩個(gè)外殼，則應(yīng)組合在一起進(jìn)行鏜孔。2軸承的配置

一般一根軸上兩個(gè)支點(diǎn)，每一支點(diǎn)可為一個(gè)軸承或幾個(gè)軸承組合使用。兩支點(diǎn)上軸承配置應(yīng)考慮因素有：軸的位置、防止軸向竄動(dòng)、軸的受熱膨脹伸長(zhǎng)等。⑴雙支點(diǎn)各單向固定⑵一支點(diǎn)雙向固定，另一端支點(diǎn)游動(dòng)⑶兩端游動(dòng)支承常見(jiàn)有三種：特點(diǎn)：兩個(gè)軸承各限制一個(gè)方向的軸向位移。使用于工作溫度變化不大的短軸，必要時(shí)可預(yù)留補(bǔ)償間隙。⑴雙支點(diǎn)各單向固定圓錐滾子軸承面對(duì)面安裝，軸承由軸的兩端裝上圓錐滾子軸承背靠背安裝，軸承由一端裝上錐齒輪軸特點(diǎn)：兩個(gè)支承中，一端雙向固定，一端游動(dòng)。其中固定支承內(nèi)外圈都固定，可承受雙向軸向載荷。⑵一支點(diǎn)雙向固定，另一端支點(diǎn)游動(dòng)主要用于跨距大、受熱較高的長(zhǎng)軸。圖1①游動(dòng)支承若使用內(nèi)外圈不可分離型軸承，只須固定內(nèi)圈，而外圈可在軸向雙向游動(dòng)圖4軸向力較大時(shí)，固定支承由一對(duì)角接觸球軸承面對(duì)面安裝，既承受徑向力又承受軸向力，也可背靠背安裝⑶兩端游動(dòng)支承特點(diǎn)：兩支承皆為游動(dòng)支承。一般用于人字齒輪的軸的支承。3滾動(dòng)軸承的軸向緊固內(nèi)圈的緊固軸用彈性擋圈主要用于深溝球軸承承受不大的軸向力的場(chǎng)合軸端擋圈用螺釘緊固在軸端，用于軸端切割螺紋不方便且承受較大軸向力場(chǎng)合圓螺母與止動(dòng)墊圈配合用于高速且軸向力較大場(chǎng)合圓螺母、止動(dòng)墊圈、開(kāi)口外錐套筒配合用于內(nèi)徑為圓錐體的軸承轉(zhuǎn)速、軸向力都不大的場(chǎng)合外圈緊固孔用彈性擋圈用于向心軸承，軸向力不大且要求減小軸承裝置軸向尺寸的場(chǎng)合止動(dòng)環(huán)用于有止動(dòng)槽的深溝球軸承，外殼不便設(shè)凸肩或?yàn)槠史纸Y(jié)構(gòu)的場(chǎng)合軸承蓋用于各類(lèi)高轉(zhuǎn)速或軸向力很大的向心、推力、向心推力軸承用螺紋環(huán)用于高速且載荷大而又不宜用軸承蓋的情況4軸承的游隙及軸上零件位置的調(diào)整軸承游隙調(diào)整主要針對(duì)角接觸球軸承和圓錐滾子軸承，調(diào)整游隙即調(diào)整滾動(dòng)體與內(nèi)外圈滾道之間的間隙及壓緊程度，調(diào)整軸承受載滾動(dòng)體的數(shù)目，提高軸承承載能力和軸承剛度。⑴游隙的調(diào)整⑵軸上零件位置的調(diào)整5滾動(dòng)軸承的配合軸承配合是指內(nèi)圈與軸頸及外圈與座孔的配合。1.基準(zhǔn)制：因?yàn)闈L動(dòng)體為標(biāo)準(zhǔn)件，因此：軸承內(nèi)孔—軸：基孔制軸承外徑—座孔：基軸制2.轉(zhuǎn)動(dòng)圈應(yīng)比不動(dòng)圈的配合緊些，且轉(zhuǎn)速越高、載荷越大、振動(dòng)越強(qiáng)烈時(shí)，配合應(yīng)越緊。轉(zhuǎn)動(dòng)圈與旋轉(zhuǎn)部分的配合：n6,m6,k6,js6不動(dòng)圈與不動(dòng)部分的配合：J7,J6,H7,G73.剖分式機(jī)殼、游動(dòng)圈或經(jīng)常拆卸的軸承應(yīng)選取較松的配合。具體的配合公差、配合表面光潔度和幾何形狀偏差可按手冊(cè)確定裝拆滾動(dòng)軸承時(shí)，不能通過(guò)滾動(dòng)體來(lái)傳力，以免使?jié)L道或滾動(dòng)體造成損傷。由于軸承的配合較緊，裝拆時(shí)以使用專門(mén)的工具為宜。錯(cuò)誤的施力正確的施力6滾動(dòng)軸承的裝拆滾動(dòng)軸承的安裝：結(jié)構(gòu)不合理！滾動(dòng)軸承的拆卸：7滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑潤(rùn)滑的作用：降低摩擦阻力、散熱、減小接觸應(yīng)力、吸收振動(dòng)、防止銹蝕脂潤(rùn)滑特點(diǎn)：不易流失，密封簡(jiǎn)單，只適用于dn值較低情況主要指標(biāo)：針入度、滴點(diǎn)(工作溫度低于滴點(diǎn)10～30°)油潤(rùn)滑特點(diǎn)：脂潤(rùn)滑不能滿足要求時(shí)使用主要指標(biāo)：粘度，轉(zhuǎn)速高、載荷大時(shí)選用粘度大的潤(rùn)滑油潤(rùn)滑方法：①油浴潤(rùn)滑（注意油面高度）、②滴油潤(rùn)滑（常用全損耗系統(tǒng)用油L-AN25）、③飛濺潤(rùn)滑（閉式齒輪箱中常用）、④?chē)娪蜐?rùn)滑（高速、重載場(chǎng)合使用，壓力油噴嘴對(duì)準(zhǔn)內(nèi)圈和保持架之間的間隙）、⑤油霧潤(rùn)滑（用于dn值很大的場(chǎng)合）油浴潤(rùn)滑固體潤(rùn)滑特點(diǎn)：用于特殊條件下，如高溫、真空等潤(rùn)滑方法：①用粘結(jié)劑將潤(rùn)滑劑粘于滾道和保持架上；②潤(rùn)滑劑加入軸承零件材料中，實(shí)現(xiàn)自潤(rùn)滑；③用電鍍等方法使摩擦面形成潤(rùn)滑劑薄膜常見(jiàn)潤(rùn)滑劑材料：二硫化鉬、石墨、聚四氟乙烯8滾動(dòng)軸承的密封裝置密封的目的：防止灰塵、水、酸氣及其他雜物進(jìn)入軸承，阻止?jié)櫥瑒┝魇Б沤佑|式密封（在軸承蓋內(nèi)放置軟材料或耐磨材料，且與轉(zhuǎn)軸直接接觸實(shí)現(xiàn)密封）①氈圈密封：用于滑動(dòng)速度小于4～8m/s的場(chǎng)合，最高不能超過(guò)8m/s，摩擦大

②唇形密封圈密封

v＜10～15m/s，軸徑處應(yīng)經(jīng)表面硬化；封油時(shí)封唇對(duì)著軸承，防灰塵時(shí)背對(duì)軸承③密封環(huán)密封含鉻鑄鐵密封環(huán)允許v＜100m/s，錫青銅密封環(huán)允許v＜60～80m/s⑵非接觸式密封避免產(chǎn)生摩擦①隙縫密封：半徑間隙常為0.1～0.3mm，并可填入潤(rùn)滑脂②甩油密封徑向式曲路密封固定片旋轉(zhuǎn)片旋轉(zhuǎn)片固定片固定片軸向式曲路密封固定片應(yīng)為剖分式③曲路密封例題：13-2設(shè)根據(jù)工作條件決定在軸的兩端反裝兩個(gè)角接觸球軸承。已知軸上齒輪受切向力Ft=2200N，徑向力Fr=900N，軸向力Fa=400N，齒輪分度圓直徑d=314mm，齒輪轉(zhuǎn)速n=520r/min，運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，軸承預(yù)期計(jì)算壽命L’h=15000h。設(shè)初選兩個(gè)軸承型號(hào)均為7207C，試驗(yàn)算軸承是否可達(dá)到預(yù)期計(jì)算壽命的要求。1（S1）2（S2）FaFrFt2