第13章 滾動軸承1

§13-1

概述§13-2

滾動軸承的類型、特點(diǎn)和代號§13-3滾動軸承類型的選擇第十三章滾動軸承§13-4滾動軸承負(fù)荷分析、失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則§13-5滾動軸承壽命計(jì)算§13-6滾動軸承靜載荷計(jì)算§13-7軸承裝置的設(shè)計(jì)本章學(xué)習(xí)的基本要求：熟練掌握的內(nèi)容1）各類滾動軸承的特點(diǎn)、代號（代號的主要內(nèi)容），正確選擇滾動軸承的原則和方法；2）滾動軸承的失效形式，基本額定壽命、基本額定動載荷C和基本額定靜載荷C0的概念，當(dāng)量動載荷及軸承壽命的計(jì)算；3）滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括安裝結(jié)構(gòu)形式，定位及固定，內(nèi)外圈的配合、裝拆要求，預(yù)緊及間隙的調(diào)整；本章的重點(diǎn)：

滾動軸承的尺寸選擇計(jì)算和組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。難點(diǎn)是角接觸球軸承和圓錐滾子軸承的軸向力和當(dāng)量動載荷的計(jì)算。滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要與軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等聯(lián)系起來考慮。第十三章滾動軸承§13-1概述（工程應(yīng)用）§13-1概述

工程應(yīng)用

滾動軸承是現(xiàn)代機(jī)器中應(yīng)用廣泛的一種部件，它是依靠主要元件間的滾動接觸來支承旋轉(zhuǎn)的軸?！?3-1概述（工程應(yīng)用）§13-1概述

§13-1概述（工程應(yīng)用）

§13-1概述§13-1概述（組成、材料）滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)件。

內(nèi)圈外圈滾動體保持架各類滾動體§13-1概述（一）結(jié)構(gòu)§13-1概述（材料、特點(diǎn)）§13-1概述

滾動軸承的特點(diǎn)：旋轉(zhuǎn)精度高；摩擦小，啟動靈活；載荷，轉(zhuǎn)速，工作溫度適用范圍廣；標(biāo)準(zhǔn)化程度高，互換性好，成本較低。（二）滾動軸承的材料：內(nèi)圈、外圈、滾動體——滾動軸承鋼（如：GCr15等），淬火后>HRC60～65，工作表面要求磨削或拋光。保持架——較軟材料（低碳鋼、銅合金、鋁合金、塑料等）。缺點(diǎn)：抗沖擊能力差、高速時出現(xiàn)噪音。設(shè)計(jì)人員的主要任務(wù)是:熟悉標(biāo)準(zhǔn)，正確選用。本章主要討論根據(jù)具體的工作條件選擇軸承的類型及尺寸并計(jì)算其壽命，解決軸承的安裝、調(diào)整、潤滑和密封等問題。§13-2滾動軸承的類型、特點(diǎn)和代號

§13-2滾動軸承的類型、特點(diǎn)和代號一.類型和特點(diǎn)按承載的方向向心軸承——主要承受徑向載荷Fr推力軸承——只能承受軸向載荷Fa向心推力軸承——能同時承受Fr和Fa接觸角α——滾動體與外圈滾道接觸區(qū)中點(diǎn)的法線與半徑方向的夾角。α=0α=900§13-2（調(diào)心球軸承1類）

1.調(diào)心球軸承——類型代號1,結(jié)構(gòu)代號10000按軸承的結(jié)構(gòu)形式不同分類：

在實(shí)際應(yīng)用中，滾動軸承的結(jié)構(gòu)形式有很多。作為標(biāo)準(zhǔn)的滾動軸承，在國家標(biāo)準(zhǔn)中分為15類。承載：Fr，F(xiàn)a（雙向，不大）轉(zhuǎn)速：中偏斜角：大（20～30）應(yīng)用：多支點(diǎn)，軸剛性差

各類滾動軸承§13-2滾動軸承的類型、特點(diǎn)和代號因?yàn)橥鉂L道表面是以軸承中點(diǎn)為中心的球面，故能調(diào)心。調(diào)心軸承θ§13-2（調(diào)心滾子軸承2類）

承載：Fr，F(xiàn)a（雙向，不大）轉(zhuǎn)速：低偏斜角：大（0.50～2.00）應(yīng)用：多支點(diǎn)，軸剛性差2.調(diào)心滾子軸承推力調(diào)心滾子軸承2類2000029000①調(diào)心滾子軸承②推力調(diào)心滾子軸承承載：Fr，F(xiàn)a（單向，很大）轉(zhuǎn)速：低偏斜角：大（1.50～2.50）應(yīng)用：承受以軸向載荷為主的徑向、軸向聯(lián)合載荷?！?3-2滾動軸承的類型、特點(diǎn)和代號§13-2（3、5類）

3.圓錐滾子軸承——3類承載：Fr，F(xiàn)a（單向）轉(zhuǎn)速：中偏斜角：很?。?’）應(yīng)用：同時受較大的Fr和Fa外圈可分離，安裝時可調(diào)整游隙成對使用4.推力球軸承雙向推力球軸承5類5100052000緊圈松圈承載：Fa轉(zhuǎn)速：低§13-2滾動軸承的類型、特點(diǎn)和代號§13-2（6、7類）

5.深溝球軸承——6類承載：Fr，F(xiàn)a（不大，雙向），不耐沖擊轉(zhuǎn)速：高偏斜角：?。?’～16’）應(yīng)用：高速，載荷平穩(wěn)，軸剛性大承載：Fr，F(xiàn)a（單向）轉(zhuǎn)速：高偏斜角：小（2’～10’）

應(yīng)用：旋轉(zhuǎn)精度高，載荷大成對使用6.角接觸球軸承——7類70000C：α=15070000AC：α=25070000B：α=400

Fa§13-2滾動軸承的類型、特點(diǎn)和代號§13-2（8、9、N類）

7.推力圓柱滾子軸承——8類承載：Fa（大，單向）轉(zhuǎn)速：低偏斜角：不允許（≈0）

應(yīng)用：Fa大，低速承載：只能承受Fr（大），耐沖擊

轉(zhuǎn)速：高偏斜角：很?。?’～4’）應(yīng)用：Fr大，軸剛性大內(nèi)圈或外圈可分離8.圓柱滾子軸承——N類§13-2滾動軸承的類型、特點(diǎn)和代號§13-2（NA、U類）9.滾針軸承——NA類承載：Fr（較大）轉(zhuǎn)速：低偏斜角：很小

應(yīng)用：Fr大，徑向尺寸受限制，低速§13-2滾動軸承的類型、特點(diǎn)和代號§13-2（代號）二.代號§13-2滾動軸承的類型、特點(diǎn)和代號§13-2（內(nèi)徑代號）前置代號基本代號后置代號

軸承的分

部件代號內(nèi)

部

結(jié)

構(gòu)

代

號密

封

與

防

塵

結(jié)

構(gòu)

代

號保

持

架

及

其

材

料

代

號特

殊

軸

承

材

料

代

號公

差

等

級

代

號游

隙

代

號多

軸

承

配

置

代

號其

它

代

號五四三二一類

型

代

號尺寸系

列代號內(nèi)

徑

代

號寬

度

系

列

代

號直

徑

系

列

代

號GB/T272規(guī)定了滾動軸承代號由三部分組成：

◆內(nèi)徑代號：00～99代號0001020304～96內(nèi)徑d10121517代號×5如：08表示軸承內(nèi)徑d=5×08=40mm?！?3-2滾動軸承的類型、特點(diǎn)和代號◆尺寸系列代號：0、1——特輕系列2——輕系列3——中系列4——重系列寬度系列代號：尺寸承載能力但對于2類（調(diào)心滾子軸承）和3類（圓錐滾子軸承）應(yīng)標(biāo)出“0”?！?3-2滾動軸承的類型、特點(diǎn)和代號7、8、9、0、1、2、3、4、5表示：結(jié)構(gòu)、內(nèi)、外徑都相同的軸承，在寬度方面的變化系列直徑系列代號：表示相同內(nèi)徑但外徑和寬度不同的軸承。一般正常寬度為0，可不標(biāo)。§13-2（公差等級、游隙代號）§13-2滾動軸承的類型、特點(diǎn)和代號◆類型代號◆內(nèi)部結(jié)構(gòu)代號：表示同類軸承的不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)。70000C：α=15070000AC：α=25070000B：α=400◆公差等級代號：五級：/P2、/P4、

/P5、

/P6(/P6x)、/P0（普通級，不標(biāo)）◆游隙代號：

六組：/C1、/C2、

/C0（0組，不標(biāo)）、/C3、/C4、/C5高級

低級

游隙值：小

大§13-2（公差等級、游隙代號）例：6210

d=50mm輕系列正常寬度深溝球軸承0級公差（普通級）,0組游隙7309C/P5d=45mm中系列正常寬度角接觸球軸承5級公差α=15030212d=60mm輕系列正常寬度圓錐滾子軸承0級公差（普通級），0組游隙§13-2滾動軸承的類型、特點(diǎn)和代號§13-3滾動軸承類型的選擇§13-3滾動軸承類型的選擇滾動軸承類型選擇應(yīng)考慮的問題一.載荷

方向

大小輕、中——球軸承重——滾子軸承受純Fr——6、N、NA受純Fa——5、8受Fr+不大的Fa——6、70000C受Fr+較大的Fa——3、70000AC、70000B、6+5、N+8

性質(zhì)平穩(wěn)——球軸承沖擊——滾子軸承§13-3滾動軸承類型的選擇二.轉(zhuǎn)速三.剛度和調(diào)心性要求

球軸承和輕系列的軸承能適應(yīng)較高的轉(zhuǎn)速，滾子軸承和重系列的軸承則反之；推力軸承的極限轉(zhuǎn)速很低?！?3-3滾動軸承類型的選擇§13-3滾動軸承類型的選擇

尺寸四.其它徑向受限制——滾針軸承，特輕、輕系列軸向受限制——窄系列便于裝拆——內(nèi)（外）圈可分離，3、N類；

經(jīng)濟(jì)內(nèi)圈為圓錐孔（安裝在緊定襯套上）§13-3滾動軸承類型的選擇§13-4滾動軸承負(fù)荷分析、失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一.負(fù)荷分析§13-4滾動軸承負(fù)荷分析、失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則載荷傳遞路線1.向心軸承——主要承受Fr，不大的Fa

若僅受Fa——各滾動體平均受載

若僅受Fr——承載區(qū)內(nèi)滾動體受載FN0FNi各滾動體從開始受力到受力終止所對應(yīng)的區(qū)域------承載區(qū)徑向載荷的分布最下方的滾動體受載最大，兩旁逐漸減少。受力最大滾動體的載荷球軸承滾子軸承滾動體數(shù)一般承載區(qū)小于半圈

受Fr+Fa——隨Fa增大，承載區(qū)增大§13-4（負(fù)荷分析）僅受外載荷FreFre——軸作用于軸承的力FreFiFriFdiFi——某一滾動體對軸的反作用力Fdi——由Fr派生的軸向力Fd方向：小口指向大口迫使內(nèi)外圈分離軸承應(yīng)成對使用Fd的大小與承載區(qū)有關(guān)，承載區(qū)Fd§13-4滾動軸承負(fù)荷分析、失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則Fdi=FNi

tanα2.向心推力軸承的派生軸向力§13-4（負(fù)荷分析）一般按半圈受載計(jì)算，見P322/表13-7圓錐滾子軸承角接觸球軸承70000C(α=15o)70000AC(α=25o)70000B(α=40o)Fd=Fr／(2Y)Fd=eFrFd=0.68FrFd=1.14Fr§13-4滾動軸承負(fù)荷分析、失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則2.向心推力軸承的派生軸向力受外載荷Fre+Fae承載區(qū)FreFiFriFdiFae派生軸向力Fd應(yīng)在軸向力Fae作用下達(dá)到平衡?！?dāng)Fa≈1.25Fr

tanα?xí)r，▲當(dāng)Fa≈1.7Fr

tanα?xí)r，根據(jù)研究：---約半圈滾動體同時受載---全部滾動體同時受載§13-4滾動軸承負(fù)荷分析、失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

當(dāng)受載滾動體數(shù)目增多時，派生軸向力Fd

將增大

，這時平衡派生軸向力Fd

所需施加的軸向力Fa

也隨之增大：Fa=

Fd

>

Fr

tanα2.向心推力軸承的派生軸向力

▲

為了平衡Fd

就必須在Fd

的反向增加軸向力Fa。

當(dāng)Fa

↑，→受載滾動體數(shù)目↑，→套圈滾道上徑向載荷的承載區(qū)↑，→軸承承受徑向載荷的能力↑。▲為了保證軸承能可靠地工作，應(yīng)使它至少達(dá)到下半圈滾動體全部受載。以上分析說明：▲（角）及（錐）軸承須在Fr和Fa

的聯(lián)合作用下工作。一般都是成對使用?！?3-4滾動軸承負(fù)荷分析、失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則2.向心推力軸承的派生軸向力3.軸承各元件應(yīng)力分析——脈動循環(huán)§13-4滾動軸承負(fù)荷分析、失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則滾動軸承各元件承受的都是脈動變化的接觸應(yīng)力?！?3-4（失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則）三、失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

失效形式點(diǎn)蝕——接觸疲勞失效——壽命計(jì)算塑變——受靜載或沖擊——靜強(qiáng)度計(jì)算磨粒磨損或膠合——潤滑不良或高速

——改善潤滑，校核極限轉(zhuǎn)速§13-4滾動軸承負(fù)荷分析、失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則軸承的壽命單個軸承在出現(xiàn)點(diǎn)蝕破壞前，一個套圈相對另一個套圈的轉(zhuǎn)數(shù)。

設(shè)計(jì)準(zhǔn)則一般軸承——額定壽命計(jì)算低速、重載軸承——靜強(qiáng)度計(jì)算高速軸承——額定壽命計(jì)算，校核極限轉(zhuǎn)速一批相同的軸承在相同的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下工作，其中10%的軸承發(fā)生點(diǎn)蝕破壞，而90%的軸承不發(fā)生點(diǎn)蝕破壞前的轉(zhuǎn)數(shù)（以106為單位）或工作小時數(shù)?！?3-5滾動軸承壽命計(jì)算（基本概念）一.實(shí)際壽命和平均壽命§13-5滾動軸承壽命計(jì)算

實(shí)際壽命——滾動軸承中任一元件出現(xiàn)疲勞點(diǎn)蝕時，轉(zhuǎn)過的總轉(zhuǎn)數(shù)或工作小時數(shù)。

平均壽命——可靠度R<40%二.基本額定壽命和基本額定動載荷

基本額定壽命

L10（r），Lh（h），可靠度R=90%對每一個軸承來講，在額定壽命期內(nèi)能正常工作的概率為90%，提前發(fā)生破壞的概率僅為10%?！?3-5滾動軸承壽命計(jì)算二.基本額定壽命和基本額定動載荷L’h/h表13-3

推薦的軸承預(yù)期計(jì)算壽命L’h

機(jī)器類型

不經(jīng)常使用的儀器或設(shè)備

300~3000

短時間或間斷使用的機(jī)械，中斷時不致引起嚴(yán)重后果

3000~8000

間斷使用的機(jī)械，中斷使用后果嚴(yán)重

8000~12000

每天8h工作的機(jī)械（利用率不高）

12000~20000

每天24h連續(xù)工作的機(jī)械

40000~60000預(yù)期計(jì)算壽命L’h

----設(shè)計(jì)機(jī)器時所要求的軸承壽命；通常可參照機(jī)器的大修期限取定。§13-5滾動軸承壽命計(jì)算二.基本額定壽命和基本額定動載荷

基本額定動載荷C——使軸承的基本額定壽命恰好是L10=106轉(zhuǎn)時，軸承承受的載荷。(查手冊）推力軸承---指純軸向載荷，記為：Ca

C----表征了不同型號軸承的承載特性。可從設(shè)計(jì)手冊或軸承樣本中查取。向心軸承---指純徑向載荷，記為：Cr向心推力軸承

---指使套圈產(chǎn)生純徑向位移的載荷的徑向分量§13-5（壽命計(jì)算）三.壽命計(jì)算

當(dāng)載荷P=C時，L10=106r當(dāng)載荷P≠C時，L10=？§13-5滾動軸承壽命計(jì)算1、壽命計(jì)算要解決的兩個問題：已知載荷P,要求預(yù)期計(jì)算壽命L’h，應(yīng)選C=?的軸承？PL10C106疲勞曲線方程：當(dāng)量動載荷壽命指數(shù)球軸承ε=3滾子軸承ε=10/3§13-5（壽命計(jì)算）三.壽命計(jì)算§13-5滾動軸承壽命計(jì)算P---當(dāng)量動載荷指數(shù)：310/3ε=---球軸承---滾子軸承式中：當(dāng)工作溫度>1200C時，引入溫度系數(shù)ft，見P313/表13-4。若已知軸承轉(zhuǎn)速n，則：Lh≥L’h

（計(jì)算正確）（解決第一類問題）§13-5（壽命計(jì)算）三.壽命計(jì)算§13-5滾動軸承壽命計(jì)算若軸承的預(yù)期計(jì)算壽命L’h已知，則：查手冊，可選擇所需要的軸承的型號：C≤C手冊（計(jì)算正確）（解決第二類問題）

手冊中C由實(shí)驗(yàn)測得，其中加載條件：向心軸承——C是純徑向載荷Cr推力軸承——C是純軸向載荷Ca向心推力軸承——半圈受載，C指載荷的徑向分量Cr§13-5（當(dāng)量動載荷）四.當(dāng)量動載荷P的計(jì)算§13-5滾動軸承壽命計(jì)算

實(shí)際工作中，軸承常常同時承受徑向載荷Fr和軸向載荷Fa。在計(jì)算軸承壽命時，必須將實(shí)際載荷換算成與確定基本額定動載荷C值的載荷條件相一致的當(dāng)量動載荷P

。

當(dāng)量動載荷P——是一個假想載荷，在這個載荷作用下，軸承的壽命與實(shí)際載荷作用下的壽命相同。向心軸承——P是假想的徑向載荷Pr推力軸承——P是假想的軸向載荷Pa向心推力軸承——P是假想載荷的徑向分量Pr§13-5（當(dāng)量動載荷）四.當(dāng)量動載荷P的計(jì)算§13-5滾動軸承壽命計(jì)算

當(dāng)量動載荷P的計(jì)算公式：X----徑向動載荷系數(shù)

Y----軸向動載荷系數(shù)式中：見表13--5fP

----載荷系數(shù)；見表13--6對只能承受純徑向載荷Fr的軸承（如N、NA類軸承）：P=fPFr對只能承受純軸向載荷Fa

的軸承（如5類軸承）：P=fPFae——軸向載荷影響系數(shù)（或判別系數(shù)、臨界系數(shù)）表13--5徑向動載荷系數(shù)X和軸向動載荷系數(shù)Y軸承類型深溝球軸承0.0250.222.0Fa

C0r

eFa/Fr>eFa/Fr

≤eXYXY0.0400.241.80.0700.271.60.1300.311.40.2500.370.561.210………………0.0150.381.470.0290.401.400.0580.431.30

0.0870.461.23

α=

15?0.1200.470.441.1910…………角接觸球軸承α=

25?----0.680.410.8710α=

40?----1.140.350.5710

圓錐滾子軸承

----(e)

0.40(Y)10調(diào)心球軸承

----(Y2)

(Y1)

0.65--1表

13---6載荷系數(shù)

fP

載荷性質(zhì)無沖擊或輕微沖擊中等沖擊強(qiáng)烈沖擊fP1.0~1.21.2~1.81.8~3.0§13-5滾動軸承壽命計(jì)算3、舉例：解：由表13—5e在0.24~0.27之間由插入法求得:

Y=1.72有一60000型軸承6312，C=81800N，C0=51800N，

已知：Fr=5500N,

Fa=2700N,

fP=1.2，試求

P=?X=0.56，Y=1.8~1.6§13-5滾動軸承壽命計(jì)算▲特別提醒：

Fr

與Fa

是軸承自身所受的徑向和軸向載荷，不是軸上傳動零件（如齒輪、蝸輪等）所受的徑向和軸向載荷。（在齒輪受力分析中的徑向和軸向載荷在本章中寫為Fre

和

Fae

）公式

P=fP（XFr+YFa）

中§13-5滾動軸承壽命計(jì)算1、角接觸軸承的安裝方式----使軸的支點(diǎn)中心距離加大。----使軸的支點(diǎn)中心（壓力中心）靠近(1)

正裝（面對面安裝）(2)

反裝（背靠背安裝）軸承壓力中心（支反力作用點(diǎn)、支點(diǎn)中心）-----軸承反力的徑向分力在軸心線上的作用點(diǎn)。一般地取在軸承與軸頸配合寬度的中點(diǎn)，角接觸軸承查手冊a的值。五.

Fr和Fa的計(jì)算§13-5滾動軸承壽命計(jì)算Fd221Fd1FaeFd2Fd112Fae外圈窄邊相對安裝(正裝)a2a121Fd1Fr1Fd2Fr2FreFaea1a221外圈寬邊相對安裝(反裝)Fd2Fr2

Fd1Fr1FaeFre§13-5滾動軸承壽命計(jì)算§13-5（Fr的計(jì)算）§13-5滾動軸承壽命計(jì)算角接觸軸承支反力作用點(diǎn)位置的確定——離軸承小口端面a處,a由軸承手冊查得a§13-5（Fr的計(jì)算）五.

Fr和Fa的計(jì)算2.Fr的計(jì)算注意：②一般是空間力系，需分別求水平面Fr1H、Fr2H垂直面Fr1V、Fr2VFreFte§13-5滾動軸承壽命計(jì)算①支點(diǎn)位置；§13-5（Fa的計(jì)算）3.Fa的計(jì)算向心軸承Fae軸承1軸承2Fa1=FaeFa2=0向心推力軸承FreFreFr1Fr2Fd1Fd2(P315)§13-5滾動軸承壽命計(jì)算

Fa

的計(jì)算既要考慮所有作用在軸上的軸向外載荷Fae

，又要考慮由

Fr

所產(chǎn)生的派生軸向力

Fd

。§13-5（Fa的計(jì)算）軸有向左移的趨勢軸承1被壓緊，軸承2被放松軸承1受的軸向力增大為Fd1+Fd1’a.當(dāng)Fae+Fd2>Fd1時根據(jù)軸的靜力平衡條件：Fd1+Fd1’=Fae+Fd2軸承1的軸向力：Fa1=Fae+Fd2Fd1’軸承2的軸向力：Fa2=Fd2§13-5滾動軸承壽命計(jì)算計(jì)算時，首先應(yīng)畫出軸及軸承的結(jié)構(gòu)簡圖Fd1=Fae+Fd2

當(dāng)軸處于平衡時，應(yīng)滿足：不滿足時，會出現(xiàn)兩種情況：§13-5（Fa的計(jì)算）當(dāng)Fae+Fd2>Fd1時Fd1’結(jié)論被壓緊的軸承：Fa=除去本身派生的軸向力后，其它軸向力的代數(shù)和被放松的軸承：Fa=本身派生的軸向力B、當(dāng)Fae+Fd2<Fd1時軸有向右移的趨勢2緊1松Fa2=Fd1-FaeFa1=Fd1§13-5滾動軸承壽命計(jì)算軸承1的軸向力：Fa1=Fae+Fd2軸承2的軸向力：Fa2=Fd2§13-5（Fa的計(jì)算）當(dāng)Fae+Fd1>Fd2時2緊1松Fa2=Fae+Fd1若軸承反裝：Fa1=Fd1當(dāng)Fae+Fd1<Fd2時1緊2松Fa2=Fd2Fa1=Fd2-Fae§13-5滾動軸承壽命計(jì)算總結(jié)：角、錐軸承所受軸向力的計(jì)算方法：

1）根據(jù)軸承的受力和結(jié)構(gòu)，判斷出全部軸向力（包括外載荷和派生軸向力）合力的指向。

2）被“放松”軸承的軸向力Fa

=本身的派生軸向力Fd，被“壓緊”軸承的軸向力Fa=

除去本身派生的軸向力后，其余各軸向力的代數(shù)和。分析哪一端軸承被“壓緊”、哪一端軸承被“放松”?！?3-5滾動軸承壽命計(jì)算注意：①Fd的方向；②正確判斷壓緊和放松的軸承?！?3-5（不同可靠度）六.不同可靠度時滾動軸承的壽命計(jì)算

在一般的工程問題中，均以軸承的基本額定動載荷和基本額定壽命來衡量軸承的承載能力，這時對應(yīng)的可靠度均為90%。但是，對于航空航天產(chǎn)品、國防裝備等，對于軸承的可靠度有更高的要求。這時滾動軸承壽命的計(jì)算須引入可靠性系數(shù)a1，即修正壽命為：可靠度／%909596979899LnL10L5L4L3L2L1a11.00.620.530.440.30.21可靠度不為90%時的額定壽命修正系數(shù)a1(GB/T6391-1995)（P318）

§13-5滾動軸承壽命計(jì)算

額定靜載荷C0——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(dá)到一定值的載荷。§13-6滾動軸承靜載荷計(jì)算§13-6滾動軸承靜載荷計(jì)算

當(dāng)量靜載荷——是一個假想載荷，在P0作用下受載最大的滾動體與滾道接觸中心處引起的接觸應(yīng)力與實(shí)際載荷作用下相同。

對于在工作載荷下基本不旋轉(zhuǎn)或緩慢旋轉(zhuǎn)或緩慢擺動的軸承，其失效形式不是疲勞點(diǎn)蝕，而是因滾動接觸面上的接觸應(yīng)力過大而產(chǎn)生的過大的塑性變形。滾子軸承——4000MPa球軸承——4200MPa靜強(qiáng)度條件安全系數(shù)P325滾動軸承不能超過的外載荷界限—基本額定靜載荷C0。X0、Y0

---當(dāng)量靜載荷的徑向、軸向系數(shù)，查手冊。滾動軸承尺寸選擇的過程

由力分析確定軸承所承受的Fr與Fa計(jì)算當(dāng)量動載荷P=fP(XFr+YFa)明確軸承的工作轉(zhuǎn)速n與預(yù)期壽命L’h計(jì)算軸承應(yīng)滿足的基本額定動載荷由手冊查取合適的軸承C手冊≥C滾動軸承計(jì)算小結(jié)計(jì)算滾動軸承壽命的過程由軸上零件的載荷情況求出Fr與Fa計(jì)算當(dāng)量動載荷P=fP(XFr+YFa)計(jì)算軸承的壽命當(dāng)Lh≥Lh’

時，則滿足使用要求滾動軸承計(jì)算小結(jié)作業(yè)一作業(yè)一作業(yè)：

P342/13-413-5一對70000AC型軸承的結(jié)構(gòu)如圖所示。例1：已知軸上的Fre

=9000N，F(xiàn)ae1

=3000N，F(xiàn)ae2=5000N，

求：徑向載荷Fr1、Fr2

和軸向載荷Fa1、Fa2。21Fae1Fae22LLFre滾動軸承典型例題分析Fr2Fr1解：（1）畫簡圖，求Fr1、Fr2由材力求反力方法可知：Fd1Fd2（2）求Fd1、Fd2

并判明指向由表13---7知，70000AC型軸承的

Fd

=0.68Fr指向如圖示21Fae1Fae22LLFre

滾動軸承典型例題分析（3）判明軸承壓緊放松情況向左的合力：

Fd1+Fae1=5040N＜向右的合力：

Fd2+Fae2=9080N軸有右移趨勢，故1軸承被“壓緊”，2軸承“被放松”。例2：已知一對30304軸承所受的載荷情況如圖示。

若n=1500rpm，fp=1，試判斷哪個軸承危險(xiǎn)，并求危險(xiǎn)軸承的壽命？C=31.5KN，C0=20.8KN，e=0.3，Y=2，F(xiàn)d=Fr/2YFa/Fr≤e時，X=1，Y=0，F(xiàn)a/Fr>e時，X=0.4，Y=230304軸承注：21Fae=1000NFre=3000N2LL

滾動軸承典型例題分析Fr2Fr1⑴求兩軸承的徑向載荷Fr1、Fr2對1點(diǎn)取矩：Fre×3L=Fr2×2LFr2=3/2Fre=3/2×3000=4500N∴對2點(diǎn)取矩：Fre×L+Fr1×2L=0Fr1=-Fre／2=-3000／2=-1500N(負(fù)號表示方向向下)∴Fd2Fd1⑵求派生軸向力Fd1、Fd221Fae=1000NFre=3000N2LLFd1=Fr1／2Y=1500/2×2=375NFd2=Fr2／2Y=4500/2×2=1125N（方向如圖示）§13-7滾動軸承典型例題分析⑶求兩軸承的軸向載荷Fa1、Fa2Fae+Fd2=1000+1125=2125N＞Fd1=375N∵∴軸有左移趨勢，1被“壓緊”，2被“放松”∴Fa1=Fae+Fd2=1000+1125=2125NFa2=Fd2=1125NFr2Fr1Fd2Fd121Fae=1000NFre=3000N2LL§13-7滾動軸承典型例題分析⑸求軸承的壽命

Lh⑷求兩軸承的當(dāng)量動載荷

P1、P2∴X1=0.4，Y1=2∴X2=1，Y2=0∴P1=fp

(X1Fr1+Y1Fa1)

=0.4×1500+2×2125=4850NP2=fp(X2Fr2+Y2Fa2)

=1×4500=4500N∵P1>P2，∴軸承1危險(xiǎn)

滾動軸承典型例題分析§13-7滾動裝置的設(shè)計(jì)§13-7軸承裝置的設(shè)計(jì)

軸承裝置設(shè)計(jì)的目的和內(nèi)容包括：解決軸承的配置、配合、裝拆、調(diào)整、預(yù)緊、潤滑和密封等問題。一、支承部分的剛性和同心度▲軸及軸承座須有足夠的剛性，避免變形使?jié)L動體滾動受阻滯；●軸承座孔壁應(yīng)有足夠的厚度；●軸承座的懸臂應(yīng)盡可能地縮短，并增加肋板；●采用套杯以防止座孔被壓壞。▲一根軸上兩個支承的座孔，必須盡可能地保持同心，以免軸承內(nèi)外圈間產(chǎn)生過大的偏斜?！癫捎谜w結(jié)構(gòu)的外殼，并把兩個軸承孔一次鏜出；●在一根軸上的不同尺寸的軸承孔仍應(yīng)一次鏜出，這時可利用襯筒來安裝尺寸較小的軸承。提高機(jī)座的剛度§13-7軸承裝置的設(shè)計(jì)指一個軸系應(yīng)采用幾個軸承支承、如何支承、如何配置等問題。合理的軸承配置應(yīng)考慮：▲軸在機(jī)器中有正確的位置▲防止軸向竄動▲軸受熱膨脹后不致將軸承卡死等因素§13-7軸承裝置的設(shè)計(jì)二.軸承的配置雙支點(diǎn)各單向固定一支點(diǎn)雙向固定、另一端支點(diǎn)游動兩端均游動常用的軸承配置方法：雙支點(diǎn)各單向固定C=0.2~0.3mm預(yù)留補(bǔ)償間隙雙支點(diǎn)各單向固定用于工作溫度不高的短軸（L<400mm）§13-7軸承裝置的設(shè)計(jì)二.軸承的配置L1

b小錐齒輪軸支承結(jié)構(gòu)之一特點(diǎn)：1、面對面安裝4、調(diào)節(jié)外圈可對軸承進(jìn)行預(yù)緊2、軸支承剛性差3、調(diào)整軸承游隙容易5、受熱膨脹后易卡死6、軸裝配較容易7、軸上應(yīng)力集中小§13-7軸承裝置的設(shè)計(jì)b小錐齒輪軸支承結(jié)構(gòu)之二特點(diǎn)：1、背靠背安裝4、調(diào)節(jié)內(nèi)圈可對軸承進(jìn)行預(yù)緊2、軸支承剛性好3、調(diào)整軸承游隙不容易5、受熱膨脹后不易卡死6、軸裝配不容易7、軸上應(yīng)力集中大L2§13-7軸承裝置的設(shè)計(jì)§13-7（全固式）正裝（面對面）反裝（背靠背）§13-7軸承裝置的設(shè)計(jì)一個支點(diǎn)雙向固定、另一端支點(diǎn)游動固定支承游動支承選用圓柱滾子軸承時，外圈應(yīng)雙向固定。游動支承L

適用于工作溫度較高的長軸選用深溝球軸承時，外圈與端蓋間應(yīng)留有間隙?！?3-7軸承裝置的設(shè)計(jì)二.軸承的配置§13-7（固游式）常見的固定端以及游動端軸承類型

固定端游動端1深溝球軸承深溝球軸承2深溝球軸承圓柱滾子軸承3成對角接觸球軸承深溝球軸承4成對圓錐滾子軸承圓柱滾子軸承5深溝球軸承和推力球軸承深溝球軸承結(jié)構(gòu)，力的傳遞應(yīng)用于長軸，溫升較高時支反力大的軸承作固定端角接觸軸承不能作游動端固定端成對使用§13-7軸承裝置的設(shè)計(jì)兩端均游動人字齒輪由于本身的軸向限位作用，其中一根軸設(shè)計(jì)成兩端固定的形式，另外一根軸必須游動，否則會卡死。兩端游動§13-7軸承裝置的設(shè)計(jì)二.軸承的配置§13-7軸承裝置的設(shè)計(jì)三.軸承的配合滾動軸承內(nèi)圈與軸——基孔制j6，k6，m6，n6滾動軸承外圈與外殼孔——基軸制G7，H7，J7▲滾動軸承作為一種通用的標(biāo)準(zhǔn)件，規(guī)定采用以下配合類型：

----指內(nèi)圈與軸頸、外圈與軸承座孔的配合。注意：配合的標(biāo)注方法四、滾動軸承的軸向緊固軸承的固定---將軸承內(nèi)圈或外圈相對于軸或軸承座實(shí)施緊固?！?3-7軸承裝置的設(shè)計(jì)五、軸承游隙及軸上零件位置的調(diào)整1.軸承游隙的調(diào)整加減墊片的厚度螺釘調(diào)整方法：調(diào)整墊片加減墊片螺釘調(diào)整調(diào)整墊片加減墊片2.軸上零件位置的調(diào)整目的：使軸上的零件具有準(zhǔn)確的工作位置。例如：圓錐齒輪傳動，要求兩個節(jié)錐頂點(diǎn)相重合。對于蝸桿傳動，要求蝸輪中間平面通過蝸桿的軸線。才能保證正確嚙合。方法：套杯+調(diào)整墊片§13-7軸承裝置的設(shè)計(jì)§13-7（兩端游動，軸承配合，裝拆，調(diào)整）六.軸承的裝拆§13-7軸承裝置的設(shè)計(jì)裝拆軸承時，要特別注意：1)不允許通過滾動體來傳力，以免使?jié)L道或滾動體造成損傷。