《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 第4版》 教案 第13章 軸承

PAGEPAGE25第13章軸承基本要求：了解軸承的主要類型、結(jié)構(gòu)和材料和潤滑方式；掌握非液體摩擦滑動軸承設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)方法；了解液體摩擦動壓潤滑形成的機(jī)理和條件。熟悉滾動軸承的類型和特點(diǎn)、軸承的代號；掌握滾動軸承壽命計(jì)算方法；了解常用密封方式和使用條件；了解滾動軸承的組合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。重點(diǎn)：非液體摩擦滑動軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算，滾動軸承的類型、代號；滾動軸承的壽命計(jì)算方法。難點(diǎn)：非液體摩擦滑動軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算，向心球軸承的壽命和承載能力的計(jì)算；滾動軸承的組合設(shè)計(jì)。學(xué)時(shí)：課堂教學(xué)：8學(xué)時(shí)。13.1軸承的分類軸承分為滑動軸承和滾動軸承兩大類。13.2滑動軸承的類型、結(jié)構(gòu)和材料13.2.1滑動軸承的特點(diǎn)與應(yīng)用滑動軸承的特點(diǎn)：與滾動軸承相比,滑動軸承的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，可制作成剖分式，裝拆方便如內(nèi)燃機(jī)曲柄上的滑動軸承；工作平穩(wěn)、可靠，噪聲低；承載能力大，耐沖擊；支承旋轉(zhuǎn)精度高；使用壽命長；起動摩擦阻力較滾動軸承大。適用場合：高轉(zhuǎn)速，如高速磨床；高速重載、低速重載、沖擊載荷，如軋鋼機(jī)、天文望遠(yuǎn)鏡、碼頭升船臺、水泥攪拌機(jī)、破碎機(jī)等；徑向尺寸較??；特殊工作條件。13.2.2摩擦狀態(tài)摩擦——是指在外力作用下，一物體相對另一物體運(yùn)動或有運(yùn)動趨勢時(shí)，在其接觸表面間所產(chǎn)生切向阻力（摩擦力）的現(xiàn)象。根據(jù)兩表面之間有油、無油，油多、油少的不同情況，可能產(chǎn)生以下幾種摩擦狀態(tài)(圖13-1所示)：圖13-1滑動摩擦的幾種狀態(tài)1.干摩擦當(dāng)兩摩擦表面間無任何潤滑劑時(shí)，其接觸表面直接接觸發(fā)生的摩擦，稱為干摩擦。在此狀態(tài)下，不僅會造成嚴(yán)重的磨損，使得大量的摩擦功損耗，還會發(fā)生強(qiáng)烈的溫升。所以，對滑動軸承是不允許出現(xiàn)干摩擦的。2.邊界摩擦兩摩擦表面間有潤滑油存在，由于潤滑油與金屬表面具有吸附作用（這是因?yàn)樵跐櫥椭?，有一種稱之為脂肪酸的元素，是一種極性化合物，它的極性分子的吸附能力很強(qiáng)，能夠牢固的吸附在金屬的表面上）使金屬表面上吸附有一層很薄的油膜——邊界油膜由于邊界油膜很薄，一般＜13.液體摩擦有充足的潤滑油，摩擦表面被一層流體（液體）完全隔開時(shí)的狀態(tài)。此時(shí)金屬表面不直接接觸，消除了磨損、減小了摩擦損耗，其摩擦性質(zhì)僅取決于流體內(nèi)分子的粘性阻力，是一種比較理想的工作狀態(tài)4.混合摩擦狀態(tài)在一般機(jī)器中，摩擦的表面多處于干摩擦、邊界摩擦和液體摩擦的混合狀態(tài)，稱為混合摩擦狀態(tài)。又稱非液體摩擦狀態(tài)13.2.3滑動軸承的類型1.按照承受載荷的方向分：徑向軸承，又稱向心滑動軸承，主要承受徑向載荷；推力軸承，承受軸向載荷。2.按摩擦狀態(tài)分：液體潤滑滑動軸承：液體動壓潤滑滑動軸承液體靜壓潤滑滑動軸承非液體潤滑滑動軸承3.常用的向心滑動軸承有整體式和剖分式兩大類。A、整體式軸承如圖13-2所示是一種常見的整體式徑向滑動軸承。軸承座用螺栓與機(jī)座聯(lián)接，頂部設(shè)有裝油杯的螺紋孔。軸承孔內(nèi)壓入用減摩材料制成的軸套，軸套上開有油孔，在內(nèi)表面上開油溝以輸送潤滑油。圖13-2整體式徑向滑動軸承整體式軸承構(gòu)造簡單，常用于低速、載荷不大的間歇工作的機(jī)器上。缺點(diǎn)：l）當(dāng)滑動表面磨損而間隙過大時(shí)，無法調(diào)整軸承間隙；2）軸頸只能從端部裝入，對于粗重的軸或具有中軸頸的軸安裝不便。B、剖分式如圖13-3所示的剖分式軸承，其結(jié)構(gòu)組成為軸承座；軸承蓋，頂部有油孔；剖分軸瓦瓦上有油孔、油溝；軸承蓋與軸承座用螺柱聯(lián)接。圖13-3剖分式軸承軸瓦寬度與軸頸直徑之比B/d稱為寬徑比，它是向心滑動軸承的重要參數(shù)之一。對于液體摩擦滑動軸承，常取B/d=0.5～1。對于非液體摩擦滑動軸承，常取B/d=0.8～1.5。4.推力軸承常見的推力軸承止推面的形狀如圖13-4所示。圖13-4推力軸承13.2.4軸瓦及軸承襯材料軸瓦是滑動軸承中的重要零件。軸瓦和軸承襯的材料統(tǒng)稱為軸承材料。1．對軸承材料的要求根據(jù)滑動軸承的工作情況，其主要失效形式為：1)磨損；2)疲勞損壞；3)軸承襯脫落；4)高溫時(shí)，發(fā)生膠合或“抱軸”。鑒于以上原因，軸瓦材料應(yīng)考慮具有以下幾方面性能：摩擦系數(shù)小導(dǎo)熱性好，熱膨脹性系數(shù)小耐磨性、耐腐蝕性、抗膠合能力強(qiáng)具有良好的塑性、嵌藏性具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度等由于一種材料很難同時(shí)滿足上述各項(xiàng)要求，因此為了滿足軸承的工作要求，改善軸瓦表面的摩擦性質(zhì)，在結(jié)構(gòu)上，常在軸瓦內(nèi)表面上澆鑄或壓合一層或兩層減摩材料——通常稱為軸承襯。如圖13-5所示。圖13-5軸承襯2．常用軸承材料A、軸承合金又稱白合金、巴氏合金錫銻軸承合金特點(diǎn)：摩擦系數(shù)小，抗膠合性能好，對油的吸附性強(qiáng)，耐腐蝕性好，易跑合。價(jià)格較貴，機(jī)械強(qiáng)度較差。只能做軸承襯。常用于高速、重載的軸承。鉛銻軸承合金特點(diǎn)：各方面性能與錫銻軸承合金相同，但材料較脆，不宜承受較大的沖擊載荷。一般用于的中速、中載的軸承。B、青銅錫青銅無錫青銅：鋁青銅鉛青銅特點(diǎn)：強(qiáng)度高，承載能力大，耐磨性、導(dǎo)熱性優(yōu)于軸承合金，可在較高的溫度（250°在一般情況下可分別用于中速重載、中速中載和低速重載的軸承。C、粉末冶金材料特點(diǎn)：用粉末冶金材料（經(jīng)制粉、成型、燒結(jié)等工藝）制成的軸承，具有多孔性組織，孔隙內(nèi)可以貯存潤滑油，常稱含油軸承。常用于加油不方便的場合。D、鑄鐵主要用于不重要的或低速輕載的軸承E、非金屬材料橡膠軸承——具有較大的彈性，能減輕振動使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。常用于如潛水泵、沙石清洗機(jī)、鉆機(jī)等有泥沙的場合。塑料軸承——具有摩擦系數(shù)低，可塑性、跑合性良好，耐磨、耐蝕。有自潤滑性能，可用水、油及化學(xué)溶液潤滑。但導(dǎo)熱性較差，膨脹系數(shù)較大，容易變形。13.3非液體摩擦滑動軸承的計(jì)算13.3.1設(shè)計(jì)依據(jù)維持邊界油膜不發(fā)生破裂為基本要求。由于邊界油膜的強(qiáng)度和導(dǎo)致油膜破裂的因素很復(fù)雜，所以，目前在工程上，常用簡單的條件性計(jì)算來確定非液體摩擦滑動軸承的尺寸。13.3.2向心軸承：1、軸承的平均壓強(qiáng)（單位面積上的壓力）p≤[p]目的：為了使軸承不產(chǎn)生過度磨損。2、軸承的pv值pv≤[pv]目的：為了限制軸承的溫升。13.3.3推力軸承式中F—一軸向載荷，N；v——推力軸頸平均直徑處的圓周速度，m／s；n——軸轉(zhuǎn)速，r／min；d一軸頸內(nèi)徑，mm；z一軸環(huán)數(shù)。13.4滑動軸承的潤滑13.4.1潤滑劑1、滑動軸承潤滑的目的主要是減小摩擦功耗，降低磨損率，同時(shí)還可起冷卻、防塵、防銹以及吸振等作用?；瑒虞S承能否正常工作，和選擇潤滑劑正確與否有很大關(guān)系。2、潤滑劑的種類：液體潤滑劑——潤滑油半固體潤滑劑——潤滑脂固體潤滑劑——如石墨、二硫化鉬等3.、潤滑油目前使用的潤滑油主要是礦物油。潤滑油最重要的物理性能是粘度，也是選擇潤滑油的主要依據(jù)。潤滑油的選擇：在選用潤滑油時(shí)，要考慮速度、載荷和工作情況。載荷大、溫度高的軸承，宜選用粘度大的潤滑油。載荷小、速度高的軸承，宜選用粘度小的潤滑油。2、潤滑脂潤滑脂是用礦物油與各種稠化劑（鈣、鈉、鋁等金屬皂）混合稠化制成。脂的稠度大，不易流失；對載荷和速度的變化有較大的適應(yīng)范圍；摩擦功耗大，機(jī)械效率低，不宜在高速下使用；物理和化學(xué)性質(zhì)不如潤滑油穩(wěn)定，容易變質(zhì)。對一般參數(shù)的機(jī)器，特別是低速或帶有沖擊的機(jī)器，都可以使用潤滑脂。潤滑脂的種類：鈣基潤滑脂：有耐水性，在100℃附近開始稠度急劇降低，因此只能在60℃以下使用。是工業(yè)上應(yīng)用最廣的潤滑脂；鈉基潤滑脂：不耐水，一般用在110～145℃以下范圍；鋰基潤滑脂：有一定的耐水性和較好的穩(wěn)定性，適用于－20℃～150℃的范圍。3、固體潤滑劑固體潤滑劑有：石墨——性能穩(wěn)定，在350℃以上才開始氧化，可在水中工作；二硫化鉬（MoS2）——與金屬表面的吸附性強(qiáng)，摩擦系數(shù)低，使用溫度在－60～300℃，遇水則性能下降；聚氟乙烯樹脂——摩擦系數(shù)低。固體潤滑劑一般在超出潤滑油使用范圍才考慮使用，如在高溫介質(zhì)中，在低速重載下。13.4.2潤滑裝置向軸承供給潤滑油或潤滑脂的方法很重要，尤其是油潤滑，軸承的潤滑狀態(tài)與潤滑油的供給方法(圖13-7所示)有關(guān)。潤滑油的供給方法：間歇供油、連續(xù)供油。圖13-7潤滑油的供給方法潤滑脂的供給方法：潤滑杯（黃油杯），應(yīng)用最廣的脂潤滑裝置；黃油槍。13.5滾動軸承的構(gòu)造、類型及代號13.5.1滾動軸承的構(gòu)造典型的滾動軸承構(gòu)造如圖13-8所示，由四部分組成1.內(nèi)圈；2.外圈；3.滾動體（與滑動軸承的根本區(qū)別）；4.保持架（防止?jié)L動體之間碰撞、摩擦和磨損）；圖12-1滾動軸承的構(gòu)造13.5.2滾動軸承的材料圖13-8滾動軸承構(gòu)造考慮到滾動軸承工作時(shí)，內(nèi)、外圈和滾動體之間具有較大的接觸應(yīng)力，因而用強(qiáng)度高、耐磨性好的鉻錳高碳鋼制造。如：GCr9、GCr15、GCrl5SiMn等G——表示滾動軸承鋼淬火后硬度應(yīng)不低于61～65HRC，工作表面要求磨削拋光。保持架不承受載荷，要求匹配的材料具有減磨性。常用的材料有：低碳鋼板——沖壓后鉚接或焊接而成；鋁合金；酚醛層壓布板；工程塑料等。13.5.3滾動軸承的優(yōu)缺點(diǎn)與滑動軸承比較,滾動軸承的優(yōu)點(diǎn)是：啟動靈敏：滾動摩擦阻力矩??；滾動體與內(nèi)、外圈滾道之間的間隙比較小，而且有些軸承可通過預(yù)緊方法消除，運(yùn)轉(zhuǎn)精度高：軸承的寬度比滑動軸承小，可使機(jī)器的軸向結(jié)構(gòu)緊湊；軸承組合結(jié)構(gòu)較簡單；消耗潤滑劑少，便于密封，易于維護(hù)；不需要用貴重的有色金屬；滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，由專門的軸承工廠成批生產(chǎn)，能保證質(zhì)量，成本較低，在使用、安裝、更換等方面又很方便。廣泛的應(yīng)用在中速、中載和一般工作條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器中。與滑動軸承比較,滾動軸承的缺點(diǎn)：承受沖擊載荷能力較差；高速重載荷下軸承壽命較低；振動及噪聲較大；徑向尺寸比滑動軸承大。13.5.4滾動軸承的設(shè)計(jì)內(nèi)容由于滾動軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，其材料、尺寸、型號等都已標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，并且由專門的、生產(chǎn)工藝自動化程度較高的軸承工廠大批的生產(chǎn)著各種類型、不同規(guī)格和尺寸的軸承，其設(shè)計(jì)者主要任務(wù)是要熟悉國家關(guān)于軸承的標(biāo)準(zhǔn)、了解各種軸承的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，并根據(jù)機(jī)器的工作條件等方面的要求，進(jìn)行合理的選用。同時(shí)需要考慮軸承的安裝、布置、調(diào)整、預(yù)緊、固定、配合、潤滑、密封、軸的支承剛度等因素。因此滾動軸承的設(shè)計(jì)包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：滾動軸承的選擇設(shè)計(jì)——類型的選擇、尺寸的選擇與工作能力的計(jì)算；滾動軸承的組合設(shè)計(jì)——解決軸承的安裝、布置、預(yù)緊、固定、配合、潤滑、密封等問題。13.5.5滾動軸承的分類1.按軸承承受載荷的方向分：1)向心軸承：Fr或Fr+Fa——徑向接觸軸承；2)推力軸承：Fa或Fa+Fr——軸向接觸軸承。2.按滾動體形狀分：1)球軸承、2)滾子軸承。圖13-9滾子的類型3.按滾動體列數(shù)分：單列、雙列。4.按國家的標(biāo)準(zhǔn)將軸承分為14類，并且用規(guī)定的代號來表示。13.5.6滾動軸承的基本類型、性能和特點(diǎn)1）游隙：滾動體與內(nèi)、外圈滾道之間的間隙游隙是軸承的重要性能指標(biāo)，其大小對軸承的工作壽命、旋轉(zhuǎn)精度、溫升、噪音等性能影響很大。一般需根據(jù)軸承的配合精度、旋轉(zhuǎn)精度、潤滑條件、工作溫度等要求來確定。2）接觸角α：滾動體與外拳滾道接觸點(diǎn)的法線與徑向平面間的夾角(圖13-10所示)接觸角是表征軸承結(jié)構(gòu)的參數(shù)，也是反映軸承能否承受軸向載荷能力的重要參數(shù)。向心球軸承角接觸球軸承角接觸滾子軸承推力球軸承圖13-10各類軸承的公稱接觸角3）角偏差θ在理想的情況下，軸承內(nèi)圈軸線與外圈軸線是重合的，但實(shí)際上，由于各種原因使軸承內(nèi)圈軸線與外圈軸線不重合，發(fā)生相對傾斜的現(xiàn)象稱為角偏差，其夾角稱為角偏差。造成傾斜的原因(圖13-11所示)：（1）軸承座孔不平行；（2）軸承座孔不同軸；（3）軸的彎曲變形。圖13-11角偏差4）、極限轉(zhuǎn)速nlim指軸承在一定的載荷及潤滑條件下，軸承所允許的最大工作轉(zhuǎn)速。各種軸承的極限轉(zhuǎn)速，可以從手冊中查取。常用滾動軸承的類型名稱、性能和特點(diǎn)(表13-1所示)表13-1滾動軸承的主要類型和特性類型代號軸承名稱標(biāo)準(zhǔn)號性能特點(diǎn)極限轉(zhuǎn)速比允許角偏差10000GB281雙排鋼球，外圈滾道為內(nèi)球面形，具有自動調(diào)心性能。主要承受徑向載荷，也能承受不大的雙向軸向載荷中3°類型代號軸承名稱標(biāo)準(zhǔn)號性能特點(diǎn)極限轉(zhuǎn)速比允許角偏斜20000與調(diào)心球軸承相似。雙排滾子，有較高承載能力。允許角偏斜小于調(diào)心球軸承低1°～2．5°30000能同時(shí)受徑向和單向軸向載荷，承載能力大。內(nèi)、外圈可分離，安裝時(shí)可調(diào)整游隙。成對使用。允許角偏斜較小中250000只能受單向軸向載荷回轉(zhuǎn)時(shí)，因鋼球離心力與保持架摩擦發(fā)熱，故極限轉(zhuǎn)速較低。套圖可分離低≈0°50000能受雙向的軸向載荷。其他同推力球軸承低≈0°6（0）GB276GB4221結(jié)構(gòu)簡單。主要受徑向載荷，也可承受一定的雙向軸向載荷。高速裝置中可代替推力軸承。摩擦系數(shù)小，極限轉(zhuǎn)速高，價(jià)廉。應(yīng)用范圍最廣高8’～7(6)能同時(shí)受徑向載荷和單向軸向載荷。接觸角α有15°、25°和40°三種，軸向承載能力隨接觸角增大而提高。需成對使用.高2’～8（9）能承受較大單向軸向載荷，軸向剛度高。極限轉(zhuǎn)速低，不允許軸與外圈軸線有傾斜低≈0°N（2）用以受較大的徑向載荷。內(nèi)、外圈間可作自由軸向移動，不能受軸向載荷。滾子與套圈間是線接觸，只允許有很小角位移高2’～NA0000滾針軸承只能承受徑向載荷，承載能力大，徑向尺寸特小低不允許13.5.7滾動軸承類型的選擇選擇滾動軸承類型時(shí)，可根據(jù)軸承的工作載荷（大小、性質(zhì)、方向）、轉(zhuǎn)速的高低、軸的剛度及其他使用要求進(jìn)行選擇：根據(jù)上述類型的性能特點(diǎn)介紹可歸納如下：球軸承極限轉(zhuǎn)速高于滾子軸承；向心軸承的極限轉(zhuǎn)速高于推力軸承；單列的高于雙列的極限轉(zhuǎn)速；滾子軸承的承載能力高于球軸承；雙列軸承的承載能力高于單列軸承；調(diào)心軸承具有調(diào)心作用，適合于同軸度不高、軸的剛度較小的場合；角接觸軸承能夠承受徑向和軸向雙向載荷；其次，球軸承的價(jià)格低于滾子軸承的價(jià)格。因此，在選擇軸承時(shí)：轉(zhuǎn)速較高、載荷較小時(shí)宜選用球軸承；轉(zhuǎn)速較低、載荷較大或有沖擊載荷時(shí)則選用滾子軸承。同時(shí)受徑向和軸向聯(lián)合載荷，一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承；若徑向載荷較大、軸向載荷小時(shí)，可選用深溝球軸承；當(dāng)軸向載荷較大、徑向載荷小時(shí)，可采用推力角接觸球軸承或選用推力球軸承和深溝球軸承的組合結(jié)構(gòu)。當(dāng)兩軸承座孔軸線不對中或由于加工、安裝誤差和軸撓曲變形大等原因使軸承內(nèi)外圈傾斜角較大時(shí)選用調(diào)心軸承。為便于安裝拆卸和調(diào)整間隙常選用內(nèi)外圈可分離的分離型軸承，如圓錐滾子軸承等。選軸承時(shí)，精度等級的選擇要注意經(jīng)濟(jì)性球軸承比滾子軸承便宜。13.5.8滾動軸承的代號由于滾動軸承有多種類型，每一種類型的軸承又有不同結(jié)構(gòu)尺寸、不同的制造精度、不同的使用技術(shù)要求。為了便于組織生產(chǎn)和選擇使用，國家對滾動軸承編制了代號。國家標(biāo)準(zhǔn)GBT272—93規(guī)定的軸承代號由三部分組成：基本代號是軸承代號的核心；前置代號和后置代號都是軸承代號的補(bǔ)充，只有在遇到對軸承結(jié)構(gòu)、形狀、材料、公差等級、技術(shù)要求等有特殊要求時(shí)才使用，一般情況的可部分或全部省略。一、基本代號表示軸承的基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸，包括三項(xiàng)內(nèi)容：XXXXX↓↓↓類型代號尺寸系列代號內(nèi)徑代號1.類型代號：用數(shù)字或字母表示不同類型的軸承，如上表所示；2.尺寸系列代號：由兩位數(shù)字組成。前一位數(shù)字代表寬度系列（向心軸承）或高度系列（推力軸承）；后一位數(shù)字代表直徑系列。（表示外徑大?。?.內(nèi)徑代號：表示軸承公稱內(nèi)徑的大小，用數(shù)字表示。如果內(nèi)徑代號為00——d=10mm01——12mm02——15mm03——17mm04～96——=（04～99）×5mm二、前置代號：用字母表示，其代號及其含義可查手冊。三、后置代號：用字母（或加數(shù)字）表示(表12-2所示)后置代號共有8組，表示時(shí)，分別用“/”分開，其順序及含義分別為：表13-2軸承后置代號排列順序12345678內(nèi)部結(jié)構(gòu)密封、防塵與外部形狀保持架及其材料軸承材料公差等級游隙配置其他13.6滾動軸承的失效形式及選擇計(jì)算13.6.1失效形式滾動軸承在中心軸向載荷的作用下，可認(rèn)為載荷由各滾動體平均分擔(dān)；滾動軸承在純徑向載荷作用下(圖13-12所示)，如果內(nèi)外圈不變形，則只有半圈滾動體受載，且各滾動體的受載大小也不同。在載荷作用方向上的滾動體受力最大。受載最大的滾動體的載荷為：式中Fr——軸承所受的徑向力Z——滾動體個(gè)數(shù)。圖13-12徑向載荷分布滾動軸承的失效形式：1）疲勞破壞2）永久變形3）磨損等。13.6.2滾動軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則對于一般工作條件下轉(zhuǎn)動軸承：壽命計(jì)算、靜強(qiáng)度計(jì)算。對于轉(zhuǎn)速較低的或作擺動運(yùn)動軸承：靜強(qiáng)度計(jì)算；對于轉(zhuǎn)速較高的軸承：除要作上述計(jì)算外，還應(yīng)作極限轉(zhuǎn)速的計(jì)算。13.6.3滾動軸承壽命1、基本概念滾動軸承的壽命：指滾動軸承工作時(shí)，任一元件發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕前，軸承轉(zhuǎn)過的總轉(zhuǎn)數(shù)或一定轉(zhuǎn)數(shù)下的工作小時(shí)數(shù)。滾動軸承的基本額定壽命：指一批相同的軸承，在同樣的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)有10％的軸承發(fā)生疲勞點(diǎn)蝕前，軸承轉(zhuǎn)過的總轉(zhuǎn)數(shù)或一定轉(zhuǎn)數(shù)下的工作小時(shí)數(shù)。用L10表示。滾動軸承基本額定動載荷：基本額定壽命為一百萬轉(zhuǎn)時(shí)軸承所能承受的恒定載荷取為基本額定動載荷，用Cr、Ca表示2、滾動軸承的壽命計(jì)算公式：大量的試驗(yàn)表明，滾動軸承的基本額定壽命L與基本額定動載荷C、當(dāng)量動載荷P之間的關(guān)系為或h式中ε-壽命指數(shù)，對于球軸承ε=3；對于滾子軸承ε=10/3。n- 軸承的轉(zhuǎn)數(shù)，r／min，考慮到軸承在溫度高于100°C下工作，基本額定動載荷C有所降低，故引進(jìn)溫度修正系數(shù)fT，考慮到工作中的沖擊和振動會使軸承壽命降低，為此引進(jìn)載荷修正系數(shù)fP。這樣，經(jīng)過修正后滾動軸承的壽命計(jì)算公式為式中fT——溫度系數(shù)fP——載荷系數(shù)13.6.4滾動軸承的當(dāng)量動載荷將實(shí)際工作載荷轉(zhuǎn)化為與基本額定動載荷的載荷形式相同、作用效果相當(dāng)?shù)妮d荷：當(dāng)量動載荷。當(dāng)量動載荷是一個(gè)假想的載荷，在當(dāng)量動載荷作用下，軸承壽命與實(shí)際載荷作用下軸承的壽命相同。當(dāng)量動載荷P的計(jì)算式是：對于向心軸承只承受徑向載荷時(shí)P＝Fr對于推力軸承（α＝90°）只承受軸向載荷時(shí)P＝Fr對于能夠承受徑向和軸向載荷的向心軸承、角接觸軸承為式中Fr-徑向載荷，N；Fa-軸向載荷，N；X、Y-徑向動載荷系數(shù)和軸向動載荷系數(shù)，可由表13—12查取。13.6.5角接觸軸承軸向載荷的計(jì)算1．載荷作用中心角接觸軸承在計(jì)算支反力時(shí)，首先要確定載荷作用中心O，它的位置應(yīng)為各滾動體的載荷矢量與軸中心線的交點(diǎn)，如圖13-13所示。角接觸球軸承的載荷作用中心圖13-13載荷作用中心2、角接觸軸承的內(nèi)部軸向力由于角接觸軸承在結(jié)構(gòu)上存在著接觸角α，當(dāng)它承受徑向載荷Fr時(shí)，承載區(qū)內(nèi)各滾動體上法向力在軸向方向分力的合力稱為內(nèi)部軸向力，用FS表示，各種角接觸軸承的內(nèi)部軸向力FS見表13—13。為了使內(nèi)部軸向力得到平衡，通常角接觸軸承都要成對使用，對稱安裝。安裝方式有正裝和反裝兩種，如下圖13-14所示。圖13-14角接觸軸承軸向載荷分析3、軸向載荷的計(jì)算軸向載荷的計(jì)算需根據(jù)具體情況由力的平衡關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。如圖13-15所示，一對角接觸軸承采用正裝支承，F(xiàn)r-為作用于軸上的徑向載荷；Fa-為作用于軸上的和軸向載荷；Fr1、Fr2-為兩軸承的徑向支反力；Fs1、Fs2-為兩軸承的徑向支反力作用下，圖13-15一對角接觸軸承的載荷計(jì)算相應(yīng)產(chǎn)生的內(nèi)部軸向力。各力方向如圖所示。對1軸承：Fa和Fs2是外力對2軸承；Fa和Fs1是外力因Fa和Fs1的方向相同,所以：1)如果Fs1＋Fa＞Fs2軸有向右移動的趨勢，使軸承Ⅰ“放松”，軸承Ⅱ“壓緊”Fal＝Fs1Fa2＝Fs1＋Fa2)如果Fs1十Fa＜Fs2軸有向左移動的趨勢，使軸承I“壓緊”，軸承Ⅱ“放松”Fal＝Fs2－FaFa2=Fs213.7滾動軸承的組合設(shè)計(jì)13.7.1滾動軸承的潤滑1)潤滑的目的：降低摩擦阻力和減輕磨損；吸振、冷卻；防銹等。2)潤滑劑：（1）潤滑油（2）潤滑脂（3）固體潤滑劑3)潤滑方式一般根據(jù)速度因數(shù)dn值確定：d——軸頸直徑mm；n——軸的的轉(zhuǎn)速r/min:當(dāng)dn＜（1.5～2）×105用脂潤滑，潤滑脂的裝填量一般不超過軸承空間的1/3～l/2當(dāng)dn＞（1.5～2）×105用油潤滑：浸油潤滑，油面高度不超過最低滾動體中心飛濺潤滑；噴油或噴霧潤滑，適合于高速軸承13.7.2滾動軸承的密封1.密封目的：阻止?jié)櫥瑒┑牧魇?；防止外界灰塵、水分等侵入軸承。2.密封方式：按照其原理不同可分為：1)接觸式密封：氈圈或橡膠圈，適用在線速度較低的場合；2)非接觸式密封：不受速度的限制；3)組合式密封。3.密封裝置的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)見下表13-3表13-3滾動軸承的密封13.7.3滾動軸承的固定1、兩端單向固定圖13-16兩端單向固定適用條件：普通工作溫度下的較短軸。為允許軸工作時(shí)有少量熱膨脹，軸承安裝時(shí)，端蓋與軸承端面間應(yīng)留有0．2～0．3mm的軸向間隙，間隙量常用墊片或調(diào)整螺釘調(diào)節(jié)。2、一端固定、一端游動如圖13-17所示。圖13-17一端固定一端游動適用條件：軸較長、工作溫度較高的場合。13.7.4軸承組合的調(diào)整1、軸承間隙的調(diào)整方法：調(diào)整軸承端蓋與機(jī)座間墊片的厚度；通過螺釘調(diào)整軸承外圈壓蓋的位置。見下圖圖13-18軸承間隙的調(diào)整2、軸承的預(yù)緊對于某些可調(diào)游隙式軸承，在安裝時(shí)給予一定的軸向壓緊力（預(yù)緊力），使軸承內(nèi)外圈產(chǎn)生相對位移，由此消除游隙，并使內(nèi)外圈和滾動體接觸處產(chǎn)生彈性預(yù)變形，從而提高軸的旋轉(zhuǎn)精度和支承剛度，這種方法稱為預(yù)緊。方法：（1）零用金屬墊片；（2）將軸承套圈磨窄。圖13-19軸承的預(yù)緊3、軸承組合位置（軸系）的調(diào)整(圖13-20所示)目的：使軸上的零件（如齒輪、帶論等）具有準(zhǔn)確的工作位置。方法：調(diào)整端蓋與機(jī)座間的墊片；調(diào)整套杯與機(jī)座間的墊片等。圖13-20軸承組合位置（軸系）的調(diào)整13.7.5滾動軸承的配合滾動軸承的周向固定和徑向游隙的大小是通過軸承與軸及軸承座的配合達(dá)到的。與軸頸的配合——基孔制配合與軸承座孔的配合——基軸制配合配合的選擇：應(yīng)考慮載荷的大小、方向和性質(zhì)，以及軸的類型、轉(zhuǎn)速和使用條件等因素。一般來說，轉(zhuǎn)動圈應(yīng)比固定圈的配合要緊一些當(dāng)內(nèi)圈轉(zhuǎn)動外圈固定時(shí)——內(nèi)圈與軸的配合常取過盈配合或過渡配合，如k6、m6；