滾動(dòng)軸承課件--ppt

1、第第13章滾動(dòng)軸承章滾動(dòng)軸承 13-1概述概述 13-2滾動(dòng)軸承的主要類型和代號滾動(dòng)軸承的主要類型和代號 13-3滾動(dòng)軸承的類型選擇滾動(dòng)軸承的類型選擇 13-4滾動(dòng)軸承的工作情況滾動(dòng)軸承的工作情況 13-5滾動(dòng)軸承尺寸的選擇滾動(dòng)軸承尺寸的選擇 13-6軸承裝置的設(shè)計(jì)軸承裝置的設(shè)計(jì) 13-7滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承性能對照滾動(dòng)軸承與滑動(dòng)軸承性能對照 13-8滾動(dòng)軸承例題分析滾動(dòng)軸承例題分析 潘存云教授研制 13-1概概 述述 各零件的作用：各零件的作用： 外圈：外圈：支撐零件或軸系；支撐零件或軸系； 保持架保持架: 將滾動(dòng)體分開。將滾動(dòng)體分開。 內(nèi)圈：內(nèi)圈：支撐軸；支撐軸； 滾動(dòng)體：滾動(dòng)體：滑動(dòng)滑動(dòng)滾

2、動(dòng)；滾動(dòng)； 硬度和接觸疲勞強(qiáng)度硬度和接觸疲勞強(qiáng)度 、耐磨性和沖擊韌性、耐磨性和沖擊韌性 用含鉻合金鋼制造，經(jīng)熱處理后硬度達(dá)：用含鉻合金鋼制造，經(jīng)熱處理后硬度達(dá)：6165HRC。 工作表面需經(jīng)磨削或拋光。工作表面需經(jīng)磨削或拋光。 保持架：低碳鋼，保持架：低碳鋼，沖壓制成高速軸承：有色金屬或塑料。高速軸承：有色金屬或塑料。 滾動(dòng)軸承的組成：滾動(dòng)軸承的組成：外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體、保持架。外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)體、保持架。 內(nèi)外圈上有滾道，當(dāng)內(nèi)外圈相對旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾動(dòng)體將沿著滾道滾動(dòng)。 裝在機(jī)座或零件軸孔內(nèi)； 滾動(dòng)副的材料要求：滾動(dòng)副的材料要求： 潘存云教授研制 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：摩擦阻力小、啟動(dòng)靈敏、效率高、潤滑簡便

3、、摩擦阻力小、啟動(dòng)靈敏、效率高、潤滑簡便、 和易于互換等和易于互換等。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：抗沖擊能力差、高速時(shí)出現(xiàn)噪音抗沖擊能力差、高速時(shí)出現(xiàn)噪音。 滾動(dòng)軸承按其承受載荷 的方向（接觸角）和滾 動(dòng)體的形狀分類。 接觸角：接觸角：滾動(dòng)體與外圈接觸處的法線與垂直于軸承軸滾動(dòng)體與外圈接觸處的法線與垂直于軸承軸 心線的平面之間的夾角稱為公稱接觸角。心線的平面之間的夾角稱為公稱接觸角。 接觸角接觸角 軸向承載能力軸向承載能力 = = 0 表表13-1 各類軸承的公稱接觸角各類軸承的公稱接觸角 軸承類型軸承類型 公稱接觸角公稱接觸角 向心軸承向心軸承主要承受徑向載荷推力軸承推力軸承主要承受軸向載荷 徑向接觸徑向

4、接觸角接觸角接觸軸向接觸軸向接觸角接觸角接觸 0 4545 = 9= 90 它是滾動(dòng)軸承的一個(gè)重要參數(shù)，軸承的受 力分析和承載能力等都與接觸角有關(guān)。 45 9090 滾動(dòng)軸承滾動(dòng)軸承 標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化; 并由專業(yè)廠大批量生產(chǎn)。 設(shè)計(jì)人員的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)人員的主要任務(wù)是: 熟悉標(biāo)準(zhǔn)，正確選用。熟悉標(biāo)準(zhǔn)，正確選用。 潘存云教授研制 向心推力軸承向心推力軸承向心軸承向心軸承 潘存云教授研制 潘存云教授研制 推力軸承推力軸承 軸承軸承 類型類型 按載荷按載荷 方向分方向分 按滾動(dòng)體按滾動(dòng)體 形狀分形狀分 向心軸承向心軸承 推力軸承推力軸承 一、分類一、分類 向心推力軸承向心推力軸承 潘存云教授研制 13-

5、2 13-2 滾動(dòng)軸承的主要類型和代號滾動(dòng)軸承的主要類型和代號 Fr Fa Fr Fa 圓柱滾子圓柱滾子 圓錐滾子圓錐滾子 球面滾子球面滾子 滾針滾針 球軸承球軸承 滾子軸承滾子軸承 表表13-2滾動(dòng)軸承的主要類型和特性滾動(dòng)軸承的主要類型和特性 軸承名稱、軸承名稱、 類型及代號類型及代號 結(jié)構(gòu)簡圖結(jié)構(gòu)簡圖 承載方向承載方向極限轉(zhuǎn)速極限轉(zhuǎn)速 允許角偏差允許角偏差主要特性和應(yīng)用主要特性和應(yīng)用 調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承 10000 中中2 3 主要承受徑向載荷，主要承受徑向載荷， 同時(shí)也能承受少量同時(shí)也能承受少量 軸向載荷。因?yàn)橥廨S向載荷。因?yàn)橥?滾道表面是以軸承滾道表面是以軸承 中點(diǎn)為中心的球面，中點(diǎn)

6、為中心的球面， 故能調(diào)心。故能調(diào)心。 潘存云教授研制 軸承軸承 類型類型 按載荷按載荷 方向分方向分 按滾動(dòng)體按滾動(dòng)體 形狀分形狀分 向心軸承向心軸承 推力軸承推力軸承 一、分類一、分類 向心推力軸承向心推力軸承 調(diào)心滾調(diào)心滾 子軸承子軸承 20000C 低低0.5 2 比10000小 能承受很大的徑向載能承受很大的徑向載 荷和少量軸向載荷。荷和少量軸向載荷。 承載能力大，具有調(diào)承載能力大，具有調(diào) 心性能。心性能。 圓錐滾圓錐滾 子軸承子軸承 30000 中中2 能同時(shí)承受較大的徑能同時(shí)承受較大的徑 向、軸向聯(lián)合載荷。向、軸向聯(lián)合載荷。 因線接觸，承載能力因線接觸，承載能力 大，內(nèi)外圈可分離，

7、大，內(nèi)外圈可分離， 裝拆方便，稱對使用。裝拆方便，稱對使用。 潘存云教授研制 推力球軸承推力球軸承 50000 低低不允許不允許 只能承受軸向載荷，且作用線只能承受軸向載荷，且作用線 必需與軸線重合。分為單、雙必需與軸線重合。分為單、雙 向兩種。高速時(shí)，因滾動(dòng)體離向兩種。高速時(shí)，因滾動(dòng)體離 心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱 嚴(yán)重，壽命較低，可用于軸向嚴(yán)重，壽命較低，可用于軸向 載荷大、轉(zhuǎn)速不高之處。載荷大、轉(zhuǎn)速不高之處。 潘存云教授研制 (a)單向單向 表表13-2 滾動(dòng)軸承的主要類型和特性（續(xù)）滾動(dòng)軸承的主要類型和特性（續(xù)） 軸承名稱、軸承名稱、 類型及代號類型及代號 結(jié)

8、構(gòu)簡圖結(jié)構(gòu)簡圖 承載方向承載方向極限轉(zhuǎn)速極限轉(zhuǎn)速允許角偏差允許角偏差主要特性和應(yīng)用主要特性和應(yīng)用 潘存云教授研制 推力球軸承推力球軸承 50000低低 不允許不允許 只能承受軸向載荷，且作用線只能承受軸向載荷，且作用線 必需與軸線重合。分為單、雙必需與軸線重合。分為單、雙 向兩種。高速時(shí)，因滾動(dòng)體離向兩種。高速時(shí)，因滾動(dòng)體離 心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱心力大，球與保持架摩擦發(fā)熱 嚴(yán)重，壽命較低，可用于軸向嚴(yán)重，壽命較低，可用于軸向 載荷大、轉(zhuǎn)速不高之處。載荷大、轉(zhuǎn)速不高之處。 潘存云教授研制 潘存云教授研制 (b)雙向雙向 深溝球軸承深溝球軸承 60000 高高816 能同時(shí)承受較大的徑能同時(shí)

9、承受較大的徑 向、軸向聯(lián)合載荷。向、軸向聯(lián)合載荷。 因線接觸，承載能力因線接觸，承載能力 大，內(nèi)外圈可分離，大，內(nèi)外圈可分離， 裝拆方便，稱對使用。裝拆方便，稱對使用。 潘存云教授研制 角接觸角接觸 球軸承球軸承 70000C(=15=15 ) 70000AC(=25=25 ) 70000B(=40=40 ) 較高較高 潘存云教授研制 210 能同時(shí)承受較大的徑能同時(shí)承受較大的徑 向、軸向聯(lián)合載荷。向、軸向聯(lián)合載荷。 大，承載能力越大，大，承載能力越大， 有三種規(guī)格。稱對使有三種規(guī)格。稱對使 用。用。 表表13-2 滾動(dòng)軸承的主要類型和特性（續(xù)）滾動(dòng)軸承的主要類型和特性（續(xù)） 軸承名稱、軸承名

10、稱、 類型及代號類型及代號 結(jié)構(gòu)簡圖結(jié)構(gòu)簡圖 承載方向承載方向極限轉(zhuǎn)速極限轉(zhuǎn)速允許角偏差允許角偏差主要特性和應(yīng)用主要特性和應(yīng)用 表表13-2 滾動(dòng)軸承的主要類型和特性（續(xù)）滾動(dòng)軸承的主要類型和特性（續(xù)） 軸承名稱、軸承名稱、 類型及代號類型及代號 結(jié)構(gòu)簡圖結(jié)構(gòu)簡圖 承載方向承載方向極限轉(zhuǎn)速極限轉(zhuǎn)速允許角偏差允許角偏差主要特性和應(yīng)用主要特性和應(yīng)用 推力圓柱推力圓柱 滾子軸承滾子軸承 80000 低低 不允許不允許 能承受很大的單向能承受很大的單向 軸向載荷。軸向載荷。 圓柱滾圓柱滾 子軸承子軸承 N0000 較高較高24 能承受較大的徑向載荷。能承受較大的徑向載荷。 因線接觸，內(nèi)外圈只允因線接觸

11、，內(nèi)外圈只允 許有小的相對偏轉(zhuǎn)。除許有小的相對偏轉(zhuǎn)。除U 結(jié)構(gòu)外，還有內(nèi)圈無擋結(jié)構(gòu)外，還有內(nèi)圈無擋 邊邊(NU)、外圈單擋邊、外圈單擋邊 (NF)、內(nèi)圈單擋邊、內(nèi)圈單擋邊(NJ)等等 型式型式 潘存云教授研制 滾針軸承滾針軸承 (a)NA0000 (b)RNA0000 低低 只能承受徑向載荷。承只能承受徑向載荷。承 載能力大，徑向尺寸特載能力大，徑向尺寸特 小。一般無保持架，因小。一般無保持架，因 而滾針間有摩擦，極限而滾針間有摩擦，極限 轉(zhuǎn)速低。轉(zhuǎn)速低。 不允許不允許 a) b) 潘存云教授研制 滾動(dòng)軸承的類型很多，而各類軸承 又有不同的結(jié)構(gòu)、尺寸、公差等級、 技術(shù)要求等，為便于組織生產(chǎn)和選

12、 用，規(guī)定了滾動(dòng)軸承的代號， 二、二、 滾動(dòng)軸承的代號滾動(dòng)軸承的代號 寬寬(高高)度度 系列代號系列代號 直徑系列直徑系列 代號代號 前置代號前置代號 基本代號基本代號共5位 后置代號后置代號 表表13-3 滾動(dòng)軸承代號的排列順序滾動(dòng)軸承代號的排列順序 （ ） 類類 型型 代代 號號 尺寸系列代號尺寸系列代號 注：注： 代表字母；代表字母； 代表數(shù)字代表數(shù)字 或加或加 2. 基本代號基本代號表示軸承的基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸。表示軸承的基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸。 類型代號類型代號 左起第一位，為左起第一位，為0（雙列角接觸球軸承雙列角接觸球軸承） 則省略。則省略。 是軸承代號的基礎(chǔ)，有三項(xiàng) 成套軸承成

13、套軸承 分部件代分部件代 號號 1. 前置代號前置代號成套軸承分部件代號。成套軸承分部件代號。 0 潘存云教授研制 潘存云教授研制 推力球軸承推力球軸承 50000 滾針軸承滾針軸承 (a) NA0000 (b) RNA0000 潘存云教授研制 調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承 10000 潘存云教授研制 潘存云教授研制 調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承 20000C 潘存云教授研制 潘存云教授研制 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 30000 潘存云教授研制 (a)單向單向 潘存云教授研制 潘存云教授研制 (b)雙向雙向 潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制 深溝球軸承深溝球軸承 60000 潘存云教授研制

14、潘存云教授研制 角接觸球軸承角接觸球軸承 70000 潘存云教授研制 推力圓柱推力圓柱 滾子軸承滾子軸承 80000 圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承 N0000 潘存云教授研制 潘存云教授研制 潘存云教授研制 6 6深溝球軸承深溝球軸承 L L直線軸承直線軸承5 5推力球軸承推力球軸承 U U外球面球軸承外球面球軸承4 4雙列深溝球軸承雙列深溝球軸承 NANA滾針軸承滾針軸承3 3圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 N N圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承2929推力調(diào)心滾子軸承推力調(diào)心滾子軸承 9 9推力圓錐滾子軸承推力圓錐滾子軸承2 2調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承 8 8推力滾子軸承推力滾子軸承1 1調(diào)心球軸承調(diào)心球軸

15、承 7 7角接觸球軸承角接觸球軸承0 0雙列角接觸球軸承雙列角接觸球軸承 代號代號軸承類型軸承類型代號代號軸承類型軸承類型 滾動(dòng)軸承主要類型代號表滾動(dòng)軸承主要類型代號表 內(nèi)徑相同，而直徑系列代號 不同的四種軸承的比較。 000 潘存云教授研制 300 潘存云教授研制 400 潘存云教授研制 200 尺寸系列代號尺寸系列代號左起第二、三位。左起第二、三位。 寬寬(高高)度度 系列代號系列代號 直徑系列直徑系列 代號代號 前置代號前置代號 基本代號基本代號 后置代號后置代號 表表13-3 滾動(dòng)軸承代號的排列順序滾動(dòng)軸承代號的排列順序 （ ） 類類 型型 代代 號號 尺寸系列代號尺寸系列代號 注：注

16、： 代表字母；代表字母； 代表數(shù)字代表數(shù)字 或加或加 成套軸承成套軸承 分部件代分部件代 號號 潘存云教授研制 潘存云教授研制 表表13-4 向心軸承和推力軸承的常用尺寸系列代號向心軸承和推力軸承的常用尺寸系列代號 直徑系列代號直徑系列代號 推力軸承推力軸承向心軸承向心軸承 0 1 (0) 0 (0) 1 10 11 20 21 10 11 2 3 4 特輕特輕 輕輕 中中 重重 (0) 2 (0) 3 (0) 4 12 13 22 23 24 12 13 14 22 23 24 (0)1212 窄窄正常正常寬寬正常正常 尺寸系列代號尺寸系列代號 寬度系列代號寬度系列代號高度系列代號高度系列代

17、號 內(nèi)徑代號內(nèi)徑代號 基本代號左起第四、五位?；敬栕笃鸬谒?、五位。 表表13-5軸承的內(nèi)徑代號軸承的內(nèi)徑代號 內(nèi)徑代號內(nèi)徑代號 軸承內(nèi)徑尺寸軸承內(nèi)徑尺寸 / mm 00 10 0102030499 數(shù)字?jǐn)?shù)字 5121517 寬寬(高高)度度 系列代號系列代號 直徑系列直徑系列 代號代號 前置代號前置代號 基本代號基本代號 后置代號后置代號 表表13-3滾動(dòng)軸承代號的排列順序滾動(dòng)軸承代號的排列順序 （ ） 類類 型型 代代 號號 尺寸系列代號尺寸系列代號 注：注： 代表字母；代表字母； 代表數(shù)字代表數(shù)字 或加或加 成套軸承成套軸承 分部件代分部件代 號號 3. 后置代號后置代號 用字母（或加

18、數(shù)字）表示。用字母（或加數(shù)字）表示。 內(nèi)部內(nèi)部 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 表表13-6軸承后置代號排列順序軸承后置代號排列順序 后置代號組后置代號組 含含 義義 1 密封與防塵密封與防塵 套圈變形套圈變形 238 保持架保持架 及材料及材料 游隙游隙 軸承軸承 材料材料 公差公差 等級等級 配置配置其它其它 745 6 寬寬(高高)度度 系列代號系列代號 直徑系列直徑系列 代號代號 前置代號前置代號 基本代號基本代號 后置代號后置代號 表表13-3滾動(dòng)軸承代號的排列順序滾動(dòng)軸承代號的排列順序 （ ） 類類 型型 代代 號號 尺寸系列代號尺寸系列代號 注：注： 代表字母；代表字母； 代表數(shù)字代表數(shù)字 或加或加

19、成套軸承成套軸承 分部件代分部件代 號號 潘存云教授研制 潘存云教授研制 注：注：公差等級中公差等級中0級最低，向右依次增高，級最低，向右依次增高，2級最高。級最高。 表表13-7軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)常用代號軸承內(nèi)部結(jié)構(gòu)常用代號 軸承類型軸承類型 代代 號號 含含 義義 示示 例例 B =4=40 7210B 角接觸球軸承角接觸球軸承 C =15=15 7210C AC =25=25 7210AC 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 B 接觸角接觸角加大加大 32310B E 加強(qiáng)型加強(qiáng)型 N207E 表表13-8公差等級代號公差等級代號 代代 號號 省略省略 /P6 /P6x /P5 /P4 /P2 公差等級

20、符合標(biāo)準(zhǔn)的公差等級符合標(biāo)準(zhǔn)的 0級級 6級級 6x級級 5級級 4級級 2級級 示示 例例 6203 6203/P6 30201/P6x 6203/P5 6203/P4 6203/P2 三、滾動(dòng)軸承代號示例三、滾動(dòng)軸承代號示例 6 2 2 03 7 (0) 3 12 AC / P6 軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑 d=17 mm 直徑系列代號，直徑系列代號，2(輕輕)系列系列 寬度系列代號，寬度系列代號，2(寬寬)系列系列 深溝球軸承深溝球軸承 公稱接觸角公稱接觸角 = =25 軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑 d=125=60 mm 直徑系列代號，直徑系列代號，3(中中)系列系列 寬度系列代號，寬度系列代號，0(窄窄)系

21、列，代號為系列，代號為0，不標(biāo)出，不標(biāo)出 角接觸球軸承角接觸球軸承 公差等級公差等級6級級 公差等級為公差等級為0級級; 游隙組為游隙組為0組；組； 游隙組為游隙組為0組；組； N 1 05 / P5 公差等級公差等級5級級 軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑 d=25 mm 直徑系列代號，直徑系列代號，1(特輕特輕)系列系列 圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承 游隙組為游隙組為0組；組； 3 0 2 13 軸承內(nèi)徑軸承內(nèi)徑 d=65 mm 直徑系列代號，直徑系列代號，2(輕輕)系列系列 寬度系列代號，寬度系列代號，0(窄窄)系列系列 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 公差等級為公差等級為0級級; 游隙組為游隙組為0組；組； 潘

22、存云教授研制 13-3滾動(dòng)軸承的類型選擇滾動(dòng)軸承的類型選擇 滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)零件，要求設(shè)計(jì)者應(yīng)能在 機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)使用的要求較合理 地選擇滾動(dòng)軸承的類型與規(guī)格。 一、滾動(dòng)軸承選擇的一般過程一、滾動(dòng)軸承選擇的一般過程 根據(jù)載荷性質(zhì)選擇軸根據(jù)載荷性質(zhì)選擇軸 承的類型和直徑系列承的類型和直徑系列 按軸徑確定軸承內(nèi)徑按軸徑確定軸承內(nèi)徑 不進(jìn)行承載不進(jìn)行承載 能力驗(yàn)算能力驗(yàn)算 N N Y Y END 合格嗎？合格嗎？ 校核承載能力校核承載能力 Y Y 有嚴(yán)格要求嗎？有嚴(yán)格要求嗎？ N N 潘存云教授研制 潘存云教授研制 1） 軸承的載荷軸承的載荷 由于結(jié)構(gòu)不同，各類軸承的使用性能也不相同，現(xiàn)說明如下

23、。 二、滾動(dòng)軸承選擇應(yīng)考慮的問題二、滾動(dòng)軸承選擇應(yīng)考慮的問題 載荷方向載荷方向 向心軸承用于受徑向力向心軸承用于受徑向力 Fr 潘存云教授研制 潘存云教授研制 1 軸承的載荷軸承的載荷 二、滾動(dòng)軸承選擇應(yīng)考慮的問題二、滾動(dòng)軸承選擇應(yīng)考慮的問題 載荷方向載荷方向 向心軸承用于受徑向力向心軸承用于受徑向力 向心推力軸承用于承受徑向力和周向力向心推力軸承用于承受徑向力和周向力 聯(lián)合作用聯(lián)合作用 Fa Fr 潘存云教授研制 推力軸承推力軸承 1 軸承的載荷軸承的載荷 二、滾動(dòng)軸承選擇應(yīng)考慮的問題二、滾動(dòng)軸承選擇應(yīng)考慮的問題 載荷方向載荷方向 向心軸承用于受徑向力向心軸承用于受徑向力 推力軸承用于受軸向

24、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周向力向心推力軸承用于承受徑向力和周向力 聯(lián)合作用聯(lián)合作用 Fa 載荷大?。狠d荷大?。?一般：一般：滾子軸承滾子軸承(1.53)球軸承球軸承 當(dāng)當(dāng)d 20 mm時(shí)，兩者承載能力接時(shí)，兩者承載能力接 近，宜采用球軸承。近，宜采用球軸承。 大載荷大載荷 采用滾子軸承采用滾子軸承 因滾子軸承與角接觸球軸承可以同 時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷。 在同樣的外形尺寸下，滾子軸在同樣的外形尺寸下，滾子軸 承的承載能力大于球軸承。承的承載能力大于球軸承。 承受徑向載荷為主；承受徑向載荷為主； 0 4545 45 90 Fr tan Fae 軸承不會沿軸向竄動(dòng)，實(shí)

25、際軸向力應(yīng)取決于軸承不會沿軸向竄動(dòng)，實(shí)際軸向力應(yīng)取決于Fd與與Fae中中 較大的一個(gè)，即較大的一個(gè)，即 Fa =max Fd Fae 1.1.假設(shè)沒有外部軸向力假設(shè)沒有外部軸向力Fae 工作過程中，滾動(dòng)體相對內(nèi)外圈不斷轉(zhuǎn)動(dòng)， 因此滾動(dòng)體和滾道接觸表面受脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng) 力，產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕。 最常見最常見 13-513-5滾動(dòng)軸承尺寸的選擇滾動(dòng)軸承尺寸的選擇 軸承承受的載荷軸承承受的載荷 軸承壽命要求軸承壽命要求 可靠性的要求可靠性的要求 決定了滾動(dòng)軸承尺寸決定了滾動(dòng)軸承尺寸 滾動(dòng)軸承的載荷滾動(dòng)軸承的載荷 動(dòng)載荷動(dòng)載荷 靜載荷靜載荷 失效形式不同。失效形式不同。 疲勞破壞疲勞破壞 永久變形永久變形 當(dāng)

26、軸承轉(zhuǎn)速很低或間歇擺動(dòng)時(shí)，不會產(chǎn)生疲勞 損壞。但很大的靜載荷或沖擊載荷作用下，會 使?jié)L道和滾動(dòng)體產(chǎn)生永久變形，從而使軸承在 運(yùn)轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生劇烈振動(dòng)和噪音而失效。 早期磨損早期磨損 膠合膠合 軸承元件破裂軸承元件破裂 維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)而造成。維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)而造成。 一、一、滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)軸承的失效形式失效形式 失效失效 形式形式 潘存云教授研制 潘存云教授研制 20 5 10 15 50 100 0 R/(%) 軸承的壽命曲線軸承的壽命曲線 L/(110-6 r) 對一組同一型號的軸承，由于材料、熱處理和工藝 等很多隨機(jī)因素的影響，即使在相同條件下運(yùn)轉(zhuǎn)， 壽命也不一樣，有的甚至相差幾十倍。因此，對一

27、個(gè)具體的軸承，很難預(yù)知其確切的壽命。實(shí)驗(yàn)表明： 壽命與可靠性有關(guān)。如圖 定義：定義：軸承在一定轉(zhuǎn)速下，其軸承在一定轉(zhuǎn)速下，其 中任何零件出現(xiàn)疲勞擴(kuò)展跡象中任何零件出現(xiàn)疲勞擴(kuò)展跡象 之前的工作小時(shí)數(shù)稱為之前的工作小時(shí)數(shù)稱為 可靠度：可靠度：一組相同軸承能達(dá)到一組相同軸承能達(dá)到 或超過規(guī)定壽命的百分比或超過規(guī)定壽命的百分比. . 基本額定壽命：基本額定壽命：一組同一型號軸一組同一型號軸 承，在同一運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，其可靠承，在同一運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，其可靠 度度R為為9090%時(shí)，能達(dá)到或超過的時(shí)，能達(dá)到或超過的 壽命壽命L L( (L Lh h) ) 在到達(dá)額定壽命時(shí)，有在到達(dá)額定壽命時(shí)，有9090%的軸承的

28、軸承沒壞，只損壞了沒壞，只損壞了1010%。 對于單個(gè)軸承而言，其損壞的可能性只有90% 單位為百萬轉(zhuǎn)106 r，或小時(shí)。換句話說壽命為1百萬轉(zhuǎn)時(shí)， 可靠度為90%，壽命為5百萬轉(zhuǎn)時(shí)，可靠度只有50%。 軸承壽命軸承壽命 二、二、滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)軸承的壽命計(jì)算壽命計(jì)算 表表13-3軸承預(yù)期壽命軸承預(yù)期壽命Lh的參考值的參考值 使使 用用 場場 合合 不經(jīng)常使用的儀器和設(shè)備不經(jīng)常使用的儀器和設(shè)備 500 Lh /h 短時(shí)間或間斷使用，中斷時(shí)不致引起嚴(yán)重后果短時(shí)間或間斷使用，中斷時(shí)不致引起嚴(yán)重后果 40008000 間斷使用，中斷時(shí)會引起嚴(yán)重后果間斷使用，中斷時(shí)會引起嚴(yán)重后果 800012000 每

29、天每天8h工作的機(jī)械工作的機(jī)械 1200020000 每天每天24h連續(xù)工作的機(jī)械連續(xù)工作的機(jī)械 4000060000 定義：定義：當(dāng)一套軸承運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到一百萬（當(dāng)一套軸承運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到一百萬（106）轉(zhuǎn)時(shí)，軸轉(zhuǎn)時(shí)，軸 承所能承受的載荷承所能承受的載荷C。. 向心軸承記為向心軸承記為 Cr，可查表推力軸承記為推力軸承記為 Ca 基本額定動(dòng)載荷基本額定動(dòng)載荷 不同的軸承該值不一樣，它表征了軸承的承載特不同的軸承該值不一樣，它表征了軸承的承載特 性。是在大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過理論分析得到，需性。是在大量試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過理論分析得到，需 要時(shí)可從設(shè)計(jì)手冊或軸承樣本中查得要時(shí)可從設(shè)計(jì)手冊或軸承樣本中查得。.

30、壽命計(jì)算公式壽命計(jì)算公式 通過試驗(yàn)得出如圖所示通過試驗(yàn)得出如圖所示62086208 軸承的載荷軸承的載荷壽命曲線。壽命曲線。 曲線上對應(yīng)于曲線上對應(yīng)于 Lh=106 的載的載 荷為荷為 29.5 kN。 載荷載荷壽命曲線的公式：壽命曲線的公式：r10 6 P C L 壽命指數(shù)壽命指數(shù) 球軸承球軸承 滾子軸承滾子軸承 h 60 106 h P C n L 用小時(shí)表示用小時(shí)表示 3 3 10/310/3 = 0 1 2 3 4 5 10 15 L (106) 29.5 25 20 15 10 5 P KN 基本額定動(dòng)載荷基本額定動(dòng)載荷 P 動(dòng)載荷動(dòng)載荷 N 10 60 6 h nL PC L Lh

31、 h 預(yù)期計(jì)算壽命 預(yù)期計(jì)算壽命 當(dāng)當(dāng) t 100100 時(shí)，時(shí)， C C 引進(jìn)溫度系數(shù)引進(jìn)溫度系數(shù) ft 進(jìn)行修正。進(jìn)行修正。 表表13-4溫度系數(shù)溫度系數(shù) 軸承工作軸承工作 溫度溫度/ 溫度系數(shù)溫度系數(shù) ft 100 250200150125300 10.950.900.700.800.60 Ct= ft C 修正后的計(jì)算公式修正后的計(jì)算公式 r10 6 t P Cf L h 60 10 t 6 h P Cf n L N 10 60 6 h t nL f P C N 10 60 /1 6 h t P L n f Pf C或： h 60 106 Pf Cf n L P t h 最終計(jì)算公式最

32、終計(jì)算公式 工作中沖擊振動(dòng)工作中沖擊振動(dòng) C 引進(jìn)載荷系數(shù)引進(jìn)載荷系數(shù) fP 進(jìn)行修正。進(jìn)行修正。 表表13-6 載荷系數(shù)載荷系數(shù) 載荷性質(zhì)載荷性質(zhì) 載荷系數(shù)載荷系數(shù) fP 無沖擊或輕微沖擊無沖擊或輕微沖擊 1.01.2 中等沖擊中等沖擊 1.21.8 強(qiáng)烈沖擊強(qiáng)烈沖擊 1.83.0 應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 電機(jī)、汽輪機(jī)、通風(fēng)機(jī)、水泵等電機(jī)、汽輪機(jī)、通風(fēng)機(jī)、水泵等 機(jī)床、車輛、動(dòng)力機(jī)械、起重機(jī)、造機(jī)床、車輛、動(dòng)力機(jī)械、起重機(jī)、造 紙機(jī)、選礦基、冶金機(jī)械、卷揚(yáng)機(jī)等紙機(jī)、選礦基、冶金機(jī)械、卷揚(yáng)機(jī)等 碎石機(jī)、軋鋼機(jī)、鉆探機(jī)、振動(dòng)篩等碎石機(jī)、軋鋼機(jī)、鉆探機(jī)、振動(dòng)篩等 三、當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算三、當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算

33、 滾動(dòng)軸承的基本動(dòng)載荷是在一定的實(shí)驗(yàn)條件下確定的。對于向 心軸承是指軸承承受純徑向載荷；對于推力軸承是指承受中心 軸向載荷。實(shí)際情況可能既受徑向載荷又有軸向載荷，則必須 將實(shí)際載荷換算成與實(shí)驗(yàn)條件相同的載荷后，才能和基本額定 動(dòng)載荷進(jìn)行比較。換算后的載荷是一種假定載荷，稱為當(dāng)量載 荷。 含義：含義：當(dāng)量動(dòng)載荷是一種考慮徑向載荷與軸向載荷當(dāng)量動(dòng)載荷是一種考慮徑向載荷與軸向載荷雙重雙重 影響影響，經(jīng)換算后的，經(jīng)換算后的假想載荷假想載荷。其效果與某一個(gè)基本額定。其效果與某一個(gè)基本額定 動(dòng)載荷相當(dāng)。動(dòng)載荷相當(dāng)。 計(jì)算公式計(jì)算公式P = X Fr+Y Fa X 徑向動(dòng)載荷系數(shù)；徑向動(dòng)載荷系數(shù)； Y 軸向

34、動(dòng)載荷系數(shù)。軸向動(dòng)載荷系數(shù)。見下頁 向心軸承向心軸承 P = Fr；推力軸承推力軸承 P = Fa 理由：理由：基本額定動(dòng)載荷是單向載荷（徑向或軸向）試基本額定動(dòng)載荷是單向載荷（徑向或軸向）試 驗(yàn)條件下得出的。實(shí)際情況可能受到雙重載荷作用。驗(yàn)條件下得出的。實(shí)際情況可能受到雙重載荷作用。 很顯然，單向載荷與雙向載荷作用下，軸承的壽命是很顯然，單向載荷與雙向載荷作用下，軸承的壽命是 不一樣的。不一樣的。 軸承類型軸承類型 相對軸向載荷相對軸向載荷 Fa / Fr e Fa / Fr e 名名 稱稱 代代 號號 f 0Fa / C0r Fa / C0 X Y X Y 判斷系數(shù)判斷系數(shù)e 調(diào)心球軸承調(diào)

35、心球軸承 10000 1 (Y1) 0.65 (Y2) 調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承 20000 1 (Y1) 0.67 (Y2) 推力調(diào)心滾子軸承推力調(diào)心滾子軸承 29000 1 1.2 1 1.2 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 30000 1 0 0.4 (Y) (e) 深溝球軸承深溝球軸承 60000 角接觸球軸承角接觸球軸承 0.025 2.0 0.22 0.040 1.8 0.24 0.070 1.6 0.27 0.130 1 0 0.56 1.4 0.31 0.250 1.2 0.37 0.500 1.0 0.44 0.015 1.47 0.38 0.029 1.40 0.40 0.058

36、 1.30 0.43 0.087 1.23 0.46 0.120 1 0 0.44 1.19 0.47 0.170 1.12 0.50 0.290 1.02 0.55 0.440 1.00 0.56 0.580 1.00 0.56 1 0 0.41 0.87 0.68 1 0 0.35 0.57 1.14 70000AC =2=25 70000B = =40 70000C =1=15 表表13-5 徑向動(dòng)載荷系數(shù)徑向動(dòng)載荷系數(shù)X與軸向動(dòng)載系數(shù)與軸向動(dòng)載系數(shù)Y 潘存云教授研制 1.1.若若 Fae+ + Fd2 Fd1 壓緊端壓緊端 Fa1 = = Fae+ + Fd2 放松端放松端 Fa2 =

37、 = Fd2 2.2.若若 Fae+ +Fd2 Fd1 則有：則有： 壓緊端壓緊端 Fa1 = = Fae+ + Fd2 放松端放松端 Fa2 = = Fd2 2.2.若若 Fae+ +Fd2 6016 25 40 60 60 調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承 16 25 40 50 16 25 40 50 交接觸球軸承交接觸球軸承 16 25 40 60 6016 25 40 60 60 圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承 12 25 40 60 6012 25 40 60 60 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 10 16 23 30 10 16 23 30 調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承 8 12 20 25 8 12 2

38、0 25 推力球軸承推力球軸承 4 6 12 15 4 6 12 15 軸承常用的潤滑方式有油潤滑何脂潤滑兩類。選哪一類潤滑軸承常用的潤滑方式有油潤滑何脂潤滑兩類。選哪一類潤滑 方式，這與軸承的速度有關(guān)，一般用滾動(dòng)軸承的方式，這與軸承的速度有關(guān)，一般用滾動(dòng)軸承的dndn值表示軸承的值表示軸承的 速度大小。速度大小。 潘存云教授研制 2 2、滾動(dòng)承的密封、滾動(dòng)承的密封 潤滑油的選擇：潤滑油的選擇： 潤滑油的粘度根據(jù)速度因素潤滑油的粘度根據(jù)速度因素 dn和工作溫度和工作溫度t t來確定。來確定。 1000000 500000 200000 100000 50000 20000 10000 -40-

39、20 0 204060100 12080 dn/(mmr/min) t / 潤滑油粘度的選擇潤滑油粘度的選擇 5cSt(40時(shí)時(shí)) 10 20 65 110 250 400 滾動(dòng)承的密封方式的選擇與滾動(dòng)承的密封方式的選擇與潤潤 滑的種類、工作環(huán)境、溫度、滑的種類、工作環(huán)境、溫度、 密封表面的圓周速度密封表面的圓周速度有關(guān)。有關(guān)。 分類分類 接觸式接觸式 非接觸式非接觸式 組合式密封組合式密封 毛氈圈密封毛氈圈密封 密封圈密封密封圈密封 間隙密封間隙密封 迷宮式密封迷宮式密封 毛氈迷宮式密封毛氈迷宮式密封 例如：例如： dn=100000，t=90 可用可用 110 號潤滑油號潤滑油 110 潘

40、存云教授研制 (b) 潘存云教授研制 (a) 潘存云教授研制 毛氈圈密封毛氈圈密封 適用場合：適用場合： 脂潤滑，要求環(huán)境清潔，脂潤滑，要求環(huán)境清潔， 軸頸圓周軸速度軸頸圓周軸速度v45 m/s， 工作溫度不超過工作溫度不超過90 矩形斷面的 毛氈圈被安 裝在梯形槽 內(nèi)，它對軸 產(chǎn)生一定的 壓力而起到 密封作用。 適用場合：適用場合： 脂或油潤滑，軸頸圓周軸脂或油潤滑，軸頸圓周軸 速度速度ve 名名 稱稱 代代 號號 f 0Fa / C0r Fa / C0 X Y X Y 判斷系數(shù)判斷系數(shù)e 調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承 10000 1 (Y1) 0.65 (Y2) (e) 調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承

41、20000 1 (Y1) 0.67 (Y2) (e) 推力調(diào)心滾子軸承推力調(diào)心滾子軸承 29000 1 1.2 1 1.2 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 30000 1 0 0.4 (Y) (e) 深溝球軸承深溝球軸承 60000 角接觸球軸承角接觸球軸承 0.172 2.30 0.19 0.345 1.99 0.22 0.689 1.71 0.26 1.030 1.55 0.28 1.380 1 0 0.56 1.45 0.30 2.070 1.31 0.34 3.450 1.15 0.38 5.170 1.04 0.42 6.890 1.00 0.44 0.015 1.47 0.38 0.02

42、9 1.40 0.40 0.058 1.30 0.43 0.087 1.23 0.46 0.120 1 0 0.44 1.19 0.47 0.170 1.12 0.50 0.290 1.02 0.55 0.440 1.00 0.56 0.580 1.00 0.56 1 0 0.41 0.87 0.68 1 0 0.35 0.57 1.14 70000AC =2=25 70000B = =40 70000C =1=15 表表13-5 徑向動(dòng)載荷系數(shù)徑向動(dòng)載荷系數(shù)X與軸向動(dòng)載系數(shù)與軸向動(dòng)載系數(shù)Y 因?yàn)橐驗(yàn)镕a未知，初選未知，初選e=0.4 0.40 Fd1=eFr1 Fd2=eFr2 于是于是 F

43、a1= Fae +Fd2 Fa2= Fd2 =605.05 N Fa1/C0= 1005.05/20000 =0.0503 Fa2/C0= 605.05/20000 =0.0303 重新查表選取判斷系數(shù)重新查表選取判斷系數(shù)e 內(nèi)部軸向力內(nèi)部軸向力: =0.4875.65=350.26 N =0.41512.62=605.05 N =400+605.05=1005.05 N 軸承類型軸承類型 相對軸向載荷相對軸向載荷 Fa / Fr e Fa / Fr e 名名 稱稱 代代 號號 f 0Fa / C0r Fa / C0 X Y X Y 判斷系數(shù)判斷系數(shù)e 調(diào)心球軸承調(diào)心球軸承 10000 1 (

44、Y1) 0.65 (Y2) (e) 調(diào)心滾子軸承調(diào)心滾子軸承 20000 1 (Y1) 0.67 (Y2) (e) 推力調(diào)心滾子軸承推力調(diào)心滾子軸承 29000 1 1.2 1 1.2 圓錐滾子軸承圓錐滾子軸承 30000 1 0 0.4 (Y) (e) 深溝球軸承深溝球軸承 60000 角接觸球軸承角接觸球軸承 0.172 2.30 0.19 0.345 1.99 0.22 0.689 1.71 0.26 1.030 1.55 0.28 1.380 1 0 0.56 1.45 0.30 2.070 1.31 0.34 3.450 1.15 0.38 5.170 1.04 0.42 6.890

45、 1.00 0.44 0.015 1.47 0.38 0.029 1.40 0.40 0.058 1.30 0.43 0.087 1.23 0.46 0.120 1 0 0.44 1.19 0.47 0.170 1.12 0.50 0.290 1.02 0.55 0.440 1.00 0.56 0.580 1.00 0.56 1 0 0.41 0.87 0.68 1 0 0.35 0.57 1.14 70000AC =2=25 70000B = =40 70000C =1=15 表表13-5 徑向動(dòng)載荷系數(shù)徑向動(dòng)載荷系數(shù)X與軸向動(dòng)載系數(shù)與軸向動(dòng)載系數(shù)Y 0.029 沒有相同的值0.0503 0

46、.40 0.058 0.43 Fa / C0 表中沒有與計(jì)算結(jié)果相同的表中沒有與計(jì)算結(jié)果相同的Fa1/C0值，采用線性插值法求值，采用線性插值法求e 0.058 0.43 (0.029 0.4 ) 422. 0=)40. 043. 0 ( 029. 0058. 0 029. 00503. 0 +4 . 0=- - - 1 e 線性插值的原理線性插值的原理 401. 0= 2 e同理可求得 角的正切值為對邊比鄰邊 0.0503 e1 40. 043. 0 0.029058. 0 = - - 40. 0 029. 0503. 0 =tan - - 1 e a 重新查表選取判斷系數(shù)重新查表選取判斷系

47、數(shù)e 重新計(jì)算軸向力重新計(jì)算軸向力 Fd1=e1Fr1 =0.422875.65=369.52 N Fd2=e2Fr2 =0.4011512.62=606.56 N e1=0.422 e2=0.401 Fa1= Fae +Fd2 Fa2= Fd2 =606.56 N Fa1/C0= 1006.56/20000 =0.05033 Fa2/C0= 606.56/20000 =0.03033 兩次計(jì)算兩次計(jì)算 Fa2/C0 結(jié)果相差不大，故取結(jié)果相差不大，故取 重新計(jì)算軸向力重新計(jì)算軸向力 e1=0.422 e2=0.401Fa1= 1006.56 NFa2=606.56 N =400+606.56=1006.56 N 3. 求軸承的當(dāng)量載荷求軸承的當(dāng)量載荷P1和和P2 1 1 1 149. 1= 65.875 56.1006 =e F F r