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文檔簡介

1、深溝球軸承,推力軸承,向心推力軸承,向心軸承,圓錐滾子軸承,角接觸球軸承,滾子,球,球,球,推力球軸承,=0,0450,FA,FS,=900,接觸角越大,派生Fs越大,保持架,雙列球軸承,調心軸承,調心軸承,按滾動體列數分:,1、單列,2、雙列,第六章 滾動軸承,1. 概述 2. 滾動軸承的受力分析、失效和計算準則 3. 滾動軸承的壽命計算 4. 滾動軸承的組合結構設計,一、功能,軸 軸上零件,解決運動和支承問題,2、以滾動摩擦代替滑動摩擦,以減少運動副間的摩擦,使之運轉靈活,提高效率。,1、支承轉動或擺動的零件,二、組成,球 短圓柱滾子 錐形滾子 鼓形滾子 滾針,不可缺少,內圈轉外圈不轉-支

2、承轉軸; 外圈轉,內圈不轉-支承軸上零件.,1、滾動體 2、內圈 3、外圈 4、保持架,低碳鋼;銅、鋁、工程塑料,軸承鉻鋼GCr15, 硬度 6065 HRC,三、滾動軸承的分類:, 按載荷分類:,向心軸承、向心推力軸承、推力軸承, 滾動體分類,圓柱、滾針,圓錐,鼓形, 滾動體列數分類: 單列、雙列,承載能力:,最大轉速:,小,大,小,大,調心軸承,球、滾子,四、滾動軸承的代號:,前置代號,基本代號,后置代號,五位數字表達,部件代號,結構特點,前置代號、后置代號只有在對軸承有特殊要求時才使用。,字母組成,表示 軸承分部件代號,8項內容,(一) 滾動軸承的基本代號,內徑代號,直徑系列,寬度系列,

3、類型代號,特輕0,1,輕2,中3,重4,正常,0,尺寸系列,(二)后置代號,內部結構,密封及防塵,保持架及其材料,特殊軸承材料,公差等級,游隙代號,多軸承配置,其 它,1、內部結構:7類軸承,接觸角有150、250、400三種,分別以C、AC和B表示。例:7000C(36000)、7000AC(46000)、7000B(66000)。,2、公差等級:/P0、 /P6X、 /P6、 /P5、 /P4、 /P2。 /P0、普通級(G)不標 出。 /P2(B)、最高級 。 /P6X 用于圓錐滾子軸承 0、6、5、4、2=G、E、D、C、B 例1:71224AC/P4-,4級精度,內徑為120mm,寬

4、度系列為1的輕系列 列角接觸球軸承,接觸角25 0 。,例2:滾動軸承的基本代號,6206,7311C,30310,不標,例3:下列軸承,哪個直徑最大?哪些是球軸承?哪個是可調心的軸承? 30210 6218 N206 51306 1205,例4、滾動軸承30208型與 7208比較 承載能力 最大速度,例5、下列標記代表的意義: 30310 7306AC B2240 08A1x50 ,五、滾動軸承的選擇,(一)、常用軸承的主要特性,球 滾子,承載能力:,最大轉速:,小,大,小,大,類型選擇1,(二)滾動軸承的類型選擇,1、滾動軸承選擇的一般過程如下:,2、滾動軸承類型選擇應考慮的問題,1)承

5、受載荷情況,2)尺寸的限制,方向:向心軸承用于受徑向力;推力軸承用于受軸向力;向心推力軸承用于承受徑向力和軸向力聯合作用。,大?。簼L子軸承或尺寸系列較大的軸承能承受較大載荷;球軸承或尺寸系列較小的軸承則反之。,當對軸承的徑向尺寸有較嚴格的限制時,可選用滾針軸承。,5)安裝要求,3)轉速的限制,4)調心性要求,一般情況下球軸承和輕系列的軸承能適應較高的轉速,滾子軸承和重系列的軸承則反之;推力軸承的極限轉速很低。,調心球軸承和調心滾子軸承均能滿足一定的調心要求。,是否需要內或外圈可分離。,6)經濟性要求,精度越高價格越高,另外球軸承便宜,滾子軸承價格貴,有特殊結構的軸承價格高。,7) 游隙 滾動軸

6、承中滾動體與內外圈滾道之間的間隙。,徑向游隙:一個座圈不動,另一個座圈沿徑向從一極端位置移至另一極限位置的移動量。,軸向游隙:一個座圈不動,另一個座圈沿軸向從一極端移至另一極限位置的移動量。,3 類型選擇,1、載荷大小、方向、性質 2、轉速要求 3、尺寸限制 4、安裝要求 5、經濟性 另外球軸承便宜,滾子軸承價格高,有特殊結構的軸承價格高。,二、滾動軸承的應力分析,三、滾動軸承的失效形式和計算準則,一、滾動軸承的載荷分析,2 滾動軸承的受力分析、失效和計算準則,1)向心軸承:,FR0max,在徑向力Fr的作用下,深溝球 60000,圓柱 滾子 N0000,半圈滾動體受載,各滾動體受力不均 受的

7、最大力為 FR0max,一、滾動軸承的載荷分析,2)推力軸承:,承受純軸向載荷Fa,各滾動體受力均勻單個滾子受載荷FA0 = Fa /Z,推力球軸承50000,。,3) 向心推力軸承,在承受徑向載荷Fr 時產生派生軸向力FS。它會使軸承產生內外圈分離,以致整個軸承只剩下一個滾子受載,此時FS= F r tan。 所以滾動軸承可以加軸向載荷Fa以平衡FS。,FRi,FRi,分析FS:,1) FS是接觸角的函數,當一定時, FS=e Fr 。系數e因軸承結構不同而不同。,Y和e查表 2) FS使內外圈分開,減少承載滾子數目,使?jié)L子受載增加,壽命下降。 3)外載荷Fa不同時,對軸承的影響不同。,1、

8、取內圈上一點A 。,2、外圈上一點B,3、取滾子上一點C,總的應力特征為:變應力,周期性。,二、滾動軸承的應力分析在交變應力下工作。,變應力,三、滾動軸承的失效形式和計算準則,點蝕、塑性變形、其它非正常失效,計算準則: 1、n點蝕失效為主疲勞壽命計算控制點蝕; n粘著磨損或燒傷為主疲勞壽命計算再進行 極限轉速校核; 2、n、間歇運動、重載塑性變形為主靜強度計算 3、其它非正常失效軸承組合設計控制非.,失效形式:,3. 滾動軸承的壽命計算:,一、幾個概念:,二、軸承的壽命計算:,三、當量動載荷,四、向心推力軸承的徑向力Fr和軸向力Fa:,(h),X=?,Y=?,e ,,FA1 =? , FA2

9、=?,1. 軸承壽命,一個軸承在載荷作用下,當其中任一元件首先出現點蝕時,所轉過的總圈數,稱為該軸承的疲勞壽命。,一批軸承(相同型號、尺寸、材料和相同的制造工藝)在相同的工作條件下,失效概率為10%時,所能運轉的總圈數,或在一定轉速條件下所能工作的小時數,稱為基本額定壽命。可靠度為90%,用L10或Lh表示。,2. 基本額定壽命,一、幾個概念:,壽命曲線,可靠度 壽命 99% L10=105r 90% L10=106r 50% L10=5106r 1% L10=40106r,3. 基本額定動載荷 C,L=106,C,P,L2,L1,壽命曲線方程,C實驗條件, 載荷平穩(wěn), 常溫 100c, 可靠

10、度90%, 對向心、向心推力軸承是 純徑向力; 對推力軸承是 純軸向力。,基本額定壽命為106 (百萬轉) 時, 軸承所能夠承受的最大 純徑向或純軸向載荷。,二、軸承的壽命計算:,當量動載荷,工程上常用小時表示:,(h),當在高溫(1000C)下工作, 載荷有沖擊時,引入fT、 fP :,n 軸承的轉速,(h),通式,例6,6212軸承,承受徑向力FR=5500N的平穩(wěn)載荷,轉速n=1250r/min,正常溫度,試求壽命Lh 。,解: 純徑載 P= FR=5500 N,C=47.8 KN, 球軸承 = 3,查手冊 :, 正常溫度平穩(wěn)載荷 fT=1; fP=1,例7:軸徑 d=50 mm, 純徑

11、向載荷FR=6000N,載荷平穩(wěn),常溫下工作,轉速 n=1250 r/min, 預期壽命L h= 5000h.試選擇此軸承.,解:純徑載P=FR,2,3,4?,1,0,6,C6210 =27kN,C6310 =47.5kN,C6410 =71kN,CC/=43.27(kN),選型號為6310軸承,?,60000或N0000 ,無特殊要求取60000,查設計手冊:, 正常溫度平穩(wěn)載荷 fT=1; fP=1;球 =3,三、當量動載荷,1. 當量動載荷 2. 徑向力影響系數X; 軸向力影響系數Y 3. 判斷系數e值:,1、當量動載荷,(壽命),KN,純徑向力FR , 軸向力 FA = 0 (6000

12、0,N0000),純軸向力 FA , 徑向力FR = 0 (50000),當軸承受載是:,Y=1,X=1, 軸向力 FA 0, 徑向力FR0,(60000,70000,30000),X =?,Y =?,徑向力影響系數,軸向力影響系數,3. 判斷系數e值:,Fa FS,X=1, Y=0,Fa FS,e反映軸向載荷對軸承壽命的影響,X1, Y0,例8:某軸徑d=20mm,采用向心推力圓錐滾子支承,軸承上作用軸向載荷FA=3.55KN,徑載FR=4KN ,工作壽命Lh=25000h,n=1250r/min,載荷平穩(wěn),試選擇此軸承?,解:試選30204,查手冊(p117)e=0.35 C=28.2kN

13、 =3.55/4=0.88e 查手冊 X=0.4,Y=1.7。,載荷平穩(wěn)fP=1;常溫 fT=1; P=X FR +YFA =40.4+3.551.7=7.64kN,30204不適用,再選30304查手冊C=33kNC /=31.5KN,可以嗎? 不可以。此時e、x、Y、P值均發(fā)生了變化。,選軸承30304,查表:Cr =33 kN X=0.4 Y=2 e=0.3,P30304 P=X FR +YFA =0.44000+23550 = 8700 N,C/=35.87 Cr,30304仍不能用。,C/,L1,解決方法:,3、降低壽命,4、降低可靠度,1、增大直徑-會有一系列的影響,2、選用寬系列

14、軸承,(1)角不變的軸承,X1, Y0,X=1, Y=0,e值是定值,30000型-每一個軸承有一個確定的接觸角,70000AC型,70000B型,接觸角=40;e=1.14,接觸角=25;e=0.68,每一個軸承有一個相應的e值。,例9:,已知,平穩(wěn)載荷 FA =6700N, FR=2500N, 分別求 6210,6310軸承的 P=?,取fp=1,C06210=23.2kN, C06310=38kN,分析:,e,=2.68,e=0.21,e=0.19,e,Y=2.0,Y=2.35,X=0.56,P=0.56FR2FA =14800,P=0.56 FR 2.35 FA =17145,=0.2

15、9,=0.18,查表,四、向心推力軸承的徑向力FR和軸向力FA:, FR1 , FR2 支反力:,FA1 = 0 FA2 = Fa, FA1 , FA2 =?,1. 對于60000 軸承,由于結構的原因,,在 Fa作用下整個軸系右移只有軸承承受軸向載荷。,2. 對70000, 30000軸承,軸系受力FS1 , FS2 、 Fa,FS1 + Fa FS2,軸系有向右移動趨勢,受壓軸承 FA2 = FS1 + Fa,放松軸承,FS1,FS2,S,S,FS2,FS1,Fa,假設:,判斷承載軸承,方向與 FS2 反向,方向與 FS1 反向,FA1 = FS1,FA1 , FA2 =?,FR1,FR2

16、,假設: FS1 + Fa FS2,S,軸系向有左移動趨勢,受壓軸承 FA1 = FS2 Fa,放松軸承 FA2 = FS2,判斷承載軸承,小結,1)用軸系的全部軸向力確定移動趨勢。,3)受壓軸承的軸向力=除自身軸向力 外的全部軸向力的合力。 放松軸承的軸向力=自身內部軸向力。,2)判斷受壓軸承和放松軸承。,4)方向與自身內部軸向力相反。,例7:,FS1,FS2,反裝與正裝之分,假設:FS2 + Fa FS1,軸系向有右移動趨勢,判斷承載軸承,受壓軸承FA1 = FS2 Fa,放松軸承 FA2 = FS2,習題: 1圖示采用一對 30208 ( 7208 )滾動軸承,已知徑向力FR1=9600

17、N, FR2 =15600N, 軸向力Fa1=3000N, Fa2 =8000N。請求出兩軸承的軸向力FA1, FA2 。,FS1,FS2,FR1,FR2,2)計算FS1=? FS2=? 并畫出受力圖,解: 1) 查表7-8 FS= FR/2Y,查設計手冊: Y 1.6(手冊), e0.37,3)判斷緊端和松端,4)計算FA1和FA2,5)計算FA/FR 并與e比較查設計手冊得X和Y,6)計算P1和P2,7)計算Lh,FS1 =4000N,FS2 =5600N,習題:2圖示采用一對 30208 ( 7208 )滾動軸承,已知FR1=2400N, FR2 =3200N, 軸向力Fa=500N,請

18、求出兩軸承的軸向力FA1 , FA2 。( FS = FR/2Y,Y=1.6),FS1,FS2,FS1,FR1,FS2,FR2,3.滾動軸承的靜強度計算:,靜強度條件 :,(kN),P0 當量靜載荷,C0 額定靜載荷,S0 靜強度安全系數,1. 當n10r/min , 以C0 S0 P 選軸承。,應用條件 :,2. 當n10r/min 且 Dmn10000 時 , 選軸承要同時考慮C和C0 。,P0=X0FR+Y0FA KN,4. 滾動軸承的組合結構設計:,1. 兩端單向固定,一、 軸系的固定方式:,2. 一端固定一端游動,2. 兩端游動,軸系相對箱體或機架的固定方式。,二、 滾動軸承和軸上零

19、件固定方式:,套筒,緊定螺釘,圓螺母與止推墊片,細牙雙圓螺母,軸端擋,彈性擋圈,1. 軸上零件的軸向固定方法,軸上零件的固定方式周向固定方法:,2. 滾動軸承與箱體的固定方法:,4. 滾動軸承的組合結構設計:,三、軸上零件和滾動軸承的調整:,1. 滾動軸承游隙的調節(jié)墊片,2. 錐頂距的調節(jié)套杯,3. 蝸桿傳動的調節(jié),四、密封與潤滑:,氈圈密封,迷宮式密封,軸向,立軸綜合密封,徑向,密封圈密封,油溝密封,擋圈密封,甩油密封,4. 滾動軸承的組合結構設計:,1. 軸上零件的固定方式:,軸向和周向,2.滾動軸承與箱體的固定方法:,二、軸上零件和滾動軸承的固定方式:,一、 軸系的固定方式:,三、軸上零

20、件和滾動軸承的調整:,四、密封與潤滑:,練習 1. 判斷軸系的剛度.,(一),(二),軸系結構改錯,軸系結構改錯,滾動體的類型,滾動軸承的類型,滾動軸承的組成:,1、向心軸承 Fr 2、推力軸承 Fa 3、向心推力軸承 Fr Fa,Fre,F r,Fd,N,按承載性質分:,Fd,N,F r,F r,Fae,Fa,Fa,=0,0450,=900,Fre,滾動軸承參數,2、內徑尺寸代號,0099 代號5=內徑尺寸(除 00、01、02、03、之外) 00-10mm、01-12mm、 02-15mm 、03-17mm 例:6005 d=055=25mm 當d10mm及d=22、28、32mm時,直接用“/”分開 例:618/6 深溝球軸承,內徑d=6mm,(1)直徑系列,8 9 0 1 2-輕系列 3-中系列 4-重系列,(2)寬度系列,0-正常寬度。 1)通常不標出; 2)但對于調心軸承和圓錐滾子軸承,為0時要標。,8,0,1,2,3,4,5,6,滾動軸承直徑系列,滾動軸承的 代號,雙列向心,球,滾子,單列向心推力,單列推力,單列向心,60000(

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